La colata in cera persa

Con l’espressione “colata in cera persa” si intende una tecnologia fusoria che va dall’ambito artistico alla produzione in serie di componenti di forma complessa e a elevata precisione, settore in cui si parla propriamente di “investment casting” o “microfusione”.

Le origini di questa tecnica così versatile sono molto antiche: popoli quali antichi cinesi, egizi, incas e aztechi la impiegarono in epoche differenti [1]. La capacità di fondere il rame, già attestata prima del 4.000 a.C., unita alla realizzazione dapprima di stampi in pietra sostituiti, poi, da modelli in cera d’api, ricoperti d’argilla e successivamente riscaldati per consentire l’evacuazione della cera e il consolidamento dell’argilla, fu destinata principalmente alla creazione di sculture religiose e gioielli [2]. E’ nella Grecia arcaica che la colata in cera persa trova larga diffusione per la realizzazione di statue monumentali anche a seguito dell’introduzione delle anime, che permettevano di ottenere strutture cave.

L’esperienza greca trova terreno fertile a Roma, dove già in epoca etrusca era assai praticata. La lega solitamente utilizzata era il bronzo grazie alla piacevolezza estetica e alla buona resistenza agli agenti atmosferici. E al periodo della Magna Grecia, attorno al 600 A.C., che, ad esempio, risalgono i noti “Bronzi di Riace“, realizzati proprio tramite colata in cera persa.

Dopo un periodo di oblio nel medioevo, è durante il rinascimento italiano, nella Firenze del tardo XIV secolo, che questa tecnologia vede la sua massima diffusione nella realizzazione di molte opere monumentali di grande valore artistico: a questa epoca risale il “Trattato dell’oreficeria e della scultura” (1568) di Benvenuto Cellini, in cui l’autore descrive ampiamente alcuni aspetti della colata in cera persa, tecnica con la quale lui stesso realizzò la sua opera “Perseo con la testa di Medusa”.

L’utilizzo di questa tecnica è attestato anche nel XVII e XVIII secolo alla corte dei Re di Francia per la produzione di statuette in bronzo e gioielli.

Non si ebbero innovazioni sostanziali fino agli inizi del XX secolo, periodo in cui questa tecnologia venne impiegata per la realizzazione di corone di denti e componenti per applicazioni ortopediche in lega CoCr.

Fu, però, l’avvento della seconda guerra mondiale a dare la vera spinta alla diffusione a livello industriale di tale tecnica per la realizzazione di turbine e turbocompressori per aerei e bombardieri, consolidatasi, poi, negli anni successivi per impieghi militari, aeronautici e aerospaziali, grazie alla capacità dei componenti realizzati di sopportare forti sollecitazioni ad altissime temperature in ambienti aggressivi.

Oggigiorno questo processo trova largo impiego non solo per la fabbricazione di gioielli, ma anche in ambito industriale nei settori aerospaziale, aeronautico, militare e, in generale, per la produzione di particolari di precisione, tra cui prototipi, componenti automotive, pale di turbina, realizzati con materiali difficilmente colabili tramite tecnologie tradizionali e con geometrie anche molto complesse.

Per quanto riguarda l’ambito artistico, moltis- sime sono le opere realizzate in colata in cera persa sparse per il mondo: a titolo di esempio è riportata, in Figura 1, la statua di Bill Mazeroski, a Pittsburgh (PA), prodotta da Caggiati Matthews International.

Il processo di colata in cera persa

Sempre per quanto concerne l’arte, il processo di colata in cera persa prevede in primo luogo la realizzazione del modello da parte dell’autore; successivamente, si ottiene il calco in gomma siliconica, detto “stampo madre“, del modello. Solitamente le statue sono cave, per cui all’interno del calco viene predisposta un’anima, mantenuta in posizione tramite un opportuno sistema di chiodi. La realizzazione di una intercapedine con il calco, di estensione pari allo spessore futuro del pezzo, consente la colata di cera al suo interno in modo tale da ottenere un modello in cera dal calco. Dopo aver predisposto i canali di colata, che serviranno per garantire la fuoriuscita della cera fusa, l’evacuazione dell’aria e il successivo apporto di metallo liquido, è necessario produrre lo stampo: si tratta di un blocco di materiale refrattario, tipicamente gesso, posizionato attorno al modello. Lo stampo così realizzato viene quindi inserito in appositi forni per favorire la fuoriuscita della cera e, aumentando le temperature, anche il consolidamento del refrattario stesso: si ottiene, così, il negativo del pezzo in materiale refrattario. A questo punto, la cavità, lasciata libera dalla cera, viene riempita dal metallo fuso che viene fatto solidificare e raffreddare prima dell’estrazione del getto così prodotto che viene, poi, sottoposto a operazioni di finitura quali, per esempio, cesellatura e patinatura.

 

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Source: Stampi
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