Studio, simulazione ed analisi del processo di colaggio a cera persa in ambito industriale = Study, simulation and analysis of the lost-wax casting process in industrial field

Il lavoro di tesi ha lo scopo di studiare ed analizzare il processo di colaggio a cera persa in campo orafo ed in ambito industriale, tramite l'utilizzo della simulazione. Lo studio è effettuato presso PGI SpA, azienda appartenente al gruppo Cartier, uno dei più famosi brand di beni di lusso francesi. Attraverso il software ProCAST viene sviluppato il processo ottimale per l'ottenimento di un bracciale della linea Clash De Cartier in oro bianco, valutando l'impatto che la variabilità dei parametri ha sul processo. Il colaggio a cera persa è un processo soggetto a molteplici criticità per via del fatto che consta di numerosi step processuali, di cui alcuni effettuati manualmente da operatori, e da interazioni tra diversi materiali. La simulazione del processo tramite software si presta come utile strumento di previsione dei risultati; tuttavia, ancora oggi, ci sono tanti aspetti che, tramite ProCAST, non possono essere valutati nel processo e che risultano importanti. In particolare, il lavoro ha lo scopo di analizzare nel dettaglio gli step processuali utilizzati in azienda, sviluppare ed ottimizzare il processo di ottenimento del bracciale in oro bianco tramite simulazione; infine, viene dedicata una parte del lavoro al confronto tra i risultati ottenuti in ProCAST e quelli che si possono ottenere effettuando microfusioni in azienda. La valutazione della bontà dei componenti ottenuti viene effettuata analizzando la porosità da ritiro percentuale in volume ottenuta nei pezzi dell'albero che si riempiono rispettivamente per primo e per ultimo, sia per quanto riguarda i risultati della simulazione, sia per i componenti ottenuti in reale. I parametri valutati nello specifico sono: l'effetto della variazione di temperatura di colata, l’effetto della variazione della temperatura dello stampo, della sovrapressione applicata alla fine dello step di colata e dell’assemblaggio dei componenti sull'albero in cera. Dall’analisi risulta che una delle componenti più critiche è la temperatura dello stampo, la sua natura e la sua composizione. Di seguito si studia l'assenza della sovrapressione, responsabile della compensazione del ritiro subito dal metallo in solidificazione. Successivamente, si valuta l'effetto dell'abbassamento della temperatura di colata, parametro critico nel processo di ottenimento di un componente in oro bianco palladiato, per via delle temperature di liquidus molto elevate che caratterizzano il materiale. In aggiunta, viene effettuata anche l’analisi del design del sistema di alimentazione impiegato in azienda per la produzione del componente e, seguentemente, viene eseguita una modifica per verificarne l’impatto sui risultati. Per ultimo viene effettuato il confronto tra i risultati della simulazione e i risultati ottenuti tramite microfusioni in azienda, con i parametri in accordo alle condizioni di produzione utilizzate in PGI SpA. Questa parte del lavoro si propone di effettuare la validazione delle ipotesi effettuate durante lo sviluppo del componente tramite ProCAST.