La guía definitiva del moldeo en arena y cómo funciona

El moldeo en arena es un proceso de fabricación integral para crear componentes metálicos utilizando moldes de arena. Esta guía desvela sus fundamentos, desde sus orígenes hasta sus aplicaciones prácticas. Adéntrate en el mundo del moldeo en arena y su papel en la conformación de diversas industrias.

¿Qué es el moldeo en arena?

El moldeo en arena es un típico proceso de moldeo de metales que facilita amplias aplicaciones en numerosas industrias. Esta técnica de fabricación implica verter metal líquido en un molde de arena, donde se solidifica para adoptar la forma del molde.

Es versátil y capaz de producir diversos artículos, como engranajes, culatas de cilindros y equipamiento deportivo. Contrariamente a concepciones erróneas, el moldeo en arena moderno utiliza tecnología avanzada y ciencia basada en datos, optimizando el proceso.

En cualquier caso, el método de fundición cumple con las normativas de fabricación del siglo XXI. Por lo tanto, ofrece prototipado rápido y rentable. Consiste en crear una cavidad en un material de arena, en la que se vierte el metal fundido para obtener el objeto deseado.

Utiliza moldes que contienen mezclas de arena formuladas reforzadas con otros materiales para ayudar a mantener su forma. El moldeo en arena es un método preferido para producir componentes grandes y complejos, así como diseños pequeños y complejos.

Su rentabilidad, rápida ejecución y capacidad para generar diversas formas y tamaños lo convierten en una elección fiable. Mientras tanto, se erige como un proceso respetuoso con el medio ambiente que promueve la sostenibilidad. Factores como la complejidad del diseño, los requisitos de volumen, las propiedades del material y el costo del proyecto determinan su idoneidad.

Lo más importante es que su adaptabilidad permite realizar cambios y optimizaciones flexibles en diferentes etapas, incluida la elección del material, los métodos de fundición y las técnicas de acabado. El moldeo en arena abarca más del 61% de todas las producciones de fundición de metales.

Características del moldeo en arena

  • Cohesión

La cohesión es fundamental para el moldeo en arena. Las partículas deben presentar una fuerte adhesión para un proceso de moldeo en arena impecable. Esta adhesión y cohesión ayudan al molde a mantener su forma y evitar la erosión durante la fundición.

  • Colapsabilidad

El colapso y la capacidad de liberación del molde son otra característica crítica. La extracción del molde de arena después de solidificarse debe ocurrir sin dañarlo. Por esa razón, la colapsabilidad es un factor vital para obtener productos limpios y precisos.

  • Resistencia

La resistencia del molde determina cómo puede soportar las presiones y fuerzas a las que se enfrenta durante la aplicación y la fundición.

Un molde resistente puede mantener su forma y no se deforma ni daña bajo aplicaciones de gran peso. En otras palabras, los moldes débiles provocan defectos en el producto.

  • Permeabilidad

La permeabilidad es la capacidad de permitir que los gases penetren desde el molde fundido a medida que el metal líquido ocupa espacio. Es vital para evitar defectos estructurales como bolsas de aire. También ayuda a mantener la integridad de los productos.

  • Refractariedad

La refractariedad permite que el material fundido combata altas temperaturas sin deformarse. Por lo tanto, la arena de moldeo debe contar con una alta refractariedad para resistir el calor extremo en la fundición. Esta característica permite que el molde de metal evite descomponerse bajo la arena de moldeo caliente.

  • Contenido de humedad

El contenido de humedad es otro factor crítico. Impacta su capacidad de mantenerse unido por más tiempo y mantener la forma del producto deseado. El porcentaje adecuado de humedad asegura un moldeado perfecto, mientras que un contenido de humedad excesivo puede provocar erosión del molde.

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  • Tamaño y forma de grano

La forma y el tamaño de las partículas son vitales. El tamaño de grano impacta la precisión dimensional y el acabado superficial. El tamaño y la forma de grano adecuados mejoran la calidad del producto.

  • Reutilización

La reutilización de la arena determina su valor ambiental y económico. Utilizar los mismos moldes de arena varias veces hace que el proceso sea sostenible y rentable. Sin embargo, la arena puede volverse menos efectiva, lo que requiere ajustes y reemplazo con el tiempo.

8 pasos principales en el proceso de fundición en arena

La fundición en arena implica varios pasos distintos para lograr productos de calidad. Aquí tienes el desglose de los pasos principales:

1. Preparación de la arena

El primer paso es la preparación del molde. Compacta la arena en el contenedor para crear un molde que coincida con la forma de la fundición deseada.

El molde replica el exterior del contenedor. En general, debes dividir el contenedor en dos mitades (cope y drag). Una vez que la arena se compacta alrededor del patrón, puedes quitarlo para dejar una cavidad que dará forma a la fundición.

2. Elaboración del patrón

Los patrones son los modelos físicos que se utilizan para crear el molde. En general, los patrones replican el exterior de la fundición y son esenciales para el proceso de fundición.

Pueden estar hechos de varios materiales, incluyendo madera, metal y sintéticos, dependiendo del volumen de las fundiciones y la tolerancia. Los patrones cuentan con un sistema de canalizaciones para regular el flujo de metal y la ventilación de gas, y manejar la contracción térmica.

3. Moldeado

El proceso de moldeado implica la creación del molde alrededor del patrón. Se retira el patrón y se posicionan los sistemas de canalizaciones y canales que permiten que el metal fundido entre y fluya a través del molde. Mientras tanto, los machos crean cavidades internas y características, lo que permite que el cope aparezca encima del drag y sujete las dos partes juntas.

4. Fusión

La fusión convierte el metal sólido en un estado líquido listo para verterse en el molde. Puedes obtener excelentes resultados a través de una cámara de calentamiento o un horno, donde las temperaturas superan los 1600 °C. Los hornos varían según el tipo de material y el combustible aplicable para altas temperaturas.

Es crucial eliminar los gases nocivos que genera esta etapa al exponer los metales a altas temperaturas. Por lo tanto, la tecnología purifica el metal fundido eliminando elementos no deseados sin alterar su estructura química.

5. Vertido de metal fundido

Debes preparar y verter el metal fundido en la arena del molde a través del sistema de canalizaciones. El sistema de canalizaciones garantiza un flujo de metal suave en el molde y reduce la turbulencia. La turbulencia puede provocar la formación de óxidos y defectos en la fundición.
Cómo el metal llena la cavidad, define la parte terminada y los alimentadores. Los alimentadores se refieren a las secciones que se enfrían y solidifican por último, concentrando la contracción y posibles huecos.

6. Remoción de Arena

A continuación, permita que la arena de fundición metálica se enfríe hasta alcanzar la temperatura ambiente. El proceso de sacudida ayudará a separar y eliminar la arena de la fundición mediante vibración.

Se vibra el molde para desalojar la arena de la fundición. La sacudida es crucial ya que garantiza que la fundición elimine el exceso de arena y la prepare para el procesamiento posterior.

7. Rectificado

Una vez que la fundición ha pasado por la remoción de arena, puede requerir un procesamiento adicional para lograr la forma y el acabado superficial deseados. El rectificado ayuda a perfeccionar la fundición.

Involucra el uso de herramientas abrasivas para quitar el material excesivo o las irregularidades en la superficie. El proceso es esencial para lograr precisión dimensional y un acabado suave.

8. Inspección

La inspección es crítica para garantizar que la fundición cumpla con los estándares de calidad y especificaciones. Los inspectores capacitados examinan la fundición en busca de defectos, como grietas, porosidad u otras irregularidades que puedan afectar su integridad estructural.

En general, toman medidas para verificar la precisión dimensional. Los métodos de pruebas no destructivas, como los rayos X o el ultrasonido, pueden ser fundamentales para detectar fallas ocultas.

Métodos de Fundición en Arena

En cualquier caso, la fundición en arena describe un antiguo proceso de fabricación con raíces que se remontan al 1600 a.C. en China. Ha evolucionado hasta convertirse en un método crucial para producir piezas con detalles excepcionales en el siglo XXI.

Este método abarca hasta el 60% de todas las fundiciones de metal, fabricando componentes como cajas de engranajes, cuerpos de válvulas, carcasas de bombas, culatas y bloques de motor.

Aquí se presentan métodos típicos de fundición:

  • Colocación de la Fundición en Arena

En general, el método de colocación crea diseños cilíndricos sólidos. La técnica llena parcialmente la caja con arena de moldeo y la compacta.

Puede insertar el patrón en la arena después de apisonar. Por lo tanto, ajuste la arena al patrón y golpéela para asegurar una compactación adecuada de la arena.

Debe quitar el patrón para inspeccionar la arena en busca de zonas blandas. Por lo tanto, puede realizar apisonamiento adicional si hay zonas blandas presentes hasta que aparezca densamente compactada.

A continuación, presione el patrón para lograr una cavidad de molde bien apisonada. Esta técnica puede ser beneficiosa al moldear fosas para moldes más grandes. Lo más importante es que la caja no requiere voltearse al empotrar el patrón.

  • Cope Falsa Fundición en Arena

La técnica de cope falsa es un método para moldes de diseños cilíndricos sólidos. En este proceso, debe apisonar firmemente la arena debajo del patrón.

Puede colocar el diseño en el cope sin considerar la compactación de la arena debajo del patrón, creando una superficie lisa.

Después de espolvorear el patrón y el cope con arena separadora, debe colocar la sección de la caja del molde sobre el cope, combinada con el procedimiento estándar de apisonamiento. También debe girar el montaje final sobre una cama de arena.

  • Respaldado Plano Fundición en Arena

La fundición en arena de respaldo plano implica la colocación de la cavidad del molde en uno de los lados del molde. En el material sin moldear, es necesario colocar un cono en el lado de la cavidad para crear un respaldo plano que ayude en el vaciado y enfriamiento de la pieza moldeada.

Puede insertar el patrón en la caja de moldeo, cubrirlo con arena y compactarlo. En general, este método es fundamental para las piezas con respaldo plano simples o complejas que se unen a la parte superior y la parte inferior del molde.

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Puede quitar el patrón después de compactar y añadir compuertas y conos. En los casos en que la fundición en arena de respaldo plano implica patrones en la parte superior y la parte inferior del molde, puede colocar la parte superior sobre la inferior y agregar un patrón que sea igual o similar encima. De esta manera, creará una impresión sólida y completa al compactarla firmemente.

  • Fundición en Arena con Silicato de Sodio

Generalmente, la fundición con silicato de sodio es una variación de la fundición en arena verde que utiliza silicato de sodio como aglutinante. Este método permite una rápida producción de moldes, que implica arena y curado de silicato de sodio con dióxido de carbono (CO2), lo que permite un endurecimiento instantáneo.

Antes del endurecimiento, materiales como polisacáridos, celulosa, resina o aceite se mezclan con el silicato de sodio para garantizar que el objeto no se descomponga al quitar el patrón.

La fundición en arena con silicato de sodio comienza mezclando arena con silicato de sodio, que se puede compactar alrededor del patrón. Mientras tanto, el CO2 se endurece y cura rápidamente el molde.

Una vez solidificado, puede quitar el patrón y verter el metal fundido. En general, este método es adecuado para objetos intrincados y complejos porque puede crear formas y patrones complicados.

  • Fundición en Arena al Vacío

La fundición al vacío implica una lámina plástica delgada colocada sobre un patrón con una correcta ventilación para la aplicación del vacío. Se coloca un frasco de vacío sobre el patrón, se vibra la arena en el molde y se compacta el material.

Durante la fase de vertido del metal, se puede mantener la parte superior y la parte inferior del molde bajo vacío. Mientras tanto, el plástico se vaporiza mientras el vacío conserva la forma de la arena a medida que el metal fundido se solidifica. Una vez que la parte se enfría y se solidifica, puede quitar el vacío.

La fundición al vacío es conocida por su alta precisión, logrando tolerancias de ±0.01 y ±0.002 pulgadas, con secciones transversales de 2.3 mm. El método ofrece excelentes acabados superficiales sin defectos de humedad, humos tóxicos o el uso de aglutinantes.

  • Fundición en Arena de Concha

La fundición de concha utiliza un material recubierto de resina para crear un molde metálico en forma de concha, que se debe calentar hasta que se endurezca. A continuación, puede ensamblar la concha, verter el metal fundido en ella y permitir que se enfríe.

Una vez que se enfría, puede romper la concha y extraer el objeto. Aunque la fundición de concha es más costosa que la fundición tradicional, compensa con menos pasos, desperdicio mínimo y rentabilidad.

Además, el moldeo de concha permite una producción masiva rápida. Puede fabricar componentes detallados, complejos e intrincados con superficies lisas y dimensiones altamente precisas.

Tipos de Arena de Fundición

  • Arena Verde

El moldeo en verde se llama así por el contenido de humedad presente en la arena. Es una mezcla de varios aditivos, agua, arcilla y arena. Los moldes en el moldeo en verde son reutilizables y pueden producir piezas grandes. Sin embargo, la arena misma no es reutilizable.

La arena verde típicamente consiste en aproximadamente un 2% a un 4% de agua, un 5% a un 11% de arcilla, un 75% a un 85% de arena y un 3% a un 5% de aditivos, como sílice. El agua y la arcilla actúan como agente aglutinante, dando fuerza al molde. Si bien el moldeo en arena verde es eficiente para la producción en gran volumen, no produce componentes con dimensiones precisas y tolerancias ajustadas.

  • Arena Seca

El moldeo en arena seca mezcla arena con arcilla u otro material aglutinante. Puedes dar forma a la mezcla en el molde y hornearla para aumentar la resistencia. Este proceso es fundamental para el moldeo en arena seca y debe someterse a un control preciso para satisfacer tus necesidades.

Es típico para la producción de componentes ferrosos y no ferrosos, incluidos bloques de motor, carcasas, cajas de cambios y componentes agrícolas. El moldeo en arena seca puede crear diseños intrincados con tolerancias excepcionalmente ajustadas. Al igual que el moldeo en arena verde, utiliza machos y canal de colada para facilitar el vertido del metal fundido.

Aunque el moldeo en arena seca es complejo y consume tiempo, todo el proceso es típico para aplicaciones donde la precisión y las tolerancias ajustadas son cruciales. La arena que utilizas en el moldeo en arena seca no es reutilizable.

  • Arena de Revestimiento

La arena de revestimiento se ajusta al exterior o cara del molde. Consiste en arena de sílice y arcilla. En términos simples, puedes aplicar la arena de revestimiento directamente adyacente al patrón. Dado que entra en contacto con metal fundido, la arena de moldeo debe presentar alta resistencia.

  • Arena de Núcleo

Los machos son estructuras internas en el moldeo que le dan a la parte final sus características huecas o intrincadas. Debes mezclar sílice con aceite de núcleo, que típicamente incluye componentes como linaza, resina, aceite mineral y agentes aglutinantes como dextrina y silicato de sodio.

Esta mezcla moldea la arena con una excelente resistencia a la compresión, lo que le permite soportar la presión del metal fundido que viertes en el molde. En general, la arena de núcleo es vital en partes complejas y huecas. Es crucial en la fabricación de componentes como bloques de motor y culatas.

  • Arena de Moldeo Arcilloso

Puedes crear arena de moldeo arcilloso combinando partes iguales de arcilla y arena utilizando la cantidad adecuada de agua. Esta arena de moldeo se adapta a la fundición de componentes grandes y pesados, como tolvas y piezas de turbina. Su composición equilibrada proporciona la cohesión y resistencia necesarias para manejar el peso y tamaño de las piezas moldeadas.

  • Arena de Partición

La arena de partición es una frontera entre el patrón y la arena de moldeo. Compuesta típicamente de arena de sílice pura, puedes aplicarla a las superficies del patrón antes del moldeo. Puedes espolvorearla sobre el patrón antes de incrustarlo en la arena de moldeo.

Mientras tanto, puedes esparcirla sobre las superficies de contacto de la carrillera, caña y cofia para evitar que los componentes se peguen entre sí. La arena de partición facilita la separación de las secciones del molde y evita la adhesión no deseada durante el proceso de fundición. Su función es garantizar el desmontaje fácil de los componentes del molde, contribuyendo a la eficiencia y la calidad.

  • Arena de Base y Piso

El respaldo y el suelo te permiten llenar la caja de volumen y sostener la arena de revestimiento. Proporciona estabilidad estructural y refuerza el molde, manteniendo su forma e integridad. Funciona con la arena de revestimiento para un molde bien soportado y duradero, esencial para objetos detallados.

  • Arena de sistema

La arena de sistema es un tipo de fundición especializada adecuada para coladas de arena mecánica grande. Tiene una combinación única de propiedades esenciales, incluida alta resistencia, permeabilidad y refractariedad. El moldeo a máquina para piezas grandes e intrincadas utiliza la arena del sistema para llenar su caja.

A diferencia de otras arenas de fundición, la arena de fundición del sistema no requiere arena de revestimiento. Esta característica es posible ya que limpia a fondo e incorpora aditivos específicos. La arena del sistema es una parte integral de las fundiciones modernas para producir componentes de gran tamaño con precisión y eficiencia.

  • Arena de melaza

La arena de melaza se destaca por su agente aglutinante distintivo. Es típico para crear núcleos y estructuras internas en piezas de fundición y producir partes intrincadas. La melaza actúa como el adhesivo que mantiene unida la arena, permitiendo la formación de sustancias con diseños complejos y características detalladas.

En cualquier caso, su uso en la fabricación de núcleos da como resultado piezas con pasajes internos y cavidades intrincadas. La arena de melaza es fundamental para su versatilidad y adaptabilidad, proporcionando una solución única para piezas de fundición especializadas y complejas.

Fundición de arena de metales

Los metales no ferrosos son esenciales en la fundición de arena debido a sus propiedades únicas. Exploraremos tres metales no ferrosos clave en este contexto.

  • Aluminio: Este metal ligero ofrece una excelente capacidad de fundición y resistencia a la corrosión. Es típico en componentes aeroespaciales y piezas automotrices.
  • Bronce: La fundición en arena de bronce contiene cobre y estaño. Variaciones como el bronce de aluminio y el bronce de manganeso ofrecen resistencia a la corrosión y resistencia.
  • Latón: Una aleación de cobre y zinc, el latón destaca en resistencia a la corrosión, conductividad y resistencia. Es una opción principal para la fundición de arena.
  • Zinc: Una opción versátil para la fundición de arena, el zinc permite paredes más delgadas y agujeros largos. La aleación mejora sus propiedades.
  • Plomo: Aunque tiene preocupaciones de salud, el plomo es una opción típica para piezas pequeñas y medianas debido a su resistencia a la corrosión.
  • Cobre: Un metal fuerte y resistente a la corrosión común en accesorios de fontanería y herrajes.

Los metales ferrosos también desempeñan un papel crucial:

  • Hierro: Ideal para formas complejas y piezas intrincadas. El hierro gris, el hierro ductil y el hierro maleable tienen propiedades distintas.
  • Acero suave: Económico y maleable, es versátil pero tiene desafíos como grietas en la arena.
  • Acero inoxidable: Típico para resistencia a la corrosión y estabilidad dimensional. Es ligero pero tiene un costo más alto.
  • Acero de aleación: Creado mediante la fusión de acero al carbono con otros elementos, ofrece resistencia y tenacidad.

Fundición de arena Equipo

La fundición de arena utiliza equipos y herramientas distintos para diseños intrincados. Preparas moldes a partir de arena verde, que mezcla arena, arcilla, agua y aditivos. Mientras tanto, equipos de compactación, como apisonadoras y máquinas de impacto, ayudan a mantener el patrón.
La fundición en arena es significativa en la industria aeroespacial, donde la precisión y la calidad del material son primordiales. Se crean componentes de motor, piezas estructurales y piezas de tren de aterrizaje.

La fundición es un método rentable para producir piezas más grandes y más intrincadas que requieren materiales con alta temperatura de fusión.

El método es crucial para el desarrollo de prototipos y la producción personalizada o de bajo volumen, sirviendo como una herramienta valiosa en la iteración rápida de diseño.

  • Industria Marítima

La fundición en arena es fundamental para la fabricación de hélices, componentes de motor y accesorios marinos en la industria marítima. Su capacidad para manejar diversos materiales, incluyendo aleaciones resistentes a la corrosión, la convierte en la opción preferida para aplicaciones marinas.

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Ofrece flexibilidad y puede fundir piezas grandes y duraderas que cumplen con los requisitos específicos del sector marítimo. Además, es rentable y soporta la producción a gran escala.

  • Construcción

La industria de la construcción utiliza la fundición en arena para diversas aplicaciones, especialmente en la producción de elementos arquitectónicos decorativos y funcionales. Barandillas ornamentales, farolas y accesorios intrincados se someten a la fundición en arena.

Su versatilidad y costos relativamente bajos la convierten en una elección práctica para la producción de elementos arquitectónicos personalizados, únicos o de bajo volumen. Es ideal para crear diseños personalizados y restaurar edificaciones históricas con componentes auténticos y específicos de la época.

  • Maquinaria Agrícola

La fundición en arena ayuda a crear diversos componentes para equipos agrícolas. Estos componentes van desde piezas de tractor y rejas de arado hasta accesorios de sistemas de riego.

Puede producir piezas de fundición en arena duraderas y robustas que pueden resistir el estrés del trabajo agrícola. Además, su rentabilidad es crucial para los fabricantes de alto volumen de maquinaria agrícola.

  • Sector Energético

El sector energético abarca fuentes convencionales y renovables que utilizan la fundición en arena para diversas aplicaciones. Componentes para la generación de energía, como turbinas y carcasas de generadores, utilizan la fundición en arena.

Puede manejar materiales con altos puntos de fusión, convirtiéndola en una opción viable. Sobre todo, el proceso de fundición en arena produce componentes para sistemas de energía renovable como turbinas eólicas y equipos solares.

  • Equipos Médicos

La fundición en arena produce componentes de dispositivos de diagnóstico, equipos radiológicos y otras maquinarias médicas. Su capacidad para crear formas complejas y manejar diversos materiales beneficia a los fabricantes. La precisión y flexibilidad del material de la fundición en arena cumplen con los estrictos estándares de calidad en la fabricación médica.

  • Hardware Arquitectónico

También contribuye a la idoneidad para industrias donde la agilidad y la producción rápida son críticas, como la automotriz y aeroespacial. Los fabricantes pueden responder rápidamente a las demandas del mercado, modificaciones de diseño o reemplazos inesperados de piezas.

Desventajas

  • Problemas de Post-Procesamiento

Una vez que se completa el moldeo, podría requerir un extenso trabajo de acabado para lograr la calidad superficial y precisión dimensional deseadas. El post-procesamiento puede incluir rectificado, mecanizado, lijado o soldadura para eliminar el material excesivo.

Así, se puede mejorar la suavidad superficial y corregir imperfecciones. La fase de post-procesamiento puede ser consumidora de tiempo, intensiva en mano de obra y costosa, lo que conlleva a largas duraciones de producción.

  • Defectos Inevitables

Los moldes de fundición en arena involucran defectos como porosidad, inclusiones, imperfecciones superficiales y variaciones dimensionales. Estos defectos pueden comprometer la integridad estructural, apariencia y funcionalidad.

Sin embargo, los operadores capacitados y las medidas de control de calidad pueden reducir estos defectos. Pero lograr piezas fundidas completamente libres de defectos, especialmente para componentes grandes o complejos, puede ser desafiante. Por lo tanto, es crucial evaluar el potencial.

Consideraciones de la Fundición en Arena

Comprender el uso previsto de la fundición y sus pasos de procesamiento subsiguientes es primordial. Aplicar mecanizado o recubrimiento para lograr un acabado pulido puede ser relevante.

Mientras tanto, el tratamiento térmico puede ser esencial si el componente se ajustará en una estructura o ensamblaje que requiera una alta rigidez. Aquí están las principales consideraciones de fundición en arena:

  • Planos y Dibujos Detallados

Las fundiciones en arena confían en planos y dibujos para una fundición detallada y producto final. Estos intrincados planos son una herramienta de comunicación vital a lo largo del proceso de diseño de la fundición en arena, articulando las expectativas y especificaciones del diseñador.

Las características críticas del diseño de fundición en arena incluyen tamaño, forma, ángulos de desmoldeo, radios, niveles de tolerancia, tolerancia a defectos, acabado superficial y criterios de inspección. El tamaño preciso y los ángulos de desmoldeo son críticos donde sean necesarias marcas de identificación fundidas.

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  • Ángulo de Desmoldeo de la Fundición en Arena

El ángulo de desmoldeo de la fundición en arena elimina el contenido del delicado molde de fundición en arena sin comprometer la pared externa. Determinar el ángulo de desmoldeo de la fundición depende del proceso de moldeo del producto, diseño de fundición y la profundidad del patrón.

  • Radios y Filetes

Incorporar radios y filetes es crucial en el proceso de diseño. Los radios y filetes aumentan el atractivo estético y ayudan en la distribución de tensiones, mitigando tensiones relacionadas con la fundición. Los filetes de esquina bien proporcionados son vitales para verter el componente, promoviendo un flujo suave del material fundido y asegurando un llenado adecuado.

  • Línea de Separación

La línea de separación decide si un diseño es factible o requiere alteraciones, influenciando el costo de producción y la calidad de las fundiciones. Los diseñadores deben comprender y documentar la ubicación de la línea de separación dentro de los dibujos de fundición.

Depender únicamente de la experiencia práctica no logra los resultados deseados. La línea de separación debe ser baja, con una configuración amplia, corta y plana. El margen de extensión entre la línea de separación y las rebabas de la unión debe ser inferior a 0.020.

  • Selección de Aleaciones

La aleación que elija puede impactar diversos atributos, incluida la resistencia a la corrosión, la resistencia, la tenacidad, la durabilidad, la flexibilidad, la contracción, la templabilidad, el costo y la soldabilidad. Mientras tanto, las cavidades podrían evitar que el modelo se desaloje durante la producción del molde.

Si bien el uso de corazones contribuye a un proceso de fundición más prolongado y costoso, minimizar o eliminar porciones de arena del núcleo en los diseños de fundición en arena puede ser prudente. El uso de corazones puede extender el proceso de fundición y aumentar los costos.

  • Secciones Transversales

Mantener secciones transversales o grosor de pared consistentes en los diseños de fundición en arena es ventajoso. Los cambios abruptos de sección suelen ser desagradables en los diseños de fundición en arena, ya que muchos productos de fundición fallarían debido a cambios repentinos en el grosor.

Sin embargo, lograr una sección transversal uniforme puede ser desafiante debido a las tasas variables de enfriamiento en la solidificación. Los refuerzos y escuadras pueden ayudar a controlar las variaciones de grosor.

  • Diseño de Unión

En moldes de fundición de arena complejos, se producen confluencias, incluyendo X, T, Y, V y L, debido a la naturaleza intrincada de las piezas. Estas confluencias pueden crear concentraciones locales de masa, lo que conduce a grietas, contracción y tensiones. Minimizar la concentración local excesiva de masa en las confluencias y garantizar una integración perfecta es esencial.

Conclusión

En conclusión, la fundición de arena es un éxito del legado perdurable del ingenio humano. Con raíces que se remontan a milenios, este antiguo método de fundición se ha adaptado a las demandas de los tiempos cambiantes. Por lo tanto, se ha convertido en un pilar en industrias tan diversas como la automotriz, aeroespacial y la construcción.

Ofrece una flexibilidad de diseño incomparable, lo que permite formas intrincadas y una amplia selección de materiales. Su bajo costo de herramientas y tiempos de entrega cortos lo convierten en una opción atractiva para la prototipación y la producción en gran volumen. Para explorar las posibilidades de los moldes de fundición de arena y sus aplicaciones, lo invitamos a visitar el sitio web de KDM Foundry.

El compromiso de KDM con la calidad ofrece un vistazo al mundo de soluciones de fundición de arena de vanguardia. Ya sea un ingeniero experimentado o un recién llegado, KDM Foundry es su socio para dar vida a sus ideas a través de la fundición de arena.

Preguntas Frecuentes

  • ¿Cuál es el papel de los patrones en la fundición de arena?

Los patrones son esenciales en la fundición de arena ya que sirven como plantillas para la fundición final. Ellos definen la forma y el diseño del producto previsto.

Los patrones pueden crear el molde en el que se puede verter el metal fundido. Vienen en varios materiales, incluyendo madera, metal o plástico.

  • ¿Es la fundición de arena amigable con el medio ambiente?

La fundición de arena es relativamente más amigable con el medio ambiente que otros métodos de fundición de metales. Se puede reciclar la arena para reducir los desechos.

Además, es eficiente energéticamente, ya que requiere menos energía que otros métodos de fundición. No obstante, el impacto ambiental puede variar según las prácticas de la fundición y los materiales de fundición.

  • ¿Se puede automatizar la fundición de arena?

Sí, se puede automatizar la fundición de arena hasta cierto punto. La automatización en la fundición de arena incluye procesos como manipulación de moldes, vertido y limpieza.

Los sistemas automatizados pueden mejorar la eficiencia y la consistencia en el proceso, especialmente para la producción en gran volumen. Sin embargo, el trabajo humano calificado es necesario para tareas de precisión como la fabricación de patrones y el control de calidad.

  • ¿Qué es la fundición de arena verde?

La fundición de arena verde es un método estándar que utiliza una mezcla de arena, arcilla, agua y a veces aditivos como polvo de carbón. “Verde” se refiere a la mezcla de arena estando húmeda, no a su color. Es ampliamente conocida por su flexibilidad, rentabilidad y facilidad de uso.

Puede compactar la mezcla de arena verde alrededor del patrón para crear moldes. Después de la fundición, puede reciclar los moldes mediante su reacondicionamiento.

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