Prototipazione
Metodi di Prototipazione Disponibili
I prototipi, di solito, sono lavorati meccanicamente a partire dal materiale fuso, oppure possono essere ottenuti direttamente dal processo di fusione. La colata in sabbia e la fusione a cera persa sono le tecniche utilizzate più frequentemente; in alternativa può essere impiegata anche la fusione in stampi di gesso, con risultati davvero ottimi. Secondo il percorso desiderato è possibile realizzare sia modelli per la colata in sabbia che per la produzione di stampi a cera persa. Tecniche definite di “prototipazione rapida”, come la stereolitografia, la Fused Deposition Modelling (FDM) e la Laminated Object Manufacture (LOM) sono sempre più comuni. Comunque, in molti casi la lavorazione meccanica od artigianale dei modelli rappresenta ancora la strada più efficace, soprattutto per contenere i costi.
I modelli polimerici derivanti dalla prototipazione rapida possono essere utilizzati direttamente per la fusione a cera persa, anche se è meglio fondere uno stampo in gomma al silicio per permettere la produzione della quantità desiderata di cere. Se il processo di colata a cera persa è di per sé ragionevolmente accurato, l’accuratezza del getto dipende dal processo con cui sono state realizzate le cere. E’ improbabile che il processo di colata a cera persa, utilizzando modelli da prototipazione rapida, possa avvicinarsi al grado d’accuratezza raggiunto con la pressofusione di una lega di zinco. Una possibile eccezione è rappresentata dalla lavorazione meccanica di un pezzo campione seguito dalla fusione di uno stampo epossidico rigido per cere.
Quando è già in produzione un componente con una configurazione simile a quella del prodotto finale che si desidera produrre, esso spesso può essere modificato ed utilizzato come modello per la realizzazione di uno stampo in gesso. Questo processo è utile soprattutto quando il modello deve essere leggermente ingrandito per compensare il ritiro da solidificazione. Lo stampo intermedio in gomma può essere “accresciuto” (espanso), entro certi limiti, così da tenere conto del ritiro del materiale.
La fusione in sabbia è spesso giudicata come un processo abbastanza rudimentale, in grado di produrre soltanto pezzi con tolleranze non sufficientemente strette e con finiture grossolane. Ad ogni modo, alcune fonderie sono in grado di raggiungere delle buone finiture superficiali, sebbene le tolleranze siano inevitabilmente più ampie rispetto a quelle ottenibili con la pressofusione e non sia possibile raggiungere delle sezioni di parete inferiori a circa 1.8mm.
Ad oggi sono in uso altri metodi di fusione dei prototipi, brevettati ed opportunamente custoditi, che consentono di ottenere prototipi dalle caratteristiche qualitativamente elevate. Tutti questi processi prevedono l’esecuzione di uno stampo matrice che garantisce la possibilità di realizzare più di 1000 getti.
E’ quasi scontato che, qualunque sia il processo di fusione utilizzato, esso richieda comunque la lavorazione meccanica del getto in modo da ottenere un prototipo conforme alle dimensioni specifiche del pezzo ottenuto per pressofusione.