Proceso de Fundición
El proceso de fundición consiste en producir piezas u objetos útiles con metal fundido. Para ello, se vierte el metal fundido en un recipiente con la forma de la pieza u objeto que se desea fabricar y se espera a que se endurezca al enfriarse.
Moldes
Los moldes son los recipientes con la forma deseada. Se fabrican de diversos materiales, como arena, yeso, barro, metal, etc.
- Moldes temporales: Se utilizan solo una vez.
- Moldes permanentes: Pueden utilizarse varias veces.
Modelos
Los moldes se fabrican por medio de modelos, que pueden ser de madera, plástico, cera, metal, etc.
- Modelos desechables: Se destruyen al elaborar la pieza.
- Modelos removibles: Sirven para varias fundiciones.
Tipos de Fundición
Fundición en moldes de arena (molde temporal)
Consiste en el recubrimiento de un modelo con arena húmeda (verde) y dejar que seque hasta que se endurezca.
Fundición en moldes con arena seca
Estos moldes se hacen con arena verde común, pero se mezcla un aditivo que endurece la arena cuando se seca. Los moldes deben ser cocidos en un horno para eliminar la humedad. Estos moldes tienen mayor resistencia a los golpes y soportan bien las turbulencias del metal al colarse en el molde.
Clasificación de los procesos de moldeo según el lugar de fabricación
- Moldeo en banco: Para trabajos pequeños, se realiza en un banco que se encuentre a la mano del trabajador.
- Moldeo de piso: Para piezas grandes cuyo manejo es difícil y no pueden ser transportadas de un sitio a otro.
- Moldeo en fosa: Para piezas extremadamente grandes. Para su alimentación es necesario hacer una fosa bajo el nivel medio del piso.
Ventajas de los modelos desechables
- Se requiere menos tiempo para la fabricación de moldes sin máquinas de moldeo.
- No requieren de tolerancias especiales.
- El acabado es uniforme y liso.
- No requieren de piezas sueltas y complejas.
- No requieren de corazones.
- El moldeo se simplifica notablemente.
Desventajas de los modelos desechables
- El modelo es destruido en el proceso de fundición.
- Los modelos son más delicados en su manejo.
- No se puede utilizar equipo de moldeo mecánico.
- No se puede revisar el acabado del molde.
Partes de un molde
- Vasija de vaciado: Entrada del metal fundido al molde.
- Bebedero: Conducto por el cual baja el metal fundido para la alimentación del metal al molde.
- Corredor alimentador: Vasija inferior que permite la entrada del material a la cavidad. En algunos casos se coloca un rebosadero antes del corredor alimentador para que se atrape la escoria o partículas extrañas del metal fundido.
- Rebosaderos: Espacios que pueden ser ciegos o abiertos y que sirven para permitir que la escoria del material fundido flote y sea atrapada. También sirven para conocer si el material llenó en su totalidad la cavidad del molde.
Tolerancias en los modelos
- Tolerancia para la contracción: Se debe tener en consideración que un material al enfriarse se contrae, dependiendo del tipo de metal que se esté utilizando. Por lo tanto, los modelos deberán ser más grandes que las medidas finales que se esperan obtener.
- Tolerancia para la extracción: Cuando se tiene un modelo que se va a remover, es necesario agrandar las superficies por las que se deslizará. Al fabricar estas superficies se deben considerar en sus dimensiones la holgura por extracción.
- Tolerancia por acabado: Cuando una pieza es fabricada, es necesario realizar algún trabajo de acabado o terminado de las superficies generadas. Esto se logra puliendo o quitando algún material de las piezas producidas, por lo que se debe considerar en el modelo esta rebaja de material.
- Tolerancia de distorsión: Cuando una pieza es de superficie irregular, su enfriamiento también es irregular y, por ello, su contracción es irregular, generando la distorsión de la pieza. Estos efectos deberán ser tomados en consideración en el diseño de los modelos.
- Golpeteo: En algunas ocasiones se golpean los modelos para ser extraídos de los moldes, acción que genera la modificación de las dimensiones finales de las piezas obtenidas. Estas pequeñas modificaciones deben ser tomadas en consideración en la fabricación de los modelos.
Observe que cuando se utilizan modelos disponibles, muchas de las tolerancias antes mencionadas no son aplicables.
Fundición en moldes metálicos
Es utilizada para la producción masiva de piezas de pequeño o regular tamaño, de alta calidad y con metales de baja temperatura de fusión. Sus ventajas son que tienen gran precisión y son muy económicos cuando se producen grandes cantidades. Existen varios tipos de moldes metálicos utilizados (no ferrosos):
- Fundición en matrices: El metal líquido se inyecta a presión en un molde metálico (matriz). La inyección se hace a una presión entre 10 y 14 MPa. Las piezas logradas son de gran calidad en lo que se refiere a su terminado y a sus dimensiones. Este procedimiento es uno de los más utilizados para la producción de grandes cantidades de piezas fundidas. Se pueden utilizar dos tipos de sistema de inyección en la fundición en matrices: Cámara caliente y Cámara fría.
- Fundición en cámara fría: Es utilizado para piezas en las que la calidad de terminado y dimensional no tiene restricciones de calidad, debido a que la única fuente de energía que obliga al metal a llenar la cavidad del molde es la fuerza de la gravedad.