Esistono molteplici meccanismi utilizzati per la produzione o la fabbricazione di metalli e componenti di metalli. Due metodi comuni includono la fusione e la forgiatura che sono in pratica da molti secoli.
Esiste la possibilità che questi due metodi possano essere considerati sinonimi in quanto a volte possono essere utilizzati in alternativa all'altro, tuttavia esistono differenze primaverili tra questi due.
Casting vs Forgiatura
La differenza tra la fusione e la forgiatura è che la fusione è il processo in cui il metallo viene riscaldato fino a quando non è fuso (cioè si scioglie) e poi inserito in un recipiente per fornire la forma necessaria, mentre nella forgiatura il metallo viene riscaldato utilizzando energia termica o meccanica e successivamente martellato per dare la forma desiderata.
Tuttavia, quanto sopra non è l'unica differenza. Un confronto tra entrambi i termini su determinati parametri può far luce su aspetti sottili:
Tabella di confronto tra fusione e forgiatura (in forma tabulare)
| Parametro di confronto | casting | forgiatura |
|---|---|---|
| Senso | Il metallo viene riscaldato fino a quando non si scioglie e successivamente viene versato in uno stampo per fornire una certa forma | Il metallo è soggetto a riscaldamento e successivamente viene martellato per fornire una forma specifica |
| Dal punto di vista delle spese/costi | Il casting è meno costoso ma dipende dai metodi impiegati | Più costoso del casting |
| Qual è il vecchio metodo? | Il casting è un processo molto antico che risale forse a migliaia di anni. | Relativamente nuovo rispetto al Casting ed è un metodo utilizzato fin dal XII secolo |
| Con quale metodo i metalli diventano forti? | I metalli non sono così forti rispetto alla forgiatura | I metalli diventano più forti |
| Idoneità per metalli complessi | sì | No |
| Idoneità per materiali di grandi dimensioni | sì | No |
| Potrebbe essere necessario che i materiali vengano ulteriormente elaborati da una macchina? | No | Sì, questo può accadere in caso di materiali complessi che potrebbero non avere la forma desiderata e quindi sono necessarie ulteriori lavorazioni a macchina |
| Quali materiali sono ideali per il casting? | Acciaio, ottone, ferro, alluminio e stagno | Acciaio legato, acciaio al carbonio, titanio, rame |
Che cos'è il casting?
La colata è il processo in cui il metallo viene riscaldato fino allo scioglimento. Mentre è allo stato fuso o liquido viene versato in uno stampo o recipiente per creare la forma desiderata. Casting in termini semplici significa qualcosa colato in uno stampo. Nella fusione, la forma liquida del metallo viene versata (sgorgata) in uno stampo (che può essere aperto o chiuso) e successivamente lasciata raffreddare allo stato solido. Questo processo consente ai materiali di prendere forma durante la fase di raffreddamento.
La colata può essere di più tipi come la pressofusione (il metallo liquido viene messo in uno stampo, cioè un metallo di forma speciale invece di uno stampo), la colata permanente (mettendo il metallo fuso in uno stampo metallico), la colata in sabbia (un processo lento in quali Casting sono realizzati spingendo un disegno specifico in una miscela di sabbia).
Inoltre, potrebbero esserci altri metodi come lo stampaggio a vuoto, la colata a cera persa, la colata in gesso, ecc. Tutti questi metodi hanno alcuni pro e contro. La colata può essere utilizzata per componenti o applicazioni più grandi o, in altre parole, dove non esiste un limite di dimensione superiore.
Il casting è un metodo preferito in tali scenari. La fusione sarà utilizzata anche per le parti considerate non adatte alla forgiatura.
Cos'è la forgiatura?
Forgiare in parole semplici significa formare qualcosa riscaldando e successivamente martellando o battendo per fornire la forma richiesta. Sotto Forgiatura, viene applicata un'elevata quantità di forza compressa per dare forma al materiale.
Anche in questo caso, una volta eseguita la forgiatura, può essere richiesto un certo grado di lavorazione per dare al materiale la forma desiderata, soprattutto in caso di materiali complessi. La forgiatura comporta l'uso di energia automatica o elettrica per fornire la forma necessaria al materiale.
La forgiatura può essere eseguita in vari metodi come stampaggio a freddo (forgiatura eseguita a temperatura ambiente), forgiatura a caldo (eseguita a temperatura ambiente superiore), forgiatura a caldo (eseguita a temperatura di ricristallizzazione). Altri metodi includono anche la forgiatura a stampo aperto, la forgiatura a stampo chiuso, la forgiatura a pressione, la forgiatura a rullo.
La forgiatura offre molteplici vantaggi come la consistenza nella struttura metallica e l'uniformità di configurazione. L'acciaio prodotto con il processo di forgiatura è considerato più resistente dal punto di vista dell'impatto.
La forgiatura è ideale per materiali di dimensioni più piccole poiché è necessario esercitare molta forza per dare al materiale una forma che potrebbe non essere possibile o molto difficile in caso di materiali di dimensioni maggiori. La forgiatura può essere adatta nei casi in cui il design del prodotto è un aspetto importante.
Principali differenze tra fusione e forgiatura
- La fusione comporta il riscaldamento del materiale fino a quando non si scioglie e successivamente il versamento in un recipiente per fornire determinate forme. La forgiatura comporta l'uso di energia meccanica e termica per riscaldare e martellare il metallo per fornire la forma desiderata.
- La fusione potrebbe non creare metalli resistenti e in grado di resistere a pressioni significative. La forgiatura può creare metalli più resistenti e resistenti poiché il processo stesso prevede la pressatura o la martellatura che fornisce la capacità del metallo di resistere alla pressione dall'inizio iniziale.
- La fusione consente di alterare facilmente la forma del metallo. Sotto Forgiatura, modellare un metallo può essere difficile poiché il metallo è allo stato solido.
- La colata può essere eseguita per materiale di grandi dimensioni. La forgiatura potrebbe non essere una scelta adatta per materiali di dimensioni maggiori in quanto diventerà difficile o applicherà forza a materiali di dimensioni così grandi.
- La fusione è meno costosa della forgiatura.
- La colata può consentire la produzione di materiali complessi o spessi. Nella forgiatura è difficile produrre materiali con una struttura complessa.
Conclusione
La fusione e la forgiatura consentono la creazione di prodotti in metallo di alta qualità e tecnicamente avanzati. Tuttavia, ci sarà anche una domanda in agguato su quale metodo dovrebbe essere il preferito per l'implementazione nel processo di produzione. Il processo di scelta può diventare difficile poiché ogni metodo offre una serie di vantaggi multipli ma distinti e presenta alcuni svantaggi.
La scelta di Casting o Forging dipenderà dalla valutazione di molteplici fattori come il costo, il tipo di componenti, le dimensioni e la complessità dei componenti, il prodotto finale previsto, il fattore tempo, ecc.
Pertanto, è importante valutare questi aspetti e anche le esigenze individuali prima di decidere di adottare il processo di fusione o forgiatura. Sarebbe un'idea prudente se la valutazione delle loro sottili differenze fosse intrapresa prima di decidere sul loro uso poiché entrambi i metodi differiscono l'uno dall'altro da un punto di vista pratico.
Si suggerisce la consulenza di esperti, in particolare di agenti esperti nella produzione di metalli/materiali, per sfruttare appieno i vantaggi dell'utilizzo della fusione o della forgiatura nella pratica reale per ottenere prodotti finiti di qualità superiore.
- https://www.scientific.net/SSP.116-117.34
- https://journals.co.za/content/ergosa/22/1/EJC33288
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S09215093970008101
