La colata in stampo permanente è un processo di fusione del metallo che impiega stampi riutilizzabili o permanenti. Il processo di colata in stampo permanente viene utilizzato in una varietà di applicazioni in cui un progetto vedrà la produzione di massa o la duplicazione del progetto. Sebbene il processo sia più costoso di altre forme di fusione dei metalli, è considerato un mezzo conveniente per la replica delle parti per la maggior parte delle principali industrie.
Nella maggior parte dei casi, la colata in stampo permanente viene eseguita utilizzando uno stampo a due pezzi. Questi stampi sono generalmente costruiti con metalli ad alto punto di fusione, come acciaio, grafite, bronzo o ghisa. Le due parti dello stampo si incastrano perfettamente e hanno un’apertura nella parte superiore per l’ingresso del metallo fuso. Dopo il raffreddamento, i due pezzi dello stampo vengono separati e la parte in metallo fuso viene recuperata per la finitura.
Per avviare il processo, lo stampo viene preriscaldato. Questo passaggio rimuove l’umidità che potrebbe essere presente nello stampo e impedisce al metallo fuso di raffreddarsi troppo rapidamente. Il preriscaldamento dello stampo permanente previene inoltre il danneggiamento dello stampo per dilatazione termica quando vi viene introdotto il metallo fuso.
Il processo di colata in stampo permanente impiega diversi mezzi per introdurre metalli fusi nello stampo. Il metodo più comune è l’uso della gravità per versare semplicemente il metallo liquido nello stampo riscaldato. Questo metodo è il metodo meno costoso di colata in stampo permanente perché richiede meno attrezzature, ma non è adatto a situazioni in cui il metallo liquido potrebbe non raggiungere tutte le aree dello stampo.
In situazioni in cui lo stampo permanente ha dettagli fini che devono essere riempiti con metallo fuso, potrebbe essere necessaria l’introduzione del metallo assistita da vuoto o pressione. La bassa pressione viene utilizzata per forzare il metallo fuso nello stampo nel caso di colata in conchiglia permanente a pressione. Per la colata in stampo permanente assistita da vuoto, l’aria viene estratta dallo stampo, creando un vuoto a bassa pressione che attira il metallo nello stampo. In entrambi i casi, la pressurizzazione fa sì che il metallo fuso riempia i piccoli spazi e i dettagli fini che altrimenti potrebbero rovinare una colata.
Un’altra variazione sul processo di colata in forma permanente è il metodo di colata a fanghiglia. In questo metodo, il metallo fuso viene versato nello stampo e lasciato indurire attorno ai bordi esterni come un guscio. Una volta che il metallo fuso inizia ad indurirsi, si versa il metallo liquido al centro, lasciando una colata cava adatta per decorazioni e prodotti ornamentali.