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Clasificación de los procesos de fundición Molde consumible Fundición en arena Se denomina fundición al proceso de fabricación de piezas, comúnmente metálicas pero también de plástico, consistente en fundir un material e introducirlo en una cavidad, llamada molde, donde se solidifica. El proceso tradicional es la fundición en arena, por ser ésta un material refractario muy abundante en la naturaleza y que, mezclada conarcilla, 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. 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. La fundición en arena requiere un modelo a tamaño natural de madera, 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. 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.

Moldeo en cascara o concha

La fundición a través de conformación de moldes tipo cáscara o concha, conocido como Shell Molding, fue desarrollada por primera vez y patentada por Croning, en Alemania, en la década del 40, durante la segunda guerra mundial, por ello es conocido también como ‘Croning process’. Se utiliza moldeo en cáscara ya que a través de esta técnica pueden obtenerse piezas de formas simples y complejas con muy buen acabado, nivel de detalle y tolerancias pequeñas, para un amplio rango de aleaciones. El nivel de precisión de las piezas producidas a través de moldeo en cáscara es menor que aquel alcanzado con la técnica de fundición a la cera perdida, sin embargo es mayor que el alcanzado a través de las técnicas convencionales de molde de arena y tiene un bajo costo comparativo.

Fundición en poliestireno expandido El Proceso de fundición con Poliestireno expandido consiste en la obtención de una pieza metálica a partir de un modelo de espuma de poliestireno expandido. Esto se logra, en primer lugar generando un patrón o modelo de espuma (poliestireno expandido), al cual se le adhiere una pintura refractaria para luego ser introducida a un molde el cual es llenado de arena hasta quedar bien compacto. Luego el metal es vaciado sobre el patrón de espuma de poliestireno que se vaporiza, dando paso a que el metal adopte la forma del patrón. Ventajas El proceso de Moldeo con Poliestireno Expandido tiene un cierto número de ventajas sobre otros métodos de fundición: 1.- El proceso es relativamente simple, porque no existen líneas de partición, almas separadas o sistemas de alimentación; por tanto tiene flexibilidad de diseño. 2.- Para el proceso bastan cajas de moldeo de bajo costo. 3.- El poliestireno es económico y se puede procesar con facilidad en modelos con formas complejas, tamaños varios y un fino detalle superficial. 4.- La fundición requiere un mínimo de operaciones de acabado y de limpieza. 5.- El proceso puede ser automatizado y es económico para grandes lotes de producción. Un factor principal es el costo de producir la matriz para la expansión de las perlas de poliestireno a fin de hacer el modelo.

Fundición en molde de yeso

Cuando se desea la fabricación de varios tipos de piezas de tamaño reducido y de baja calidad en su terminado superficial, se utiliza el proceso de fundición en molde de

yeso. Este consiste en la incrustación de las piezas modelo que se desean fundir, en una caja llena con pasta de yeso, cuando se ha endurecido el yeso, se extraen las piezas que sirvieron de modelo y por gravedad se llenan las cavidades con metal fundido. El sistema anterior puede producir grandes cantidades de piezas fundidas con las formas deseadas. Proceso de fundición a la cera perdida Es un proceso muy antiguo para la fabricación de piezas artísticas. Consiste en la creación de un modelo en cera de la pieza que se requiere, este modelo debe tener exactamente las características deseadas en la pieza a fabricar. El modelo de cera es cubierto con yeso o un material cerámico que soporte el metal fundido. Para que seque ese material cerámico se introduce a un horno, con ello el material cerámico se endurece y el modelo de cera se derrite. En el molde fabricado se vacía el metal fundido y se obtiene la pieza deseada. Es un proceso que es utilizado para la fabricación de piezas ornamentales únicas o con muy pocas copias. Proceso de cáscara cerámica Es un proceso parecido al de la cera perdida, sólo que en este proceso el modelo de cera o un material de bajo punto de fusión se introduce varias veces en una lechada refractaria (yeso con polvo de marmol) la que cada vez que el modelo se introduce este se recubre de una capa de la mezcla, generando una cubierta en el modelo. Posteriormente el modelo y su cáscara se meten en un horno con lo que el material refractario se endurecerá y el modelo se derrite. Así se tiene un molde listo para ser llenado con un metal y producir una fundición sólida o hueca.

Moldes permanentes Los moldes permanentes se pueden utilizar para realizar hasta varios miles de piezas. A partir de ese momento el molde pierde precisión y debe cambiarse. Estos moldes se construyen con acero o

fundición recubiertos de material refractario por lo que se suelen utilizar para el moldeo de piezas metálicas con menor temperatura de fusión que los materiales férricos como pueden ser aluminio, aleaciones de cobre, latón, zinc, magnesio, estaño, Zamak, plomo ... también se puede moldear fundición gris pero refrigerando el molde. Si se quiere fundir piezas de alto punto de fusión como el acero se utilizan moldes de grafito. 9%

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&' En los moldes de vaciado o hueco se utilizan dos moldes normalmente de acero, fundición o grafito, que se aproximan, manual o automáticamente, generando en la unión la cavidad con la forma de la pieza y que se separan para expulsarla. El metal fundido se vierte en el interior de la cavidad por gravedad o a baja presión por efecto sifón. El resultado, son piezas con baja porosidad, buen acabado y alta exactitud dimensional. Es ideal para lotes moderados de pocos miles de piezas con forma de casco como juguetes, ornamentos, bases de lámparas ... Como ventaja respecto a otro sistema de moldeo permanente es la facilidad del sistema de llenado de los moldes. El inconveniente es en el caso de baja presión es la contaminación del metal por fusión de parte del crisol y del molde. Es por ello que sólo se utiliza en aleaciones de plomo, estaño y aluminio y en casos en que las impurezas de hierro no perjudiquen al uso de la pieza . Fundición por inyección Proceso de fundición que se caracteriza por ser el metal fundido introducido a altas presiones en el molde, por lo que éste (que toma el nombre de coquilla) debe ser realizado en un material resistente, generalmente es de acero. El proceso y la máquina de inyección se parecen mucho a los de inyección de plástico, con la diferencia de que en general la máquina es de mayores dimensiones y de que el horno de fundición del metal está separado.

La fundición por inyección se utiliza fundamentalmente para metales de bajo punto e fusión, y muy especialmente para las aleaciones de aluminio. se caracteriza por la gran precisión dimensional, el excelente acabado superficial de las piezas obtenidas y por la alta productividad del proceso (gran número de piezas realizadas por unidad de tiempo y por operario). Sin embargo, la maquinaria necesaria (maquinaria inyectora y hornos) es muy cara, y el coste del molde (o coquilla) para cada pieza es muy elevado, con lo que este proceso sólo se justifica para la fabricación de grandes series.

Fundición centrífuga La fundición centrífuga es un método en el que aprovecha la fuerza centrífuga que se puede general al hacer girar el metal en tordo de un eje. Existen tres tipos de fundición centrífuga: I. II. III.

Fundición centrífuga real Fundición semicentrífuga Centrifugado

I. Fundición centrífuga real

Es el procedimiento utilizado para la fabricación de tubos sin costura, camisas y objetos simétricos, los moldes se llenan del material fundido de manera uniforme y se hace girar al molde sobre su eje de rotación. II. Fundición semicentrífuga

Es un método en el que el material fundido se hace llegar a los extremos de los moldes por la fuerza centrífuga que genera hacer girar a los moldes, los extremos se llenan del material fundido, con buena densidad y uniformidad. El centro tiene poco material o de poca densidad. Por lo regular el centro en este tipo de sistemas de fundición es maquinado posteriormente.

III. Centrifugado Es un sistema donde por medio de un tallo se hace llegar metal fundido a racimos de piezas colocadas simétricamente en la periferia. Al poner a girar el sistema se genera fuerza centrífuga la que es utilizada para aumentar la uniformidad del metal que llena las cavidades de los moldes.

Moldes compuestos