“La fundición se ha preparado para diseñar piezas con fortalezas notables a un precio asequible. Ha ganado una atención significativa por su estricto fortalecimiento y viabilidad económica”.
El proceso de fundición funciona de manera eficiente en configuraciones metálicas complejas para una amplia gama de industrias manufactureras. Es fácil de usar y proporciona facilidad a los ingenieros en grandes volúmenes de producción. La eficiencia y trabajabilidad del troquel afectan el diseño del producto final. La negligencia del menor defectos de fundición en troqueles puede deteriorar la calidad de los componentes de fabricación.
Por lo tanto, al trabajar con el troquel producido mediante mecanizado CNC, existen mayores posibilidades de lograr la perfección. La compatibilidad de diferentes materiales y la flexibilidad en el diseño han remodelado el proceso general de fundición.
Este blog completo contiene información clave sobre el proceso de fabricación de piezas fundidas, sus tipos y los materiales de fundición utilizados en moldes de fundición de metales. Además, la consideración de las técnicas de selección junto con sus ventajas y desventajas.
¿Qué es el casting? Una descripción general
La fundición es un proceso de fabricación básico. En su funcionamiento, los metales fundidos se vierten en la cavidad de un molde, que luego se endurece y forma el producto deseado al solidificarse. Las herramientas y los troqueles desempeñan un papel central en el proceso de fabricación de piezas fundidas. El casting utiliza varios materiales de fundición a presión incluidos aluminio, hierro, cobre, zinc, cromo y magnesio. Además, facilita la producción de múltiples productos en una sola unidad.
¡Pruebe Boda ahora!
¿Diferentes tipos de procesos de fundición?
Existen varios procesos para fundir metales y darles forma a los productos deseados. Estos son;
Moldeo en arena
La fundición en arena, o fundición moldeada en arena, emplea moldes no reutilizables a base de sílice para diseñar componentes de características complejas. La técnica se ha utilizado y servido a las industrias desde la antigüedad y proporciona soluciones económicas y reciclables a los fabricantes. Utiliza materiales baratos para realizar la fundición, por ejemplo; hormigón, epoxi y yesos, y para realizar agregaciones para dar forma a moldes.
La eficacia de la fundición en arena radica en su capacidad para fundir incluso perfiles metálicos de alta temperatura como; ferrosos, no ferrosos, aluminio, cobre y acero.
Fundición a presión de metales
La estabilidad dimensional y la precisión son características clave de la fundición a presión. Este proceso fastidioso y de ingeniería de precisión implica la alimentación de metales no ferrosos en moldes o troqueles reutilizables (recubiertos con lubricantes) bajo alta presión para dar forma al producto final deseado.
El proceso se realiza de dos maneras; fundición a alta presión, y Fundición a presión a baja presión dependiendo del metal utilizado. ya sea que tenga puntos de fusión altos o bajos. En general, la fundición a baja presión funciona en condiciones de baja presión y es adecuada para piezas que requieren características simples. Por otro lado, la fundición a presión a alta presión se emplea para la fabricación en masa de componentes complejos y detallados.
Estos troqueles suelen estar hechos de acero y carburos para soportar condiciones térmicas elevadas. Además, estos garantizan una alta estabilidad dimensional del producto previsto. Por lo tanto, requiere cuidado durante el proceso de fundición.
Las aplicaciones de fundición a presión abarcan varios sectores, desde la automoción hasta la fabricación de piezas aeroespaciales, y presenta geometrías intrincadas. Además, los productos fundidos a presión suelen ceder cerca de las superficies acabadas, lo que elimina la necesidad de procesamiento adicional.
Gravity Die Casting
Gravity Die Casting
La fundición a presión por gravedad también se identifica como fundición en molde permanente. Como sugiere el nombre, la gravedad enfatiza la dependencia de la fundición de la fuerza gravitacional sobre la cual se vierten las aleaciones fundidas en un molde o matriz específico.
La fundición por gravedad permite la formación de diversas piezas, por ejemplo; recintos, carcasas, accesorios de tuberías, pistones de motores, llantas de automóviles, etc. La fundición a presión por gravedad es aplicable para varios metales, algunos de los cuales vale la pena mencionar son; aleaciones de zinc, plomo, magnesio y aluminio.
Fundición al vacío
La fundición al vacío entre las técnicas antes mencionadas es fascinante ya que emplea condiciones de vacío estándar. Se crea un vacío a una presión de 100 bares para eliminar o expulsar los gases. Luego se vierte un metal al rojo vivo en la cavidad de un molde dentro de una cámara de vacío para evacuar las bolsas de aire y las burbujas.
La fundición al vacío tiene una semejanza con la moldeo por inyección proceso ya que ambos métodos son adaptables para la creación rápida de prototipos y cuentan con componentes sin burbujas con baja porosidad y sencilla acabado de la superficie. Además de eso, es eficiente para producciones de lotes pequeños. Además, facilita numerosas resinas para fundición y es aplicable para fabricar componentes estructurales de chasis para las industrias automotriz y aeroespacial.
Fundición de inversiones
Fundición de inversiones
La fundición a la cera perdida se utiliza predominantemente para crear componentes de funciones complejas. En su funcionamiento, se cura un patrón de cera del molde y se rodea con un material refractario que sirve como revestimiento para metales fundidos como el aluminio y el acero inoxidable.
Aunque la fundición a la cera perdida está diseñada con precisión para dar forma a geometrías de características muy detalladas, a menudo supone un gran gasto ya que es un proceso que requiere mucha mano de obra. Presenta socavaduras, paredes delgadas, baúles de bicicleta, discos de moto de alta calidad y un acabado cercano. Para obtener más información, consulte nuestra guía sobre fundición de inversión.
Fundición a presión a baja presión
La fundición a baja presión, como sugiere el término, vierte el metal rojo fundido en una cavidad del molde a una presión más baja hasta 0.8 barras, o 100 kPa dependiendo del material involucrado. El proceso mejora significativamente la calidad mediante el llenado continuo y controlado de la cavidad del troquel para eliminar los riesgos de contracción y formación de escoria.
LPDC moldea meticulosamente los contornos en componentes de paredes delgadas asegurando un acabado suave en tiempos cortos. Algunos ejemplos comunes incluyen; pinzas de freno, cajas de suspensión, bloques de motor y culatas cilíndricas.
Casting exprimido
Productos de fundición exprimida
La fundición por compresión dicta un proceso combinado de fundición a presión y forja de metal. Implica la alimentación de metal fundido en una matriz cerrada similar a las técnicas de fundición por gravedad o baja presión.
Después de la inyección, la prensa hidráulica aplica alta presión para formar una pieza metálica forjada. La fundición por compresión beneficia a los fabricantes al producir poros y productos de fundición de metal sin grietas. En el sector del automóvil, se aprovecha para formar productos de seguridad, por ejemplo, bastidores de chasis, soportes, nodos y juntas de bastidores espaciales. Para obtener más información, consulte nuestra guía sobre fundición por compresión.
Fundición centrífuga
Fundición centrífuga, también denominada rotocasting. Ayuda a formar piezas de metal fundido con huecos mínimos. En funcionamiento, el metal fundido como magnesio, aluminio, zinc o plomo se arroja en un molde reutilizable o en una matriz de hilado, a alta presión para producir componentes cilíndricos o componentes asimétricos. Por ejemplo; pistones de motor, engranajes, accesorios de tuberías y carcasas de engranajes.
Fundición de espuma perdida
La fundición de espuma perdida tiene algunas similitudes, la única diferencia es que la fundición de espuma usa espuma, mientras que la fundición a la cera perdida usa cera.
En su proceso, la espuma se inyecta en un molde recubierto con estireno como material refractario. Varios metales son compatibles con esta técnica, como las aleaciones ferrosas, el hierro fundido y el acero al carbono. Además de las aplicaciones, este proceso tiene un papel importante en la automoción, la industria aeroespacial, la defensa y las artes, para formar una amplia gama de piezas metálicas fundidas. Por ejemplo; Las bocas de incendio, las paredes y los recintos de las bombas generalmente se fabrican con esta técnica de fundición.
Fundición de yeso
El proceso de fundición de yeso o fundición con moldes de yeso utiliza una mezcla de compuestos fortalecedores como yeso y aditivos para elaborar un molde. Los aditivos sirven como adherencias que provocan pegajosidad contra el molde. Utiliza yeso para moldear un molde en lugar de un material refractario. Después de verter y fijar el yeso, finalmente se retira, permitiendo que el metal fundido se vierta en la cavidad del troquel. La fundición de yeso beneficia a diversos sectores como la joyería, el automóvil, el arte, la escultura y el aeroespacial.
¡Pruebe Boda ahora!
Metales compatibles para el proceso de fundición
Estos son los metales comunes utilizados en la fundición para diversas aplicaciones industriales.
Aluminio:
El aluminio puede ser moldeado a la cera perdida, fundido a presión, en molde permanente y moldeado en arena por sus altas propiedades mecánicas, fluidez e índice de reflexión. Desde el sector automovilístico hasta el aeroespacial, los productos de fundición de aluminio se encuentran ampliamente en todas partes. Por ejemplo; El aluminio se usa ampliamente para ruedas e interiores de automóviles, ventanas y puertas por su naturaleza liviana y su estricta durabilidad. Además, los diseñadores de productos pueden beneficiarse del aluminio por su facilidad de fabricación.
Magnesio
Los productos de fundición exigen altas relaciones resistencia-peso y características de ligereza para los productos de fundición. Aquí interviene el magnesio. El magnesio es fuerte, rígido y tiene propiedades de blindaje EMI y RFI. Eso lo hace adecuado para conectores eléctricos, carcasas y gabinetes. Además, es una opción ideal para fundición cuando la durabilidad es esencial para el producto. Algunas de las aleaciones más comunes para fundición incluyen; AZ91D. Para obtener más información, consulte nuestra guía completa sobre fundición a presión de magnesio.
Zinc
El zinc se utiliza abundantemente en la fundición de metales por su facilidad de mecanizado, buena estabilidad dimensional y características de flujo. Además, ofrece alta precisión con menores costos de herramientas que otros metales de fundición. Una de las características más destacadas del zinc es que sus productos fundidos poseen un alto acabado. El zinc se utiliza para fundir componentes de paredes delgadas y de formas intrincadas. Sus aplicaciones están muy extendidas en productos automotrices, aeroespaciales y de consumo.
Cobre
Este material ofrece múltiples características que incluyen resistencia a la corrosión y alta conductividad eléctrica y térmica. Dos de las mejores aleaciones de cobre, el bronce y el latón, tienen un enorme potencial de utilidad en la fundición en arena, la fundición a presión a alta presión y la fundición de Co2. Como resultado, se fabrican diferentes aparatos musicales, como trombones, trompetas y trompas.
Hierro
Bloque de motor de hierro fundido
El hierro posee buena moldeabilidad. Tiene una alta resistencia al desgaste y a las indentaciones con una capacidad de amortiguación superior. Los productos de fundición de hierro se obtienen combinando hierro y carbono. Numerosas formas de hierro son de gran utilidad, por ejemplo, para fundir productos; hierro fundido, hierro gris, hierro maleable y hierro dúctil. Algunas aplicaciones de uso común incluyen; bloques de motor, tuberías y piezas de automóviles.
Acero
El acero es una aleación de uso frecuente en aplicaciones de fundición. Entre las aleaciones de acero, el acero inoxidable se utiliza principalmente para fundición. A menudo viene con varios beneficios en forma de alta resistencia, desgaste y resistencia al impacto. Uno de los beneficios clave de explotar el acero en la fundición radica en su capacidad para soportar condiciones ambientales adversas. Por esa razón, se emplea en componentes de servicio pesado como; equipos de construcción, prensas de forja, maquinaria de minería, turbinas de turbocompresor y bloques de cilindros de motores.
Lidera
El plomo se emplea habitualmente con sus aleaciones de antimonio para la fundición. Los más utilizados son el antimonio 1%, 2%, 3%, 6%. Las aleaciones de plomo presentan características distintivas cuando se trata de fundición, por ejemplo, puntos de fusión bajos con maleabilidad incompatible. Los productos moldeados con plomo se utilizan, por ejemplo, en determinadas aplicaciones industriales; fabricación de baterías y protección contra la radiación.
Latón
El latón es una opción decente para los metales de fundición a presión. La fundición a presión de latón produce productos repetibles en formas complejas, que son repetibles para diferentes productos.
- Latón; Aleación compuesta de zinc y cobre.
- Excelente para conducir electricidad pero resistente a chispas.
- Tiene una precisión dimensional justa y una excelente resistencia a la corrosión.
- El latón ofrece numerosas opciones de acabado, como cromado y acabado mecánico con pulido y pulido.
Cuadro comparativo de metales de fundición
Cada tipo de metal tiene sus características únicas que lo diferencian del resto. Echemos un vistazo a estos metales en términos de la facilidad con la que se les puede dar forma, qué tan bien se pueden estirar sin romperse, su capacidad para resistir la oxidación y otros factores:
Tabla: Cuadro comparativo de metales de fundición
| Fundición de metales | Maleabilidad | Ductilidad | Resistencia a la Corrosión: | Costes | maquinabilidad | soldabilidad |
| Aluminio: | Alto | Excelente | Bueno | Bajo | Bueno | Excelente |
| Acero | Bajo | Bajo | Bajo | Media | Bueno | Bueno |
| Hierro fundido | Media | Media | Bajo | Bajo | Media | Bueno |
| Cobre | Alto | Alto | Excelente | Alto | Bueno | Bueno |
| Zinc | Alto | Media | Bueno | Bajo | Bueno | Bueno |
| Latón | Media | Media | Excelente | Media | Bueno | Bueno |
¿Cuáles son los beneficios del proceso de fundición?
Existen ciertos beneficios al emplear el proceso de fundición en sus proyectos. Por ejemplo, cuando la rentabilidad, el tiempo, el diseño de componentes con funciones complejas y la reciclabilidad son aspectos críticos a considerar. Estos son algunos de los beneficios más comunes de emplear casting en sus proyectos.
- La fundición de metales es un proceso de formación de metales considerablemente rápido.
- El casting es un proceso económico y aporta rentabilidad cuando se emplea para diferentes materiales.
- El uso del mecanizado CNC en la fundición muestra versatilidad en el proceso de fundición de diferentes materiales.
- Ofrece herramientas asequibles sobre los métodos de fundición convencionales.
- Los productos fabricados a partir de fundición de metales son ligero., que es un requisito importante de la industria automotriz y aeroespacial.
- La fundición de metales es una forma eficaz de lograr geometrías de productos complejas como la creación de motores y cavidades cilíndricas.
¿Cuáles son las desventajas del casting?
Además, el proceso tiene algunas limitaciones que se detallan a continuación:
- Los productos de fundición a menudo necesitan un procesamiento adicional para refinar el producto, lo que genera un costo adicional al proceso.
- Evitar la porosidad, la contracción, la deformación y el mantenimiento de la estabilidad dimensional de los productos de fundición conlleva ciertos desafíos.
- La fabricación de piezas de fundición es un proceso que requiere mucha mano de obra.
- Las herramientas, los accesorios y los moldes son ligeramente costosos y suponen cargos adicionales al presupuesto.
- La fundición se limita a metales con puntos de fusión más bajos.
- La preparación de la cera y el diseño de moldes para la fabricación de piezas fundidas requiere mucho tiempo y requiere una inversión inicial elevada.
Consideración clave para seleccionar un proceso de fabricación de piezas fundidas
Primero, tenemos que entender la importancia del proceso de toma de decisiones. La investigación técnica ha destacado que una selección inexacta del material de fabricación de fundición puede afectar gravemente el costo del 70 al 80 por ciento del producto fabricado.
Por lo tanto, se debe poner mucho énfasis en los componentes críticos, incluida la selección de materiales, el nivel de tolerancia, los tamaños, las formas, las aleaciones compatibles y, por último, pero no menos importante, el proceso de fundición.
Selección de Materiales
La selección del material depende de las especificaciones y requisitos del producto final. Cada material trabajable en fundición tiene su uso y beneficios. Al apropiarse del proceso de fundición, se deben considerar las características clave del material, como la resistencia, la tolerancia, el consumo de energía y las modificaciones posteriores a la fabricación.
Cantidad requerida
La fundición se considera un proceso económico cuando se producen grandes volúmenes de producción. Los plazos de entrega más cortos, junto con un gran volumen de lotes y logros geométricos complejos son las características clave de este proceso.
Acabado de superficie fundida
El brillo y el acabado superficial deseados también influyen en los criterios de selección. La fundición a la cera perdida ofrece acabados superficiales fascinantes al mantener la integridad del material. La fundición a presión, por otro lado, proporciona una alta precisión dimensional con un bajo brillo superficial. Por lo tanto, era necesario un posprocesamiento para mejorar las características de su superficie.
Requisitos de tolerancia
Durante el proceso de fundición, es fundamental lograr las dimensiones nominales en lugar de la tolerancia normal. Estas tolerancias generalmente se denominan "como elenco" tolerancias. Por lo general, estos dependen de las especificaciones o la geometría de la pieza y del tipo de metal que se utiliza para la fundición.
Costo
Desde el diseño inicial hasta el acabado final y el envío, los costos siguen siendo las principales preocupaciones para la fabricación de piezas fundidas. Por tanto, un conocimiento profundo del proceso puede ayudar a optimizar el proceso de fundición. Estos costos están relacionados principalmente con las aleaciones, las herramientas, la complejidad de las piezas y el volumen previsto de fabricación.
¡Pruebe Boda ahora!
Obtenga servicios de fundición a presión de primera calidad en Boda
Estamos dedicados a brindar servicios excelentes y asequibles. servicios de fundición a presión. Aquí en proleico, nuestros ingenieros se centrarán en los detalles técnicos para garantizar la preeminencia y la calidad sin concesiones en sus proyectos.
Además, Boda tiene como objetivo brindarle un soporte integral en todo momento para garantizar que las piezas fundidas cumplan con estrictos estándares de calidad y resultados óptimos. Ya sea que esté buscando componentes orientados con detalles intrincados o columnas grandes, tenemos las instalaciones para satisfacer sus necesidades. Entonces, envíenos su proyecto para la creación de prototipos metálicos eficientes y precisos y obtenga un regalo gratis. cotización inicial !
Más información:
- Molde de fundición a presión: ¿Cómo diseñar un molde de fundición a presión?
- Revolucionando la fundición a presión con la tecnología de fundición a presión súper grande de Xiomis
Recapitulación
La fundición se ha convertido en una opción indispensable para diversos sectores, permitiendo la producción de formas sofisticadas, prototipos, componentes de paredes delgadas y carcasas desde piezas de motores hasta productos de uso médico.
Además, los fabricantes de diseños tienen flexibilidad a la hora de elegir metales de una amplia gama para sus respectivos procesos. La comprensión técnica de variables clave como la presión, la temperatura y la preparación del molde de fundición a presión es vital para lograr los mejores resultados.
La industria de la fundición está experimentando una oleada de técnicas innovadoras avanzadas. Por ejemplo, ATOS 3D Digitalizador revolucionó la industria de la fundición al eliminar la laboriosa necesidad de realizar el proceso de fundición.
Preguntas Frecuentes
P1. ¿Se diferencia la fundición del moldeo por inyección?
Sí, la fundición y el moldeo por inyección son procesos notablemente diferentes. El proceso de fundición implica el vertido, especialmente de metales fundidos, en moldes de fundición metálicos. Por el contrario, el moldeo por inyección inyecta polímeros termoplásticos o termoestables para dar forma a formas intrincadas y detalladas.
P2. ¿Cuáles son los problemas comunes que se encuentran en el proceso de fundición de metales?
Los problemas más comunes causados en el proceso de casting son;
- Porosidad
- Empastes incompletos
- Cierres fríos
- Contracción:
- Defectos superficiales (grietas, hoyos, texturas desiguales)
P3. ¿Cómo elegir la técnica de casting adecuada?
La selección correcta da como resultado un material apropiado, especificando la cantidad, justificando la tolerancia requerida y el acabado superficial deseado. Estos factores contribuyen al proceso de selección del método de fundición.
P4. ¿Qué industrias explotan ampliamente la fundición de metales?
Los sectores de la automoción, aeroespacial, de la moda y de la energía explotan principalmente los procesos de fundición de metales para componentes de varios usos. Algunos ejemplos comunes incluyen; hidrantes, acoplamientos, racores, conectores, válvulas, soportes, piezas de motor, etc.
P5. ¿Qué tolerancias dimensionales se logran mediante el proceso de fundición?
La máxima tolerancia flexible que se puede lograr mediante el proceso de fundición varía entre, ±0.15 hasta 25 mm y ±0.3 hasta 150 mm.
Recursos
KG Swift, JD Booker, (2013), Libro de selección de procesos de fabricación: desarrollo de productos (segunda edición): obtenido de: Science Direct