La colata in sabbia è un processo che utilizza la sabbia come materiale primario per modellare vari prodotti metallici. Questo metodo di stampaggio è molto efficiente perché la sabbia è un materiale refrattario, il che significa che può resistere a temperature molto elevate. È anche un processo molto economico, poiché richiede meno costi e tecnologia.
Il primo passo nel processo di colata in sabbia è preparare il contenitore di formatura. Il contenitore può essere in legno o metallo, in cui è inserito un motivo in rilievo. La sabbia viene quindi versata sul modello. Altri elementi come acqua e argilla vengono solitamente aggiunti per rendere la sabbia più compatta e solida.
Esistono due metodi comuni per solidificare la sabbia. Il primo approccio sta usando la sabbia verde. La parola “verde” non si riferisce al suo colore, ma è usata come indicazione della sua umidità. Per evitare che la sabbia sia troppo liquida, viene utilizzata solo dal 2 al 4% di acqua. Una colata in sabbia verde generalmente produce una superficie ruvida sul prodotto metallico finito.
L’approccio air-set della colata in sabbia è più comunemente usato, specialmente nelle fabbriche e nelle fonderie. Questo metodo utilizza sabbia asciutta, insieme ad altri ingredienti come argilla e adesivo, per produrre un calco. Man mano che la miscela viene versata nel contenitore, viene spesso compressa per evitare fori. A volte, il contenitore viene persino vibrato per ottenere una colata liscia e uniforme. Molti produttori preferiscono la fusione ad aria perché crea una consistenza più liscia sul prodotto finito.
Per figure tridimensionali o irregolari come un cubo o un martello di metallo, viene utilizzato uno stampo a colata in due parti. Sia la parte superiore che quella inferiore dello stampo contengono metà del motivo. Quando le parti sono sigillate insieme, il metallo caldo viene versato attraverso un foro chiamato “porta” e il metallo è contenuto nel vano finché non si raffredda e si solidifica.
La colata in sabbia viene solitamente distrutta dopo ogni utilizzo, ma la sabbia stessa può essere riciclata per produrre un’altra colata. Questo lungo processo diventa uno svantaggio se un prodotto deve essere prodotto in grandi quantità in un breve periodo. I metalli comuni che vengono fusi sono alluminio, ghisa, stagno e acciaio. Anche bronzo e rame possono essere fusi in sabbia. Molti strumenti in metallo, impianti idraulici e persino parti di automobili sono realizzati con fusione in sabbia. I rapporti nel 2003 mostrano che oltre il 70 percento dei getti di metallo sono creati dalla colata in sabbia.