Fundición de Metales: Procesos, Tipos de Moldes y Modelos en Fabricación Industrial

Procesos de Fundición de Metales

La fundición es un proceso fundamental en la fabricación industrial, permitiendo la creación de piezas metálicas con formas complejas. A continuación, se detallan los principales métodos:

• Fundición a la Cera Perdida o Microfusión

  Utiliza un molde desechable y un modelo de cera que reproduce tanto la pieza como los elementos auxiliares del molde. Este método es conocido por ofrecer un nivel de detalle muy elevado y una excelente precisión dimensional.

• Fundición en Molde de Arena

  Emplea un molde desechable que genera la cavidad a partir de un modelo de la pieza.

  Ventajas:

  • Fabricación de piezas de cualquier tamaño.
  • Alta capacidad de producción.
  • Apto para cualquier aleación o metal.

  Desventaja:

  • Baja calidad superficial en comparación con otros métodos.

• Fundición en Coquilla (Molde Permanente)

  Similar al molde de arena, pero utiliza un molde permanente, generalmente metálico. Permite la optimización del rendimiento, producciones de todo tipo, ahorro de material y alta capacidad de repetición, con gran resistencia y un buen acabado superficial.

• Fundición por Centrifugación

  Similar al proceso de coquilla, pero emplea fuerza centrífuga para rellenar la cavidad del molde. Se distinguen tres tipos principales:

  • Centrífuga: Ideal para la fabricación de elementos tubulares.
  • Semicentrífuga: Utilizada para piezas macizas con simetría radial.
  • Centrifugada: Aplicada en la producción de piezas pequeñas sin simetría.

• Fundición a Presión o Inyección

  Este método inyecta metal fundido a alta presión en un molde metálico. Se clasifica en dos variantes:

  • Cámara Caliente: El metal se funde en la propia cámara de inyección. Es ideal para materiales con bajo punto de fusión (como aleaciones de zinc, plomo o estaño).
  • Cámara Fría: El metal se funde externamente y se introduce en un pistón para la inyección. Es apto para todo tipo de materiales (incluyendo aluminio, magnesio y cobre), aunque con producciones generalmente más bajas que la cámara caliente.

Tipos de Moldes en Fundición

La elección del tipo de molde es crucial para el éxito del proceso de fundición y la calidad de la pieza final. Los principales tipos incluyen:

• Molde de Arena en Verde

  Utiliza arena sílica o "en verde" (húmeda). Consiste en recubrir el modelo con arena húmeda y compactarla, secándola posteriormente hasta que endurezca.

• Molde con Capa Seca

  Se aplica una capa de arena alrededor del modelo con un compuesto aglutinante (como almidón, linaza o agua de melaza) que endurece al secarse, proporcionando una superficie más resistente.

• Molde de Arena Seca

  Fabricados completamente con arena verde mezclada con un aditivo que endurece. Son cocidos en horno para eliminar la humedad, lo que les confiere mayor resistencia a golpes y turbulencias, permitiendo la fabricación de piezas de mayor tamaño y complejidad.

• Molde de Arcilla

  Se construyen a nivel del suelo con ladrillos o material cerámico. Las piezas grandes suelen ser reforzadas con cajas de hierro para mayor estabilidad.

• Molde Furánico

  Utiliza arena mezclada con ácido fosfórico que actúa como acelerador al combinarse con resina furánica, endureciéndose en aproximadamente 2 horas. Ofrece buena precisión y acabado.

• Molde CO2 (Silicato de Sodio)

  Arena verde mezclada con silicato de sodio. Una vez moldeado, se inyecta CO2, que reacciona químicamente con el silicato, aumentando significativamente la dureza del molde.

• Moldes Metálicos (Coquillas)

  Moldes permanentes, utilizados principalmente en fabricación en serie. Generalmente divididos en dos piezas separables, pueden emplear machos metálicos o de arena para crear cavidades internas.

Tipos de Modelos (Patrones) en Fundición

Los modelos son réplicas de la pieza a fabricar, con ciertas modificaciones para el proceso de fundición.

Características Clave de los Modelos:

• Deben tener un mayor tamaño para compensar la contracción del metal al enfriarse.
• Requieren un ángulo mínimo de desmoldeo para facilitar su extracción del molde sin dañarlo.
• En ocasiones, deben incluir todos los elementos auxiliares necesarios (bebedero, canales de alimentación, mazarotas, etc.).

Clasificación de Modelos:

• Modelos Reutilizables

  Fabricados con materiales duraderos como madera, plástico, aluminio, cobre, yeso o silicona, permitiendo múltiples usos.

• Modelos Desechables

  Fabricados con materiales que se destruyen o evaporan durante el proceso de fundición, como cera, poliestireno expandido, mercurio o parafina mezclada con cera.

Presupuesto y Costes en Fabricación por Fundición

La estimación de costes es fundamental para la viabilidad de cualquier proyecto de fundición. Los principales componentes del coste de fabricación incluyen:

• Coste de Materia Prima: Incluye el precio de los materiales, transporte, aranceles y un porcentaje para mermas o desperdicios.
• Coste de Mano de Obra Directa: Salarios y cargas sociales del personal directamente involucrado en el proceso de fundición.
• Amortización de Máquinas y Equipos: Depreciación de la maquinaria, hornos y herramientas utilizadas en la producción.
• Coste de Útiles Especiales: Herramientas o componentes fabricados o comprados específicamente para un proyecto o pieza en particular.
• Coste de Herramientas: Gastos asociados a herramientas generales y consumibles.