Fundición y Moldeo de Metales: Procesos, Tipos y Aplicaciones

Fusión y Moldeo: Proceso General

• Fusión
• Vertido en molde
• Enfriamiento y solidificación
• Extracción

Ventajas del Moldeo

• Fabricación de piezas complejas.
• Piezas desde pocos gramos hasta varias toneladas.
• Adaptable desde producción en masa hasta piezas únicas.

Inconvenientes del Moldeo

• Limitaciones en propiedades mecánicas.
• Riesgos de seguridad para los trabajadores.

El Molde en Fundición

El molde es el elemento que contiene la cavidad cuya forma geométrica determina la forma de la pieza final. Es una herramienta específica del proceso.

Tipos de Moldes

• Moldes abiertos y cerrados.

Molde Desechable

Ventajas:

• Flexible, permite piezas intrincadas.
• Económico.
• Sencillo.
• Compatible con casi todos los materiales.

Inconvenientes:

• Calidad de superficie limitada.
• Se destruye para retirar la pieza.
• Velocidad de producción limitada.

Molde Permanente

Ventajas:

• Ventajas en alta producción.
• Alta velocidad de producción.
• Reutilizable (larga vida útil).
• Buen acabado de superficie.

Inconvenientes:

• Limitaciones en algunos materiales.
• Costoso.
• Forma de pieza limitada por la apertura del molde.

El Modelo en Fundición

Los modelos son necesarios para la fabricación de los moldes desechables. Son una reproducción más o menos exacta de la pieza a fabricar.

Consideraciones para el Modelo

• Sobredimensionamiento por contracción (tolerancia de contracción).
• Sobredimensionamiento para operaciones de acabado.
• Imposibilidad de reproducción de todos los detalles.
• Prever la extracción del propio modelo (ángulos de salida).
• Prever alojamiento de núcleos o corazones.

Clasificación de los Procesos de Fundición

Colada por Gravedad

• Moldeo en arena (a mano y mecánicamente).
• Otros procedimientos en materiales no metálicos (con terraja, al vacío, en cáscara, a la cera perdida, poliestireno expandido).
• Moldeo en moldes permanentes (coquilla).

Colada a Presión

• Fundición centrifugada.
• Fundición a presión.

Métodos Específicos de Fundición

Fundición en Arena

Molde desechable de arena de sílice. Es el más usado.

Ventajas:

• Piezas con formas complejas.
• Sin límite de tamaño.
• Cualquier metal o aleación.
• Reutilización de la arena.

Desventajas:

• Acabado deficiente.
• Amplia tolerancia dimensional.
• Baja tasa de producción.
• A menudo requiere mecanizado posterior.

Moldeo en Cáscara (Shell Molding)

Ventajas:

• Piezas complejas con detalles finos.
• Muy buen acabado superficial.
• Buena precisión dimensional.
• Alta tasa de producción (mayor que en arena).
• Poco metal de desecho.

Desventajas:

• Alto costo del equipamiento.
• Modelo costoso.

Fundición por Revestimiento / A la Cera Perdida

Ventajas:

• Piezas muy complejas.
• Estricto control dimensional.
• Muy buen acabado.
• Reutilización de la cera.
• Todo tipo de metales y aleaciones.

Desventajas:

• Tamaño limitado.
• Costos de equipamiento y mano de obra elevados.
• Larga duración del proceso.

Fundición en Coquilla (Molde Permanente)

Ventajas:

• Buen acabado.
• Buena precisión dimensional.
• Baja porosidad.
• Alta tasa de producción.
• Piezas con buenas propiedades mecánicas.

Desventajas:

• Costo del molde elevado.
• Forma y complejidad limitadas.
• No adecuado para metales de alto punto de fusión.

Fundición Centrifugada (a Presión)

Utiliza las fuerzas de inercia generadas por la rotación para llenar las cavidades del material fundido. Adecuado para piezas con geometría de revolución, tanto grandes como pequeñas.