La fusione diretta a cera persa, o semplicemente fusione a cera persa, è una tecnica di stampaggio molto popolare che può essere usata per fabbricare parti di grandi o piccole dimensioni in un’ampia gamma di metalli. Nata oltre 5000 anni fa, la fusione a cera persa consente ai creatori di lavorare numerosi materiali ed è uno dei modi più semplici per creare parti in metallo.

La fusione a cera persa consiste nel creare uno stampo cavo da un master scolpito a mano o stampato in 3D. Il master viene immerso in un materiale refrattario per la fusione (o "materiale di rivestimento") che si asciuga e si indurisce. Il modello di cera o stampato in 3D brucia, lasciando uno stampo negativo del progetto. Il metallo viene versato in questa cavità per creare la parte finale.

I modelli di cera per gioielli dal design ricercato sono difficili da produrre a mano e, in un mondo in cui la domanda di accessori di moda rapidamente disponibili è in continua crescita, i pezzi realizzati a mano difficilmente riescono a tenere il passo della produzione. I materiali specializzati e le stampanti 3D in-house a prezzi accessibili, come quelle di Formlabs, stanno cambiando il modo di lavorare dei produttori e designer di gioielleria, portando la qualità di livello industriale sulla scrivania e facilitando la produzione e l’adattamento di geometrie complesse che una volta richiedevano ore di meticoloso lavoro.

Per maggiori informazioni sull'utilizzo della True Cast Resin, leggi il nostro articolo di assistenza qui. 

Usa un software CAD come RhinoGold, JewelCAD o 3Design per portare le tue parti dall'idea al modello stampato in 3D usando le buone pratiche seguenti.

Prodotti indicati:

True Cast Resin: un materiale contenente cera, progettato per la colata di precisione di articoli di gioielleria e componenti ingegneristici complessi con spessore massimo di 5 mm. Consente di ottenere parti ad accuratezza elevata con superfici straordinariamente dettagliate e lisce.

Castable Wax 40 Resin: una resina per la fusione diretta con elevato contenuto di cera, che offre una praticità di fusione superiore e in grado di adattarsi a un'ampia gamma di caratteristiche, tra cui fori per incastonature e incisioni.

Castable Wax Resin: una resina con ridotto contenuto di cera ed elevata stabilità allo stato grezzo, adatta per strutture ultrasottili come la filigrana a intreccio.

È possibile stampare in 3D canali di colata più sottili per risparmiare lavoro e per migliorare il riempimento dello stampo nelle zone con dettagli di piccole dimensioni. Progetta canali di colata dritti o che si assottigliano verso la parte.

I supporti aggiunti in PreForm non dovrebbero essere usati come canali di colata. Se hai intenzione di stampare in 3D i canali, raccomandiamo di incorporarli direttamente nel progetto CAD.

Lo straordinario grado di dettaglio della Castable Wax Resin ti permette di creare parti dai complessi decori in filigrana. Questi sottili intrecci di filo sono complicati da realizzare mediante fusione, ma sono fattibili se si progettano con attenzione i canali.

È possibile stampare intrecci sottili con fili di 0,3 mm di diametro. La filigrana stampata è fragile ed è facile danneggiarla rimuovendo i supporti. Progetta le parti in filigrana in modo che siano il più possibile autoportanti.

Nei modelli in filigrana, i canali di colata stampati in 3D possono avere una doppia funzione, servendo anche come "supporti" da rimuovere dopo la fusione. Per evitare che il metallo si raffreddi in questi sottili canali, aggiungi canali d'immissione del metallo in numerosi punti sul bordo della filigrana a intreccio.

Lavare attentamente le parti con alcol isopropilico al 90% è un passaggio essenziale per l’ottenimento di una fusione pulita. Un eccesso di resina non polimerizzata potrebbe interferire con la polimerizzazione del rivestimento e causare difetti di fusione.

Fai asciugare la parte completamente dopo averla rimossa dal bagno di alcool isopropilico. Usa un getto di aria compressa per assicurarti che l’alcool isopropilico evapori completamente prima di procedere alla polimerizzazione post-stampa e alla fusione. Se le parti risultano ancora appiccicose dopo il lavaggio e l’asciugatura, è possibile che sia necessario sostituire l'alcool isopropilico.

Per i tempi di lavaggio, consulta la nostra pagina di assistenza.

La polimerizzazione post-stampa non garantisce migliori risultati di fusione, a meno che le parti non siano state sottoposte a un lavaggio insufficiente. È possibile effettuare la polimerizzazione post-stampa delle parti per aumentarne la stabilità allo stato grezzo, in caso di rottura delle parti durante l'applicazione dei canali di colata. Se le parti stampate sono fragili, raccomandiamo di sottoporle a polimerizzazione post-stampa dopo aver rimosso i supporti. Le parti grezze sono più flessibili e meno soggette a fratture quando si recidono i supporti. Le punte rimanenti possono essere levigate con carta abrasiva con grana 1000 dopo la polimerizzazione post-stampa. 

Per i tempi di polimerizzazione post-stampa e le impostazioni, controlla qui per la Form Cure V2, e qui per la Form Cure V1. 

Fissa le stampe post-elaborate a uno dei canali di colata principali in cera usando la cera del canale. Sciogli la cera in modo da creare giunture lisce fra ogni modello stampato e il rispettivo canale d'immissione.

Disponi le parti più spesse nella parte inferiore e quelle più sottili nella parte superiore dell'albero. Le parti stampate in 3D potrebbero richiedere un distanziamento leggermente maggiore rispetto a un albero di cera tradizionale. Se stai trattando parti di grandi dimensioni con scocca sottile, assicurati di riempire con la cera eventuali fori di drenaggio per evitare che il materiale di rivestimento penetri nella stampa.

Formlabs sconsiglia di immergere i modelli stampati in 3D in film protettivi per la fusione. Tali film potrebbero interferire con la capacità della resina di disperdere la cera liquida durante il riscaldamento.

I seguenti passaggi illustrano la procedura standard per la preparazione del cilindro di stampo. Una macchina per il rivestimento sottovuoto aiuta a miscelare, degassare e colare il rivestimento in modo uniforme, facile e pulito. In alternativa, è possibile usare un miscelatore e una camera sottovuoto separati.

Formlabs consiglia il materiale di rivestimento per gioielli Certus Prestige Optima sia per la True Cast Resin, la Castable Wax 40 Resin e la Castable Wax Resin. La Castable Wax 40 Resin ti offrirà una maggior libertà nella scelta dei materiali di rivestimento. Se stai fondendo modelli particolarmente difficili, valuta la possibilità di passare a un materiale di rivestimento più resistente in fosfato legato a caldo, come il Nobilium Microfire. Se usi materiali di rivestimento alternativi, tieni in considerazione le raccomandazioni di combustione del produttore.

Posiziona il cilindro di fusione nel forno di cottura e riscalda in base al piano di combustione consigliato. Apporta modifiche in base alle istruzioni relative al rivestimento, alle dimensioni del cilindro e alla quantità di materiale stampato.

Formlabs raccomanda l’utilizzo di un forno ben ventilato (con entrata e uscita dell'aria) per garantire un flusso d’aria sufficiente in tutta la camera ed espellere completamente la resina trasformata in vapore.

Combustioni significativamente più brevi (4-8 ore) sono limitate a geometrie leggere e a materiali di rivestimento robusti in fosfato legato a caldo. I materiali di rivestimento in fosfato legato a caldo permetteranno una combustione più rapida con tutte le resine per fusione di Formlabs.

Consigli:

• La ventilazione è essenziale, ma può causare una diminuzione della temperatura all'interno del forno. Controlla il forno e la temperatura del cilindro e adatta il processo sviluppando un piano di combustione adatto alla tua attrezzatura.
• Qualora usi una ventilazione attiva, aumenta il più possibile il risucchio per aumentare il flusso d’aria all'interno del forno.
• Se il forno è pieno, la combustione dei cilindri risulterà meno efficace. Attacca un generatore di ossigeno o un erogatore d'aria a bassa intensità al forno per incrementare il flusso d'aria.

Rimuovi lo stampo dal forno di cottura e cola il metallo. Le macchine di colata a centrifuga o sottovuoto, quali ad esempio la Neutec J2R (Stati Uniti) e le serie Indutherm MC (UE) sono semplici da usare e da controllare. Dopo aver effettuato la colata, tempra con cautela lo stampo in acqua e lava via il rivestimento.

Formlabs ha testato processi di fusione con oro, argento e bronzo da modelli in True Cast Resin, Castable Wax 40 Resin e Castable Wax Resin. La compatibilità con i metalli è una proprietà che dipende principalmente dal materiale di rivestimento. Metalli differenti richiedono gradi diversi di resistenza termica del materiale di rivestimento.

Le resine Formlabs per la colata diretta richiedono temperature di almeno 732 °C per completare la combustione. In caso di dubbi riguardo la compatibilità della resina con uno specifico materiale di rivestimento, rivolgiti al produttore per maggiori informazioni.

Formlabs offre la True Cast Resin, la Castable Wax 40 Resin e la Castable Wax Resin per la creazione di gioielli mediante fusione a cera persa. La Castable Wax 40 Resin è progettata per offrire una maggior flessibilità nel piano di combustione, e risultati migliori se sei alle prime armi. La Castable Wax Resin richiede un rispetto rigoroso delle linee guida per la combustione e alcune limitazioni alla geometria della parte per ottenere risultati di alta qualità.

I piani di cottura consigliati per ogni materiale sono indicati di seguito. Sono pensati per l'utilizzo con Certus Prestige Optima o con un materiale di rivestimento equivalente.

Per una ripartizione completa dei tempi e delle temperature in base al materiale di rivestimento e al metallo, consulta la nostra guida all'uso della True Cast Resin.

L'impeccabile processo di stampa delle stampanti 3D SLA di Formlabs, insieme all'elevata accuratezza e alla finitura superficiale liscia che permette di ottenere, consente di passare direttamente dal design alla produzione. Che tu voglia stampare in 3D pezzi di prova, gioielli personalizzati pronti alla fusione oppure master per stampi riutilizzabili per gioielleria, Formlabs ha il materiale che fa al caso tuo. Esplora le stampanti 3D SLA di Formlabs per saperne di più, oppure contatta il reparto vendite per trovare la soluzione giusta per la tua applicazione. 

Un ringraziamento speciale a Lars Sögaard Nielsen e alla KEA (scuola di design e tecnologia di Copenaghen) per aver concesso a Formlabs di documentare il loro procedimento di fusione.