Fundición de Metales: Procesos, Defectos y Tecnología de Moldeo Industrial

Defectos Comunes en la Fundición

Segregación

La segregación sucede cuando hay una distribución no uniforme de un metal en otro, provocada por cambios de temperatura repentinos durante el cambio de fase. Este fenómeno ocurre debido a enfriamientos bruscos en una aleación a alta temperatura, lo que ocasiona que la difusión de un metal en otro no sea uniforme, generando una segregación sin equilibrio durante la transición de su estado líquido a sólido.

Rechupe (Defecto por Contracción)

Un rechupe es un defecto que se presenta en la zona blanda del material. Se forma por una alimentación imperfecta de material y puede ser externo o interno. Una forma de evitarlos o minimizarlos es incluyendo mazarotas en el proceso de fabricación de la pieza. La misión de las mazarotas es compensar la contracción de la aleación durante el proceso de solidificación, alimentando las partes donde se prevé que puede aparecer el rechupe, siendo estas partes las últimas en solidificar.

Métodos de Moldeo Industrial

Moldeo en Cáscara (Shell Moulding)

• Un modelo metálico se rodea de arena con aglutinante (resinas) y se calienta a una temperatura de 175ºC a 350ºC.
• En función del tiempo, la arena se solidifica alrededor del modelo, formando una cáscara (*moldeo en cáscara*).
• Se retira el modelo metálico y la cáscara para que esta última se “cure” en un horno, adquiriendo la rigidez y consistencia suficiente.
• Las cáscaras se unen, generalmente con pegamentos, formando el molde.
• El espesor del molde está en función del tamaño de la pieza.
• El peso del molde o cáscara es liviano, y su permeabilidad es inferior a la de los moldes clásicos de arena.

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Moldeo en Coquilla (Permanent Mold Casting)

En el moldeo en coquilla, las dos mitades del molde son de acero u otros materiales resistentes. Los corazones también pueden ser metálicos. Los canales de distribución están mecanizados directamente en la coquilla.

Proceso y Control Térmico

• Para prolongar la vida útil de las coquillas, se rocían periódicamente con grafito, lo que facilita la separación de la pieza del molde y actúa como barrera térmica, controlando la velocidad de enfriamiento.
• Los moldes se enfrían mediante refrigeración interna de agua.
• El molde debe tener una temperatura elevada antes de recibir el metal fundido para minimizar el choque térmico.

Características y Aplicaciones

• Procesos: Pueden ser manuales o automáticos, en función de la producción.
• Metales Fundidos Típicos: Aluminio, magnesio, bronce, etc.
• Limitación Principal: La temperatura de fusión de las coquillas.
• Ejemplos de Piezas: Bloques de motor, tubos, accesorios de tuberías o disipadores de calor en componentes electrónicos.

Moldeo a la Cera Perdida (Lost Wax Casting)

Proceso de Fabricación

1. Partiendo del modelo original, este se recubre con arcilla para obtener un molde en dos mitades.
2. Posteriormente, se abre el molde y se retira el modelo original.
3. Se cierra el molde y se vierte cera caliente al objeto de obtener el modelo de cera.
4. Una vez solidificada la cera, se abre el molde y se añaden los canales de distribución.
5. Se reviste el modelo de cera con material refractario y posteriormente con yeso.
6. Se calienta el molde revestido para vaciar la cera de su interior (proceso de “pérdida”).
7. El metal líquido se vierte en el interior del molde vacío.
8. Una vez enfriado el metal dentro del molde, este se destruye y se realizan operaciones de corte de canales, bebedero, etc.
9. Para finalizar, se aplican tratamientos térmicos y tratamientos de superficies, si procede. La pieza ya está acabada.

Aplicaciones

Engranajes, levas, válvulas, Orfebrería, Ornato, Decoración, Joyería, Prótesis.

Moldeo con Poliestireno Expandido (EPS / Lost Foam Casting)

Ventajas

• Acabado uniforme y liso.
• No se requiere de modelos complejos.
• Para una pieza no moldeada en máquina, el proceso requiere menos tiempo.

Inconvenientes

• El modelo es destruido en el proceso.
• No se puede aplicar a grandes producciones.
• Los modelos son muy delicados de manejar.

Aplicaciones

Alas de aeronaves, turbinas de motores, herramientas y moldes personalizados.