Los procesos de fundición se encuentran entre los procesos de moldeo primario más importantes. Ofrecen ventajas únicas en cuanto a libertad de diseño, rentabilidad y flexibilidad de materiales.
Este artículo arroja luz sobre por qué las piezas de fundición son la primera opción para geometrías complejas y cómo procesos como la fundición a presión garantizan una rentabilidad imbatible en la producción en serie. Aprenda todo sobre las ventajas únicas de la libertad de diseño, la inmensa flexibilidad de los materiales y las ventajas y desventajas específicas de los procesos de fundición más comunes, desde la fundición en arena hasta la fundición a la cera perdida.
¿Qué es el moldeo?
El Verter metalisher Materiales pertenece al grupo principal de procesos de moldeo primario. En este proceso, un material licuado -generalmente Metal líquido - en un preparado Molde de fundición. Allí, el material se solidifica y adopta el contorno interior exacto del Forma como molde negativo. De este modo, se crean piezas de fundición que también se pueden Requisitos específicos en términos de precisión y geometría.
Una característica clave de la fundición es la llamada contracción, que debe tenerse en cuenta en el diseño, ya que los materiales se encogen al enfriarse.
Existen básicamente dos tipos de proceso de fundición:
- Fundición en molde perdido En este proceso de fundición, el molde sólo se utiliza una vez. Ejemplos típicos son la fundición en arena y la fundición a la cera perdida. Estos procesos son ideales para producir piezas de fundición con formas complejas o en pequeñas cantidades. Ofrecen un alto grado de libertad de molde y son muy adecuados para producciones únicas o prototipos que plantean elevados requisitos específicos a la geometría interna y externa.
- Colada en moldes permanentes Aquí se utilizan moldes metálicos reutilizables (matrices) (por ejemplo, fundición a presión y fundición por gravedad). Permiten la producción en serie de grandes cantidades y ofrecen una solución especialmente económica para proyectos en los que se requieren grandes cantidades de piezas moldeadas. Molde de fundición hay que hacer.
Los procesos de fundición son la primera opción, sobre todo cuando los componentes tienen formas complejas, cavidades internas o estructuras intrincadas. Estas características serían imposibles o muy caras de fabricar con otros procesos. La moderna tecnología de fundición permite moldear materiales metálicos para satisfacer requisitos específicos de calidad y peso, desde unos pocos gramos hasta varias toneladas.
¿Cuáles son las principales ventajas de las piezas de fundición?
Las piezas de fundición son componentes indispensables en la industria moderna. El proceso de fundición ofrece ventajas únicas que lo convierten en la primera opción para componentes complejos, rentables y de alta resistencia.
1. máxima libertad y complejidad de diseño
Probablemente, la ventaja más importante de las piezas de fundición es la libertad de diseño. La fundición permite fabricar geometrías extremadamente complejas. Éstas serían técnicamente imposibles o poco rentables con otros procesos de fabricación, como el fresado o la soldadura.
- Cavidades internas y rebajes: Pueden realizarse en un solo paso de fundición.
- Tamaño de los componentes: El espectro abarca desde unos pocos gramos hasta componentes que pesan varias toneladas.
- Forma casi neta: La pieza fundida ya se corresponde en gran medida con el molde final. Esto reduce drásticamente el esfuerzo necesario para el procesamiento mecánico posterior (por ejemplo, fresado), ahorra tiempo y reduce costes.
2. eficiencia económica y producción en serie
Las piezas de fundición son imbatibles en la producción en serie por su rentabilidad.
- Fundición a presión: este proceso especial de fundición permite producir rápidamente grandes cantidades (grandes series) con un bajo coste por pieza.
- Procesamiento posterior mínimo: el alto grado de proximidad del contorno final elimina una gran parte del laborioso trabajo de mecanizado.
3. ventajas materiales y tecnológicas
Los procesos de fundición ofrecen una gama excepcionalmente amplia de materiales. Casi todos los metales moldeables pueden procesarse de forma económica con el proceso adecuado, desde metales ligeros hasta aleaciones de alta resistencia. En función de la aplicación, se utilizan distintos métodos de fundición y materiales de moldeo.
En la tecnología de fundición se distingue entre Materiales de fundición y Materiales para moldes y herramientas porque cumplen funciones diferentes: Los materiales de fundición como el aluminio, el zinc o el hierro fundido forman el Producto final y, por tanto, deben tener determinadas propiedades mecánicas y características de moldeo. En cambio, los materiales para moldes -como la arena, la cerámica o el acero para herramientas- sólo se utilizan para Fabricación del molde y, sobre todo, debe ser resistente térmica y mecánicamente. Esta separación es importante porque Elección del proceso, eficiencia económica y calidad de los componentes influido directamente.
3.1 Materiales de fundición: el producto final
- Aluminio y magnesio: Materiales ligeros y muy resistentes, ideales para la Fundición a presión, Fundición en arena y Fundición de moldes. Perfecto para componentes ligeros con gran precisión dimensional.
- Zinc: Bajo punto de fusión, tiempos de ciclo rápidos en el Fundición a presión en cámara caliente. Típico para carcasas y piezas de series pequeñas.
- Aleaciones de cobre (bronce, latón)Alta conductividad, utilizado en Fundición en arena y Colada continua - a menudo en electrónica, saneamiento o ingeniería mecánica.
- Hierro fundido y acero fundidoAlta resistencia para componentes sometidos a grandes esfuerzos. Hierro fundido con muy buenas propiedades de fundición, Acero fundido se utiliza para aplicaciones críticas de seguridad.
- Acero inoxidable y titanioPara componentes resistentes a la corrosión y la temperatura. Especialmente adecuado para industrias exigentes como la tecnología médica o la aviación.
3.2 Materiales para moldes y herramientas
- Arena (por ejemplo, arena de cuarzo, arena de resina)El material de moldeo más importante del Fundición en arena - flexible, rentable y puede utilizarse desde individualmente hasta en pequeñas series.
- Cerámica y yeso: Entrando Fundición a la cera perdida y para superficies muy lisas. La cerámica ofrece una gran precisión dimensional, el yeso produce superficies limpias.
- Cera y poliestireno: Materiales de modelismo para moldes perdidos - Cera en el Fundición a la cera perdida, Poliestireno en el Fundición en molde completo, ya que se evapora sin dejar residuos.
- Acero para herramientas: Como material para Moldes permanentes en Fundición a presión y Fundición de moldes resistente al calor, dimensionalmente estable y duradero.
¿Cuáles son las desventajas de las piezas de fundición?
Las piezas de fundición son indispensables en muchas industrias, como la ingeniería mecánica, la automoción y la tecnología médica. Permiten geometrías complejas y una producción en serie económica. Sin embargo, sus propiedades también plantean retos que deben tenerse en cuenta desde el principio.
Un problema central es la PorosidadEl proceso de fundición crea bolsas de aire o cavidades, que Fuerza y con el Mecanizado de grietas Esto es especialmente importante en el caso de piezas estancas a la presión o relevantes para la seguridad.
En Precisión dimensional es limitada: La contracción y la distorsión térmica provocan desviaciones de tolerancia. Por ello, muchas piezas de fundición requieren un Mecanizado CNC posterior, lo que aumenta el tiempo y los costes.
La empresa Calidad de la superficie varía en función del proceso de fundición. Procesos como la fundición en arena suelen dejar superficies rugosas que hay que repasar minuciosamente, por ejemplo en las partes visibles o las superficies de sellado.
En comparación con las piezas forjadas o fresadas, las piezas de fundición suelen alcanzar un menor Capacidad de carga mecánica. No obstante, el hierro fundido sigue siendo una solución eficaz, si la elección del material, el diseño y el tratamiento posterior se armonizan de forma óptima.
Procesos de fundición: Visión general de los procesos de fabricación habituales
| Categoría | Material | Procesos de fundición y propiedades relevantes |
| 1. materiales de fundición (El producto final) | Metales no ferrosos (metales NF): | |
| Aluminio, Magnesio | Construcción ligera, alta resistencia. Fundición a presión, Fundición en arena y Fundición de moldes son los mejores procesos de fundición para el aluminio. | |
| Zinc | Bajo punto de fusión. A menudo se utiliza para ciclos muy rápidos (fundición a presión). | |
| Cobre (bronce, latón) | Buena conductividad eléctrica. Utilizado en Fundición en arena y Colada continua. | |
| Metales ferrosos: | ||
| Acero (acero fundido), Hierro fundido | Piezas resistentes. Requieren altas temperaturas de fusión. Hierro fundido tiene muy buenas propiedades de fundición. | |
| Acero inoxidable, Titanio | Resistente a la corrosión (acero inoxidable). Titanio para requisitos muy elevados. | |
| 2. materiales para moldes (herramientas y materiales auxiliares) | Materiales de moldeo (moldes desechables): | |
| Arena (arena de cuarzo, arena de resina) | El material de moldeo más importante para Fundición en arena. Rentable y versátil. | |
| Cerámica, Escayola | Cerámica de alta precisión Fundición a la cera perdida. Escayola para superficies muy lisas. | |
| Materiales para las maquetas: | ||
| Cera, Poliestireno (espuma) | Cera para la Proceso de fundición a la cera perdida. Poliestireno para Fundición en molde completo, se evapora sin dejar residuos. | |
| Materiales (moldes permanentes/herramientas): | ||
| Acero para herramientas | Alta resistencia al calor. Para Fundición a presión- y Fundición de moldes-Moldes. |
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Las tecnologías de fundición más importantes
Fundición a presión (cámara fría y caliente): Ideal para el Producción en serie piezas de paredes finas. Los principales materiales son Aluminio, zinc y magnesio.
Moldeo por inyección: Para el Fabricación en serie piezas complejas de Plástico y Silicona (LSR).
Fundición en vacío y fundición a la cera perdida: Para Prototipos y Pequeñas series con una precisión extremadamente alta y geometrías complejas.
Fundición por gravedad (fundición en molde y en arena): Para componentes grandes y estructurales de gran densidad y resistencia.
Sus ventajas
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