fundición

Fundición

Actualmente se realiza el llamado moldeo mecánico, consistente en la compactación de la arena por medios automáticos, generalmente mediante pistones (uno o varios) hidráulicos o neumáticos.

Moldeo Horizontal. A finales de los años 50 los sistemas de pistones alimentados hidráulicamente fueron usados para la compactación de la arena en los moldes. Estos métodos proporcionaban mayor estabilidad y precisión en los moldes. A finales de los años '60 se desarrolló la compactación de los moldes con aire a presión lanzado sobre el molde de arena precompactado. La mayor desventaja de estos sistemas es la gran cantidad de piezas de repuesto que se consumen debido a la multitud de partes móviles, además de la producción limitada unos 90-120 moldes por hora.

Moldeo vertical. En 1962 la compañía danesa Dansk Industri Syndikat (DISA) implementó una ingeniosa idea de moldeo sin caja aplicando verticalmente presión. Las primeras líneas de este tipo podrían producir 240 moldes por hora y hoy en día las más modernas llegan a unos 550 moldes por hora. Aparte de la alta productividad, de los bajos requerimientos de mano de obra y de las precisiones en las dimensiones, este método es muy eficiente.

Moldeo a la cera perdida o microfusión. En este caso, el modelo se fabrica en cera o plástico. Una vez obtenido, se recubre de una serie de dos capas, la primera de un material que garantice un buen acabado superficial, y la segunda de un material refractario que proporcione rigidez al conjunto. Una vez que se ha completado el molde, se calienta para endurecer el recubrimiento y derretir la cera o el plástico para extraerla del molde en el que se verterá posteriormente el metal fundido.

Se denomina fundición al proceso de fabricación de piezas, comúnmente metálicas pero también de plástico, consistente en fundir un material e introducirlo en una caviad (vaciado, moldeado), llamada molde, donde se solidifica.
El proceso más común es la fundición en arena, por ser esta un material refractario muy abundante en la naturaleza y que, mezclada con arcilla, adquiere cohesión y moldeabilidad sin perder la permeabilidad que posibilita evacuar los gases del molde al tiempo que se vierte el metal fundido. La fundición en arena consiste en colar un metal fundido, típicamente aleaciones de hierro, acero, bronce, latón y otros, en un molde de arena, dejarlo solidificar y posteriormente romper el molde para extraer la pieza fundida (pero ya sólida).
Para la fundición con metales como el hierro o el plomo, que son significativamente más pesados que el molde de arena, la caja de moldeo es a menudo cubierta con una chapa gruesa para prevenir un problema conocido como «flotación del molde», que ocurre cuando la presión del metal empuja la arena por encima de la cavidad del molde, causando que el proceso no se lleve a cabo de forma satisfactoria.
También se conoce como fundición al proceso de extraer metales a partir de sus menas, que suele ser la etapa previa al moldeado metálico (véase fundición).
La fundición en arena requiere un modelo a tamaño natural de madera, cristal, plástico y metales que define la forma externa de la pieza que se pretende reproducir y que formará la cavidad interna en el molde.
En lo que atañe a los materiales empleados para la construcción del modelo, se puede emplear desde madera o plásticos como el uretano y el poliestireno expandido (EPS) hasta metales como el aluminio o el hierro fundido.
Para el diseño del modelo se debe tener en cuenta una serie de medidas derivadas de la naturaleza del proceso de fundición:
A esta dimensión se debe dar una sobremedida en los casos en el que se dé un proceso adicional de maquinado o acabado por arranque de viruta.
Los moldes, generalmente, se encuentran divididos en dos partes, la parte superior denominada cope y la parte inferior denominada draga que se corresponden a sendas partes del molde que es necesario fabricar. Los moldes se pueden distinguir:
Las etapas que se diferencian en la fabricación de una pieza metálica por fundición en arena comprende:
La precisión de la pieza fundida está limitada por el tipo de arena y el proceso de moldeo utilizado. La fundición hecha con arena verde gruesa proporcionará una textura áspera en la superficie de la pieza. Sin embargo, el moldeo con arena seca produce piezas con superficies mucho más lisas.
Para un mejor acabado de la superficie de las piezas, estas pueden ser pulidas o recubiertas con un residuo de óxidos, silicatos y otros compuestos que posteriormente se eliminarían mediante distintos procesos, entre ellos el granallado.
La simulación de procesos de fundición utiliza métodos numéricos para calcular la calidad resultante de los componentes fundidos, teniendo en cuenta el llenado del molde, la cristalización y el enfriamiento, y proporciona una predicción cuantitativa de las propiedades mecánicas de la fundición, las tensiones térmicas y las deformaciones. La simulación describe con precisión las características finales de la fundición, antes del inicio de la producción. El molde y los parámetros de la fundición pueden ser diseñados teniendo en cuenta las propiedades del resultado. Esto genera ventajas no solo en la reducción de las pruebas de producción preliminares, sino también conduce al ahorro de energía, materiales y herramientas.
El software asiste al usuario en el diseño de componentes, la definición de prácticas de fundición y métodos de fundición, así como en la fabricación de modelos y moldes, tratamiento térmico y acabado final. Esto permite reducir los costos en todo el camino del proceso de fundición.
La simulación del proceso de fundición fue desarrollada por primera vez en las universidades, comenzando a principios de los años 70, principalmente en Europa y en los EE. UU., y se considera la innovación más importante en la tecnología de fundición en los últimos 50 años. Desde finales de los años 80, están disponibles varias versiones de software comercial que permiten a las fundiciones obtener una nueva comprensión de lo que sucede dentro del molde o la herramienta de fundición durante el proceso de fundición.^[1]​

↑ N. Hansen, Erwin Flender and Jörg C. Sturm. (2010). «Thirty Years of Casting Process Simulation». International Journal of Metalcasting (en inglés). doi:10.1007/BF03355463. 

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