Scolpisce i suoi motori nella sabbia e nel metallo

Sand Casting

Fate largo che è arrivato il fonditore: MyfordBoy, colui che si autonomina con l’etichetta del suo tornio, si è costruito in casa un vero e proprio laboratorio di falegnameria e metallurgia e…Qualcosa d’altro, con il fine ultimo, più volte dichiarato, di mettere assieme molti modellini dei motori più famosi fin dall’epoca della rivoluzione dell’industria. Verso dei prodotti che siano fedeli nell’aspetto e soprattutto per i presupposti di funzionamento. Il che risulta largamente garantito, visto il metodo fedele che appronta e adatta sulla base del bisogno! Chiunque abbia osservato sufficientemente a lungo la tecnica della colata in sabbia, comprendendo ciascuno dei singoli passaggi necessari per raggiungere il coronamento, resta colpito dal modo in cui un approccio tanto stratificato e funzionale, utile alla realizzazione di complessi componenti tecnologici, sia sostanzialmente non diverso da un grazioso passatempo, il gioco dei bambini nel recinto dei castelli fatti in granuli di silicati. Procedimento che si perde nella nebbia della storia ingegneristica, alternativamente descritto come un’invenzione del re assiro Sennacherib (704–681 a.C.) oppure risalente all’epoca industriale, per lo meno nella sua moderna incarnazione, consiste di una serie di gesti concepiti per semplificare la creazione di una forma. In quanto è sempre stato duplice, sostanzialmente, la difficoltà sperimentata da chi vuole costruire un pezzo in una fonderia: da una parte deve occupare un posto esatto in un sistema, in altre parole, soddisfare esatte ed ardue tolleranze. Dall’altra, occorre che sia resistente. E si scoprì ben presto, procedendo per alchemici argomenti, come il legno fosse malleabile, ma fin troppo propenso ad incendiarsi. Mentre la pietra pure più compatta, non importa la sua provenienza, non riuscisse a resistere alle sollecitazioni, perché tendeva a sbriciolarsi. C’era e ancora esiste una singola classe di elementi che si piega prima di spezzarsi, ma assai difficilmente può piegarsi e ancor più raro è che si spezzi: si trovano, dal primo all’ultimo, nella zona di transizione centrale nella tavola periodica, li chiamano metalli.
Una struttura microscopica costituita da una serie di invisibili cristalli, il reticolo perfettamente regolare di atomi, molecole e di ioni che a partire dal 1848 definiamo di Bravais (dal nome dello scienziato francese che per primo lo descrisse) ma che istintivamente, al fabbro, per non parlare dell’artista, era ben noto fin dai primi approcci alla sua pratica ancestrale. Basta in fondo alzare la temperatura, fino a un punto che varia sulla base della sostanza scelta, perché ciò che era solido diventi liquido, e poi successivamente torni ciò che era prima di quell’esperienza. Quel che resta è solamente ben direzionarlo, questo fluido, a far la foggia che è desiderabile di volta in volta. Si, ma come?

MyfordBoy, che vanta un’ampia serie di video esplicativi e un blog ricco d’informazioni di supporto, applica il metodo secondo la tradizionale serie di passaggi, benché applichi una serie di significative divergenze dalla consuetudine. Punto primo: si costruisce il modello a dimensioni reali del prodotto finale desiderato. In ambito professionale, questo passaggio viene generalmente compiuto da un tecnico specializzato, mediante l’impiego di materiali come la plastica o il polistirolo. Nel suo caso, invece, la forma del pezzo da costruire è ricavata da una serie di pezzi di legno, attentamente scolpiti ed inchiodati insieme. In alcuni casi, addirittura, l’oggetto viene verniciato, dimostrando la passione artistica anche in quel punto di partenza che mai sarebbe destinato a fare parte del prodotto completato. È in fondo questo, il tipico lavoro dell’hobbista, che non viene pagato al termine del turno e non produce per rivendere ad un pubblico in attesa. Ma per se stesso e per la sua soddisfazione.

Sand Casting 2
In questo caso si sta realizzando la testa di un cilindro dei motori a quattro tempi popolari verso i primi del ‘900. Il componente del video di apertura, invece, faceva parte di un motore Stickney a combustione interna.

Il modello ligneo viene quindi suddiviso in due parti e la prima è immersa in un contenitore ricolmo di sabbia (il flask) dal quale verrà attentamente rimosso ogni residuo di materiale che emerge, come conseguenza del far spazio alla sua mezza impronta. I granelli nerastri in questione sono fatti di una miscela particolare, che può variare sulla base delle preferenze del costruttore; c’è comunque in genere un’alta componente di silicati (olivina, staurolite o grafite fino all’85% del totale) bentonite (dal 5 all’11%) e una parte rimanente che si suddivide tra l’antracite e residui biologici mineralizzati, come una piccola percentuale di carbone. La sostanza viene definita, in gergo, greensand, non perché sia letteralmente di un colore definito, bensì in quanto trova il suo utilizzo principale quando bagnata e quindi tipologicamente affine al legno verde. Nella sabbia vengono praticati già dei fori, grazie all’impiego di un alcuni tubicini d’acciaio, il punto d’ingresso futuro per il metallo fuso, mentre una seconda scatola, ovvero l’altra metà del flask, riceverà lo stesso trattamento per ospitare l’altra parte del modello in legno. Le due superfici risultanti vengono cosparse di talco, per facilitare l’estrazione successiva, e quindi fatte aderire l’una all’altra, in una situazione che sarà fatta persistere per un tempo variabile di circa 2-3 ore. La sabbia quindi, totalmente, asciutta, manterrà la forma. A quel punto si riapre il contenitore e toglie il modello. Ciò che ne risulta è la forma in negativo del pezzo futuro da produrre, meno una significativa problematica: gli spazi vuoti. Ed è qui viene la parte forse maggiormente affascinante: MyfordBoy inserisce, in appositi incastri previsti originariamente, quello che viene chiamato in lingua inglese il core (nucleo) ovvero un solido che rappresenta lo spazio cavo del suo componente desiderato. Questo eviterà, durante la colata, che il metallo possa occupare il volume interno di un cilindro, una camera di scoppio, un bruciatore…Si, ma come toglierlo, una volta ricoperto di metallo solidificato? La risposta è nel materiale in cui è composto: semplice sabbia da forgia soldificata, esattamente come il resto dello stampo. Basterà colpirla ripetutamente con un martelletto, da una delle aperture previste nel pezzo finale, per sbriciolarlo e poi lasciarlo scivolare via.

MyFordBoy
Myfordboy è anche un inventore. Ha costruito, ad esempio, un seghetto automatico e questo ventilatore per il ricircolo dell’aria basato sul principio del motore Stirling, che può venire alimentato dal calore di una stufa.

Viene quindi il momento di lasciar colare per l’effetto della gravità l’ingrediente più importante della sua creazione: l’alluminio. Benché la tecnica qui dimostrata sia applicabile a qualsiasi tipo di metallo, e ancora largamente utilizzata, con princìpi del tutto analoghi, in diverse branche dell’industria pesante, è ovvio che impiegarla in un contesto casalingo presupponga limiti al calore raggiungibile, pena conseguenze insospettate. Così lui sceglie, per questi antichi implementi, un materiale contestualmente anacronistico ma certamente più pratico, soprattutto in quanto può fondere alla temperatura relativamente bassa di 500-600 gradi (poco più di un forno a legna per la pizza). La flask viene richiusa, meno il modello in legno e con in più il nucleo di sabbia, mentre ai punti d’ingresso precedentemente praticati vengono apposti dei canali ad imbuto, realizzati con barattoli pieni di sabbia. È essenziale che la materia dello stampo sia del tutto asciutta, pena l’istantanea vaporizzazione di piccole particelle d’acqua, con conseguente scoppio e spargimento di alluminio fuso. E immaginate, per inciso, un simile evento su scala industriale! Non a caso, in certe tipologie di fonderia la sabbia viene inumidita con l’olio, che non presenta questa problematica riduzione del ritmo produttivo.
Ma non c’è di che aver paura (a meno di tentare d’imitare il protagonista del video!) Qui sappiamo quello che facciamo e in due minuti, neanche più di quello, riemerge dal contenitore il pezzo previsto dal progetto originario, un tempo attentamente cesellato nel comune legno. Ma stavolta fatto di ottimo, indistruttibile metallo. Ciò che resta è solo trasportarlo fino al tornio e gli altri attrezzi d’officina, per rettificare, lucidare, praticare le aperture che non potevano essere incluse nella fonditura originaria. Anzi, ci sono altri due momenti successivi: l’assemblaggio e poi la messa in moto. Comunque parta, sarà un successo. E se non parte….

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