Il progetto Rheozama

Gli obbiettivi

La Mambretti Metalli, con il progetto RHEOZAMA, ha investigato la fattibilità e l’efficacia del processo di pressocolata in semisolido per la camera calda. Il punto chiave del progetto è stato quello di ottenere la formazione dello Slurry a temperature superiori a quelle di liquidus, bypassando in questo modo le attuali criticità di applicazione del semisolido alla camera calda.
Mambretti, al fine di raggiungere tale scopo, ha adattato la tecnologia dello slurry alle presse in camera calda, attraverso alcune modifiche strutturali al gruppo iniezione della pressa, modifiche all’unità di formazione dello Slurry, e l’introduzione di nuove tecnologie digitali per il monitoraggio, l’integrazione con altre periferiche della pressa e la gestione del processo.
Il riempimento della cavità stampo avviene quando il metallo non è nella fase liquida bensì in una fase intermedia in cui all’interno del metallo liquido vi siano già particelle solide (struttura granulare dispersa e sospesa nella fase liquida). Per ottenere getti di alta qualità è stato necessario lo sviluppo di lubro-distaccanti ad hoc per ovviare alle difficoltà intrinseche di applicazione del semisolido ad una lega che solidifica tanto velocemente.

Cos’è lo slurry – vedi il video

Implementazioni digitali

L’utilizzo del semi-solido rende necessario lavorare a temperature più basse e di conseguenza la quantità di lubro-distaccante (unitamente al tempo di lubrifica) è minore rispetto al processo standard. Il progetto ha realizzato che la fase di lubrifica avvenga – non più attraverso spruzzatori o teste di lubrifica – ma attraverso l’unità del vuoto. Infatti, a stampo chiuso, utilizzando la valvola del vuoto che costituisce un canale di collegamento tra la cavità stampo e l’ambiente esterno, prima dell’aspirazione dell’aria, l’unità del vuoto veicola all’interno dello stampo il lubro-distaccante nebulizzato sotto forma di aerosol. I vantaggi potenziali di questa applicazione sono molteplici: drastica diminuzione della quantità di distaccante utilizzato e conseguente riduzione dello smaltimento dei reflui; riduzione significativa del tempo di stampo aperto che implica la minore riduzione della temperatura dello stampo durante la fase di stampo aperto. Il minore shock termico dello stampo (minore variazione della temperatura durante il ciclo) implica una maggiore durata dello stampo stesso.

La seconda implementazione è quella del sistema di visione integrato. Nella pressocolata di zama a camera calda il tempo ciclo è spesso molto veloce (tra i 10 e i 30 secondi) e gli stampi hanno spesso multi-cavità (impronte multiple). Il semi-solido ha viscosità maggiore del liquido e il corretto riempimento di tutte le cavità diventa un target fondamentale non facilmente ottenibile. Il progetto ha previsto che il sistema di visione controlli ad ogni ciclo che il riempimento di tutte le figure sia avvenuto in modo corretto (inclusi pozzetti e sfiati) e che possa dialogare digitalmente con il sistema pressa/slurry maker per eventuali modifiche al processo.

Scopri la lubrifica a stampo chiuso

I miglioramenti dovuti al progetto Rheozama

I miglioramenti apportati dal processo di rheocasting sono:

• Getti privi di porosità da gas: il semisolido consente un flusso meno turbolento e di conseguenza l’aria intrappolata è ridotta o eliminata (in combinazione con il vuoto) ottenendo getti di elevatissima qualità estetica;
• Risparmi energetici dovuti al mantenimento del forno a temperature più basse rispetto al processo standard;
• Minor utilizzo di lubro-distaccante e tempi ciclo più bassi: il semi-solido richiede un minor utilizzo di lubro-distaccante, per cui il tempo di lubrifica si riduce, si riduce anche il tempo di solidificazione (partendo da una temperatura più bassa del metallo liquido) e di conseguenza si riduce notevolmente il tempo ciclo;
• Maggiore durata degli stampi: grazie al minor contenuto di calore scambiato tra lo stampo e il getto durante il processo di colata, riducendo così i costi di manutenzione e sostituzione degli stampi;
• Costi minori per la gestione dei reflui e minor impatto ambientale. L’emissione di CO2 si riduce e migliora e l’impatto ambientale complessivo (minore Carbon Footprint) in relazione ad un ridotto utilizzo dei distaccanti, una ridotta gestione e smaltimento dei fanghi generati dai reflui, una minore temperatura del forno di fusione e una minor tasso di scarto dei getti prodotti.

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