Che cos'è la fonderia? Guida completa alla definizione di fonderia

Cosa significa Foundry?

Che cos'è una fonderia? Le fonderie sono fabbriche specializzate che forniscono servizi di fusione di metalli. Svolgono un ruolo fondamentale nella vita e nell'economia moderna, poiché molti componenti vengono prodotti in queste fonderie.

Per definire una fonderia, si tratta di una fabbrica manifatturiera che produce getti fondendo il metallo, inserendo il metallo fuso in uno stampo e formando poi i pezzi finali.

Uno dei metodi di produzione più antichi al mondo, la fusione dei metalli in fonderia ha una storia ricca di secoli. Nonostante la sua età, l'industria si è evoluta, adottando tecnologie e processi avanzati. Le fonderie moderne sfruttano la progettazione assistita da computer (CAD), la robotica e la simulazione digitale per migliorare la precisione e l'efficienza dei processi di fusione.

Negli Stati Uniti ci sono oltre 2.500 fonderie, per lo più in industrie ad alta tecnologia. A livello globale, il numero si estende a decine di migliaia, a dimostrazione dell'importanza del settore. In particolare, l'industria cinese della fusione svolge un ruolo chiave a livello globale, con molte fonderie di alta qualità e una catena di fornitura completa.

La tecnologia ha rivoluzionato il settore delle fonderie e l'enfasi sulla sicurezza e sulle procedure standardizzate ha trasformato l'industria. Le fonderie di oggi non sono più come quelle di 50 anni fa.

Che cos'è la fonderia di metallo? Ecco una spiegazione completa di tutto ciò che c'è da sapere sulla fonderia.

Quali sono i diversi tipi di fonderia in base al metallo?

Poiché le fonderie fondono il metallo per produrre i componenti metallici finali utilizzati nei settori industriali, il tipo di metallo utilizzato è un elemento di distinzione fondamentale tra i diversi tipi di fonderia.

Ghisa è uno dei metalli più comunemente trattati per le fonderie, ampiamente utilizzato nei macchinari per l'edilizia, l'agricoltura e l'industria mineraria.

La fonderia per la fusione dell'acciaio è un'altra importante tipologia di fonderia, che produce tipicamente parti in acciaio quali acciaio inox, acciaio al carbonio, acciaio al manganese.

Oltre al ferro e all'acciaio, l'alluminio è un tipo di metallo in crescita per le fonderie di colata, da quando l'automobile è passata a veicoli a trazione elettrica. Le fonderie tradizionali di ferro e acciaio stanno subendo un calo, perché i componenti in ferro e acciaio sono troppo pesanti rispetto a quelli in alluminio.

Infine, ci sono altre fonderie di leghe che lavorano ottone, nichel e bronzo. La fonderia consente la libertà di progettazione con forme, dimensioni e materiali desiderati.

Tipi di fonderia per fusione di metalli per processi

Diversi tipi di processi di fusione dei metalli definiscono la fonderia di fusione dei metalli, ciascuno con le sue caratteristiche e applicazioni. Ecco alcuni tipi comuni di processi di fusione dei metalli:

1. Fonderia di colata in sabbia: la colata in sabbia si distingue come uno dei metodi di fusione più popolari. Consiste nell'utilizzare una miscela di sabbia e legante per creare stampi. Questo metodo è flessibile e si adatta a vari metalli, il che lo rende ideale per la produzione di pezzi grandi e complessi che non richiedono superfici precise.
2. Fonderia per la fusione di investimenti: Conosciuto anche come fusione a cera persa, questo processo prevede la creazione di un modello in cera, il suo rivestimento con un guscio e la successiva fusione della cera per lasciare una cavità in cui versare il metallo. Viene utilizzato per pezzi complicati e dettagliati, spesso con un alto grado di precisione e resistenza.
3. Fonderia di stampaggio a conchiglia: lo stampaggio a conchiglia è il tipo più in voga al giorno d'oggi ed è una variante della colata in sabbia che utilizza una sabbia resinata che viene pre-rivestita con un sottile guscio di resina termoindurente. Questo processo consente di migliorare le finiture superficiali e la precisione dimensionale rispetto al processo di fonderia in sabbia.
4. Fonderia di pressofusione: Nella pressofusione, il metallo fuso viene spinto in una cavità dello stampo ad alta pressione. Questo processo è noto per la produzione di pezzi con elevata precisione e finiture superficiali lisce. È comune per la produzione di parti di automobili e di elettronica di consumo.
5. Fonderia di colata centrifuga: Questo processo prevede la rotazione di uno stampo ad alta velocità mentre vi si versa il metallo fuso. La forza centrifuga distribuisce il metallo in modo uniforme, creando pezzi ad alta densità e con pochi difetti. È utilizzato per la produzione di tubi e parti cilindriche.
6. Fonderia a schiuma persa: In questo processo, si costruisce un modello di schiuma e lo si seppellisce nella sabbia. Quando il metallo viene versato nello stampo, il modello in schiuma evapora, lasciando una cavità per il metallo. È adatto a progetti complessi e a pezzi unici. Di solito è un'opzione più economica per i pezzi che non hanno uno standard elevato.

Il processo produttivo della fonderia

Il primo passo è la realizzazione dello stampo di colata. Questa fase può cambiare a seconda del processo. Tuttavia, dopo la realizzazione dello stampo, il processo di produzione è simile:

1. Preparare lo stampo e fissarlo
2. Versare il metallo fuso nello stampo.
3. Lasciare raffreddare il metallo.
4. Rimuovere la colata indurita dallo stampo.
5. Rimuovere il metallo in eccesso dalla fusione finale.
6. Il prodotto finale è lucido e rifinito.

La fabbricazione di uno stampo è la prima fase del processo di fusione dei metalli. Il metallo da fondere sarà versato e raffreddato in questo stampo. La scelta del materiale per lo stampo dipende dal metallo e dalla forma desiderata del prodotto finale; la sabbia è una scelta comune. Tuttavia, i lavoratori possono utilizzare anche metalli, materiali per la microfusione e altri materiali.

Per fondere metalli di vario tipo si utilizzano forni di vario tipo. Cupole, archi elettrici, induzione, focolare o riverbero e crogiolo sono esempi di diversi tipi di forni. Poiché i metalli hanno proprietà diverse, richiedono input diversi. Ogni tipo produce un rifiuto pericoloso specifico.
Successivamente, quando il metallo si scioglie, viene versato nella colata precedentemente creata e lasciato raffreddare e fissare.

Per creare la cavità di uno stampo, si mescolano sabbia silicea, umidità, oli e sabbia verde. La cavità viene poi riempita di metallo. Il metallo viene facilmente estratto dallo stampo una volta raffreddato. Questo tipo di sabbia deve resistere a temperature e pressioni elevate, consentendo la fuoriuscita dei gas, mantenendo una granulometria ridotta e non essendo reattiva con i metalli.

Attrezzature per progetti di fonderia

La meccanizzazione è prevalente nelle fonderie moderne. Le apparecchiature e le attrezzature necessarie per la produzione di sagome e anime, per la colata e per la formatura sono facilmente reperibili nelle fonderie moderne. Forni di fusione giganteschi, trasportatori, siviere, gru, carrelli elevatori e recipienti di trasferimento sono tra gli elementi dell'elenco. Tutte le attrezzature per la lavorazione delle fonderie sono in grado di sopportare gli elevati livelli di calore prodotti in un'officina di fusione.
I metalli determinano il tipo di attrezzatura utilizzata da una fonderia;

1.  I forni elettrici ad arco sono adatti per trattare l'acciaio
2.  È più probabile che un forno a induzione venga utilizzato da una fonderia che si occupa di rame.

Le dimensioni di un forno possono variare da una piccola unità da tavolo a una che pesa diverse tonnellate. La scala di produzione varia da un quarto di oncia a molte tonnellate. Le macchine per la creazione di modelli e stampi e la maggior parte delle altre attrezzature per fonderia hanno la stessa variabilità di modelli e dimensioni.

Tipi di forni per fonderia

Prima di iniziare con i dettagli del processo di fonderia, è necessario esaminare i diversi tipi di forni che l'industria della fonderia utilizza per modellare i metalli.

1. Forni a induzione; offrono alta qualità e facilità d'uso.
2. Forni a crogiolo; gestiscono le alte temperature
3. Forni Cupola
4. Forni elettrici ad arco

Gli sprechi del processo di fonderia

I rifiuti di fonderia sono determinati dal tipo principale di metallo e dal processo di fonderia.

• I maggiori inquinanti sono soprattutto i rifiuti gassosi. Sono presenti metalli, molecole organiche semivolatili e composti organici volatili. Questi gas possono essere catturati con sistemi di controllo delle emissioni.
• L'acqua per il congelamento del metallo può generare rifiuti liquidi nelle fonderie. Inoltre, anche l'acqua per la pulizia dei pavimenti e altri interventi di manutenzione può creare rifiuti liquidi. È possibile costruire un impianto di trattamento dell'acqua per evitarne lo spreco.
• Le scorie, la sabbia, i refrattari sprecati e le polveri di riduzione delle emissioni sono tutte fonti di rifiuti solidi. A questo scopo si utilizzano la bonifica della sabbia, la bonifica della sabbia a secco, la bonifica della sabbia a umido, la bonifica della sabbia per attrito e altri processi. La sabbia può anche essere riutilizzata per altri scopi.
• Una fonderia produce anche scorie ed emissioni come rifiuti. Queste possono essere riciclate direttamente nel forno per raccogliere il metallo recuperabile. La galvanizzazione termica e la nichelatura elettrolitica sono altri due metodi di fonderia unici.

Tipi di sabbia per fonderia

Di seguito sono riportate le sabbie da fonderia più comunemente utilizzate:

Vantaggi del design del centro di fonderia

I vantaggi più evidenti e comuni dei progetti di centri Foundry sono:

• Con le applicazioni di fusione è possibile realizzare progetti complessi
• La moderna fusione in fonderia è efficiente
• Prodotti di alta qualità dalla fusione in fonderia
• Un buon fornitore di servizi riduce i difetti
• La fonderia fornisce risultati più dettagliati di qualsiasi altro settore, compresa la tornitura.

Date un'occhiata alle applicazioni qui sotto in cui il processo Foundry sta funzionando a meraviglia.

Le fonderie forniscono articoli in metallo per l'industria ferroviaria, tra cui tubi, parti di motore, componenti di motori e altri macchinari pesanti. La fusione viene utilizzata per produrre quasi tutti gli articoli metallici.

Le fonderie sono luoghi in cui i metalli possono essere fusi in particolari forni e poi versati in stampi per creare un prodotto. Le fonderie sono solitamente classificate in base al tipo di metallo che lavorano, come ad esempio una fonderia di ferro, una fonderia di ottone, una fonderia di bronzo e così via.

Per la fusione si utilizzano rame, alluminio, acciaio, ferro, bronzo e altre leghe. In genere, le fonderie sono specializzate in uno o più tipi di metallo. La pressofusione a gravità è un metodo per produrre getti versando il metallo fuso in stampi di sabbia.

Si utilizzano anche altri metodi di colata, come la pressofusione a compressione e la pressofusione centrifuga. Nella pressofusione, il metallo stampato viene utilizzato per la fabbricazione di tubi e altri prodotti correlati. Uno stampo rotante in cui viene versato il metallo liquido costringe il metallo a diffondersi verso l'esterno e attraverso i contorni dello stampo.

I dati sopra riportati sono tratti da Google Trends - 2019-2022

Tendenze del settore della fonderia

Il settore della fonderia sta subendo alcuni cambiamenti epocali che avranno un impatto sulla qualità e sui prezzi per gli utenti finali. La tecnologia di fonderia è progredita nel tempo e le attività fondamentali di fonderia sono variate e cambiate. In generale, la scala, la meccanizzazione e la lucidatura in loco sono i temi più importanti.

I nuovi forni sono più significativi, più robusti e più efficienti rispetto alle generazioni precedenti. Pur avendo un numero di fonderie inferiore a quello di India e Giappone, gli Stati Uniti producono la seconda maggiore quantità di metallo fuso a livello globale, con 12.250.000 tonnellate.

La Cina supera notevolmente la concorrenza con una produzione annua di circa 44.500.000 tonnellate. Per un elenco dei principali produttori di getti, consultate questo sito Guida alle migliori fonderie di acciaio in Cina.

Sebbene il costo delle materie prime sia diminuito, soprattutto dei rottami metallici riciclati, l'azienda continua a lottare con i profitti a causa del rapido aumento dei costi di manodopera. L'aumento del costo della manodopera è una spinta primaria per l'automazione, che è particolarmente importante nella fonderia perché è pericolosa e sgradevole per gli esseri umani. Le parti di automobili, le ruote ferroviarie e altre parti di colata producibili in serie potrebbero beneficiare di una svolta nell'automazione della fonderia.

Domande frequenti

Cosa riserva il futuro di Foundry?

L'alluminio è in crescita nel futuro della fonderia. I sistemi specifici per l'alluminio devono combinarsi armoniosamente per soddisfare le richieste del mercato globale in via di sviluppo per le fusioni di alluminio complicate. Le auto e le moto a energia rinnovabile utilizzano fusioni in alluminio. L'acciaio inossidabile rimarrà la scelta principale per le fusioni che richiedono alta qualità e forti proprietà meccaniche.

Qual è la differenza tra un progetto di fonderia e una società di fusione?

Nella maggior parte dei casi, si tratta di sinonimi, a meno che l'azienda di colata non fornisca solo servizi di commercio di parti di colata senza capacità di produzione. I servizi di fusione dell'acciaio sono forniti dalle fonderie, che sono fabbriche. Le fonderie producono getti come prodotto finale.

In un progetto di fonderia, cosa succede?

I progetti di fonderia sono solitamente progetti di fusione personalizzati tra gli acquirenti di pezzi fusi e le fonderie, che consistono nello sviluppo di nuovi prodotti in metallo, nella campionatura e nel collaudo e nella produzione di massa.

Quali sono i componenti di una fonderia?

Grandi forni di fusione, carrelli elevatori, gru, siviere, nastri trasportatori e recipienti di trasferimento sono tra gli elementi dell'elenco.

Come si chiama un operaio di fonderia?

I dipendenti più qualificati delle fonderie sono i modellatori, gli stampatori a mano e i creatori di anime a mano. Spesso imparano le loro abilità attraverso programmi di apprendistato ufficiali che durano circa quattro anni.

Di cosa è fatta la sabbia da fonderia?

La sabbia per fonderia è tipicamente costituita da sabbia silicea o lacustre di alta qualità, pulita e di dimensioni costanti, legata per creare stampi per fusioni di metalli (ferro e acciaio) e non ferrosi (rame, alluminio e ottone).

Sintesi

Tradizionalmente gli ambienti di fonderia sono caldi e sudati. Sono necessari elmetti, protezioni per gli occhi, schermi facciali, indumenti spessi e rivestiti di alluminio e altri dispositivi di protezione. Le fonderie utilizzano tetti alti per consentire la circolazione dell'aria fresca. Le fonderie moderne hanno adottato nuove attrezzature e design di fabbrica per rendere le condizioni di lavoro più gradevoli. Metalli Dawang ha costantemente investito risorse per migliorare le strutture e la tecnologia di colata, guidando l'industria dei servizi di colata.

Oggi il processo di fonderia è un processo metallurgico fondamentale. Questo conclude la nostra discussione sulla definizione di processo di fonderia, le applicazioni, i tipi, le attrezzature, la sabbia e le procedure.