18-12-2025-Technologies and Production Systems-Sand Casting Processes [EN]-[IT]

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ENGLISH

18-12-2025-Technologies and Production Systems-Sand Casting Processes [EN]-[IT]

With this post, I would like to provide a brief introduction to the topic mentioned above.
(lesson/article code: EX_LS_07)

Image created with artificial intelligence, the software used is Microsoft Copilot

Introduction to Foundry Processes
Sand casting is a foundry process that uses temporary, or disposable, molds. These molds are obtained by compacting a refractory material, known as foundry sand, around a permanent mold.
Foundry sands are made by mixing silica sand, humidifying water, binders, and additives. The binders can be clay or non-clay.
After solidification, the mold is destroyed to extract the final casting.
When we talk about foundry, we must understand that what is called a model is the element used to create the mold.
IMPORTANT:
In temporary mold foundry (sand), the model serves as a "reproduction" of the desired piece (the casting). Therefore, when we talk about casting, we are referring to the desired piece.

Below are some important terms for understanding foundry processes
Model = the element used to create the shape
Casting = the piece you want to obtain
Foundry sand = material used to create temporary or disposable molds in processes known as Sand Molding

Image created with artificial intelligence, the software used is Grok

Types of models and their main differences from casting
There are two models in foundry processes:
-Permanent models
-Transient models
Permanent models
Permanent models are used to create various shapes and the materials used for They are made of wood, aluminum, steel, cast iron, and plastic.
Disposable Temporary Models
These are disposable models and are made of materials such as wax or polymer foams, such as expanded polystyrene.
Note: Models can also be broken down into two (or more) parts, called "half-models," to facilitate removal from the mold and improve product accuracy. The parts are rejoined using bushings and pins (pinned pattern) at the cutting or demoulding plane.

The main differences between a pattern and a casting

Image created with artificial intelligence, Grok software used

We can say that the pattern is a reproduction of the casting, but its geometry is modified to prevent defects and facilitate the casting process.
There are, however, some differences between the model and the casting due to the casting process, which are listed below:

• Oversize
• Overthickness (Surface Allowance)
• Draft Angles
• Fillet Radii

Note: The oversize disappears in the casting due to shrinkage, while the overthickness and draft angles remain in the casting and must be removed through subsequent processes.

Flasks
Flasks are the actual bottomless containers in which the foundry sand is compacted. They are used for forming parts of moderate size.
Flasks serve several purposes, which I will list below:

• Containment of the sand:
• Separation of the mold
• Alignment
• Support

Sand Foundry Processes
Foundry processes using transitional molds made with sand and binders are also called Sand Molding (or Sand Molding).
The transitional mold is obtained by compacting the material around a permanent model (this is the molding operation), and is destroyed after solidification to extract the casting (the desired piece).
Sand foundry processes are divided into two main categories, which in turn have further subcategories.
Therefore, the first differentiation is whether the molding cycle is based on the presence or absence of a mold drying process.
Below is a division of the processes taking into account this main differentiation just described:
1-No Drying: Green Sand Process (wet)
It is created by mixing silica sand, clay, and humidifying water. This material, which also exists in nature (natural earth), is the most economical of the three processes.
2-Presence of Drying: Drying is performed to evaporate the humidifying water before pouring the melt, drastically reducing the risk of blowholes.
2.1-Semi-green Process. Here, partial drying occurs, limited to the area around the cavity.
2.2-Dry Process, where drying occurs completely over the entire mold, for example by placing the mold in a kiln.

Materials used and technological characteristics of sand molding

Image created with artificial intelligence, the software used is Grok

We can say that transitional molds, also known as disposable molds, are composed primarily of foundry sand, created by mixing the four fundamental components listed below:
1-Refractory Material
2-Humidifying Water
3-Binder (Clay or not)
4-Additives
The technological characteristics of sand casting are as follows:
1-Refractoriness
2-Cohesion
3-Permeability
4-Flowability
5-Crumbling

Conclusions
To conclude, we can say that sand casting processes are based on the use of disposable molds, obtained by compacting foundry sand around a model. In this technological process, however, the mold is destroyed to extract the casting after solidification; productivity is limited by the time required for shaping.
We can conclude by stating that sand casting is one of the oldest metal casting methods, developed thousands of years ago and still used today in various sectors.

Question
Sand casting is a technique that has shaped the history of metallurgy and art.
Did you know that this technique has accompanied man from prehistoric times to modern industry, creating weapons, tools, statues, bells, machinery, and everyday objects?

Sand casting is still used today to produce various modern objects, especially when large pieces, complex shapes, or small, customized series are needed.
Did you know that sand casting is currently used to produce automotive components, mechanical components, and street furniture (benches, lampposts)?

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ITALIAN

18-12-2025-Tecnologie e sistemi produttivi-I processi di fonderia in terra [EN]-[IT]

Con questo post vorrei dare una breve istruzione a riguardo dell’argomento citato in oggetto
(codice lezione/articolo: EX_LS_07)

immagine creata con l’intelligenza artificiale, il software usato è Microsoft Copilot

Introduzione ai processi di fonderia
La fonderia in terra è un processo in fonderia che impiega forme transitorie, cioè a perdere. Queste forme sono ottenute compattando un materiale refrattario, noto come Terre di Fonderia, attorno a un modello permanente.
Le Terre di Fonderia sono realizzate miscelando sabbie silicee, acqua di umidificazione, leganti e additivi. I leganti possono essere argilloso e non argillosi.
Al termine della solidificazione, la forma viene distrutta per estrarre il getto finale.
Quando parliamo di fonderia dobbiamo sapere che ciò che viene chiamato modello è l'elemento che serve per creare la forma.
IMPORTANTE:
Nella fonderia in forme transitorie (in terra), il modello funge da "riproduzione" del pezzo che si vuole ottenere (il getto). Quindi, quando parliamo di getto, stiamo parlando del pezzo che si vuole ottenere.

Qui di seguito alcuni termini importanti per comprendere i processi di fonderia
Modello= l'elemento che serve per creare la forma
Getto= il pezzo che si vuole ottenere
Terra di fonderia= materiale utilizzato per realizzare le forme transitorie o a perdere nei processi noti come Formatura in Terra

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I tipi di modello e le principali differenze con il getto
Nei processi di fonderia esistono due modelli:
-Modelli permanenti
-Modelli transitori
Modelli permanenti
I modelli permanenti vengono utilizzati per realizzare varie forme ed i materiali impiegati per la loro realizzazione sono: legno, alluminio, acciaio, ghisa e plastica.
Modelli transitori a perdere
Questi sono modelli usa e getta e parliamo di materiali quali la cera o le schiume polimeriche, ad esempio il polistirene espanso.
Nota: I modelli possono anche essere scomponibili in due (o più) parti, dette "semi-modelli", per facilitare l'estrazione dalla forma e migliorare la precisione del prodotto. Le parti vengono ricongiunte usando boccole e spine (modello spinato) in corrispondenza del piano di taglio o sformatura

Le principali differenze tra Modello e Getto

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Possiamo dire che il modello è una riproduzione del getto, ma la sua geometria viene modificata per prevenire difetti e facilitare il processo di fusione.
Tra modello e getto ci sono comunque delle differenze dovute al processo di fusione e sono elencate qui sotto:
-Sovradimensionamento
-Sovraspessore (Sovrametallo)
-Angoli di Sformo
-Raggi di Raccordo

Nota: Il sovradimensionamento scompare nel getto per effetto del ritiro, mentre il sovraspessore e gli angoli di sformo rimangono nel getto e devono essere rimossi tramite lavorazioni successive

Le staffe
Le Staffe sono i veri e propri contenitori senza fondo all'interno dei quali viene compattata la terra da fonderia. Vengono utilizzate per la formatura di pezzi di dimensioni non eccessive.
Le staffe servono per diverse cose che vado ad elencare qui sotto:
-Contenimento della Terra:
-Separazione della Forma
-Allineamento
-Supporto

I processi di fonderia in terra
I processi di fonderia in forme transitorie realizzate con sabbie e leganti sono definiti anche Formatura in Terra (o in Sabbia).
La forma transitoria viene ottenuta compattando il materiale attorno a un modello di tipo permanente (questa è l’operazione di formatura), e viene distrutta al termine della solidificazione per estrarre il getto (il pezzo che si vuole ottenere)
I processi di fonderia in terra si dividono in due categorie principali che poi a sua volte presentano altre sotto categorie.
Quindi la prima differenziazione è se il ciclo di formatura è in base alla presenza o assenza di un processo di essiccazione della forma.
Qui di seguito una divisione dei processi tenendo conto di questa principale differenziazione appena descritta:
1-Assenza di Essiccazione: Processo in Terra Verde (a umido)
Si realizza miscelando sabbie silicee, argilla e acqua di umidificazione. Questo materiale, che esiste anche in natura (terre naturali), è il più economico dei tre processi.
2-Presenza di Essiccazione: L'essiccazione viene eseguita per far evaporare l'acqua di umidificazione prima di colare il fuso, riducendo drasticamente il rischio di soffiature
2.1-Processo a Semiverde. Qui avviene un essiccazione parziale, limitata all'area attorno alla cavità
2.2-Processo a Secco, dove l'essiccazione è totale sull'intera forma, ad esempio inserendo la forma in un forno

I materiali utilizzati e le caratteristiche tecnologiche della formatura in terra

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Possiamo dire che le forme transitorie, o dette anche a perdere, sono composte principalmente da Terre di Fonderia, realizzate miscelando quattro componenti fondamentali elencati qui sotto:
1-Materiale Refrattario
2-Acqua di Umidificazione
3-Legante (Argilloso o non)
4-Additivi
Le caratteristiche tecnologiche della formatura in terra sono le seguenti:
1-Refrattarietà
2-Coesione
3-Permeabilità
4-Scorrevolezza
5-Sgretolabilità

Conclusioni
Per concludere possiamo dire che i processi di fonderia in terra si basano sull'uso di forme a perdere, ottenute attraverso la compattazione di Terre di Fonderia attorno a un modello. In questo processo tecnologico però la forma viene distrutta per estrarre il getto al termine della solidificazione, la produttività è limitata dal tempo necessario per la formatura.
Possiamo concludere affermando che la fonderia in terra è una delle più antiche metodologie di fusione dei metalli, nata migliaia di anni fa e ancora oggi impiegata in diversi settori.

Domanda
La fonderia in terra è una tecnica che ha plasmato la storia della metallurgia e dell’arte.
Sapevate che questa tecnica ha accompagnato l’uomo dalla preistoria fino all’industria moderna, creando armi, utensili, statue, campane, macchinari e oggetti quotidiani?

La fonderia in terra viene usata ancora oggi per produrre diversi oggetti moderni, soprattutto quando servono pezzi di grandi dimensioni, forme complesse o piccole serie personalizzate.
Sapevate che la fonderia in terra oggi viene usata per produrre componenti automobilistici, componenti meccanici e oggetti di arredo urbano (panchine, lampioni)?

THE END