Lost Foam Casting: Definición del Proceso y Cómo Funciona

material de fundición

El mercado de metales ha seguido expandiéndose en los últimos tiempos. Los productos se están innovando día a día, y los fabricantes mismos están ideando nuevas formas de desarrollar productos de metal y aprovecharlos.

Por lo tanto, no debería sorprender que un proceso tan innovador como el de la fundición con espuma perdida se haya vuelto tan popular. Cuando necesitas fundir materiales y descubres que los métodos tradicionales no funcionan, este método podría ser justo lo que necesitas.

En este artículo, analizaremos el proceso de fundición con espuma perdida y lo que ofrece, así como algunos detalles importantes que es posible que desees tener en cuenta al intentar implementarlo.

¿Qué es la Fundición con Espuma Perdida?

espuma de color

A lo largo de los años, ha habido diferentes nombres para este proceso. Algunas personas lo llaman el proceso de poliestireno expandido, mientras que otros incluso pueden llamarlo “fundición evaporativa”. Aún así, la mayoría de la gente lo conoce por su nombre convencional: fundición con espuma perdida.

El proceso ayuda cuando has intentado diferentes métodos para crear materiales metálicos sofisticados y complicados, pero no has tenido mucha suerte con los procesos convencionales. Aquí, obtienes un molde de espuma de poliestireno expandido y cortas un patrón, algo así como lo haces con la inyección moldeada tradicional.

A partir de ahí, el molde se cubre con un material refractario cerámico y se entierra en arena suelta. La cubierta ayuda a asegurar que se mantenga separado adecuadamente de la arena que lo rodea, y luego se vierte metal fundido en él. A medida que el metal llena la cavidad, vaporiza por completo la espuma, lo que te permite lograr la forma adecuada para el metal.

Los Componentes Principales de la Fundición con Espuma Perdida

Cada proceso necesita componentes y partes que los ayuden a funcionar de la mejor manera posible. Si vas a participar en ellos, es importante estar al tanto de estos componentes e implementarlos para garantizar que todo tu flujo de trabajo sea lo más fluido posible.

Si estás buscando cómo fundir espuma utilizando el proceso de fundición con espuma perdida, entonces aquí tienes algunos componentes que es posible que desees tener en cuenta en general:

Prepara tu Patrón Original

Lo primero que necesitas es un patrón para tu proceso de fundición con espuma perdida. La mayoría de los fabricantes utilizan espuma de poliestireno expandido, creando un patrón sofisticado para la pieza que les gustaría fabricar. Debido a que el material es muy fácil de tallar y trabajar, literalmente no tendrás muchos problemas aquí.

Aplicar un Recubrimiento Refractario

Otro componente importante para fundir espuma es el recubrimiento refractario. Aquí, aplicas el recubrimiento al patrón de espuma para ayudar a mejorar sus características generales de resistencia al calor.

En la mayoría de los casos, los fabricantes combinan un aglutinante con arena de grano fino para crear este recubrimiento. Con esto, la espuma es capaz de acomodar el metal fundido y no se marchitará cuando entre en contacto con la alta temperatura de este último. Y también podrás obtener una superficie mucho más suave para la parte que estás fundiendo.

Un Grupo de Patrones Para Mayor Simplicidad

A continuación, debes recordar ensamblar diferentes patrones de espuma recubiertos para formar un árbol o un grupo. El uso de sistemas de canalizaciones garantiza que puedas conectar estos patrones para que el metal pueda fluir y también eliminar cualquier material gaseoso innecesario.

Con el grupo de patrones, generalmente podrás lograr un proceso de fundición con espuma mucho más simple. Podrás hacer varias fundiciones con un solo vertido, y podrás confiar en que el sistema de canalización podrá hacer que el metal fluya de manera más óptima.

Añadir un Poco de Arena al Proceso

La arena es una de las partes más importantes del proceso de hacer moldes de espuma. Pero no solo quieres conseguir cualquier tipo de arena, necesitas materiales arenosos sueltos e inorgánicos, que ayudarán a actuar como el propio material del molde.

Al comenzar el proceso de fundición con espuma, necesitarás arena para formar la cavidad del molde. El material ayudará a mantener recto el patrón a medida que avanzas en el proceso de fundición y proporcionará un canal para solidificar el metal y permitir que tome la forma del patrón.

Mantén tu Arena en un Molde

No solo obtienes arena de cualquier lugar y la viertes en el molde, necesitas un contenedor o un molde para mantenerla, para que pueda soportar tu grupo de patrones de espuma. Como podrías imaginar, el molde generalmente está hecho de metal, u otro material que pueda soportar la temperatura y la fuerza que se produce a medida que avanza el proceso de fundición con espuma.

Herramientas de Compactación

Se pueden utilizar diferentes métodos de compactación para recoger la arena suelta alrededor del grupo de patrones de espuma y mantenerla en un solo lugar. El objetivo de este componente es garantizar que puedas manipular adecuadamente el proceso de moldeo y reducir las instancias de defectos o daños.

Desarrolla un Sistema de Vertido Sólido que Funcione

Como podrías esperar, diferentes fabricantes tienen sus propios sistemas de vertido. Pero un sistema estándar debería venir con componentes como canales de alimentación, bebederos y compuertas. Trabajando en conjunto, estos componentes ayudarán a garantizar que el metal fundido sea guiado adecuadamente a medida que entra en el molde.

Seguramente no quieres ninguna turbulencia mientras se realiza el paso de llenado, por lo que esto es muy importante.

Nada Funciona Sin el Metal Fundido

Podrías tener aluminio, o podrías tener alguna otra aleación no ferrosa, sea lo que sea, necesitas un material de metal fundido al crear un molde de espuma.

Para la fundición con espuma de aluminio, recomendamos que calientes tu metal a un estado fundido y luego lo viertas directamente en tu molde. A partir de ahí, acepta la forma del patrón de espuma vaporizada a medida que actúa sobre el material base.

También se Necesita el Paso de Enfriamiento

Después de que se haya completado todo el proceso de fundición con espuma de aluminio, debes asegurarte de que todo se enfríe adecuadamente. Deja que el metal fundido se enfríe y se solidifique mientras se mantiene dentro del molde, y podrá conformarse adecuadamente a la forma del patrón que estás tratando de crear.

Puedes dejar que se enfríe de forma natural, o puedes incorporar un enfriamiento controlado si tienes propiedades metalúrgicas específicas que te gustaría resaltar.

El Proceso de Fundición con Espuma Perdida

Entendemos los materiales y los componentes que necesitarán estar presentes para garantizar que se puedan crear moldes de espuma. Ahora, examinemos cómo se puede realizar el proceso de fundición con espuma para molde de poliestireno.

Como podrías esperar, diferentes fabricantes suelen seguir sus propios procesos. Sin embargo, un procedimiento estándar tiende a funcionar de la siguiente manera:

Comienza Construyendo el Patrón del Producto

Antes de hacer cualquier cosa, necesitas crear un patrón para la parte metálica con el uso del EPS. El beneficio de esto es que puedes tallar fácilmente la espuma en partes intrincadas, por lo que no tendrás muchos problemas aquí. Probablemente por eso el material se ha vuelto tan popular en los últimos tiempos.

Toma tu Patrón y Cúbrela

A continuación, obtienes un material refractario y lo usas para cubrir directamente el patrón de espuma. En la mayoría de los casos, este proceso se realiza con granos finos, como ya dijimos. Simplemente mézclalo con un aglutinante, y podrás crear un recubrimiento que optimiza la resistencia al calor para tu material base.

La espuma podrá resistir las elevadas temperaturas del metal fundido, y tendrás un tiempo mucho más fácil procesándola.

Ensambla los Patrones para la Espuma

Ahora puedes crear diferentes patrones de espuma recubiertos y combinarlos para construir un grupo. El uso de sistemas de canalización es importante aquí, ya que estos sistemas crearán canales por donde podrá fluir el metal fundido y también agregar respiraderos para que los gases se liberen de manera uniforme.

Introduce Arena en la Mezcla

Con tu espuma recubierta lista, colócala en un molde. La arena suelta estará pronta en el molde en este punto, y si lo recuerdas, la tarea de la arena es soportar todo el patrón a medida que se lleva a cabo el proceso de fundición.

La naturaleza suelta de la arena también asegura que los gases puedan escapar fácilmente a medida que avanza el proceso, así que tenlo en cuenta.

Compacta y Fija la Arena

Coloca los materiales de arena alrededor del grupo de patrones de espuma para que la moldura se pueda hacer adecuadamente. Este paso también te permite evitar la formación de cualquier defecto en el material, y es un proceso importante de control de calidad.

Vierte con Calma el Metal Fundido

Esta es una de las partes más importantes de todo el proceso. Básicamente, tomas el metal fundido y lo viertes directamente en el molde.

Puedes implementar la fundición con espuma de aluminio o hacer uso de cualquier otra aleación no ferrosa. Con su alta temperatura, el patrón de espuma desaparece inmediatamente, dejando solo la cavidad detrás.

El Metal Toma Forma

Aquí, simplemente esperas. Deja que el metal fundido se solidifique dentro del molde, y tomará la forma del patrón por sí solo. Recuerda ese recubrimiento refractario que agregaste a la espuma en primer lugar, ¿no? Su función será ofrecer un acabado de superficie más suave a toda la pieza fundida.

Deja que el Aire Siga su Curso

En este punto, casi estás en la recta final. ¡Todo lo que tienes que hacer es permitir que el metal se enfríe, para que pueda solidificarse correctamente!

Puedes dejar que el aire natural haga su trabajo, o podrías implementar procesos de enfriamiento controlados.

Revela el Metal Fundido

¡Rompe el molde y te quedará la pieza de metal fundido. Separa lo que has creado, quita el sistema de canalización y listo!

Los Toques Finales

Ahora que tienes tu pieza, puedes realizar las operaciones de acabado necesarias que quedan para lograr la apariencia y especificaciones finales. ¡Inspecciona tu pieza, realiza cualquier proceso de control de calidad adicional y has terminado!

Unas Cuantas Cosas a Recordar

Si bien el proceso puede parecer bastante sencillo, debes tener en cuenta algunas cosas si realmente quieres que todo este proceso funcione como debería:

El Patrón Debe Mantenerse:

Quizás te estés preguntando, “¿Por qué llaman a este proceso ‘fundición con espuma perdida’?” Bueno, simplemente es porque el patrón original de espuma termina perdiéndose como parte del proceso. Lo que te queda es la forma de la parte que estás tratando de crear.

Sé Muy Intencional Sobre tu Diseño

Una de las cosas más importantes es que observes cuidadosamente el diseño de tu patrón. Si se hace bien, podrás optimizar el flujo del metal y asegurarte de que la pieza fundida final tenga una estructura sólida.

No Bajes la Guardia

El control de calidad es clave cuando se trata de cómo fundir espuma. A lo largo de todo el proceso, asegúrate de estar pendiente de todas las partes móviles.

¿Cuál es la Importancia de la Fundición con Espuma Perdida?

fundición de espuma

En la industria de fabricación actual, la fundición con espuma perdida se ha convertido en uno de los procesos más populares. Podrías estar preguntándote por qué es así, bueno

Posibles desafíos del proceso a tener en cuenta

espuma blanca

Con todas las ventajas que hemos señalado aquí, es comprensible que sientas que el vaciado de espuma perdida es un proceso completamente infalible. Sin embargo, las cosas no siempre funcionan así. Hay muchas cosas que tener en cuenta cuando se trata de este proceso, y muchas de ellas pueden afectar el resultado final o la fluidez de tu flujo de trabajo:

Observa los patrones de espuma

Cuando se hace correctamente, el vaciado de espuma perdida resulta en un producto sólido y confiable. Pero, para que eso ocurra, también es necesario vigilar los patrones de espuma, ya que tienden a dañarse al manipularlos o transportarlos. Si te aseguras de que estén en buen estado, no deberías tener ningún problema.

La capa de recubrimiento debe ser uniforme

Otra estipulación importante tiene que ver con el grosor del recubrimiento. Debes asegurarte de que se distribuya de manera uniforme en la espuma, porque cualquier inconsistencia puede dar lugar a diferencias en el acabado superficial y las dimensiones del producto terminado.

Asegurar una conexión sólida

Es crucial asegurarse de que el patrón de espuma y el recubrimiento refractario estén unidos adecuadamente. Si la adhesión no es lo suficientemente fuerte, el recubrimiento fallará cuando viertas el metal fundido.

Evita retener gases

Si deseas que el producto terminado sea de alta calidad, entonces necesitas asegurarte de que el vapor y los gases puedan escapar correctamente. Esto te permite prevenir problemas como huecos y bolsas de gas, que solo afectarían aún más la calidad de tu fundición.

¿Cómo se mueve el metal?

Debes asegurarte de que el metal fundido llene adecuada y completamente la cavidad del molde sin penetrar demasiado dentro del recubrimiento. Si el llenado es incompleto, o si el nivel de penetración es demasiado profundo, puedes terminar con un producto terminado defectuoso.

Controla la temperatura del metal

Mientras viertes el metal fundido, asegúrate de controlar su temperatura. Lo último que quieres es que el patrón se vaporice demasiado pronto o demasiado tarde.

Asegurar una compactación adecuada de la arena

Hacer esto garantiza que el molde sea estructuralmente sólido. Si la compactación no es adecuada, podrías encontrarte con que el molde se colapsa, o que la fundición desarrolla defectos estructurales.

El riesgo de colapso del patrón

Aparte de la temperatura, el peso es otra cosa de la que debes tener cuidado en el proceso de vertido del metal. Asegúrate de que el patrón de espuma pueda soportar adecuadamente el peso del metal para que el patrón no colapse y no termines con una fundición defectuosa.

Problemas con la extracción del molde

Cuando el molde se solidifica y necesitas sacarlo, podrías encontrar que romperlo puede ser un poco complicado. Si hay partículas de arena residuales, entonces es posible que necesites un poco más de esfuerzo para sacarlas.

Hay mucho que supervisar

El proceso general de vaciado de espuma perdida tiende a ser muy quisquilloso. Hay tantas partes móviles, y necesitas mantener un ojo en todas ellas para asegurarte de que la calidad sea lo más óptima posible.

¿Qué hace que el vaciado de espuma perdida se destaque?

espuma perdida

Se realizan fundiciones en diferentes formas, y como puedes imaginar, el vaciado de espuma perdida es solo una de las muchas opciones disponibles. Pero, ¿cómo se compara con las otras formas que tenemos?

Vaciado de espuma perdida vs. Fundición en arena

Se ha hablado mucho sobre la fundición en arena y su relación con el vaciado de espuma perdida. Ambas operaciones involucran el uso de arena suelta, y hay quienes realmente creen que el proceso de fundición en arena se puede utilizar de manera intercambiable con el vaciado de espuma perdida.

Pero, como podrías imaginar, ambas procesos tienen sus diferencias, y entenderlas te ayudará a tomar una decisión sobre con cuál trabajar. Aquí tienes una breve descripción de cómo se ven esas diferencias:

Parámetro Vaciado de espuma perdida Fundición en arena tradicional
Con qué estás trabajando Poliestireno expandido (o EPS, como se le conoce) Principalmente madera, aunque también puedes trabajar con algunos plásticos y metales
Velocidad de fabricación de patrones Es bastante rápida Lleva tiempo, y necesitas ser muy hábil aquí
¿Cómo se retiran los patrones? La vaporización se encarga de esto Puedes retirar patrones y usarlos de nuevo en otras fundiciones
¿Cuánto cuesta el equipamiento? Generalmente es bajo, ya que no estás lidiando con moldes permanentes Los costos pueden ser bastante altos, ya que los moldes deben fabricarse y mantenerse

¿Trabajan para formas intrincadas?Sí, este proceso no presenta problemas con formas complejasPara la complejidad, este proceso es bastante limitado

¿Cómo luce el acabado superficial? Obtienes un acabado suave y refinado en generalLos acabados pueden ser ásperos en los bordes, por lo que es posible que necesites trabajo adicional de procesamientoComparando la eficiencia de materialesBastante alta, ya que no estás trabajando con un patrón permanenteLos materiales pueden desperdiciarse, ya que tiendes a usarlos para patrones más permanentes ¿Qué tan rápido se puede terminar?Los tiempos de entrega son cortos y el proceso se ha reducido en términos de complejidadObtienes tiempos de entrega más largos, especialmente si estás trabajando con un patrón complejo. Sus impactos en el medio ambiente Este proceso es bastante ecológico. No hay mucho desperdicio de material y el uso de energía está optimizado La presencia de desperdicio de material significa que este proceso probablemente dejará una huella en la naturaleza.

 

Moldeo de espuma perdida vs. Fundición a la cera perdida

A continuación, tenemos la fundición a la cera perdida. Otro de los procesos de fundición tradicionales, este también es amado en general porque permite a los fabricantes trabajar con algunas formas bastante complejas. Pero, ¿cómo se compara con el proceso de moldeo de espuma?

 

Parámetro Moldeo de espuma perdida Fundición a la cera perdida
¿Con qué material trabajas? Poliestireno expandido (o EPS, como se le llama) Cera, u otro material que se pueda usar en la creación de patrones desechables
Velocidad de creación de patrones Es bastante rápida No tan rápida, y se requiere considerable habilidad
¿Trabaja con formas complejas? Sí. No tendrás problemas con geometrías intrincadas También es muy adecuado para formas complejas, un gran beneficio para el proceso
¿Qué tan eficientes son los materiales? Muy eficientes. Se minimiza el desperdicio, así que no tienes que preocuparte por esto Relativamente eficiente, aunque debes ser muy vigilante para evitar el desperdicio
¿Trabajan para formas intrincadas? Sí, este proceso no presenta problemas con formas complejas Para la complejidad, este proceso es bastante limitado
¿Necesitan mecanizado adicional? En la mayoría de los casos, no Generalmente no. Pero, en comparación con el moldeo de espuma perdida, este proceso no funciona tan bien cuando actúa como una opción independiente
¿Cuánto material puedes producir? El moldeo de espuma perdida funciona bien en entornos de producción a gran escala También es sólido para la producción en gran volumen, así que no tienes que hacer tanto trabajo para obtener múltiples productos
El riesgo de desgaste en herramientas No tienes que lidiar con moldes permanentes, por lo que este riesgo es mínimo El desgaste de las herramientas es un poco riesgoso, especialmente si deseas realizar múltiples ciclos de fundición
¿Puedes automatizar tu proceso? El proceso ya es altamente automatizado, pero siempre hay espacio para más automatización Hay algunos aspectos del proceso que se pueden automatizar, pero gran parte sigue siendo altamente manual

 

Conclusión

El moldeo de espuma perdida se ha convertido en un proceso de fabricación estándar. Si bien hay varios componentes que deben ser vigilados, no hay duda de que el proceso ofrece una gran cantidad de ventajas.

Con KDM Fabrication, tienes un socio que puede ayudarte a asegurarte de que todo con este proceso se haga correctamente. Ponte en contacto con nosotros hoy mismo y permitamos ayudarte.

Scroll to Top