La fusione a cera persa è un’antica tecnica per replicare un oggetto in metallo. Nella fusione di un pezzo cavo, l’interno di uno stampo è rivestito con strati di cera e il nucleo del guscio di cera è riempito con materiale resistente al calore. Una volta riscaldata, la cera si scarica per lasciare una cavità che verrà successivamente riempita con metallo fuso. Un pezzo solido può essere fuso racchiudendo un modello in cera solida per formare uno stampo da fusione. Il processo è anche noto nell’arte come cire perdue e nell’industria come casting di investimento.
Esempi di fusione a cera persa sono stati trovati in più culture risalenti al 3000 a.C. La stessa tecnica è rimasta sostanzialmente la stessa nel corso degli anni. I componenti utilizzati si sono evoluti dal bronzo originale, cera d’api e argilla ceramica a moderne leghe e materiali sintetici.
In genere, la procedura inizia con la creazione di un modello a mano o mediante iniezione in stampi presi di un design originale. La cera o un materiale similmente lavorabile viene solitamente utilizzato. Viene quindi realizzato uno stampo del risultato adatto per la fusione di metalli. L’interno dello stampo è esattamente l’immagine negativa del modello. Ciò consente a qualsiasi dettaglio che può essere lavorato nel modello di essere riprodotto in metallo.
Per una fusione cava a cera persa, l’interno dello stampo modello è stratificato con cera fusa fino allo spessore desiderato. Il guscio di cera viene rimosso e ritoccato per cancellare le imperfezioni. È quindi dotato di un canale di versamento a forma di imbuto e barre di cera chiamate canali di colata. Questi formeranno delle aperture per consentire ai gas di fuoriuscire quando il metallo viene versato. L’interno del guscio è riempito con materiale resistente al calore, che può essere tenuto in posizione da perni di metallo.
Per lanciare un pezzo solido, l’interno dello stampo modello è riempito di cera. Dopo la rimozione, viene ritoccato e dotato anche di un imbuto e canali di colata. In entrambi i metodi, l’intero costrutto di cera viene quindi racchiuso in un materiale che produce uno stampo che può essere manipolato, riscaldato in un forno e ricevere metallo fuso. Questo stampo potrebbe essere realizzato con intonaco stratificato o gradualmente costruito da strati di materiale aggregato grossolano molto fine e crescente.
Quando la miscela si è indurita, lo stampo viene posto in un forno e riscaldato a circa 1.250 gradi F (677 C). La cera verrà sciolta o vaporizzata lasciando al suo posto una cavità. Il metallo fuso viene versato nello stampo riempiendo questa cavità. Dopo il raffreddamento, il materiale di rivestimento verrà rimosso e l’evidenza dei tubi di sfiato verrà rimossa o inseguita.
Sono necessari materiali di rivestimento speciali quando si utilizzano metalli con un punto di fusione molto elevato. Quando si utilizza la fusione a cera persa per creare piccoli gioielli, a volte sono necessarie tecniche che prevedono l’uso del vuoto e della forza centrifuga per riempire correttamente gli stampi. L’uso industriale del processo può essere costoso, ma consente la fusione di parti complesse da quasi tutti i metalli con elevata precisione e finitura eccellente.