unidad 3 fundicion
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8/17/2019 Unidad 3 Fundicion
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Manufactura de Materiales Unidad 2
Procesos d e Manufactura y Produc ciónde Materiales
Principios
pedagógicosrespaldados
Recursos de apoyo
Texto
Duración
en horas:
18 horas
clase
9 horas
taller
Fabric ará un pro du cto de
metal mediante el proc eso
de fund ición en arena
Aprender a aprender
Aprender a hacer
Aprender a convivir
Aprender a ser y bien
ser
Autor: Groover, Mikell.
“Fundamentos de Manufactura
Moderna”.
Pearson Education. México, 1997.
1. Fundición en moldes de
arena
2. Fundición en molde
permanente
3. Métodos especiales demoldeo.
4. Moldeo de plásticos
Referencias
Matices respaldados Kazanas, H. C.
Procesos básicos de manufactura
Ed. McGraw Hill. México, 1983
Doyle, Keyser y Leach.
Procesos de Manufactura y
Materiales para Ingenieros
Ed. Prentice Hall. México, 1988
Askeland, Donald R.
Ciencia e Ingeniería de los
Materiales.
Thompson Editores. México, 2003
Internacionalización
Actitud Emprendedora
Mejora Continua
Vinculación social y
profesional
Contenido
1
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Manufactura de Materiales Unidad 2
Se denomina Fundición al proceso de fabricar piezas, metálicas, fundiendo el material
para después vaciarlo en un hueco, llamado molde, donde se solidifica.
El termino fundición se aplica a metales, y el término moldeo aplica a plásticos.Partes de vidrio o materiales cerámicos, también pueden formarse mediante este
proceso.
El material fundido, se hace fluir por gravedad o presión, dentro del molde.
La fundición permite fabricar partes de geometría compleja, ya sea externa o interna.
Algunos procesos de fundición pueden producir partes de forma neta, es decir norequerir de operaciones posteriores para cumplir con los requisitos geométricos y
dimensionales del producto final.
El peso de las partes que pueden fabricarse por fundición puede ser mayor a las 100
toneladas.
El proceso de fundición puede realizarse con cualquier metal que pase al estadoliquido al calentarlo.
Algunos métodos de fundición son altamente adaptables a la producción en masa.
Prácticamente todo metal y aleación puede moldearse en molde de arena (aceros,
níquel, titanio, oro, plata, zinc, plomo…).
Uno de los problemas mas comunes en la fundición, es la formación de burbujas en laspartes, debido a la captura de gases dentro del material, al vaciarse en el molde
Fundición en moldes de arena
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Manufactura de Materiales Unidad 2
Fundición en moldes de arena
3
Fundición
terminada
1
43
2
765 98
10
Secuencia del proceso de fundiciónDibujo deingeniería
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Manufactura de Materiales Unidad 2
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Fundición en moldes de arena
De los procesos de fundición, el más tradicional es la fundición en arena, gracias a que la
arena es un material refractario muy abundante en la naturaleza y mezclada con arcilla,
adquiere cohesión y moldeabilidad sin perder permeabilidad, lo que permite la salida delos gases del molde al tiempo que el material fundido se vierte en el mismo.
La fundición en arena, representa la mayor parte del tonelaje total de manufactura de
fundición en el mundo.
El Modelo o plantilla
A partir del dibujo del ingeniería, se construye un modelo de la parte a producir, usando
madera, aluminio o un plástico expandible, (por ejemplo polietileno). El metal fundido se
contraerá al solidificarse y si el enfriamiento no es uniforme, la parte puede salir torcida
o chupada. Para prevenir las contracciones, el modelo se hace ligeramente mas grande
que el producto terminado. Los moldes pueden incluir corazones que dejaran huecos
dentro de las partes, para facilitar la colocación de los corazones en los moldes, los
modelos incluyen secciones para formar los sitios donde se asienten dentro del molde.
Las vías de entrada del metal en la cavidad del molde, constituyen el sistema de vaciado
e incluyen el pasaje de alimentación de metal fundido, varios puntos de alimentación,
para sostener una buena distribución del metal. El gas y vapor generado durante la
fundición saldrá a través de la arena o mediante vía de extracción, las cuales se agregan
ya sea en el modelo mismo o como partes separadas.
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Fundición en moldes de arena
Corazones
El corazón es un elemento que se usa en el proceso de fundición y moldeo para generar
cavidades internas. Generalmente son desechables y se destruyen una vez obtenida lapieza. Su principal desventaja radica en el incremento de costo de la fundición por su
elaboración, y añadidura de material. hay varios tipos de corazones, la selección del tipo
correcto de corazón depende de la cantidad de partes a producir, la precisión requerida, el
acabado de superficie necesario y el tipo de metal a fundir. Algunos corazones pueden
requerir de soportes, para mantenerse en su lugar y/o en la posición correcta, para ello
pueden agregarse soportes del mismo material a colar o un material con menor punto defusión lo que permitirá que los soportes se integre a la parte resultante de la fundición.
Corazones de
arena verde Tapa
Ajuste
Base
Modelo
Corazón
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Manufactura de Materiales Unidad 2
Tipos de corazones.
Corazón de arena verde. Se elabora con arena y arcilla húmedas, Su mayor desventaja es
su falta de resistencia que hace muy difícil usarlo para la fundición de partes con
características delgadas muy largas, y el que dejan material en la parte procesada, el cual
deberá removerse posteriormente. Se usan comúnmente para formar agujeros pasados.
Corazones de arena seca. Superan algunas de las desventajas de los corazones de arena
verde. Se forman por separado y se insertan en el molde en los sitios formados con el
modelo, denominados registros. Se elaboran mezclando arena con algún aglutinante en
un molde de corazones elaborado en metal o madera; y después se endurecen por
calentamiento, puede dárseles un terminado con un recubrimiento de grafito, arena
sílica o mica para obtener una superficie mas suave y mayor resistencia al calor.
Corazones evaporativos. Se elaboran en un material con bajo punto de fusión, plástico o
cera, (método de la cera perdida), el cual se evapora al realizar el vaciado. El método de
la cera perdida es muy utilizado en la realización de esculturas de bronce, cuando la
escultura es hueca, la cera recubre un corazón de arena seca u otro material resistente a
altas temperatura, de manera que la fundición llene solo el recubrimiento de cera.
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Manufactura de Materiales Unidad 2
Características de los corazones:
Los corazones de arena verde, deben tener resistencia
para soportar el transporte y manejo de los mismos.
Los corazones secos, endurecidos deben ser suficientemente fuertes para soportar las
fuerzas de la fundición; su resistencia a la compresión oscila entre 100 y 300 psi.
Deben ser altamente permeables, para permitir el escape de los gases.
Con el enfriamiento del molde y la pieza, el corazón debe ser suficientemente débil
para romperse mientras la parte se contrae, y facilitar su extracción.
Deben tener buenas características refractarias ya que se el metal fundido les rodea
durante el moldeo.
La superficie del corazón debe ser tersa…
y
Generar el mínimo de gases durante el vaciado del metal.
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Manufactura de Materiales Unidad 2
Las arenas de moldeo se preparan con arena sílice y arcilla. Por sus propiedades la
arena facilita el moldeo mientras la arcilla proporciona cohesión y plasticidad a la
mezcla dándole la resistencia suficiente para mantener la forma de la parte que desea
moldearse.
Las fórmulas para las arenas de moldeo se desarrollan por experimentación a base de
prueba y error y bajo condiciones de trabajo, ya que en su adecuada operación
influyen mucho las condiciones ambientales, (humedad, calor,...). Una formula típica,
por volumen puede ser: 89% de arena, 4% de agua, 7% de arcilla.
La resistencia de la arena de moldeo, depende de:
1. El tamaño de grano y su forma, (Fino, Medio o Grueso)
2. El Contenido de húmeda
3. La densidad de la arena después del apisonado.
Arenas de moldeo… Características
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La resistencia y densidad de la arena puede mejorarse con
un tamaño de grano menor y mayor contenido de arcilla.
un alto contenido de humedad, afecta estas características
disminuyéndoles.
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Los componentes principales en las fórmulas de arenas de moldeo son:
Arena Nueva: de ríos, mar u otras canteras.
Arena Reciclada: arena recuperada después de una fundición.
Tierra Blanca: es una arcilla de uso común en la alfarería.
Carbón Marino: ayuda a reducir la ocurrencia de penetración de metal,
proporciona permeabilidad y contribuye a mejorar el acabado superficial. Bentonita: derivado de la arcilla, como aglutinante.
Agua: Componente fundamental para obtener una buena cohesión. La
humedad contribuye en el manejo de la arena para construir los moldes.
Arenas de moldeo
Componentes de la arena de fundición
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Manufactura de Materiales Unidad 2
Los indicadores de calidad mas importantes en las arenas de moldeo son:
1. Textura. Definida por el tamaño de grano y su distribución, la textura elegida para una
aplicación debe proveer la porosidad y resistencia requeridas en el molde y el acabado
superficial deseado en la fundición.
2. Permeabilidad. Capacidad del molde para permitir que el aire caliente y los gases de
fundición pasen a través de los poros de la arena.
3. Estabilidad Térmica. Capacidad de la arena en la superficie de la cavidad del molde pararesistir el agrietamiento y deformación al contacto con el metal fundido.
4. Retractabilidad. Capacidad de la arena para dejar que la fundición se contraiga sin que el
molde se agriete. también se refiere a la facilidad para remover la arena de la fundición
durante la limpieza el molde.
5. Reutilizable. Capacidad de la arena para ser reutilizada, abatiendo el costo de la fundición.
6. Refractabilidad. Capacidad de la arena de soportar las altas temperaturas del metal liquido
sin fusionarse con el mismo, el índice de refracción térmica de la arena silica es el mas alto
7. Fluidez o Plasticidad. Propiedad de la arena fluir alrededor del molde y adaptarse al
modelo conforme es apisonada, la fluidez puede mejorarse agregando arcilla y agua.
8. Colapsable. Capacidad de la arena para desmoronarse después del enfriamiento.
9. Conductividad térmica. Capacidad necesaria para remover el calor después de la colada
Indicadores de calidad de la arena de fundición
Arenas de fundición
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Manufactura de Materiales Unidad 2
En la fundición en arena, la pieza de equipo básica es el molde, este se tiene varios
componentes. En molde se divide en dos, por la mitad, La bóveda, (molde superior), y la
bancada o draga, (molde inferior). Cada mitad se contendrá en una caja de moldeo, la cual
en si misma esta dividida sobre una superficie de partición. La cavidad del molde se hace
compactando la arena alrededor del modelo en cada mitad de la caja de molde. Si se quiere
reducir el peso de la parte o ahorrar material, se dejan huecos dentro de la fundición
usando corazones.
El metal fundido se vacía hacia la cavidad del molde sobre la copa de colada y fluye a través
del canal de colada, la copa se forma haciendo una depresión en la mitad superior del
molde, el metal pasa hacia el canal principal de alimentación y por pequeños canales de
distribución, al final de cada uno de estos, el metal fundido entra a la cavidad pasando por
una formación semejante a una tobera para controlar el flujo y minimizar la turbulencia, a
menudo conectada a un sistema de cámaras elevadas, llamadas mazarotas, que se llenan
con el metal fundido y operan como una fuente adicional de metal, durante la solidificaciónayudando a compensar la contracción de material que ocurre durante el enfriamiento.
Pueden además agregarse delgados canales de ventilación para permitir el escape de los
gases que se formen. El metal fundido que haya quedado en los canales, (de colada,
alimentación, distribución y mazarotas), se solidificara pegado a la fundición y deberá
removerse de la parte una vez esta sea extraída del molde.
El Molde de arena… componentes nomenclatura
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12Molde Abierto Molde Cerrado
Canal de
colada
Caja
moldeo
Molde superior
Molde inferior
Molde de arena Cuchara
Metal fundido
Parte fundida
fundiciónLínea de partición
El Molde de arena…componentes nomenclatura
Moldes abierto y cerrado
El molde abierto es utilizado en la manufactura
de lingoteras y perfiles estructurales.
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Los moldes se distinguen por su elaboración y tipo de arena utilizada, existen tres tipos
básicos de moldes de arena: molde de arena verde, caja fría y moldes no cocidos
Moldes de arena verde: son el tipo mas común, elaborados con arena, arcilla y agua, el
termino verde, se refiere al hecho de que al vaciarse el metal en su interior, la arena esta
húmeda, este es el método mas económico de moldeo.
Moldes de arena seca o película seca: son aquellos en los que la superficie del molde se
seca, ya sea dejándolo al aire o secándola con soplete. Por su mayor resistencia, se utilizan
en la fundición de piezas grandes . Los moldes de arena pueden secarse también en horno, antes de vaciar el metal fundido,
ello confiere mayor resistencia al molde y se obtiene un mejor acabado y precisión
dimensional en la parte, sin embargo las fundiciones tienen mayor tendencia a sufrir
fracturas en caliente debido a la menor colapsibilidad del molde, reduciendo la eficiencia
de producción.
En el proceso de molde de caja fría, la arena se mezcla con aglutinantes orgánicos e
inorgánicos para mejorar su resistencia, son moldes mas precisos que los de arena verde,
pero también mas costosos.
En el proceso de molde no cocido, la arena se mezcla con resina sintética, logrando que se
endurezca a temperatura ambiente.
Los procesos de molde no cocido y caja fría se conocen como procesos de curado en frio.
Moldes de arena… tipos de moldes
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REPORTE DE PRACTICA:
• Nombre de la práctica
• Introducción
•Marco teórico
• Objetivo
• Materiales utilizados
• Procedimiento realizado
• Conclusión o comentarios individuales
•
Bibliografía utilizada
• Observaciones/Conclusiones:
Se entregará un reporte de práctica por equipo a más tardar una semanadespués de realizada su práctica.
En el reporte debe incluirse las conclusiones o comentarios, de cada uno de los
participantes indicando el nombre y matrícula en cada conclusión.14
Práctica: Fabricación de Molde de Arena
Fundición en moldes de arena
Material:
• Arena negra y café.
• Talco.
• Aplanador, (peso).
• Agua.
• Cajas para el molde.
• Modelo de madera.• Coladores.
f d i l id d
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Fundición… en moldes Permanentes
Son moldes de metal, pueden ser de hierro colado, acero, bronce o alguna aleación de metal
refractario; los corazones se hacen del mismo metal del molde o pueden ser de arena, las
superficies de la cavidad y los corazones se recubren con una fina capa de material resistenteal calor, (silicato de sodio o arcilla), y antes del vaciado, los moldes se precalientan a 200 ºC
(392 ºF), la cavidad de estos moldes no sigue las mismas reglas de contracción que se aplican
en moldeo en arena, ya que el molde se expande al calentarse durante la colada, de modo
que la cavidad no requiere ser tan grande como en los moldes de arena. Sin embargo debe
cuidarse de asegurar un buen balance térmico con agua de enfriamiento externa o técnicas
de radiación adecuadas.Las fundiciones en moldes permanentes, a pesar de no ser tan flexibles como las fundiciones
en arena, en el sentido de poder usar distintos modelos, abaten el costo de producir partes si
las tasas de producción son altas, 1000 o mas partes, el punto de equilibrio depende de la
complejidad de la parte, entre mas compleja sea esta, mas favorecido será el uso de moldes
permanentes.
El espesor de pared mínimo puede ser de 3mm en longitudes de menos de 75 mm, los radiosvariar desde el espesor de pared para radios internos, hasta 3 veces el espesor de pared para
radios externos. Las tolerancias típicas son del 2 % de las dimensiones lineales. El acabado
superficial varia entre 100 µin y 250 µin. Los tamaños comunes varían entre 1.5 onzas y 150
lb. los materiales típicos usados para partes pequeñas y medianas son aluminio, magnesio y
bronce y sus aleaciones. Las partes comunes incluyen engranes, husillos, volantes, cajas de
transmisión, conexiones de tubería, pistones automotrices…
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M f d M i l U id d 2
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Fundición… en moldes Permanentes
Procesos especiales de fundición en moldes permanentes
La fundición en moldes permanentes hechos de metal se usa en la producción masiva de
partes de tamaño pequeño o regular, de buena calidad y con metales de bajo punto defusión. Son procesos muy económicos, cuando se producen grandes cantidades. A
continuación se mencionan algunos de los más utilizados.
1. Fundición de baja presión o moldeo por inyección. En este proceso el metal líquido se
inyecta a presión en un molde metálico, (matriz), la inyección se hace a una presión de entre
10 y 14 Mpa, mantener la presión hasta la solidificación ayuda a evitar contracciones en laparte; las piezas obtenidas con este procedimiento son de gran calidad en su acabado y
dimensiones. Es de los métodos más usados en la producción de grandes cantidades de
piezas fundidas, pueden utilizarse dos tipos de sistema de inyección en la fundición en
matrices.
1. Cámara caliente 2. Cámara fría
El método de cámara caliente se realiza sumergiendo un tubo de alimentación en el metalfundido y con gas a presión se empuja el metal por el tubo hacia la matriz. Las aleaciones
más usadas con este método son las de zinc, estaño y plomo. Se pueden producir piezas de
20 a 40 kg con presiones superiores a los 35 Mpa.
En el proceso con cámara fría se lleva metal fundido por medio de un cuchara hasta el
cilindro de inyección que empuja al metal a la matriz, pueden producirse piezas desde unos
cuantos gramos hasta 10 kg y sólo se recomienda para trabajos de baja producción.16
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Moldeo por inyección en cámara fría
Embolo de
inyección
Cuchara
de colada
Cavidad del dado
Metal fundido
Orificio de colada
Embolo
sumergido
Horno
Metal
Alimentación
Crisol
Moldeo por inyección en cámara caliente
Fundición… en moldes Permanentes, otros métodos
Punzón
Matriz
Eyector
Resistencias
de
calentamiento
Pieza
Vertedero
de colada
Fundición Prensada
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Manufactura de Materiales Unidad 2
Fundición… en moldes Permanentes, otros métodos
2. Formado de metal Semisólido o fundición hueca: Es un método de producción de piezas
metálicas huecas sin corazones fijos. Consiste en vaciar metal fundido en un molde que es
volteado cuando se empieza a solidificar. El metal que no ha solidificado sale del molde paraser utilizado en otra pieza y el metal solidificado forma las paredes de la pieza, lográndose
piezas con paredes delgadas de metal. Este proceso es muy útil para piezas ornamentales
huecas como son candelabros, lámparas, estatuas, etc.
3. Fundición Corthias o Fundición prensada: Es un proceso para producir piezas huecas
pero de mayor calidad que la fundición hueca. Se vacía una cantidad específica de metal
fundido en el interior de un molde con un extremo abierto en el que se introduce un
punzón que obliga al metal fundido a distribuirse uniformemente en todo el molde, una vez
que inicia a solidificarse el metal del molde, se extrae el punzón, obteniéndose una pieza de
buen acabado superficial y con tolerancias muy cerradas. Este sistema de fundición es
considerado artesanal y es rentable cuando se fabrican pocas piezas.
4. Fundición al vacio: Es una variación de la fundición con molde permanente y similar a lafundición de baja presión, pero aplicando vacio en lugar de presión. Los colados de paredes
delgadas se obtienen fácilmente con este método, con altas eficiencias e producción. Al
utilizar vacio se obtiene un metal de mayor pureza. Las propiedades mecánicas de las
fundiciones son del 10 al 15 % superiores al método tradicional de molde permanente. Los
tamaños de las piezas varían desde 200 g hasta 4.5 k. este es un método muy usado en la
elaboración de joyas y partes de superaleaciones como son alabes de turbinas...18
Man fact ra de Materiales Unidad 2
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Manufactura de Materiales Unidad 2
Fundición centrífuga. Este método aprovecha la fuerza centrífuga que puede generarse al hacer
girar el metal en torno a un eje. Hay tres tipos de fundición centrífuga:
Fundición centrífuga real Fundición semicentrífuga CentrifugadoI. Fundición centrífuga real. Este procedimiento se usa para la fabricación de tubos sin costura,
y objetos simétricos, los moldes se llenan del material fundido de manera uniforme al hacer
girar el 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 fuerza centrífuga, en los extremos se colocan los moldes de las
partes que se llenan del material fundido, con buena densidad y uniformidad.
III. Centrifugado. Sistema donde por medio de una línea de alimentación, (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, que es utilizada para alimentar uniformemente de metal
las cavidades de los moldes.
Fundición… en moldes Permanentes, otros métodos
vertedero
Fundición centrifuga
real o verdadera
Fundición semicentrifuga y centrifuga 19
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Manufactura de Materiales Unidad 2
Fundición… en moldes Permanentes, otros métodos
Moldeo en cascara de arena. Este proceso se desarrollo durante la II guerra mundial, y puede
encontrarse citado como moldeo Croning. El material de moldeo es una arena muy fina y pura conun aglomerante de resina polimérica,
el método se utiliza también en la
elaboración de corazones. Consiste en
realizar el modelo en una placa de
metal, fijándole después en una placa,
ambas se calientan a temperaturas de
250º a 300º, luego, se recubre el
modelo con una capa antiadherente y
enseguida se coloca encima la mezcla
de moldeo, la mezcla se endurece por
el efecto de polimerización de la resina
al entrar en contacto con el modelo, de
este modo se obtiene una cascara de
material endurecido de variosmilímetros de espesor, la cascara se
separa del modelo y se forma la otra
mitad de manera similar, una vez se
tiene las dos partes, se montan sobre
una caja de moldeo, con un relleno de
arena para darle soporte al molde.
Placa modelo caliente
Arena con resina
aglutinante
Realización de la cascara de arena 20
Manufactura de Materiales Unidad 2
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Manufactura de Materiales Unidad 2
Métodos especiales de fundición…
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Proceso de fundición a la cera perdida. Este es un proceso artesanal muy antiguo que se ha
usado mucho en la fabricación de piezas artísticas. En proceso consiste en fabricar tanto el modelo
como todo el sistema de alimentación en cera, el modelo debe tener exactamente las
características deseadas en la pieza a fabricar. Una vez terminado, el modelo de cera, este se cubre
con un material refractario, usualmente esto se realiza sumergiendo los modelos de cera en una
suspensión de arena sílica. Modelo y recubrimiento se hornean en posición invertida para eliminar
la cera, (a 100ºC), y endurecer la cerámica, (a 1000ºC). Este modelo recubierto se recubre de
arena para darle mayor soporte y a continuación realizar la colada en el, ello se puede hacer por
centrifugado, o a presión para
facilitar el llenado, finalmente serompe el molde, obteniéndose así
la pieza deseada. Es un proceso
utilizado en la fabricación de
piezas ornamentales únicas o con
pocas copias.
Cuando se desea hacer variaspiezas, se fabrica un molde en
metal, (aluminio), a partir del cual
puedan fabricarse los modelos de
cera.
Molde metálico
Componente de cera
Armado del
Molde de cera
Recubrimientocerámico
Horneado delMolde
Recubrimiento delMolde con arena
Colada Extracción dela parte
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Proceso de fundición
en arena con modelo
evaporativo
Modelo de
Poliestireno Arena de
soporte
Metal
Fundido
Caja de
moldeo
Métodos especiales de fundición… Proceso de fundición con modelo consumible o evaporativo. En este proceso se utiliza un
modelo de poliestireno, el cual se evapora al contacto con el metal fundido, dejando una
cavidad para la fundición. El proceso se conoce comercialmente como proceso de moldelleno, y antes era conocido como proceso de poliestireno expandido. Lo modelos se hacen
con perlas de poliestireno crudo desechable, las cuales se introducen en un dado, (fabricado
en aluminio), con la forma de la parte, este se precalienta y las perlas se expanden con el
calor fundiéndose y uniéndose entre si, formando el modelo de poliestireno, se pueden
realizar modelos complejos uniendo diversas partes de poliestireno. El modelo se recubre
con arcilla refractaria y se coloca en una caja de moldeo, la cual se rellena con arena sueltarodeando y dando soporte al modelo, la arena puede mezclarse con agentes aglutinantes y
se compacta de manera uniforme. Después y sin sacar el poliestireno, se realiza la colada.
Manufactura de Materiales Unidad 2
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Manufactura de Materiales Unidad 2
Proceso de cáscara cerámica. Es un método similar al de la cera perdida, pero en este
proceso el modelo de cera o material de bajo punto de fusión se introduce varias veces en
una lechada refractaria, (ejemplo: yeso con polvo de mármol), que recubre el modelo cadavez que se introduce formando una capa de la mezcla y generando una cascara sobre el
modelo. Después, el modelo y su cáscara se meten en un horno con lo que el material
refractario se endurece y el modelo se derrite. Obteniéndose un molde listo para vaciar en
el, metal fundido y producir una parte sólida o hueca.
Fundición en molde de yeso. Cuando se desea la fabricación de varios tipos de piezas detamaño reducido y de baja calidad en su terminado superficial, puede usarse 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.
23
Métodos especiales de fundición…
Manufactura de Materiales Unidad 2
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Manufactura de Materiales Unidad 2
Industrialmente, se denomina como plásticos a aquellos materiales sintéticos que se obtienen
mediante la polimerización o multiplicación semi-natural de los átomos de carbono en largas
cadenas moleculares de compuestos orgánicos, los plásticos pueden ser derivados del petróleo uotras sustancias naturales.
Obtención y fabricación del plástico. La obtención de plásticos y sus manufacturados implica
cuatro pasos básicos: obtención de las materias primas, síntesis del polímero básico, adecuación
del polímero para su uso industrial y el moldeo o deformación del plástico hasta su forma
definitiva.
Materias primas. Originalmente, los plásticos se fabricaban a partir de resinas de origen
vegetal, tales como como la celulosa (del algodón), el furfural, (de la cáscara de avena), aceites
de semillas y de derivados del almidón o del carbón. La caseína de la leche fue una de las
materias primas no vegetales utilizadas.
Aun y cuando la producción del nylon se basaba inicialmente en carbón, aire y agua, y de que el
nylon 11, todavía se fabrica con semillas de ricino; en la actualidad, la mayoría de los plásticos seelaboran a partir de derivados del petróleo. Las materias primas derivadas del petróleo han sido
baratas y abundantes. No obstante, dado que las existencias mundiales de petróleo tienen un
límite, los centros de investigación buscan desarrollar otras fuentes de materias primas.
Síntesis del polímero. El primer paso en la fabricación de un plástico es la polimerización. Se
tienen dos métodos básicos de polimerización que son las reacciones de condensación y las de
adición. Estos métodos pueden realizarse de distintas formas.
Moldeo de plásticos…
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Adecuación del polímero para su uso industrial, Aditivos. Es común utilizar aditivos
químicos para obtener determinada propiedad en el polímero. Por ejemplo, los
antioxidantes protegen el polímero de la degradación química causada por el oxígeno. Los
estabilizadores lo protegen de la intemperie. Los plastificantes generan un polímero más
flexible, los lubricantes reducen la fricción y los pigmentos colorean los plásticos. También se
utilizan como aditivos sustancias ignífugas y antiestáticas. Muchos plásticos se fabrican en
forma de material compuesto, lo que implica la adición de algún material de refuerzo a la
matriz de la resina plástica, (normalmente fibra de vidrio o de carbono). Los materiales
compuestos tienen la resistencia y estabilidad de los metales, pero por lo general son más
ligeros.
Los plásticos pueden clasificarse en tres grupos:
a) Termoplásticos. Es un material plástico que puede moldearse a temperatura ambiente,
se licua si se calienta y se endurece si es enfriado lo suficiente.b) Termofijos. Son materiales rígidos de estructura molecular compleja, tipo red, que se
forma en el proceso de moldeo.
c) Elastómeros. Son aquellos polímeros que tienen un comportamiento elástico, ya que se
deforman al aplicarles una carga, recuperando su forma original al remover la misma.
Moldeo de plásticos…
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Moldeo de plásticos… Los métodos usados para obtener la forma y acabado final de los plásticos depende de tres
factores: tiempo, temperatura y deformación; entre los métodos más comunes se
encuentran los siguientes procesos de manufactura de plásticos.
Vaciado. Es un proceso básico, mediante el cual se fabrican piezas de grandes
espesores.
Calandreo. Este es un proceso primario continuo, mediante el cual se producen laminas
y películas por medio de rolado.
Termoformado. Con este proceso, una lamina de material termoplástico se moldea
mediante la aplicación de temperatura y presiónExtrusión. En este proceso, la resina se funde mediante fricción y temperatura a través
de un tornillo rodeado de resistencias de calentamiento, para después forzar
el material plástico a pasar a través de un molde de forma definida. una
máquina de extrusión también puede realizar operaciones, de moldeo por
soplado o moldeo por inyección.
26Calandreo
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Manufactura de Materiales Unidad 2
Moldeo por inyección. Es un proceso intermitente para la producción de partes de plástico, que
se integra por un sistema de fusión y mezclado de resina, diseñado para
eyectarla en forma liquida, a altas presiones dentro de un molde
Moldeo Rotativo. Este proceso consiste en calentar un polímero dentro de un molde que gira,
para dar forma a piezas huecas de formas simples.
Moldeo por Soplado. En un proceso, en el que una resina termoplástica se funde para transfor-
marla en una preforma hueca que luego es llevada a un molde final donde
por medio de presión de aire se expande hasta tomar la forma del molde.
Moldeo por transferencia. El moldeo por transferencia es un desarrollo a partir del moldeo porcompresión en este el compuesto de moldeo se introduce en una cavidad
dentro del molde, de modo que al cerrarlo ,el compuesto se transfiere
hasta las diferentes cavidades de moldeo a través de una serie de canales
Moldeo por compresión. Es un proceso de conformado de piezas en el que un polímero se
introduce en un molde abierto en el que se le aplica calor y presión para que
el material adopte la forma del molde.
Moldeo de plásticos…
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Moldeo de plásticos…
Moldeo por transferencia
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Manufactura de Materiales Unidad 2
Reserva de
material fundido
Dosificador
Tolva
HusilloPellets
Motor
Cilindro
hidráulicoResistencias de
calentamiento y
Termopares
T r a
n s m i s i ó n
Sistema de Inyección de plásticos
Moldeo de plásticos…
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Manufactura de Materiales Unidad 2
Tolva Pellets
Cañón
Molde
Moldeo de plásticos…
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Molde Macho
Molde Hembra
Lamina de
plástico Piezas
formadas
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Vaciado:http://www.youtube.com/watch?v=Ni1OXBxZXVk
Termoformado:
http://www.youtube.com/watch?v=svsSlG9WmUQ
http://www.youtube.com/watch?v=djXy3WPUxfw
Inyección:
http://www.youtube.com/watch?v=4kVGXWtnXGM
Extrusión:
http://www.youtube.com/watch?v=WaB-dsB1Kfk
Moldeo de plásticos… videos
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Referencias:
Procesos industriales para materiales metálicos
Por: Julián Rodríguez Montes, Lucas Castro Martínez, Juan Carlos del Real Romero
Editorial Visión, 2006http://books.google.com.mx/books?id=SVBGgraQiREC&pg=PA178&lpg=PA178&dq=fundicion+centrifuga+semicentr
ifuga&source=bl&ots=2oexeNyPhk&sig=Zp80bPvDeZHkceCCcnFiOn9FTRU&hl=es-
419&sa=X&ei=ZD5yUIXEJKetigKkzoHoAw&ved=0CF0Q6AEwCw#v=onepage&q=fundicion%20centrifuga%20semicen
trifuga&f=false
Procesos de fundicion
http://www.aprendizaje.com.mx/Curso/Proceso1/Temario1_V.html
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Exposiciones por equipo… 20 minutos máximo
1. Metales no ferrosos, enlaces atómicos, características físicas y
mecánicas.
2. Arenas de moldeo, tipos y aplicaciones
3. Modelos y corazones
4. Moldes y diseño del sistema de vaciado y Métodos de moldeo
5. Tipos de Plásticos y sus aplicaciones en partes moldeadas
6. El proceso de Moldeo de plásticos
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Furfural
C5H4O2
Estructura de la celulosa glucosa
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