estudio de colabilidad del aluminio con modelos...

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES

PROYECTO FIN DE CARRERA

ESTUDIO DE COLABILIDAD DEL

ALUMINIO CON MODELOS REALIZADOS

EN PLA POR IMPRESIÓN 3D

Carolina Bustos Nuevo

Ingeniería Industrial

Especialidad Materiales

Tutor: Benito del Río López

Septiembre 2016

CAROLINA BUSTOS NUEVO Página 3 de 184

AGRADECIMIENTOS

Quiero agradecer principalmente a mi familia el apoyo que he tenido en todos estos años de

carrera, en especial a mis padres, sin ellos no hubiera sido posible que yo hubiera llegado

hasta aquí. Sus ánimos y energías siempre han sido el motor para que continuara y no perdiera

la ilusión y la confianza. “La mejor herencia que te vamos a dejar son unos estudios” y,

“Valiente y al toro” son parte de mi vida académica. A mis hermanos, que les quiero con

locura, por su paciencia y sus ánimos.

A mi tutor Benito del Río, por la ayuda que me ha prestado en los años de carrera y en

particular en el proyecto fin de carrera. Por su facilidad para trabajar en equipo y la confianza

que ha depositado en mí para ciertas decisiones que se plantearon durante el proyecto.

Además de los conocimientos que me ha ido transmitiendo a lo largo del proyecto. Gracias.

Y a Javier y a Jesús, sin ellos este proyecto no hubiera sido lo mismo. Principalmente por la

sabiduría y la experiencia de tantos años de trabajo, y segundo, porque el trabajo día a día en

la fundición y el apoyo moral han dejado una huella en mí. Os estaré siempre agradecida.

ESTUDIO DE COLABILIDAD DEL ALUMINIO CON MODELOS REALIZADOS EN PLA POR IMPRESIÓN 3D


RESUMEN EJECUTIVO

El objetivo de este proyecto fin de carrera desarrollado en el Departamento de Siderurgia, es la

obtención de piezas únicas para prototipado o de muy pequeña tirada por el proceso de

fundición con modelos perdidos en polímeros fabricados por impresión 3D, un proceso de

fundición consiste, básicamente, en el vertido del metal líquido en un molde con la geometría

de la pieza a fabricar en su interior y su posterior solidificación y enfriamiento. Para lograr

dicho fin se mantendrá el sistema tradicional de moldeo (moldeo en verde y molde químico).

La variante principal de este proyecto es la sustitución de los moldes creados a partir de

cualquier material con posibilidad de ser mecanizado (metal, maderas, resinas, ceras, etc.) con

el coste de matricería que conlleva y utilizar la tecnología 3D.

En este estudio se procede a la unión de ambas tecnologías, impresión 3D y proceso de

fundición, fabricando un modelo en un polímero mediante una impresora 3D, La fabricación

de los modelos, se realiza por el sistema de deposición de material a partir de una bobina de

filamento de diversos polímeros.

La impresión 3D da la posibilidad de realizar un modelo con una estructura interna no maciza.

A su vez, esta estructura interna, le confiere al modelo diferentes densidades, hecho relevante

en el proyecto ya que un requisito escogido es que se use la menor cantidad de polímero

posible, consiguiendo así una nueva forma de realizar piezas únicas para prototipos o de

pequeña tirada a menor coste y con la mejor calidad posible, ya que al arder el polímero se

generarán gran cantidad de gases que deberán ser evacuados del molde. El material escogido

en un principio para la pieza final es una aleación de aluminio Al-12%Si por su colabilidad y

fácil manejo y temperatura de fusión, pudiéndose emplear otros tipos de materiales en

siguientes proyectos.

El PLA es el material escogido para la impresión 3D después de un análisis con distintos

materiales existentes en el mercado de fácil acceso por parte del usuario de impresoras 3D, con

el objeto de encontrar un polímero adecuado para la realización del modelo.

Dentro de estos análisis realizados a los diferentes polímeros se ha sometido a cada material

seleccionado para la construcción del modelo a una serie de ensayos de caracterización entre

los que se incluyen: ensayos de velocidad de combustión, emisión de gases, generación de

residuos y menor impacto medioambiental.

Así mismo durante el proceso de caracterización del polímero seleccionado, se desarrolla el

estudio de un amplio abanico de modelos con la intención de encontrar el punto límite de

viabilidad para obtener piezas por el proceso de fundición tanto por tamaño como geometría y

la sustitución de la técnica de moldeo por otras como el molde de poliestireno expandido,

sustituyendo el poliestireno por el modelo en polímero.

RESUMEN EJECUTIVO

Página 6 de 184 Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales (UPM)



ÍNDICE

1. OBJETIVOS…………………………………………………………………….……... 9

2. INTRODUCCIÓN………………………………………………………………..……. 11

2.1. Impresión 3D……………………………………………………………………….. 11

2.2. Tipos de materiales para impresoras 3D…………………………………………... 23

2.3. Técnicas de moldeo……………………………………………………………….. 26

3. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL………………………………………….… 33

3.1. Selección filamento 3D……………………………………………………………. 33

3.2. Selección de modelos y coladas…………………………………………………… 38

3.3. Obtención de piezas……………………………………………………………….. 43

3.3.1. Fabricación del modelo...……………………………………………............ 43

3.3.2. Moldeo en verde……………………………………………….…………… 47

3.3.3. Moldeo en arena química………………………………………….………… 51

3.3.4. Colada tradicional.…………………………………………………….......... 53

3.3.5. Colada de lavado.……….………………………………………………….. 56

3.3.6. Bebederos y mazarotas….………………………………………………….. 58

3.3.7. Limpieza de la pieza final.……………………………………………......... 59

3.4. Obtención de datos……………………………………………………………….. 60

3.4.1. Factor de llenado.…………………………………………………………… 60

3.4.2. Calidad superficial...…………………………………………………………. 61

4. RESULTADOS……………………………………………………………….……….. 63

4.1. Medidas experimentales…………………………………………………………… 63

4.1.1. Factor de llenado.…………………………………………………………… 63

4.1.2. Calidad superficial...……………………………………………………........ 69

4.2. Análisis resultados…………………………………………………………………. 71

4.2.1. Análisis de la varianza de la variable llenado …………….…………………. 71

4.2.2. Análisis de la varianza de la variable llenado sin atípicos...…………………. 76

4.2.3. Análisis de la varianza de la variable llenado con interacciones……............ 80

4.2.4. Análisis de la varianza de la variable llenado frente al tipo de colada y

número de pasadas………………………………………………………….. 81

4.2.5. Análisis de la varianza de la variable llenado frente al tipo de colada y

número de pasadas con interacciones……………………………………….. 84

4.2.6. Análisis de la varianza de la variable calidad superficie superior frente al

tipo de colada, tipo de arena y lado ………………………………………… 85

4.2.7. Análisis de la varianza de la variable calidad superficie lateral frente al tipo

de colada, tipo de arena y lado ………………………………………………. 87

4.2.8. Análisis de la varianza de la variable calidad superficie inferior frente al tipo

de colada, tipo de arena y lado ………………………………………………. 88

ÍNDICE


4.2.9. Análisis de la varianza de la variable calidad aristas frente al tipo de colada,

tipo de arena y lado………………………………………………………….. 90

4.2.10. Análisis de la varianza de la variable calidad superficie superior frente a

lado ………………………………………………………………………….. 92

4.2.11. Análisis de la varianza de la variable calidad superficie lateral frente a

lado …………………………………………………………………………... 94

4.2.12. Análisis de la varianza de la variable calidad superficie inferior frente a

lado …………………………………………………………………………... 95

4.2.13. Análisis de la varianza de la variable calidad aristas frente a lado…………. 97

4.2.14. Regresión múltiple lineal de la variable llenado frente a lado……………… 98

4.2.15. Regresión múltiple lineal de la variable llenado frente a raíz cuadrada del

lado………………………………………………………………………….. 101

5. CONCLUSIONES…………………………………………………………………….. 105

6. OBJETIVOS FUTUROS E IMPACTO……………………………………………... 107

7. PLANIFICACIÓN TEMPORAL DEL PROYECTO Y PRESUPUESTO…….….. 109

7.1. Estructura temporal del proyecto (EDP)……………………………………..…….. 109

7.2. Diagrama de Gantt…………………………………………………………………. 109

7.3. Presupuesto……………………………………………………………………….. 113

8. ÍNDICE DE FIGURAS…………………………………………………………….…. 115

9. ÍNDICE DE TABLAS…………………………………………………………….…… 119

10. BIBLIOGRAFÍA………………………………………..…………………………… 123

11. ANEXO I: PATRÓN SUPERFICIES…………………………………….………… 125

12. ANEXO II: PATRÓN ARISTAS……………………………………….…………… 126

13. ANEXO III: ANÁLISIS PIEZAS OBTENIDAS……………………….……........... 127



1. OBJETIVOS

Este proyecto surge como continuación de un proyecto anterior, en el que tenía como finalidad

investigar la posibilidad de desarrollo de una técnica de fundición en la que se englobaran estos

dos puntos:

El proceso de fundición en moldes y modelos perdidos.

Las impresoras 3D, para la fabricación del modelo perdido para el proceso de fundición.

El proyecto se realizó de manera conjunta entre la Unidad Docente de Siderurgia y la División

de Ingeniería de Máquinas (DIM) en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de

la Universidad Politécnica de Madrid.

El objetivo fundamental fue la obtención de un nuevo proceso de fundición en el que se

sustituyera el modelo de poliestireno expandido por un modelo fabricado en 3D mediante PLA.

Este modelo se realizó con distintas densidades para comprobar cómo afectaba este parámetro

en el proceso de fundición y los resultados obtenidos dieron como solución que los modelos de

densidad cero, es decir, sin relleno, huecos, son los que conseguían mejor calidad de la pieza

final de aluminio Al-12%Si, sin restos del material PLA ya que éste se había eliminado durante

la colada.

Con una geometría fija, se van a ir variando ciertas variables con el fin de observar cómo se

comporta el PLA y el resultado final de la pieza de aluminio. Parámetros a tener en cuenta en

este proyecto:

El modelo obtenido en la impresora 3D será de densidad cero, es decir, hueco, y se

modificarán el número de pasadas o capas que tendrá la superficie de éste.

Geometría del modelo predeterminada, de sección cuadrada, con el lado de su

sección variable, dependiendo de los resultados obtenidos en cada colada.

El número de mazarotas, y la posición de éstas en el modelo, en el proceso de

fundición.

La posición del sistema de alimentación en el modelo es fijo.

Tipos de aglomerante utilizados:

- Químico.

- Verde (bentonita).

La altura del sistema de alimentación y mazarotas es fijo.

Con este proyecto se busca una simplicidad en el proceso de obtención de piezas únicas o

pequeñas series, gracias a la sustitución del poliestireno expandido por el polímero PLA,

OBJETIVOS


evitando de esta forma matrices, y costes en la elaboración del modelo. La finalidad es

conseguir replicar una pieza a nivel de desarrollo o prototipo a bajo coste.

El proyecto se centrará en piezas de pequeño tamaño, ya que un inconveniente que estará

presente a lo largo del proyecto es la formación de los gases, que, debido a que el modelo tiene

poca sección, es difícil el escape de los gases producidos durante el proceso de colada del

aluminio. Además, se diseña una geometría en particular (figura 1.1), de sección cuadrada, con

tres codos, para ver cómo actúa el caldo al entrar en el molde y al pasar por cada codo, y la

definición de las aristas a lo largo de la pieza. Las piezas grandes no tienen tantos

inconvenientes, ya que para un modelo con densidad de relleno cero, y el mismo número de

pasadas en la capa superficial, la relación volumen del PLA a eliminar/volumen de la pieza

propuesto será menor para la pieza más grande, y los gases producidos durante la colada podrán

evacuarse mejor durante el proceso, sin provocar, entre otras, el enfriamiento del material

añadido, y por consiguiente una pieza final incompleta, además de un acabado superficial

deficiente.

Figura 1.1: Geometría de la pieza.



2. INTRODUCCIÓN

Este proyecto surge como continuación a otro proyecto de investigación en el que tenía como

objetivo la obtención de un nuevo proceso de fundición en el que se sustituyera el modelo de

poliestireno expandido, por un modelo fabricado en 3D mediante PLA.

A partir del modelo de PLA obtenido por impresora 3D, se utilizaron distintas aleaciones con

diferentes puntos de fusión con el mismo proceso de fundición para comprobar si este factor

era influyente. Se desecharon las aleaciones de alto punto de fusión para este tipo de técnica,

debido a la gran producción de gases durante el proceso de fundición.

También se ensayó con modelos de diferentes densidades y estructuras internas, llegando a la

conclusión de que era preferible un modelo hueco para conseguir la eliminación del material en

el proceso de colada.

En los ensayos realizados se tuvo en cuenta las alturas de los sistemas de alimentación en

función de la pieza a fundir.

2.1. Impresión 3D:

La impresión en tres dimensiones es el proceso de unir materiales para hacer objetos a

partir de un modelo digital, normalmente poniendo una capa encima de otra, por

contraposición a las metodologías de fabricación sustractivas, tales como el mecanizado

tradicional. Sin embargo, este término se asocia más bien a la impresión hecha en casa o en

comunidad, mientras que si se aplica en tecnologías de producción y a cadenas de

suministro, se suele utilizar el término fabricación aditiva (Additive Manufacturing, AM, o

Rapid Manufacturing) [3].

La fabricación aditiva según la ASTM (American Society for Testing and Materials) se

define como “proceso por el que un modelo que ha sido generado previamente por

ordenador usando un programa 3D CAD, puede ser fabricado directamente sin necesidad de

planificación depositando material capa a capa, sólo donde es requerido” [1]. La fabricación

aditiva tiene su origen en el año 1986 con las primeras patentes y desarrollos por compañías

como 3DSystems, Stratasys o el propio MIT. Como se puede observar son muchos los años

que han transcurrido hasta que el concepto de “Impresión 3D” ha llegado al público en

general, a pesar de no haber cambiado los conceptos tecnológicos que subyacen en esta

idea, debido a las patentes existentes [4].

En 2004 existían diferentes modelos de impresoras 3D comerciales. En ese momento, las

dos compañías líderes, Dimension y Z Corporation, tenían más de 10 modelos en el

mercado. La estimación de las ventas para ese año ascendió a 56 millones de euros (un

incremento de casi el 100% con respecto al año 2003). En 2005, los precios de las máquinas

más sofisticadas estaban entre los 75.000 hasta los 375.000 euros, dependiendo de la

INTRODUCCIÓN


técnica empleada. No obstante, sacaron al mercado alguna máquina más pequeña que

rondaba los 18.500 euros, aunque los costes de impresión eran superiores [1].

Con este panorama en escena, la impresión 3D se encontraba muy limitada a la industria y

no tenía la difusión que tiene actualmente. El pionero en la liberación de la impresión 3D y,

en concreto, del Modelado por Deposición Fundida (FDM) fue el ingeniero mecánico

Adrian Bowyer, de la Universidad de Bath (Reino Unido). Adrian Bowyer inició en 2004 el

proyecto RepRap (Replicating Rapid Prototyper), iniciativa que sirvió para desarrollar

máquinas de modelado por deposición fundida a partir de software libre (licencia GNU

GPL), destinadas al prototipado rápido. La principal característica que posee es que puede

generar las partes necesarias para construir otra máquina igual que ella [5].

Adrian Bowyer denominó a esta técnica aditiva empleada por estas máquinas con el

nombre de Fused Filament Fabrication (FFF), ya que Stratasys Inc. poseía la patente que

describía este mismo proceso denominado Fused Filament Deposition (FDM) hasta el año

2009.

En 1990 se empieza a aplicar la fabricación aditiva para obtener patrones de fundición

(Rapid Casting); en 1995, para obtener herramientas de producción, especialmente moldes

de inyección (Rapid Tooling), y en el 2000, para obtener piezas de producción (Rapid

Manufacturing). A partir de aquí, el desarrollo ha sido muy rápido, gracias también a la

expiración de diferentes patentes. Si entre 1984 y 2011 se vendieron en el mundo 45.000

impresoras 3D, en 2012 se vendieron el mismo número en un solo año [3]. Hoy en día y

según diversas fuentes que se expondrán a continuación, existen empresas que comienzan a

darse cuenta de que la impresión 3D llegará a sustituir por completo los métodos

tradicionales de fabricación.

Algunos de los ejemplos que ilustran lo expuesto anteriormente y, en concreto para el

proceso de fundición, son [1]:

3Dealise: Es una empresa con sede en Londres que, con la impresora 3D Exone

S-Max, es capaz de crear moldes que pueden ser utilizados para la colada de

objetos metálicos de gran tamaño, lo cual reduce los pasos del proceso

tradicional mediante la eliminación de la necesidad de un modelo. La impresión

3D de arena permite una gran libertad en el diseño de productos, ya que el

proceso tiene la capacidad de reducir en gran medida los residuos, ahorrar

energía y tardar mucho menos tiempo en comparación con los métodos más

tradicionales de fabricación.

3Dprinter: Poseen impresoras de arena que se utilizan para la fabricación de

moldes para el proceso de fundición. Se puede observar la realización de este

proceso directamente en la referencia.

3DSystems: Emplean impresoras 3D de arena con las que fabrican moldes y

machos a partir de un archivo digital, de manera que se elimina el paso de

fabricación de patrones propio de los procesos de fundición en arena



tradicionales. También se puede utilizar para crear moldes en arena para metales

no ferrosos, siendo una mezcla de arena de fundición, yeso y otros aditivos.

Entresd: Se trata de una empresa dedicada a las impresoras 3D. En alguna

consulta hecha por los usuarios se puede encontrar que es posible realizar

moldes para hacer piezas de metal. En este caso, el procedimiento que se sigue

está basado en el proceso de fundición a la cera perdida, sustituyendo la cera por

PLA o ABS.

Nijhuis: Es un fabricante de bombas holandés, que gracias a Voxeljet,

(fabricantes alemanes de moldes de arena con impresoras 3D, empleados en el

proceso de fundición de metales), fabrica carcasas para bombas y turbinas con

un peso de hasta 800 kg. Para ellos, la fabricación convencional de prototipos

requiere entre tres y cuatro meses, desde la fase de diseño hasta la consecución

de la pieza final. Por norma general, pasan de dos a tres meses hasta la

fabricación del modelo de madera y, luego, aún son necesarios algunos días más

para crear el molde de arena. Todo lo contrario que en la impresión 3D, donde

los tiempos de ejecución son notablemente más reducidos. No hay ningún

obstáculo, incluso las formas más complejas, con todo nivel de muescas, se

pueden reproducir con absoluta fidelidad y precisión.

Los materiales con los que podemos realizar la impresión 3D han avanzado más rápido que

la tecnología en sí. Se estima que para el año 2020 el 80% de las piezas fabricadas por

procesos aditivos serán producto final. Un ejemplo de este hecho es la empresa de

construcción de aeronaves EADS que suele usar impresoras 3D para convertir el polvo de

titanio en su producto final con alturas de capa de 20 a 30 micras.

Con la llegada de la impresión 3D al público general, se ha convertido en una tecnología

que revolucione la forma de entender la logística y la producción. Hoy en día existen

plataformas en las que cualquier usuario es capaz de descargarse un archivo y crear

mediante su impresora la pieza que necesite.

Cada vez hay más impresoras 3D en los hogares, rodando cantidades de 500 a 1500 euros,

precio bastante inferior a las impresoras del sector industrial con precios desde 15.000 euros

hasta un millón de euros para el caso de las de titanio más sofisticadas. Según la consultora

Canalys, en 2014 se movieron 3.300 millones de dólares en concepto de máquinas de

impresión 3D, los materiales y soluciones para este tipo de fenómeno.

Para que el mundo de la impresión 3D se adapte y amplíe su rango de aplicación se tendrá

que enfrentar en los próximos años a varios retos. Mejorar el control del proceso es un

aspecto fundamental para con ello incrementar la precisión y la fiabilidad de la pieza

resultante. Imprimir piezas con una tolerancia más ajustada ya que hay trabajos que

requieren de micras de precisión. La obtención de un acabado que permita usar a la pieza

como producto final. Y, por último, uno de los mayores retos a los que se enfrentan es la

INTRODUCCIÓN


certificación y estandarización de las piezas para que puedan contar con los mejores

estándares de calidad [4].

Fabricación aditiva:

Según se describe en un documento de COTEC [6], la Fabricación Aditiva o Additive

Manufacturing (AM), consiste básicamente en manipular material a escala micrométrica y

depositarlo de forma muy precisa para construir un sólido. Con este tipo de fabricación se

consigue reproducir cualquier geometría, prescindir de los utillajes y la inmediatez en la

respuesta a la demanda cambiante del consumidor, lo que ya significa para muchos una

revolución industrial en la fabricación ya que se pasa a fabricar por deposición controlada

de material, capa a capa, aportando exclusivamente allí donde es necesario, hasta conseguir

la geometría final que se persigue, en lugar de arrancar material (mecanizado,

troquelado…) o conformar con ayuda de utillajes y moldes (fundición, inyección,

plegado…). Los procesos de fabricación de piezas se clasifican de la siguiente forma:

Tecnologías conformativas: utilizan preformas para obtener la geometría

requerida (inyección de plástico y metales, PIM, sinterizado, colada al vacío,

RIM, electroforming…).

Tecnologías sustractivas: obtienen la geometría requerida sustrayendo material

de una geometría mayor (mecanizado, electroerosión, corte por agua, corte por

láser…).

Tecnologías aditivas (AM): obtienen la geometría añadiendo material a partir

de geometría virtual, sin uso de preformas (conformativas) y sin sustraer

material (sustractivas).

Son muy diversas las técnicas de aplicación de AM (como la estereolitografía o el

sinterizado selectivo) que permiten obtener piezas directamente de un archivo CAD 3D,

«imprimiéndolas» de forma totalmente controlada sobre una superficie. Así, se distinguen

dos tipos de estas tecnologías:

Tecnología de prototipado rápido o Rapid Prototyping (RP), si lo que se

pretende fabricar es un prototipo, que se define como una pieza que sirve para

validar o verificar un nuevo diseño, que posteriormente se llevará a producción,

probablemente, con tecnología no aditiva como, por ejemplo, un mecanizado.

Tecnología de fabricación directa o Rapid Manufacturing (RM), cuando se

consigue la pieza final y el producto es plenamente funcional.

Inicialmente muchas de estas tecnologías fueron realizadas para hacer prototipos, y han

evolucionado hacia técnicas de fabricación de productos plenamente funcionales debido al

desarrollo de nuevos materiales de características mejoradas.



Para hacerse una idea del número y tipo de tecnologías de fabricación rápida se muestra a

continuación una ilustración representativa:

19

Figura 2.1: Esquema de tecnologías rápidas de fabricación clasificadas como aditivas y no

aditivas. [6].

Con sus diferentes denominaciones, tipos y técnicas, las tecnologías AM, hoy en día, aún

no se han implantado de una forma extensa en la industria, en parte porque se deben

resolver algunas limitaciones del propio proceso, porque también es bastante desconocida

para los potenciales usuarios, que no son conscientes de las enormes ventajas que puede

aportar frente a otros procesos, en muchos nichos de mercado.

Ventajas y limitaciones del proceso AM:

Las principales características que distinguen el proceso de fabricación de sólidos por

adición de capas de material (AM) de cualquier otro proceso de fabricación industrial y que

le confieren enormes ventajas competitivas [6]. Se pueden resumir en dos y no encarecen el

proceso:

Complejidad geométrica. Ciertas características son retos que para los métodos

convencionales (sustractivos y conformativos) están resueltos con aproximaciones,

procesos de muy alto coste o por medio de ensamblajes. Sin embargo, para el AM

propiedades como un vaciado interior, formas irregulares o la reproducción de la

naturaleza misma, son propiedades muy poco relevantes a la hora de fabricar una

pieza.

INTRODUCCIÓN


Personalización. Un gran reto es la personalización de productos que está cerca de

conseguirse gracias a la fabricación aditiva, ya que se pueden fabricar productos sin

penalizar el coste, independientemente de si las piezas tienen que ser iguales o

distintas.

Otras ventajas son la posibilidad de obtener productos ligeros, ergonómicos de que se

adaptan con facilidad a la biomecánica humana, multimateriales, obtención de distintos

mecanismos integrados en una misma pieza, y sean asociadas al proceso de ejecución

como al producto de fabricación. Estas ventajas expuestas, permiten reducir los errores de

montaje y de coste de inversión en utillajes, así como conseguir series de producción que

sean cortas o incluso unitarias.

Por otro lado, existen algunas limitaciones debidas precisamente a que son tecnologías

relativamente nuevas y en desarrollo, y no se han implementado de manera generalizada

en todos los sectores [6].

Coste y disponibilidad de materiales. Se pueden trabajar con materiales tanto

metálicos como no metálicos, pero la gama presente para las técnicas aditivas es

inferior a la disponible en métodos convencionales. Además, el coste del

material por unidad de medida suele ser superior.

Falta de control del proceso de fabricación. No se controlan todos los

parámetros del proceso (especialmente para piezas metálicas).

Acabado superficial y tiempos de fabricación. Estos dos factores están muy

relacionados pues al ser piezas fabricadas por adición, este hecho afecta mucho

a la superficie. Una mejora del acabado superficial pasa por reducir el espesor de

la capa de material, lo cual influye directamente en el tiempo de fabricación

final.

Tamaño limitado de las piezas. Para hacerse una idea, actualmente solo se

pueden conseguir piezas de plástico de hasta 2m y si son metálicas de 50 cm de

lado tomando como referencia un cubo.

No obstante, todas estas limitaciones se presentan como retos para la investigación y el

desarrollo tecnológico e innovación. Actualmente, numerosos equipos de investigación y

empresas abordan estos retos que presenta esta prometedora tecnología.

Tecnologías de impresión 3D:

Los procesos de fabricación aditiva parten todos ellos de un modelo en 3D diseñado por

ordenador que normalmente tiene la extensión STL. Este archivo también puede ser

extraído de un escáner en 3D, lo que favorece la reproducción de piezas. El archivo STL

contiene la información geométrica de la pieza representada en un mallado sencillo. Este



archivo se imprimirá posteriormente, en capas 2D discretas. En general, se encuentran

diferentes tecnologías para la realización de una pieza mediante impresión 3D.

Proceso ASTM

(Proceso)

Descripción Tecnología

(ejemplo)

Material extrusion

(Extrusion)

Un material es dispensado y

dispuesto sobre una superficie de

manera selectiva a través de un

inyector.

Fused Deposition

Modeling (FDM)

Direct Energy

Deposition (Direct

Energy Deposition)

Una fuente de energía derrite el

material al tiempo que es

depositado.

Electron Beam

Direct

Manufacturing

(EBDM)

Powder Bed Fusion

(Solidification of

Powder)

Una fuente de energía funde

selectivamente regiones de

material en polvo.

Selective Laser

Sintering (SLS)

Binder Jetting

(Solidification of

Powder)

Un agente de unión es

depositado de manera selectiva

para unir el polvo.

3D Printing

VAT Photo-

Polymerization

(Photo-

Polymerization)

Un fotopolímero líquido es

curado gracias a un foco de luz.

Stereolithography

(SLA)

Material Jetting

(Photo-

Polymerization)

Pequeñas gotas de material son

depositadas de manera selectiva.

Polyjet Process

Sheet Lamination

(Sheet Lamination)

Diferentes capas de material se

van depositando en estado

fundido.

Laminated Object

Manufacturing

(LOM)

Tabla 2.1: Categorías de fabricación aditiva definidas por la ASTM. [7].

En la tabla 2.1 se sigue la clasificación ofrecida por la ASTM (American Society for

Testing and Materials) y separaremos las diferentes tecnologías en 7 tipologías diferentes.

Material Extrusión:

En estos procesos el material que está contenido en un depósito es empujado a

través de un inyector para ir depositando capa a capa el material que conformará

la pieza. La consistencia que debe poseer el material que está siendo extruido es

semisólida, para que la impresión salga de una manera efectiva. Por otro lado, el

material debe también solidificar más o menos con cierta velocidad y en

INTRODUCCIÓN


conjunto con las capas anteriores, para que puedan soportarse las capas

posteriores. De esta manera se consiguen estructuras con mucha más

consistencia (figura 2.2).

La máquina que imprime con esta tecnología debe ser capaz de moverse en el

plano horizontal extruyendo el material al tiempo que es capaz de cortar el flujo

de material. Una vez que la capa está concluida, la estructura se mueve hacia

arriba o baja la base permitiendo la creación de la nueva capa de material.

Figura 2.2: Proceso Material Extrusión. [4].

Hay dos formas en las que se puede realizar este proceso:

Realizar el control del estado del material a través de la temperatura. El

material fundido por la temperatura se extruye a través del inyector,

uniéndose con el material previamente depositado antes de su

endurecimiento. Esta forma es la más común.

Mediante un cambio químico que genere la solidificación. En estos

casos, el proceso común de impresión se completa con una reacción con

el aire, un agente activador del endurecimiento, o simplemente un

proceso de secado que permite la unión de las capas entre sí. Esta

segunda forma de realizar la impresión se emplea comúnmente en casos

en los que se requiere cierta biocompatibilidad.

Directed Energy Deposition:

Esta tecnología se basa en la deposición de material que se funde al tiempo que

es depositado con un láser u otra fuente de energía, por lo que estas máquinas

tienen un funcionamiento similar a las máquinas de deposición fundida. Sin

embargo, en deposición fundida el material se funde en un inyector y en esta

tecnología el polvo se funde a medida que se deposita en la pieza como se

observa en la figura 2.3.



Figura 2.3: Detalle de un proceso de directed energy deposition. [4].

En el caso de realizar salientes, estas máquinas requieren un material de soporte

o un sistema de 5 ejes que le permita depositar el material en múltiples

direcciones. Dada la complejidad, este tipo de procesos no se emplean

demasiado para la fabricación de una pieza completa, sino que se emplean para

añadir componentes a una pieza ya fabricada o para reparar partes de una pieza

dañada.

Powder Bed Fusion:

Se fabrican piezas mediante la fusión de finas capas de material polimérico o

metálico que superpuestas crean la pieza final. El primer proceso desarrollado

usando esta tecnología fue llevado a cabo por la Universidad de Austin y se

conoce como Sinterizado Láser Selectivo, SLS (Selective Laser Sintering). Este

proceso se usa en múltiples ocasiones para producto final gracias a su alta

eficacia y buen acabado.

El material de partida es polvo, metálico o polimérico, fundido mediante un

láser. Estos sistemas tienen una cámara central donde se crea la pieza y depósitos

de material a ambos lados. Un rodillo extiende una fina capa de material sobre la

zona de trabajo y uno o varios láseres se mueven sobre la superficie con el

patrón necesario para fundir el material. Al igual que con el binder jetting, el

material que no se utiliza, permanece en la cámara para eliminarse más tarde. El

rodillo vuelve a depositar una fina capa de material y los láseres vuelven a crear

el patrón, fundiendo una capa con otra. Este proceso queda esquematizado en la

figura 2.4.

INTRODUCCIÓN


Figura 2.4: Proceso Powder Bed Fusion. [4].

Una de las ventajas principales es que no es necesario ningún material de soporte

para construir formas complejas, ya que el material que se funde sirve como

soporte. De igual modo, no es necesario ningún proceso de curado posterior.

Una de las principales desventajas es que la pieza final es muy porosa y suele

tener una textura rugosa.

Binder Jetting:

Las máquinas que usan esta tecnología -desarrollada por el MIT en 1990- crean

las piezas mediante la inyección de un agente endurecedor o agente ligante sobre

material en polvo. El material en polvo puede ser metal o un polímero. Este

material se deposita en forma de una fina capa sobre la superficie de trabajo.

Una vez depositada la primera capa de material, la máquina recorre el patrón de

la pieza inyectando el agente endurecedor donde es necesario. Finalizada la

primera capa, se repite el proceso anterior creando más capas. La altura típica de

capa en este tipo de máquinas es de 0,18mm.

Figura 2.5: Proceso de impresión por binder jetting. [4].

Todo el proceso se realiza en una cubeta llena de polvo, por lo que el material

que no ha sido tratado con el agente endurecedor se mantiene inalterado y sirve

de soporte para posteriores capas, como se observa en la figura 2.5. Esto permite



una mayor libertad a la hora de realizar formas complejas, o sirve de soporte

para la realización de matrices de piezas, maximizando así el uso de volumen de

impresión.

El único material que se añade es el agente endurecedor, lo cual permite que la

velocidad de impresión sea mayor con respecto a otros métodos de fabricación

aditiva que pueden llegar a tener velocidades 10 veces superiores. Otra ventaja

significativa es que la impresión se puede realizar en diferentes colores, con lo

que la gama de piezas que puede crear crece considerablemente.

VAT Photo-polymerization:

Este proceso crea la pieza usando luz curando ciertas partes del fotopolímero que

se encuentra en una cubeta de forma selectiva. El material empleado es un

líquido, resinas curables con radiación o fotopolímeros. Aunque la mayoría de

los fotopolímeros reaccionan a la radiación ultravioleta también se usan

materiales que son sensibles a la luz visible.

En la actualidad, en el mundo industrial se usan máquinas cuya tecnología es

muy elevada y que usa diferentes tipos de radiación como puede ser rayos

gamma, rayos x, haz de electrones o UV.

Figura 2.6: Proceso VAT- Photopolimerization. [4].

El proceso comienza por el curado de la primera capa de material en la zona

superior de la cubeta de resina como se observa en la figura 2.6. Una vez

terminado el proceso de curación de esa capa, la pieza asciende una cantidad,

INTRODUCCIÓN


denominada altura de capa, y se vuelve a iniciar el proceso de curado. De este

modo, la pieza va emergiendo de una cubeta de material líquido.

Material Jetting:

Esta tecnología es la que está más cercana a la impresión 2D convencional. El

proceso se realiza mediante la deposición de pequeñas gotas de material,

generalmente fotopolímero, por medio de múltiples inyectores y el material se

cura al estar en contacto con luz UV (figura 2.7). Algunos modelos de

impresoras incluyen además del fotopolímero otro material que puede ser

añadido como soporte y después retirado. Dicho material es, a veces, un

polímero soluble en agua y basta con introducir la pieza en agua para retirarlo.

La gama de tipos de material en este tipo de máquinas es muy extensa. Existen

más rígidos, algunos con acabado tipo gomoso, transparentes y con múltiples

colores. El desarrollo de este tipo de materiales ha llevado a la creación de un

tipo de biopolímero compatible con el contacto prolongado con la piel o con

mucosas [4].

Figura 2.7: Proceso Material Jetting. [9].

Para conseguir este tipo de impresiones y rango de materiales, la máquina

dispone de dos materiales base de cuya mezcla se obtiene el material y se

distribuyen las cantidades por sus múltiples inyectores. A este tipo de materiales

se les suele denominar “Materiales Digitales”.

Una de las principales ventajas de esta tecnología es que nos permite hacer un

prototipo de diferentes materiales muy cercano al resultado final en una sola

impresión, como puede ser una rueda de un coche con un material más rígido

para la llanta y un material gomoso para la cubierta.



Sheet Lamination:

El proceso consiste en la unión de múltiples láminas que han sido previamente

recortadas y que son unidas mediante un agente ligante, el cual es diferente en

función del tipo de material.

Para el caso de láminas de papel o de plástico se usa pegamento. En el caso de

los metales se efectúa una soldadura o unión atornillada. Para uniones de

polímeros también se usa calor [4]. Este proceso queda esquematizado en la

figura 2.8.

Figura 2.8: Proceso Sheet Lamination. [7].

Esta tecnología responde a la creciente demanda de piezas de titanio, piezas

bimetálicas. De igual modo usando estas técnicas se consigue reducir el tiempo

de mecanizado y el tiempo de entrega.

2.2. Tipos de materiales para impresoras 3D:

Uno de los factores que se debe tener en cuenta a la hora de elegir la impresora 3D es el

tipo de material, pues hay impresoras que pueden imprimir en más de un material, sin

embargo, no todos los materiales se pueden usar en todas las impresoras debido a sus

características técnicas, diámetro de filamento, etc.

Figura 2.9: Esquema de tecnologías y materiales. [1]

INTRODUCCIÓN


El efecto de utilizarlos de forma errónea puede suponer forzar los sistemas físicos de la

impresora, como por ejemplo, calentar el cabezal del extrusor a mayor temperatura de la

que ha sido diseñada, y provocar una avería.

A continuación se detallan los materiales más usados en la impresión en 3D y sus

características [10], [11], [12], [13]:

ABS. Acrilonitrilo Butadieno Estireno (termoplástico). Es uno de los termoplásticos

más usados en la impresión 3D. Es el más barato. Emite gases nocivos al fundirse, por

lo que conviene en esos casos tener la impresora en un lugar bien aireado y/o que ésta

sea cerrada. Es un plástico bastante versátil ya que permite lijarse, el pulido con baño de

acetona y realizar un acabado muy liso. Además se puede pegar con facilidad y es fácil

pintar sobre él.

PLA. Ácido Poliláctico o Poliláctido (termoplástico). Es un plástico procedente de maíz

o patata, lo cual implica que con el paso del tiempo y el efecto de los elementos, pierde

las propiedades iniciales hasta su descomposición en elementos químicos simples,

aunque esto puede tardar más de cien años. Tiene un efecto tóxico muy bajo. Es

biodegradable. Hay una amplia gama de colores en el mercado (opacos y transparentes)

y el acabado es brillante.

Figura 2.10: Ciclo del PLA en la naturaleza. [13]

No necesita plataforma caliente, aunque en raras ocasiones se produce el warping (o

deformación en las primeras capas) durante el proceso de enfriamiento. Permite

impresoras más rápidas. Es idóneo para objetos que no requieran mucha resistencia

(como adornos, no es tan resistente como el ABS) y es más fácil de imprimir que el

ABS.

PVA. Alcohol Polivinilo. Este material tiene excelentes propiedades para formar

películas, como emulsionante y como adhesivo. También es resistente al aceite, grasas y

disolventes. Es inodoro y no tóxico. Además tiene alta resistencia y flexibilidad, pero



estas propiedades dependen fundamentalmente de la humedad, puesto que es soluble en

agua. El agua, actúa como un plastificante, reduciendo su resistencia a la tracción, pero

aumentando su elongación y resistencia al desgarro. Se suele utilizar para crear

estructuras de apoyo para objetos en PLA y ABS, aunque suele ser caro. Es sencillo

retirar estos soportes con un baño de agua durante unas horas.

PROPIEDAD ABS PLA PVA

Temperatura de fusión 215-250 °C 160-230 °C 180-200 °C

Temperatura

plataforma

90-100 °C

(para prevenir warping)

Temperatura ambiente

hasta 60 °C 50 °C

Biodegradable NO SI NO

Gases nocivos SI NO NO

Densidad 1,05 g/cm3 1,2 - 1,4 g/cm

3 1,19 - 1,31 g/cm

3

Coste por rollo 17,00 € (1kg) 18,95 € (1kg) 36€ (500gr)

Tabla 2.2: Propiedades de los polímeros ABS, PLA y PVA relacionadas con la impresión 3D y con

su eliminación a altas temperaturas.

SOFT PLA. Ácido Poliláctico flexible. Necesita una configuración distinta (diferente

temperatura y una superficie de cristal). Se recomienda la impresión en superficie de

cristal. La temperatura de fusión está comprendida entre 200-220°C. Y la temperatura de

la plataforma, la temperatura ambiente hasta 60 °C. Es biodegradable.

PC. Policarbonato. Material plástico de gran resistencia y durabilidad. Las pruebas para

impresión de bajo coste con este material comenzaron en 2012, y no es fácil de

encontrar, porque los fabricantes de este filamento son escasos todavía y resulta caro.

Se requiere una alta temperatura en el extrusor, aproximadamente de 280-305 ºC, y la

temperatura de la plataforma de 85-95 ºC. No es biodegradable.

HDPE. Polietileno de alta densidad (High Density Polyethylene). La temperatura de

fusión está comprendida entre 225-230 °C. Y la temperatura de la plataforma, la

temperatura ambiente. No es biodegradable.

INTRODUCCIÓN


Nylon. Fibra sintética de muy diversos usos. Tiene un buen acabado en impresión 3D.

La temperatura de fusión está comprendida entre 240-250 °C. Y la temperatura de la

plataforma, la temperatura ambiente. No se adhiere bien al cristal ni al aluminio, por lo

que se recomienda aplicar en superficie pegamento para PVA. No es biodegradable.

Tiende a encogerse, problemas de curvado, aunque algunas marcas han conseguido

reducir el warping con sus compuestos. Es una alternativa clásica al ABS y PLA, pero

más resistente y flexible, además de natural, poco viscoso y resistente al agua.

Suele absorber fácilmente humedad, por lo que previamente a la impresión, debemos

secarlo en el horno durante 3 o 4 horas.

2.3. Técnicas de moldeo

El conformado por fundición, o por moldeo y colada, o más corrientemente el proceso de

“fundición” de una pieza, está basado en la propiedad que tienen los líquidos de adaptarse a

la forma del recipiente que los contiene. El conjunto de volúmenes que permiten, una vez

rellenados por un metal en estado líquido y tras su solidificación, obtener una pieza con una

forma determinada es lo que se llama “molde”. El molde está formado en el caso más

sencillo por un volumen hueco que reproduce la forma exterior de la pieza, más el canal de

alimentación del metal fundido (bebedero), rodeado por una masa de material, refractario o

no (arena, metal, etc.), cuya misión es soportar los esfuerzos térmicos, mecánicos, físicos y

químicos que se generan al verter en él el metal líquido: gradiente térmico entre el metal

líquido y el material del molde, presión metalostática del metal fundido, abrasión del

material del molde por el metal fundido, reacciones químicas entre el metal y el material del

molde, presión de los gases desprendidos, etc.

El proceso de obtención del molde es conocido por “moldeo”, mientras que el vertido del

metal en el molde se llama “colada”. La obtención de una pieza tras moldeo y colada se

llama “fundición”.

El proceso de obtención del metal líquido, sea cuál sea éste, se conoce por fusión. Para la

fusión de aleaciones férreas se parte de lingotes de hierro, chatarra, ferroaleaciones y

metales puros (Al, Cu, Ni, etc.), así como de retornos de coladas precedentes; en el caso de

aleaciones no férreas se utilizan lingotes de “aleaciones madres” que tienen composiciones

prefijadas, así como también metales puros, retornos, etc.

El proceso de fundición de una pieza conlleva una serie de operaciones que se indican en el

esquema siguiente [2]; en adelante para el estudio del proceso se seguirá el orden allí

indicado.



Figura 2.11: Diagrama de fabricación de una pieza de fundición. [2]

Desde el punto de vista del moldeo puede hablarse de [14]:

• Moldeo con molde perdido: Se entiende por técnicas de fundición con molde perdido

a aquellas en las cuales el molde únicamente se utiliza una vez. Realizada la colada y

posterior desmoldeo se obtienen las piezas con destrucción del molde.

Los moldes perdidos son muy utilizados debido a su capacidad para adaptarse a piezas

de diferentes tamaños y formas complejas así como su flexibilidad y coste reducido.

Los parámetros más importantes a considerar en los moldes son:

- Resistencia a la compresión y a la flexión. La resistencia es importante desde

el punto de vista de la estabilidad del molde fundamentalmente en el

momento de colada. Debe garantizar que el molde no se rompa, agriete o

resquebraje en su interior puesto que cualquier fisura o desmoronamiento del

molde se va a traducir en un defecto de la pieza.

- El grado de finura de la arena de sílice que va a proporcionar a la superficie

de la pieza un grado de acabado superficial.

- La permeabilidad que va a permitir una mejor o peor salida de gases. El

molde debe presentar también una cierta capacidad para evacuar los gases

INTRODUCCIÓN


que se generan en la cavidad en el momento de llenado; esto es lo que se

entiende por permeabilidad, de lo contrario el gas atrapado en la cavidad

producirá poros en las piezas.

• Moldeo con molde permanente: Los moldes se componen de dos o más piezas que

permanecen unidas durante la colada y parte del proceso de solidificación que en

algunos casos puede ser de unos segundos, transcurridos los cuales se abren para

expulsar las piezas.

Como su nombre indica, estas partes del molde permanecen y se vuelven a utilizar con

el mantenimiento que cada caso requiera.

En estos moldes pueden realizarse largas series de piezas que estarán en función del

grado de solicitación de los moldes y de las exigencias de precisión dimensional.

Los materiales empleados para la fabricación de los moldes deben cumplir una serie de

características entre las que cabe destacar: buena maquinabilidad, máxima resistencia al

desgaste, elevada resistencia técnica, baja dilatación y buena conductividad térmica. En

general suele utilizarse fundición gris en la fabricación de coquillas y aceros de alta

aleación en la fabricación de moldes de colada a presión.

Un aspecto a tener en cuenta en este tipo de moldes es el del coste económico. Su

fabricación y mantenimiento son muy caros y sólo se justifican en grandes series.

En el caso de moldes perdidos lo habitual es el llamado “moldeo en caja”, en el que un

recipiente metálico contiene la arena que forma el molde. Estas cajas facilitan el proceso de

moldeo aunque supongan un gasto más, no desdeñable a veces, pero contribuyen de forma

sustancial a soportar las presiones metalostáticas que podrían originar la rotura del molde

sin ellas.

Figura 2.12: Caja de moldeo [2]

Para obtener el molde es preciso disponer de una reproducción de la forma exterior de la

pieza, esta reproducción se llama modelo. En el caso de la pieza “a” representada en la

figura 2.13 si se considera sólo la superficie exterior cilíndrica se necesitará un modelo

como el “b”, llamado modelo externo pues sólo permite reproducir la superficie exterior de

la pieza.



El modelo externo permite obtener en el material de moldeo (usualmente arena) una huella

que es la reproducción en negativo de la superficie exterior de la pieza; ahora bien, si se

quiere obtener la pieza directamente con el agujero pasante se necesitará disponer en dicha

huella una pieza maciza de morfología exterior igual a la del agujero, que evite que el

metal líquido lo rellene. Esta pieza maciza situada en el interior del molde se llama

“macho”, mientras que las zonas del molde sobre las que se asienta el macho se llaman

“porteas”.

Para obtener el macho se necesita un modelo, llamado modelo interno, que en esencia es

similar al modelo externo: lo que en modelos externos es macizo es hueco en los modelos

internos, reproduciendo ambos la superficie exterior de la pieza y el macho,

respectivamente. Los modelos internos son, por tanto, un volumen macizo que rodea a uno

hueco, siendo la forma de éste igual a la del hueco que debe existir en la pieza.

En el caso de la figura 2.13 el volumen macizo es el “c”, llamado caja de machos, mientras

que el volumen hueco es el macho “d”, fabricado en arena, de igual volumen que el

agujero pasante de la pieza fundida “a”. En la figura 2.14 se aprecia el molde que

permitiría obtener dicha pieza.

Figura 2.13: Pieza de fundición a, modelo b, con macho d realizado en la caja de

machos c, de un cilindro hueco. [2]

Figura 2.14: Moldeo de la pieza anterior a punto de cerrar la caja. Obsérvese la

posición del macho. [2]

INTRODUCCIÓN


Un proceso de molde y modelo perdido es el moldeo con modelo de poliestireno, este

proceso utiliza modelos de poliestireno expandido u otro tipo de polímeros con menos

átomos de carbono en el monómero que el poliestireno, lo que reduce los problemas que en

la fusión del acero puede originar el carbono producido en la combustión del polímero. Los

monómeros actuales incorporan oxígeno en la cadena por lo que se minimiza el residuo de

carbono. Sin embargo, en la fusión de aleaciones de menor temperatura de colada no se

produce la descomposición del polímero en carbono e hidrógeno, de ahí su utilización

mayor en la fundición de aluminio. Los modelos de polímero se suelen recubrir con una

pintura refractaria para mejorar la superficie de las piezas. La aglomeración de la arena

suele hacerse por vibración. Este proceso no presenta limitación en el tamaño de pieza y

pueden realizarse modelos de gran tamaño y formas complicadas por soldadura de trozos

de polímero [2]. En este proyecto, basándonos en este proceso, se ha sustituido el

poliestireno por el termoplástico PLA (Ácido Poliláctico o Poliláctido), obtenido

previamente mediante impresión 3D.

El molde debe cumplir dos características aparentemente contrapuestas que tienen que ver

con los aglomerantes de la arena. Por un lado debe ser lo suficientemente rígido como para

aguantar el flujo del metal por su interior y por otro, lo suficientemente frágil como para

que se fragmente una vez cumplida su función, solidificada la pieza e iniciada la operación

de desmoldeo.

Tipos de aglomerante en el moldeo en arena:

Arena verde:

El término “verde” se refiere al hecho de que el molde contiene humedad al

momento de la colada (no se ha curado). Es una mezcla compactada de arena de

sílice (SiO2) y bentonita (derivado de la arcilla, su función es la de mantener los

granos de arena cohesionados desde el tiempo de conformado del molde por

presión hasta que la pieza haya solidificado) humedecida con agua. (Figura

2.15).

Figura 2.15: Mezcla arena verde.



Los moldes de arena verde tienen suficiente resistencia en la mayoría de sus

aplicaciones, son los menos costosos, así como buena retractibilidad,

permeabilidad y reutilización. Por consiguiente, son los más ampliamente

usados, sin embargo, la humedad en la arena puede causar defectos en algunas

piezas, dependiendo del metal y de la forma geométrica de la pieza. La

granulometría de la arena no tiene un tamaño único, es necesario que existan

granos grandes, que proporcionan mayor porosidad en el molde aunque peor

calidad en la pieza final, y granos pequeños, que confieren una mejor calidad de

la pieza y peor porosidad del molde. Debe haber un acuerdo entre ambos

tamaños para conseguir un moldeo correcto y una pieza final con las

características deseadas.

Figura 2.16: Representación esquemática del proceso de moldeo mediante arena en

verde. [14]

Arena química:

Se denomina moldeo en arena química porque esta se endurece incorporando

una mezcla de aglomerante químico a base de resinas y catalizador (Figura

2.17). Durante el proceso de endurecimiento se reticulan las moléculas

envolviendo los granos de arena, manteniéndolos de esta forma firmemente

unidos. (Figura 2.18)

Los moldes fabricados con este tipo de arena química endurecida permiten

fundir piezas de mayor tamaño y complejidad, peculiaridad que hace de este un

proceso idóneo para realizar series de producción que requieren un alto nivel de

precisión y, por tanto, mayor valor añadido. La aglomeración química de la

INTRODUCCIÓN


arena, independientemente de la naturaleza de ésta, desplaza al moldeo en verde

allí donde son más altas las solicitaciones mecánicas, térmicas y abrasivas: altas

presiones metalostáticas, elevadas temperaturas de colada y ataque directo del

caldo sobre zonas concretas del molde. Se comprende que cuando concurren una

o varias de dichas circunstancias (aleaciones de alto punto de fusión, piezas de

paredes estrechas y con gran número de machos, etc.) se impongan, a pesar de

su mayor costo, los moldeos químicos.

Figura 2.17: Mezcla arena química.

Figura 2.18: Resina sintética reticulada. [14]



3. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

3.1. SELECCIÓN FILAMENTO 3D

Para la selección del material utilizado en el modelo se han tenido en cuenta una serie

de aspectos, que son:

El tipo de impresora utilizado, ya que, como se ha visto anteriormente, hay

multitud de materiales y no todas las impresoras pueden trabajar con ciertos

materiales.

La facilidad de impresión.

La facilidad de combustión. La cantidad de escorias, cenizas y residuos

producidos durante la colada debe ser mínima. Además, los humos no deben ser

tóxicos.

La impresora disponible en la Unidad Docente de Siderurgia es modelo Prusa i3

Hephestos de la empresa Moebyus. Esta impresora puede trabajar perfectamente con los

materiales ABS, PVA y PLA.

Para el control de esta impresora y sus parámetros se utiliza el programa llamado

Repetier-Host, con el que se puede variar dichos parámetros, a fin de conseguir la mejor

impresión posible.

Figura 3.1: Impresora 3D Prusa i3 Hephestos con el portátil utilizado.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL


Para el manejo de la impresora se tiene una pantalla de información en la que se

muestran ciertas características como la temperatura del extrusor, posición del extrusor,

tiempo de impresión, etc. (figura 3.2)

Figura 3.2: Pantalla principal de información en la impresora 3D.

Estos programas de impresión tienen como entrada un archivo en formato .stl y obtienen

un archivo en formato .gcode que contiene instrucciones de control numérico, que son

las que nos permitirán guiar a la impresora para realizar la pieza. En estos programas se

pueden modificar los parámetros de la impresión, tales como, temperatura, velocidad,

etc.

En concreto, el programa Repetier-Host (figura 3.3), es un programa sencillo, de fácil

manejo y con el que se consigue un buen acabado.



Figura 3.3: Aspecto del programa Repetier-Host.

En este tipo de impresión se trata de depositar un hilo fundido creando capas en el eje Z,

pero puede ocurrir que según se haya colocado tu pieza en el programa (posición x,y,z),

ésta no apoye totalmente en la superficie plana de la impresora, con lo cual al depositar

el hilo fundido en dicha posición, si no hay capas debajo, el hilo se caerá y es lo que se

conoce como voladizos. Para solucionar el problema de los voladizos se dan tres

opciones:

1) Cambiar la orientación

2) Pendientes mayores de 45 º

3) Soportes

4) Diseñar bien



En este proyecto este problema no se ha producido, ya que con el diseño adoptado se

podía obtener un modelo por partes, que posteriormente se unían mediante un soldador.

Se realizó un ensayo con PLA, PVA y ABS para ver su reacción al quemarse. Se

obtuvieron resultados muy claros para la elección del material a utilizar. Parámetros a

tomar en cuenta:

Velocidad en quemarse el material.

Olores producidos durante el proceso.

Gases y humos producidos.

Residuos y cenizas producidas a medida que se va eliminando el material.

El material más lento en quemarse es el PVA. Se eliminó esta opción ya que no

interesaba un material que tardara mucho en quemarse.

El material que provoca un humo negro, olor y escorias sólidas durante el proceso es el

ABS. También se eliminó esta opción, principalmente, por motivos de salud y/o

medioambientales, y además, para evitar el uso de instrumentos cuyo objetivo fuera la

extracción de dichos humos, en definitiva, descartar exceso de humos, hacer más

sencillo el proceso de fundición, sin la aparición de escorias.

El PLA tiene una velocidad de eliminación buena, y no produce escorias ni residuos,

por lo que fue el material elegido para el proyecto.

En las siguientes figuras se puede observar el proceso de quemado de filamentos de 30

mm de longitud de los tres polímeros en cuestión. En cada imagen se va viendo la

evolución de cada uno de estos materiales según transcurría el tiempo. El PLA tardó 15

segundos en eliminarse, el ABS 55 segundos y por último, el PVA 75 segundos.

ABS PLA PVA

Figura 3.4: posición de los tres polímeros en el ensayo.



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Figura 3.5: Ensayo para la elección del polímero.



Como ya se ha mencionado, el PLA es un material idóneo como materia prima para la

impresión 3D. Una de las características que hacen al PLA único en el mercado es que

el material de partida para el polímero final, el ácido láctico, está fabricado por un

proceso de fermentación con el 100% de los materiales provenientes de recursos

renovables. Además, permite su impresión en impresoras con cama fría y sin necesidad

de controlar las condiciones ambientales del área de impresión, lo que no es posible en

la impresión del ABS.

Como consecuencia de los avances en la fermentación de la glucosa para obtener ácido

láctico, el coste de producción de éste ha experimentado una bajada importante y por

consiguiente, un interés creciente en el polímero.

Un punto negativo del polímero ocurre durante su fase de descomposición biológica. El

PLA emite CO2 y CH4 durante este proceso. Son dos de los gases invernaderos que se

quieren reducir sus emisiones por los comités internacionales. Otro detalle a mencionar

es que aún se necesita de los combustibles fósiles para producir el PLA, aunque estos

fósiles no se usan en el polímero directamente, son necesarios en el proceso de cosecha

de las plantas y la producción química. No obstante, se requiere de entre un 20%-50%

menos de recursos fósiles que si se obtuviera directamente del petróleo. También es

cierto, que la emisión de estos gases no preocupa ya que su balance es nulo: en su

degradación el PLA emite la misma cantidad de dióxido de carbono que el que consume

la planta de la que se obtiene.

Las propiedades del PLA dependen de su procedencia y el proceso a través del que se

creó, es decir, que básicamente depende del fabricante, lo que hace que sus

características técnicas cambien de uno a otro.

Una característica de este material es que se le puede aplicar distintos acabados y

obtener un acabado de gran calidad superficial. Para conseguirlo, basta con introducir la

pieza en un baño de vapor de acetona, y en unas horas, tanto las rugosidades de capa y

desperfectos quedarán completamente alisados.

El filamento por el que se optó para el proyecto fue un rollo de PLA de 1 kg con un

diámetro de 1,75 mm que es el específico para la impresora disponible.

3.2. SELECCIÓN DE MODELOS Y COLADAS

La selección del modelo juega un papel fundamental en el trabajo, tanto por la

geometría como por el tamaño.

Este proyecto se enfoca en piezas relativamente pequeñas, donde la dificultad en que el

polímero se elimine durante la colada es mayor que en piezas grandes, debido a la



problemática de la formación de los gases y la evacuación de los mismos. Y como

consecuencia, la no obtención de una pieza con la morfología y dimensiones buscadas.

Por consiguiente, se optó por un modelo con las siguientes características:

De pequeño tamaño, con dimensiones que varían desde 15 mm hasta 30 mm de

lado.

De sección cuadrada, ya que era de interés ver, tras la colada, cómo estaban

definidas las aristas de la pieza a lo largo de la misma, desde la entrada del caldo

hasta el final de la pieza. Si se hubiera optado por una morfología circular, no se

hubiera observado este detalle. (Figura 3.9).

Selección de la longitud y el número de codos. La longitud total es de 270 mm,

repartidos en cuatro segmentos y tres codos. De esta forma se puede estudiar el

comportamiento de la aleación al contacto con el polímero en cada parte del

modelo. El caldo está a una temperatura de 700 °C, y el polímero funde a 200 °C

aproximadamente. Cada codo provoca un cambio de dirección en el caldo,

creando turbulencias, que unidas a los gases generados al eliminarse el polímero,

se obtiene una pieza final de la que se puede analizar la calidad de su piel en

cada tramo de la misma y el porcentaje de llenado.

Figura 3.6: Modelo de PLA usado para el ensayo, modelo M0.

Selección de la posición del sistema de alimentación. Se tomó la decisión de

colocar el bebedero en un extremo del modelo para ver cómo se comportaba el

caldo a lo largo de su recorrido teniendo en cuenta, además, la geometría elegida

con los tramos rectos y codos.

Selección del número de mazarotas y su posición en la pieza. Los ensayos se

han realizado tomando tres tipos de modelos diferentes, dependiendo del número

de mazarotas (Tabla 3.5), de forma que:

M0: equivale a un modelo cerrado, sin ninguna abertura con un

bebedero y una mazarota. (Figura 3.6)

M1: equivale a un modelo con dos aberturas, que corresponden a

un bebedero (sistema de alimentación) y una mazarota situada en

el extremo opuesto a la entrada del material. (Figura 3.7)



Figura 3.7: Modelo M1 usado para el ensayo.

M3: equivale a un modelo con cuatro aberturas, que corresponden

a un bebedero (sistema de alimentación) y tres mazarotas situadas

dos de ellas en dos codos y la otra en el extremo opuesto a la

entrada de material. (Figura 3.8)

Figura 3.8: Modelo M3 usado para el ensayo.

Modelo de densidad cero, es decir, hueco. Como continuación a un proyecto

anterior, se ha tomado la decisión de realizar los modelos teniendo en cuenta

solamente el espesor del mismo con diferente número de pasadas. (Figura 3.9).

Numero de pasadas en la impresión 3D. Se han considerado dos tipos de

modelos fijándose en el número de capas que se han impreso para cada uno de

ellos en la capa superficial. De forma que hay modelos de tres pasadas y

modelos de dos pasadas. Se ha demostrado que una capa más de polímero afecta

en la eliminación de éste en la colada y por tanto, en la pieza final obtenida. Esos

datos se verán más adelante en el apartado de resultados. (Figura 3.9)

BEBEDERO Y

MAZAROTA

TRES

MAZAROTAS

BEBEDERO



En la siguiente tabla se contemplan todos los parámetros mencionados:

PIEZA LADO (mm)

COLADA AGLOMERANTE MAZAROTAS VOLUMEN APARENTE

(mm3)

ESPESOR MODELO

PLA (mm)

VOLUMEN REAL

PLÁSTICO (mm

3)

RECORRIDO (mm)

1 15 TRADICIONAL VERDE M0 (1) 60750 0,90 14580 270

2 20 TRADICIONAL VERDE M0 108000 0,90 19440 270

3 15 TRADICIONAL QUÍMICA M0 60750 0,90 14580 270


5 15 TRADICIONAL VERDE M1(2) 60750 0,90 14580 270












17 15 TRADICIONAL VERDE M3(3) 60750 0,60 9720 270








25 15 LAVADO QUÍMICA M1 60750 0,60 9720 270

26 15 LAVADO QUÍMICA M3 60750 0,60 9720 270

27 18 LAVADO QUÍMICA M1 87480 0,60 11664 270

28 20 LAVADO VERDE M1 108000 0,60 12960 270

29 20 LAVADO QUÍMICA M1 108000 0,60 12960 270

(1) Modelo cerrado con una mazarota

(2) Modelo abierto con un bebedero y una mazarota en el extremo opuesto a la entrada de material

(3) Modelo abierto con un bebedero y tres mazarotas (dos de ellas en dos codos y la otra en el extremo opuesto a la entrada de material)

Tabla 3.1: Número de modelos con sus datos para la fundición.

El Volumen real de plástico se calcula multiplicando de la siguiente forma:

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑟𝑒𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑝𝑙á𝑠𝑡𝑖𝑐𝑜 = 4 · 𝐿𝑎𝑑𝑜 · 𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 · 𝐸𝑠𝑝𝑒𝑠𝑜𝑟



Para el modelo 1 será

V = 4·15mm·270 mm · 0,90 mm; V= 14580 mm3

De igual forma se opera para el resto de modelos.

Figura 3.9: Bloque de 3 pasadas o capas.

La figura 3.10 muestra un modelo acotado en 2D realizado mediante el

programa de dibujo AutoCAD2013.

Figura 3.10: Dimensiones del modelo de 20x20mm, en 2D realizado con AutoCAD.



3.3. OBTENCIÓN DE PIEZAS

3.3.1. FABRICACIÓN DEL MODELO

Para la fabricación del modelo se hicieron piezas de 1, 2 y 3 capas, con el objetivo

de conocer el valor mínimo de capas para el cuál el modelo era estable y resistía el

peso de la arena sin que se produjeran aberturas ni orificios con la consecuente

entrada de arena antes de la colada, lo que daría lugar a una pieza final que no

cumpliría con las características deseadas referidas a sus dimensiones y a la calidad

de la piel.

Para el modelo de 1 capa se esperaba que fuera inestable, y así fue, se colapsó y se

produjeron orificios en el modelo, por lo tanto se desechó esta opción.

En el modelo de 2 capas, cabía la posibilidad de una posible inestabilidad,

finalmente se comprobó que funcionaba bien, con una buena estanqueidad.

Del modelo de 3 capas se obtuvo estabilidad y estanqueidad.

Por tanto, los modelos con los que se ensayó fueron de 2 y 3 capas.

Una vez seleccionada la geometría del modelo y sus dimensiones, se llevan los

valores al programa Repetier-Host. Con este programa de impresión la impresora

podrá realizar la pieza deseada. (Figura 3.11).

En este proceso se extruye un filamento de PLA a través de un inyector y se

deposita capa a capa para formar el modelo utilizado en el proceso de fundición.

Para obtener un modelo con la menor cantidad de material se configura la impresión

en un nº de capas mínimo (en este proyecto son 2 capas) capaz de aguantar la

presión de las arenas de moldeo y una densidad cero para obtener simplemente la

piel externa del modelo.

La cantidad de PLA en el modelo dependerá de su relación de aspecto de la pieza y

del espesor de la piel. La relación de aspecto se considera el cociente del Volumen

del modelo entre el Área. Este volumen es el real, y dependerá del espesor de la

piel, es decir, del número de capas impresas. Por lo que el volumen real, y por tanto

la densidad del PLA en el modelo variarán en función del número de capas. (Tabla

3.2).



PIEZA LADO (mm)

VOLUMEN APARENTE

(mm3)

ESPESOR MODELO PLA

(mm)

VOLUMEN REAL

PLÁSTICO (mm3)

MASA DEL MODELO DE PLA

(g)

DENSIDAD DEL PLA EN EL

MODELO (g/cm3)

1 15 60750 0,90 14580 24,50 1,6804

2 20 108000 0,90 19440 32,30 1,6615

3 15 60750 0,90 14580 24,80 1,7010

4 20 108000 0,90 19440 31,50 1,6204

5 15 60750 0,90 14580 25,00 1,7147

6 20 108000 0,90 19440 33,60 1,7284

7 15 60750 0,90 14580 24,20 1,6598

8 20 108000 0,90 19440 33,30 1,7130

9 15 60750 0,60 9720 16,30 1,6770

10 20 108000 0,60 12960 22,20 1,7130

11 15 60750 0,60 9720 15,90 1,6358

12 20 108000 0,60 12960 21,80 1,6821

13 15 60750 0,60 9720 15,90 1,6358

14 20 108000 0,60 12960 22,00 1,6975

15 15 60750 0,60 9720 16,00 1,6461

16 20 108000 0,60 12960 22,30 1,7207

17 15 60750 0,60 9720 15,80 1,6255

18 20 108000 0,60 12960 22,00 1,6975

19 15 60750 0,60 9720 15,60 1,6049

20 20 108000 0,60 12960 21,90 1,6898

21 25 168750 0,60 16200 26,70 1,6481

22 25 168750 0,60 16200 26,00 1,6049

23 30 243000 0,60 19440 30,30 1,5586

24 30 243000 0,60 19440 30,90 1,5895

25 15 60750 0,60 9720 14,00 1,4403

26 15 60750 0,60 9720 13,90 1,4300

27 18 87480 0,60 11664 17,90 1,5346

28 20 108000 0,60 12960 21,00 1,6204

29 20 108000 0,60 12960 21,20 1,6358

Tabla 3.2: Valores característicos de los modelos de PLA.

La densidad del PLA se obtiene dividiendo la masa del modelo de PLA entre el

Volumen real de plástico en el modelo, es decir:

𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑃𝐿𝐴 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑑𝑒𝑙𝑜 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑑𝑒𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑃𝐿𝐴

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑟𝑒𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑝𝑙á𝑠𝑡𝑖𝑐𝑜 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑑𝑒𝑙𝑜



Figura 3.11: Impresora 3D Prusa i3 Hephestos (Moebyus).

La geometría elegida es una espiral recta de sección cuadrada, con tres codos, en la

que se ha ido variando su tamaño. (Figura 3.6). (Tabla 3.2).

Mediante la impresora en 3D, dando los valores deseados al programa Repetier-

Host, se obtienen las piezas de PLA con las que vamos a obtener el modelo.

Para obtener el modelo, se optó en un primer momento por hacer bloques de piezas

de una determinada sección para posteriormente cortarlas y unirlas mediante una

sierra y un soldador de estaño (Figura 3.12) hasta conseguir la geometría deseada.

Además de los bloques se imprimieron las tapas del modelo (Figura 3.13).

Esta opción se realizó para la obtención de las piezas 1 hasta la 20, inclusive.

Figura 3.12: Sierra y soldador de estaño.



Figura 3.13: Bloques obtenidos por impresión 3D, y modelo resultante.

Para optimizar la fabricación de los modelos se tomó la decisión de variar los

bloques de piezas. Dando distintos valores al programa se obtuvieron, en dos

impresiones distintas, la geometría deseada en dos mitades, la parte inferior y la

parte superior (Figura 3.14). Mediante estas dos partes, haciendo simplemente una

unión con la soldadora, se conseguía el modelo sin tener que cortar ni medir las

distancias. Esta opción se realizó para para las piezas 21 hasta 29.



Figura 3.14: Bloques obtenidos por impresión 3D, y modelo resultante.

Una vez terminados los modelos de PLA, se pesan, se toman los datos, se

comprueban las medidas y se identifican en función del tipo de moldeo en arena que

van a tener. Se calcula el área y volumen de las mismas, que habrá que recalcular

según modifiquemos las secciones del modelo (Tablas 3.1 y 3.2).

Tras la obtención de los modelos, se inicia el proceso de fundición con el moldeo en

arena verde y en arena química, los dos aglomerantes utilizados en este proyecto.

3.3.2. MOLDEO EN VERDE

Para este proceso, se optó por el uso de una caja de moldeo compuesta de dos

mitades, también llamada metalera, (figura 3.15) en la que se incorporaron los

modelos de PLA.



Figura 3.15: Caja de moldeo.

El procedimiento es el siguiente:

En la maquina mezcladora o molino (Figura 3.16) se introduce arena de sílice

que puede ser nueva o recuperada, como elemento aglomerante se añade

bentonita (arcilla muy fina), durante el mezclado de los dos materiales se añade

agua hasta conseguir la mezcla con la plasticidad deseada.

Figura 3.16: Mezcladora de arena verde.

Si la arena es recuperada, la adición de bentonita es menor, ya que gran parte de

la empleada en las coladas anteriores se recupera también (Figura 3.17).



Figura 3.17: Mezcla arena verde preparada para el moldeo.

Para el proceso de moldeo se sitúa en una de las mitades de la caja metalera los

modelos, el primer vertido de arena con el molde se realiza cribando la arena por

un tamiz de grano fino con el fin de obtener un contacto lo más fino posible y

obtener así una pieza con mejor superficie de acabado, una vez cubierto el

modelo se rellena con la misma arena sin tamizar, durante todo el proceso se va

compactando la arena con elementos manuales o mecánicos (pisón neumático)

dándole la dureza necesaria para contener el caldo en el momento de la colada.

Realizado este proceso se voltea la mitad de caja dejándose a la vista los

modelos en su posición definitiva (Figura 3.18), se sitúa la otra mitad de caja

con sus respectivas guías para evitar que esta se desplace, sobre los moldes se

posicionan los bebederos y mazarotas (estos pueden ser de cualquier material,

optándose por unos de PVC en esta ocasión). (Figura 3.18).

Figura 3.18: molde inferior y bebederos.

Como nota, todos los bebederos son removibles, los canales de alimentación no

pueden estar obstruidos por ningún elemento. No se imprimen las

alimentaciones, que son sustituidas por bebederos extraíbles para no aumentar el

volumen de plástico a eliminar en el momento de colada, el cual por pruebas



realizadas con anterioridad se descartó por el volumen de gases que generaba

impidiendo un llenado de pieza

Para la otra mitad de caja se rellena de arena, se presiona, y de forma

intermitente se van realizando ambas acciones hasta que se llega a la zona

superior de la caja. Tras esto, se extraen los bebederos, haciendo, en el que va a

ser el sistema de alimentación, un abocardamiento para facilitar la caída del

caldo con el objeto de disminuir las posibles turbulencias ocasionadas en el

proceso de colada. (Figura 3.19)

Figura 3.19: moldeo en arena verde.

En el caso de los modelos con aberturas de entrada y salida, para asegurar que no

ha entrado arena, se separan las dos partes de la caja de moldeo, y se sopla a

presión por dichos agujeros. Una vez realizado, se vuelven a unir las dos mitades

de la caja teniendo el moldeo preparado para la colada. Para indicar cuál es el

agujero que corresponde al sistema de alimentación se echan polvos de talco en

la superficie, evitando así posibles confusiones.



3.3.3. MOLDEO EN ARENA QUÍMICA

Como en el moldeo en arena verde, se utiliza una caja de moldeo compuesta de dos

mitades (figura 3.15).

El procedimiento es el siguiente:

Se inicia con la mezcla de la arena, el catalizador y la resina en el molino

mezclador (figura 3.20). Los porcentajes del catalizador variarán dependiendo de

la temperatura de la sala, y siempre según las recomendaciones del fabricante.

Figura 3.20: máquina mezcladora para moldeo en arena química.

Como en el caso del moldeo en arena verde, el proceso se inicia colocando los

modelos en la caja inferior boca abajo. Se echa la arena, y se espera a que se

produzca la reacción, endureciendo la mezcla. Posteriormente se gira, quedando

los modelos en la zona superior de la caja inferior. En este caso no es necesario

aplicar una gran presión sobre la arena para que se compacte (como ocurre con

el moldeo en arena verde), ya que la reacción es sí misma lo produce. Cuando la

arena ha quedado endurecida por la reacción, cambia de color, siendo el

indicador de que el molde está listo para proceder a su manejo.

Figura 3.21: moldeo en arena química.



A continuación se coloca el molde superior, que se une al molde inferior por los

extremos con dos barras. Se colocan los bebederos removibles, de igual forma

que para el moldeo en arena verde, donde estarán situados los sistemas de

alimentación y salida de gases. Se vuelve a echar le arena química hasta llegar a

la zona superior de la caja (Figura 3.21). De nuevo se espera a que se produzca

la reacción y endurezca la arena para poder retirar los bebederos. Se realiza el

abocardamiento para facilitar la caída del caldo.

Figura 3.22: moldeo en arena química, preparada para la colada.

En el caso de los modelos con aberturas de entrada y salida, para asegurar que no

ha entrado arena, se separan las dos partes de la caja de moldeo, y se sopla

mediante aire a presión, eliminando la arena que pudiera haber quedado dentro

del modelo. Una vez realizado, se vuelven a unir las dos mitades de la caja

teniendo el moldeo preparado para la colada (Figura 3.22). Como sugerencia, se

pueden echar polvos de talco para indicar cuál es el agujero que corresponde al

sistema de alimentación.

CONDUCTO DEL

SISTEMA DE

ALIMENTACIÓN



3.3.4. COLADA TRADICIONAL

Tras esta primera parte, comienza la preparación para la colada. Se realiza la carga

del material a fundir en el horno de inducción habilitado para este proyecto en el

laboratorio de fundición, el material seleccionado son lingotes de la aleación de

aluminio Al-12%Si (Figura 3.23)

Figura 3.23: Horno de inducción con los lingotes de la aleación Al-12%Si.

Una vez comprobado que la temperatura del caldo en el horno de inducción es la

correcta mediante un termómetro y nos encontramos en la temperatura adecuada de

punto de colada (Figura 3.24), se vierte dicho caldo a una cuchara, que previamente

ha sido calentada con el fin de que el paso del caldo, del horno al molde, no pierda

temperatura y se obtenga una colada correcta (Figura 3.25). A continuación se

procede al volcado del caldo desde la cuchara al molde. Se espera a que el aluminio

fundido solidifique y se desmolda. (Figura 3.26)

Figuras 3.24: Termómetro para tomar la temperatura del caldo de la aleación

en el horno de inducción.



Figuras 3.25: Calentamiento de la cuchara y vertido del caldo a ésta.

Figura 3.26: Colada tradicional.

El desmoldeo se realiza una vez trascurrido el tiempo de enfriamiento necesario

para el material en cuestión (1-2h). Para la arena verde se realiza golpeando

ligeramente ésta, obteniendo las piezas fundidas de forma fácil. En el caso de la

arena química, al aglomerar por reacción química, es necesario para que el

desmoldeo golpear fuertemente sobre ella, auxiliándose con elementos o diferentes

herramientas para sacar la pieza (Figura 3.27).



Figura 3.27: Desmoldeo en arena verde y arena química respectivamente.

Se puede observar en un primer momento con las arenas, si el PLA se ha quemado o

aparecen restos de éste rodeando a las piezas fundidas y pegadas a las arenas. Un

ejemplo puede verse en la figura 3.28.

Figura 3.28: Restos de PLA en la arena química.

Una vez obtenidas las piezas, se eliminan los bebederos y se identifican de nuevo.

A las piezas ya identificadas se las hace una primera inspección visual de la forma,

geometría, aspecto superficial, color de la piel, y la eliminación del PLA. Se pesan,

se toman los datos y se calcula el porcentaje de pieza fundida obtenida.

RESTOS DE PLA EN

LA ARENA QUÍMICA



Figura 3.29: Pieza obtenida tras la fundición en arena verde con los bebederos tras la

colada tradicional.

3.3.5. COLADA DE LAVADO

En este tipo de colada, el caldo se va a verter de manera continua hasta que los gases

producidos en el interior durante el proceso, evacúen, de forma que el objetivo de

esta colada es eliminar los gases y obtener la pieza fundida libre de éstos y de

cualquier defecto que pudieran ocasionar al quedarse en el interior durante la

solidificación.

Al igual que en la colada tradicional, los lingotes de la aleación Al-12%Si se

introducen en el horno de inducción hasta llegar a la temperatura de colada. (Figura

3.23)

Cuando en el horno se llega a la temperatura de colada adecuada (se comprueba con

un termómetro) se vierte el caldo a la cuchara, que previamente ha sido calentada

para que en el paso del horno al molde no baje la temperatura, clave para que el

proceso se realice correctamente (Figuras 3.24 y 3.25).

A continuación se vierte el caldo desde la cuchara al molde, y a diferencia de la

colada tradicional, no se termina hasta después de que los gases se hayan evacuado,

eso se comprueba observando las mazarotas durante el proceso, viendo como el

material sale de forma continua sin salir ningún gas o burbuja.

En esta colada, debido al proceso de lavado se necesita más material de dicha

aleación que con la colada tradicional, las pérdidas de material en este proceso no

son preocupantes ya que todo el material sobrante es recogido en un receptáculo

situado en el molde y refundido en otras ocasiones.

Una vez que ha solidificado se desmoldea y se obtienen las piezas con sus

bebederos. (Figura 3.30).



Figura 3.30: Pieza obtenida tras la fundición en arena química con los bebederos y la

capa de la aleación que se ha solidificado en la parte superior del molde tras la colada

de lavado.

Estos bebederos deben de tener en el conducto de entrada un rechupe y en el de

salida el material de la aleación, se comprueba que así ha sido en todos los casos.

(Figura 3.31)

Figura 3.31: Rechupe a la entrada y material de la aleación a la salida.

Se cortan estos conductos, se pesan las piezas, y se realiza una primera inspección

visual de la piel, acabado superficial, y definición de aristas, diferenciando los

resultados obtenidos entre los dos tipos de moldeo (en arena verde y arena química),

si los hubiera.

RECHUPE EN EL SISTEMA DE

ALIMENTACIÓN

MATERIAL DE LA ALEACIÓN EN

LA MAZAROTA



3.3.6. BEBEDEROS Y MAZAROTAS

Tras el desmoldeo, se eliminan los bebederos y mazarotas, observando en el interior

de éstos, la altura a la que ha llegado el caldo, la forma de éste, debido a los gases

producidos y las posibles bolsas o burbujas originadas, etc. Se pueden apreciar en la

figura 3.32.

Figura 3.32: Aspecto interior de los bebederos tras la colada.



3.3.7. LIMPIEZA DE LA PIEZA FINAL

Una vez se tiene la pieza fundida, sin bebederos ni mazarotas, se puede hacer una

limpieza mediante la Chorreadora de Arena (Figura 3.33), consiguiendo eliminar la

arena incrustada y los restos del polímero.

Figura 3.33: Chorreadora de arena.

Para dar un brillo a la pieza se pasa ésta por la Grata (Figura 3.34), dándole un

aspecto bueno.

Figura 3.34: Grata.



3.4. OBTENCIÓN DE DATOS

3.4.1. FACTOR DE LLENADO

Una vez obtenida la pieza, el siguiente paso es conocer el porcentaje de llenado de

la aleación.

Primero se debe saber la masa real de la pieza, para ello, tras haber eliminado los

bebederos y mazarotas, y limpiado la pieza, eliminando los posibles restos

adheridos de arena y polímero, se pesa la pieza resultante en la balanza del

laboratorio de La Unidad Docente de Siderurgia (figura 3.35), se toman los datos,

realizando la operación dos veces por pieza para confirmar el valor exacto de su

peso.

Figura 3.35: Balanza utilizada para la medida de la masa de las piezas obtenidas.

Se debe conocer la densidad del aluminio, que es 2,7 g/cm3.

A continuación se calcula para cada tamaño su volumen, y se halla la masa teórica

para esa sección mediante la fórmula:

𝜌 =𝑚

𝑉 𝑚 = 𝑉. 𝜌

Una vez se tiene estos valores, se divide la masa real de la pieza fundida entre la

masa teórica calculada, obteniendo así el porcentaje de llenado de la pieza final:

% 𝐿𝑙𝑒𝑛𝑎𝑑𝑜 =𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑟𝑒𝑎𝑙

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑎· 100



3.4.2. CALIDAD SUPERFICIAL

Otro factor importante de estudio en este proyecto es la calidad de la piel, para ello,

analizamos todas las superficies de cada pieza y sus aristas.

El Patrón de Superficies (Anexo I) se ha generado tras la obtención de todas las

piezas. Se ha ido observando una a una sus superficies, evaluando como se había

producido la solidificación, es decir, algunas superficies habían solidificado con el

molde (es el proceso correcto), otras al aire (llenado incompleto), ya que el caldo no

había llegado a la parte superior del modelo, también ha habido solidificación con el

polímero PLA, quedando incrustado éste en la pieza final (proceso indeseable).

De esta forma, se han obtenido algunas piezas que no han conseguido llegar a la

sección y/o geometría buscada, teniendo una calidad de la piel en las superficies

laterales y superior mala, con rugosidades en forma de aguas y en la dirección del

caldo durante su solidificación.

También hay piezas en las que el PLA se ha quedado adherido a su superficie,

haciendo que ésta no pueda ser evaluable positivamente.

Por tanto, para construir el patrón de superficies se han tomado como valor 0 y 5,

los extremos, la peor y la mejor superficie, respectivamente. Para los valores

intermedios se han ido comparando todas las superficies hasta conseguir las

superficies que se creyeron adecuadas para esos valores de calidad.

Para el proceso de obtención del Patrón de Aristas (Anexo II), se ha operado de la

misma forma que para el patrón de superficies.

Hay que hacer una diferenciación entre aristas en la zona superior y en la zona

inferior, entre aristas situadas cerca y lejos del bebedero, y las esquinas. Las aristas

inferiores de la pieza, en general, están más definidas que las superiores, en parte

porque el caldo se sitúa en la zona inferior por gravedad y solidifica con el molde,

tomando la forma del modelo. Las aristas superiores se han formado en función de

cómo se ha producido la colada y si el caldo ha solidificado al aire. Las aristas que

se encuentran más cerca del sistema de alimentación también han tenido una mejor

definición, así como las esquinas de la pieza, más precisas aquellas que están

situadas más cerca del bebedero (y con forma de acuerdo según se aleja de la

entrada del material.)

El patrón de aristas se ha elaborado tomando en cuenta todas estas observaciones, y

como en el caso del patrón de superficies, se han considerado como valor 0 y 5 la

peor y mejor arista, respectivamente, y para los demás valores de la escala se han

elegido aquellas aristas con calidades intermedias.

Con los patrones de superficies y aristas elaborados, se puede establecer una ficha

de calidad para cada pieza obtenida en el proceso de colada (Anexo III).



Se han valorado estos grados de calidad de 0 a 5 de la siguiente forma:

GRADOS CALIDAD DE LA PIEL

0 MUY MALA

1 MALA

2 REGULAR

3 ACEPTABLE

4 BUENA

5 MUY BUENA

Tabla 3.3: Escala de valores para evaluar la calidad de la piel.



4. RESULTADOS

4.1. MEDIDAS EXPERIMENTALES

4.1.1. FACTOR DE LLENADO

Para conocer el factor de llenado de cada pieza, como hemos visto en el apartado

anterior, calculamos primero la masa teórica para cada tamaño de pieza.

Obteniendo estos valores:

𝜌 =𝑚

𝑉 𝑚 = 𝑉. 𝜌

A continuación se calcula el porcentaje de llenado mediante el cociente de la masa

real obtenida tras pesar la pieza tras la colada (después de haber eliminado los

bebederos y mazarotas) y la masa teórica calculada.

% 𝐿𝑙𝑒𝑛𝑎𝑑𝑜 =𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑟𝑒𝑎𝑙

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑎 ·100

En las tablas 4.1 y 4.2 quedan reflejados todos los datos obtenidos respecto al

porcentaje de llenado de cada pieza de la colada tradicional:

NU

MER

O D

E P

ASA

DA

S

(1)

NU

MER

O D

E P

IEZA

CO

LAD

A M

0

(2)

CO

LAD

A M

1

(3)

AR

ENA

VER

DE

AR

ENA

QU

ÍMIC

A

15

x15

20

x20

VO

LUM

EN T

EÓR

ICO

(cm

3 )

DEN

SID

AD

ALU

MIN

IO

(g/c

m3 )

MA

SA T

EÓR

ICA

(g)

m=V

.ρ

MA

SA R

EAL

(g)

% L

LEN

AD

O

MA

SA M

OD

ELO

PLA

3 PIEZA 1 60,75 2,7 164,03 49,0 29,87 24,5

PIEZA 2 108,00 2,7 291,60 254,3 87,21 32,3

PIEZA 3 60,75 2,7 164,03 42,3 25,79 24,8

PIEZA 4 108,00 2,7 291,60 92,6 31,76 31,5

PIEZA 5 60,75 2,7 164,03 70,2 42,80 25,0

PIEZA 6 108,00 2,7 291,60 154,3 52,91 33,6

PIEZA 7 60,75 2,7 164,03 94,9 57,86 24,2

PIEZA 8 108,00 2,7 291,60 157,8 54,12 33,3

(1) Número de capas que tiene el modelo de PLA.



Tabla 4.1: Valores obtenidos referidos al porcentaje de llenado para modelos de 3 capas en la

colada tradicional.

RESULTADOS


NU

MER

O D

E P

ASA

DA

S

(1)

NU

MER

O D

E P

IEZA

CO

LAD

A M

0

(2)

CO

LAD

A M

1

(3)

CO

LAD

A M

3

(4)

AR

ENA

VER

DE

AR

ENA

QU

ÍMIC

A

15

x15

20

x20

25

x25

30

x30

VO

LUM

EN T

EÓR

ICO

(cm

3 )

DEN

SID

AD

ALU

MIN

IO

(g/c

m3 )

MA

SA T

EÓR

ICA

(g)

m=V

.ρ

MA

SA R

EAL

(g)

% L

LEN

AD

O

MA

SA M

OD

ELO

PLA

2 PIEZA 9 60,75 2,7 164,03 88,9 54,20 16,3

PIEZA 10 108,00 2,7 291,60 151,8 52,06 22,2

PIEZA 11 60,75 2,7 164,03 110,4 67,31 15,9

PIEZA 12 108,00 2,7 291,60 158,7 54,42 21,8

PIEZA 13 60,75 2,7 164,03 137,3 83,71 15,9

PIEZA 14 108,00 2,7 291,60 170,4 58,44 22,0

PIEZA 15 60,75 2,7 164,03 94,9 57,86 16,0

PIEZA 16 108,00 2,7 291,60 157,6 54,05 22,3

PIEZA 17 60,75 2,7 164,03 139,9 85,29 15,8

PIEZA 18 108,00 2,7 291,60 208,2 71,40 22,0

PIEZA 19 60,75 2,7 164,03 120,4 73,40 15,6

PIEZA 20 108,00 2,7 291,60 223,8 76,75 21,9

PIEZA 21 168,75 2,7 455,63 393,0 86,26 26,7

PIEZA 22 168,75 2,7 455,63 397,3 87,20 26,0

PIEZA 23 243,00 2,7 656,10 487,1 74,24 30,3

PIEZA 24 243,00 2,7 656,10 597,8 91,11 30,9






colada tradicional.



La tabla 4.3 muestra los datos obtenidos respecto al porcentaje de llenado de la

pieza de la colada de lavado:

NU

MER

O D

E P

ASA

DA

S

(1)

NÚ

MER

O D

E P

IEZA

LAV

AD

O T

IPO

M1

(2)

LAV

AD

O T

IPO

M3

(3)

AR

ENA

VER

DE

AR

ENA

QU

ÍMIC

A

15

x15

18

x18

20

x20

VO

LUM

EN T

EÓR

ICO

(cm

3 )

DEN

SID

AD

ALU

MIN

IO

(g/c

m3 )

MA

SA T

EÓR

ICA

(g)

m=V

.ρ

MA

SA R

EAL

(g)

% L

LEN

AD

O

MA

SA M

OD

ELO

PLA

2 PIEZA 25 60,75 2,7 164,03 158,0 96,33 14,0

PIEZA 26 60,75 2,7 164,03 150,7 91,88 13,9

PIEZA 27 87,48 2,7 236,20 218,4 92,47 17,9

PIEZA 28 108,00 2,7 291,60 286,1 98,11 21,0

PIEZA 29 108,00 2,7 291,60 287,6 98,63 21,2





colada de lavado.

La tabla 4.4 muestra las imágenes del modelo PLA, de la pieza tras la colada y la pieza

final (sin bebederos ni mazarotas) de todas las piezas obtenidas:

PIEZA MODELO PLA PIEZA RESULTANTE PIEZA FINAL

PIEZA 1

PIEZA 2

PIEZA 3

PIEZA 4

RESULTADOS


PIEZA 5

PIEZA 6

PIEZA 7

PIEZA 8

PIEZA 9

PIEZA 10

PIEZA 11

PIEZA 12



PIEZA 13

PIEZA 14

PIEZA 15

PIEZA 16

PIEZA 17

PIEZA 18

PIEZA 19

PIEZA 20

RESULTADOS


PIEZA 21

PIEZA 22

PIEZA 23

PIEZA 24

PIEZA 25

PIEZA 26

PIEZA 27

PIEZA 28



PIEZA 29

Tabla 4.4: Modelos, piezas resultantes tras la colada y piezas finales.

4.1.2. CALIDAD SUPERFICIAL

La calidad superficial es un parámetro subjetivo en el que se requiere de una regla

de medida o de un indicador donde poder reflejar los distintos grados de calidad.

Para ello, en este proyecto se han creado dos fichas llamadas Patrón de Superficies

(Anexo I) y Patrón de Aristas (Anexo II), las cuales han servido para poder valorar

las piezas obtenidas por el proceso de moldeo.

Estas fichas constan de una serie de imágenes que corresponden a un valor en la

escala de calidad de las superficies y de las aristas. Esta escala empieza en 0, siendo

ésta la peor valoración y termina en 5, con la mejor valoración.

Cada pieza tiene una ficha de calidad, que puede consultarse en el Anexo III:

Análisis de las piezas obtenidas.

Las tablas 4.5, 4.6 y 4.7 muestran un resumen de las valoraciones que se han dado a

las superficies laterales, superiores e inferiores, y a las aristas de las 29 piezas

obtenidas.

Para la colada tradicional:



(3) Modelo abierto con un bebedero y una mazarota en el extremo opuesto a la entrada de material.

Tabla 4.5: Valoración del acabado superficial de las piezas obtenidas por la colada

tradicional a partir de modelos de PLA impresos en 3D que tienen 3 capas en su

superficie.

NU

MER

O D

E

PA

SAD

AS

(1)

NU

MER

O D

E

PIE

ZA

CO

LAD

A M

0

(2)

CO

LAD

A M

1

(3)

AR

ENA

VER

DE

AR

ENA

QU

ÍMIC

A

15

x15

20

x20

ZON

A S

UP

ERIO

R

ZON

A L

ATE

RA

L

ZON

A IN

FER

IOR

AR

IST

AS

DEF

INID

AS

3 PIEZA 1

0,00 0,00 0,00 0,00

PIEZA 2

0,00 0,00 0,00 0,00

PIEZA 3

0,00 0,00 0,00 0,00

PIEZA 4

0,50 0,00 0,50 0,00

PIEZA 5

0,00 0,00 0,50 0,00

PIEZA 6

0,50 0,00 1,00 0,50

PIEZA 7

0,00 0,00 0,25 0,00

PIEZA 8

0,00 0,00 0,50 0,00

RESULTADOS


NU

MER

O D

E

PA

SAD

AS

(1)

NU

MER

O D

E

PIE

ZA

CO

LAD

A M

0

(2)

CO

LAD

A M

1

(3)

CO

LAD

A M

3

(4)

AR

ENA

VER

DE

AR

ENA

QU

ÍMIC

A

15

x15

20

x20

25

x25

30

x30

ZON

A S

UP

ERIO

R

ZON

A L

ATE

RA

L

ZON

A IN

FER

IOR

AR

IST

AS

DEF

INID

AS

2 PIEZA 9 0,00 0,00 1,00 0,00

PIEZA 10 0,50 0,00 1,50 0,00

PIEZA 11 0,50 0,50 1,50 0,50

PIEZA 12 0,50 0,50 2,00 0,50

PIEZA 13 1,00 1,00 1,00 1,00

PIEZA 14 1,00 0,75 1,00 0,75

PIEZA 15 1,00 0,00 1,00 0,00

PIEZA 16 1,50 1,50 1,25 1,00

PIEZA 17 0,50 0,50 1,00 0,00

PIEZA 18 0,50 0,50 0,50 0,50

PIEZA 19 0.7 0,50 0,50 0,50

PIEZA 20 1,75 1,00 0,75 0,75

PIEZA 21 2,50 3,50 4,00 3,50

PIEZA 22 3,00 3,75 4,50 3,00

PIEZA 23 2,50 4,00 2,50 3,50

PIEZA 24 3,50 3,25 4,00 3,50




(4) Modelo abierto con un bebedero y tres mazarotas (dos de ellas en dos codos y la otra en el extremo opuesto a la

entrada de material)


tradicional a partir de modelos de PLA impresos en 3D que tienen 2 capas en su superficie.



Para la colada de lavado:

NU

MER

O D

E

PA

SAD

AS

(1)

NÚ

MER

O D

E

PIE

ZA

LAV

AD

O T

IPO

M1

(2)

LAV

AD

O T

IPO

M3

(3)

AR

ENA

VER

DE

AR

ENA

QU

ÍMIC

A

15

x15

18

x18

20

x20

ZON

A S

UP

ERIO

R

ZON

A L

ATE

RA

L

ZON

A IN

FER

IOR

AR

IST

AS

DEF

INID

AS

2 PIEZA 25 2,75 4,50 4,80 4,00

PIEZA 26 3,50 4,75 4,80 4,50

PIEZA 27 2,75 3,75 3,75 4,75

PIEZA 28 2,50 3,50 3,50 4,00

PIEZA 29 4,00 3,00 3,00 4,00



(3) Modelo abierto con un bebedero y tres mazarotas (dos de ellas en dos codos y la otra en el extremo opuesto

a la entrada de material)

Tabla 4.7: Valoración del acabado superficial de las piezas obtenidas por la colada de

lavado a partir de modelos de PLA impresos en 3D que tienen 2 capas en su superficie.

Escala de calidad de la piel para todas las piezas:

GRADOS CALIDAD DE LA PIEL

0 MUY MALA

1 MALA

2 REGULAR

3 ACEPTABLE

4 BUENA

5 MUY BUENA

4.2. ANÁLISIS DE RESULTADOS

4.2.1. ANÁLISIS DE LA VARIANZA de la variable LLENADO

Después de conocer los resultados, se va a llevar a cabo el análisis de los

mismos, empezando con un análisis de varianza a la variable dependiente

Llenado. Se va a estudiar la influencia para la variable Llenado. Para ello

tomamos los datos de las 16 primeras piezas.

RESULTADOS


LLENADO LADO N. PASADAS ARENA COLADA

29,87 15 3 V 0

87,21 20 3 V 0

25,79 15 3 Q 0

31,76 20 3 Q 0

42,8 15 3 V 1

52,91 20 3 V 1

57,86 15 3 Q 1

54,12 20 3 Q 1

54,2 15 2 V 0

52,06 20 2 V 0

67,31 15 2 Q 0

54,42 20 2 Q 0

83,71 15 2 V 1

58,44 20 2 V 1

57,86 15 2 Q 1

54,05 20 2 Q 1

Tabla 4.8: Variable de llenado y los factores a analizar.

Se realiza la ANOVA con las piezas 16 primeras piezas. El llenado es la variable

respuesta a analizar frente a los demás factores. (Tabla 4.8)

Este procedimiento realiza un análisis multifactorial de la varianza para LLENADO.

Se construyen varias pruebas y gráficos para determinar qué factores tienen un

efecto estadísticamente significativo sobre LLENADO. También pone a prueba para

las interacciones significativas entre los factores, teniendo en cuenta los datos

suficientes. Los estadísticos F en la tabla ANOVA van a permitir identificar los

factores importantes. Para cada factor significativo, las pruebas de rango múltiple

nos dirán qué medias son significativamente diferentes. Los gráficos de medias y

gráficos de interacciones van a ayudar a interpretar los efectos significativos, y los

gráficos de residuos a juzgar si las suposiciones subyacentes del análisis de la

varianza son correctas.

Análisis de varianza para LLENADO - suma de cuadrados tipo III:

La tabla ANOVA descompone la variabilidad de LLENADO en contribuciones

debidas a diversos factores.

Con la elección de la suma de los cuadrados tipo III, se mide la contribución de

cada factor después de haber eliminado los efectos del resto de factores. Los valores

p indican la significación estadística de los factores. Como no hay valores p

inferiores a 0,05, los factores no tienen un efecto estadísticamente significativo

sobre el LLENADO al nivel de confianza al 95,0%.



Efecto Suma de cuadrados GL Media de cuadrados Estadísticos-F P-Valor

EFECTOS PRINCIPALES

A:ARENA 210,468 1 210,468 0,74 0,4077

B:COLADA 218,522 1 218,522 0,77 0,3991

C:LADO 40,8641 1 40,8641 0,14 0,7117

D:PASADAS 621,63 1 621,63 2,19 0,1671

RESIDUOS 3124,07 11 284,006

TOTAL (CORREGIDO) 4215,55 15

Todos los Estadísticos-F se basan en el error de la media de cuadrados residual. Tabla 4.9: Análisis de varianza para Llenado - suma de cuadrados tipo III.

Se analizan mediante pruebas de rango los cuatro factores:

Pruebas de Rango Múltiple para LLENADO por ARENA:

En esta tabla se aplica un procedimiento de comparación múltiple para determinar

qué medias son significativamente diferentes de las de otros. La mitad inferior

muestra la diferencia estimada entre cada par de medias. No hay diferencias

estadísticamente significativas entre cualquier par de medias en el nivel de

confianza del 95,0%. En la parte superior de la tabla, un grupo homogéneo se

identifica por una columna de X. Dentro de cada columna, los niveles que contienen

la forma de X, indican un grupo de medias dentro de la cual no existen diferencias

estadísticamente significativas.

ARENA Datos Media de Cuadrados Varianza de cuadrados Grupos Homogéneos

Q 8 50,3963 5,95825 X

V 8 57,65 5,95825 X

Contraste Sig. Diferencia +/- Limites

Q - V -7,25375 18,5461

* denota una diferencia estadísticamente significativa.

Tabla 4.10: Tabla de rangos múltiples para ARENA con un 95% de confianza.

Figura 4.1: Gráfico de Medias e intervalos de confianza al 95%.(Llenado-Arena)

Q V

Means and 95,0 Percent LSD Intervals

ARENA

41

46

51

56

61

66

71

LLE

NA

DO

RESULTADOS


Pruebas de Rango Múltiple para LLENADO por LADO:

Igual que en el caso del factor arena, no hay diferencias estadísticamente

significativas entre cualquier par de medias en el nivel de confianza del 95,0%. Sólo

hay un grupo homogéneo, representado por una X en una columna, por tanto, no

existen diferencias estadísticamente significativas.

LADO Datos Media de Cuadrados Varianza de cuadrados Grupos Homogéneos

15 8 52,425 5,95825 X

20 8 55,6213 5,95825 X


15 - 20 -3,19625 18,5461


Tabla 4.11: Tabla de rangos múltiples para LADO con un 95% de confianza.

Figura 4.2: Gráfico de Medias e intervalos de confianza al 95%.(Llenado-Lado)

Pruebas de Rango Múltiple para LLENADO por COLADA:

Igual que en el caso anterior, no existen diferencias estadísticamente significativas

entre cualquier par de medias en el nivel de confianza del 95,0%. Sólo hay un grupo

homogéneo, luego no hay diferencias estadísticamente significativas.

COLADA Datos Media de Cuadrados Varianza de cuadrados Grupos Homogéneos

0 8 50,3275 5,95825 X

1 8 57,7188 5,95825 X


0 - 1 -7,39125 18,5461


Tabla 4.12: Tabla de rangos múltiples para COLADA con un 95% de confianza.

15 20


LADO

43

47

51

55

59

63

67

LLE

NA

DO



Figura 4.3: Gráfico de Medias e intervalos de confianza al 95%.(Llenado-Colada)

Pruebas de Rango Múltiple para LLENADO por PASADAS:

Como ocurre con los demás factores, no existen diferencias estadísticamente

significativas entre cualquier par de medias en el nivel de confianza del 95,0%, ni

grupos de medias estadísticamente significativas.

PASADAS Datos Media de Cuadrados Varianza de cuadrados Grupos Homogéneos

3 8 47,79 5,95825 X

2 8 60,2563 5,95825 X


2 - 3 12,4663 18,5461


Tabla 4.13: Tabla de rangos múltiples para PASADAS con un 95% de confianza.

Figura 4.4: Gráfico de Medias e intervalos de confianza al 95%.(Llenado-Pasadas)

Los resultados obtenidos no son los esperados, por lo que se observa el Gráfico de

Residuos para comprobar la situación de los puntos, ver si existe algún patrón o hay

algún punto atípico.

El gráfico muestra la agrupación de todos los puntos a excepción de uno de ellos,

separado del resto, es un punto atípico. Este punto se elimina de la lista para el

0 1


COLADA

41

46

51

56

61

66

71

LLE

NA

DO

2 3


PASADAS

38

48

58

68

78

LLE

NA

DO

RESULTADOS


siguiente análisis de varianza, en el que se verificará si hay algún factor

significativo.

Figura 4.5: Gráfico de Residuos para la variable dependiente Llenado

4.2.2. ANÁLISIS DE LA VARIANZA de la variable LLENADO sin atípicos

Se realiza la ANOVA con las 15 piezas, tras haber eliminado el valor atípico. El

llenado es la variable respuesta a analizar frente a los demás factores. (Tabla 4.14)

LLENADO LADO N. PASADAS ARENA COLADA

29,87 15 3 V 0

25,79 15 3 Q 0

31,76 20 3 Q 0

42,8 15 3 V 1

52,91 20 3 V 1

57,86 15 3 Q 1

54,12 20 3 Q 1

54,2 15 2 V 0

52,06 20 2 V 0

67,31 15 2 Q 0

54,42 20 2 Q 0

83,71 15 2 V 1

58,44 20 2 V 1

57,86 15 2 Q 1

54,05 20 2 Q 1


% Llenado: 87,21

Lado: 20

N. Pasadas: 3

Arena: Verde

Tipo de colada: M0



Análisis de varianza para LLENADO – suma de cuadrados tipo III:

Hay 2 valores p inferiores a 0,05, son los que pertenecen a los factores colada y

pasadas, por tanto, tienen un efecto estadísticamente significativo sobre el

LLENADO al nivel de confianza al 95,0%. El lado y el tipo de arena no tienen un

efecto significativo en la variabilidad del Llenado.


EFECTOS PRINCIPALES

A:ARENA 0,487276 1 0,487276 0,00 0,9467

B:LADO 50,0057 1 50,0057 0,48 0,5030

C:COLADA 747,748 1 747,748 7,22 0,0228

D:PASADAS 1373,66 1 1373,66 13,26 0,0045

RESIDUOS 1035,78 10 103,578


Todos los Estadísticos-F se basan en el error de la media de cuadrados residual. Tabla 4.15: Análisis de varianza para Llenado – suma de cuadrados tipo III.

Se analizan mediante pruebas de rango los cuatro factores:

Pruebas de Rango Múltiple para LLENADO por ARENA:

No hay diferencias estadísticamente significativas entre cualquier par de medias en

el nivel de confianza del 95,0%.

ARENA Datos Media de Cuadrados Varianza de cuadrados Grupos Homogéneos

Q 8 50,3963 3,59823 X

V 7 50,7608 3,91168 X


Q - V -0,364545 11,8424


Tabla 4.16: Tabla de rangos múltiples para ARENA con 95% confianza.

Figura 4.6: Gráfico de Medias e intervalos de confianza al 95%. (Llenado-Arena)

Q V


ARENA

44

47

50

53

56

59

LLE

NA

DO

RESULTADOS


Pruebas de Rango Múltiple para LLENADO por LADO:

No existen diferencias estadísticamente significativas entre cualquier par de medias

en el nivel de confianza del 95,0%.


20 7 48,732 3,91168 X

15 8 52,425 3,59823 X


15 - 20 3,69295 11,8424


Tabla 4.17: Tabla de rangos múltiples para LADO con 95% confianza.

Figura 4.7: Gráfico de Medias e intervalos de confianza al 95%. (Llenado-Lado)


En esta tabla aparece un asterisco al lado de 1 par de medias, esto indica que este

par muestra una diferencia estadísticamente significativa en el nivel de confianza

del 95,0%. Los grupos son significativamente diferentes porque los intervalos de

confianza no se solapan.


0 7 43,4383 3,91168 X

1 8 57,7188 3,59823 X


0 - 1 * -14,2805 11,8424


Tabla 4.18: Tabla de rangos múltiples para COLADA con 95% confianza.

15 20


LADO

42

45

48

51

54

57

60

LLE

NA

DO



Figura 4.8: Gráfico de Medias e intervalos de confianza al 95%. (Llenado-Colada)


En esta tabla aparece un asterisco al lado de 1 par de medias, esto indica que este

par muestra una diferencia estadísticamente significativa en el nivel de confianza

del 95,0%. Los intervalos de confianza no se solapan ya que los grupos son

significativamente diferentes.


3 7 40,9008 3,91168 X

2 8 60,2563 3,59823 X


2 - 3 * 19,3555 11,8424


Tabla 4.19: Tabla de rangos múltiples para PASADAS con 95% confianza.

Figura 4.9: Gráfico de Medias e intervalos de confianza al 95%. (Llenado-Pasadas).

0 1


COLADA

37

42

47

52

57

62

67

LLE

NA

DO

2 3


PASADAS

34

44

54

64

74

LLE

NA

DO

RESULTADOS


De este análisis se concluye que la variable de llenado depende fundamentalmente

del tipo de colada y el número de pasadas. Se realiza a continuación el mismo

análisis con interacciones de los efectos para comprobar si alguna de ellas es

significativa.

4.2.3. ANÁLISIS DE LA VARIANZA de la variable LLENADO CON

INTERACCIONES:

Con los datos de la tabla 4.14 se realiza el análisis de la variable respuesta frente a

los demás factores.


Hay un valor p inferior a 0,05, luego el factor al que corresponde, que es el número

de pasadas, tiene un efecto estadísticamente significativo sobre el LLENADO al

nivel de confianza al 95,0%. El resto de factores y sus interacciones no explican la

variabilidad del Llenado, por lo que se eliminan para el análisis. El factor colada se

aproxima al 0,05.


EFECTOS PRINCIPALES

A:ARENA 1,3251 1 1,3251 0,01 0,9197

B:LADO 73,2578 1 73,2578 0,64 0,4697

C:COLADA 777,803 1 777,803 6,76 0,0601

D:PASADAS 1380,48 1 1380,48 11,99 0,0258

INTERACCIONES

AB 3,8199 1 3,8199 0,03 0,8643

AC 56,6638 1 56,6638 0,49 0,5216

AD 62,2944 1 62,2944 0,54 0,5028

BC 3,2637 1 3,2637 0,03 0,8745

BD 133,964 1 133,964 1,16 0,3414

CD 255,675 1 255,675 2,22 0,2104

RESIDUOS 460,526 4 115,132


Todos los Estadísticos-F se basan en el error de la media de cuadrados residual. Tabla 4.20: Análisis de varianza para LLENADO - suma de cuadrados tipo III.

Se va a analizar mediante pruebas de rango el factor Pasadas.


El asterisco al lado de un par de medias indica que ese par muestra una diferencia

estadísticamente significativa en el nivel de confianza del 95,0%. Los grupos son

significativamente diferentes ya que los intervalos de confianza no se solapan.




3 7 39,9058 4,48865 X

2 8 60,2563 3,79361 X


2 - 3 * 20,3505 16,3173



Figura 4.10: Gráfico de Medias e intervalos de confianza al 95%. (Llenado-Pasadas)

En este análisis, el número de pasadas es el único factor que explica la variabilidad

del Llenado

4.2.4. ANÁLISIS DE LA VARIANZA de la variable LLENADO frente al TIPO DE

COLADA Y NÚMERO DE PASADAS:

Con los datos de la tabla 4.22 se va a analizar la variable respuesta frente a los

factores colada y pasadas.

LLENADO N. PASADAS COLADA

29,87 3 0

25,79 3 0

31,76 3 0

42,8 3 1

52,91 3 1

57,86 3 1

54,12 3 1

54,2 2 0

52,06 2 0

67,31 2 0

54,42 2 0

83,71 2 1

58,44 2 1

57,86 2 1

54,05 2 1


2 3


PASADAS

31

41

51

61

71

LLE

NA

DO

RESULTADOS



Existen 2 valores p inferiores al 0,05%, por tanto los factores colada y pasadas,

tienen un efecto estadísticamente significativo sobre el LLENADO al nivel de

confianza al 95,0%.


EFECTOS PRINCIPALES

A:COLADA 730,542 1 730,542 8,06 0,0149

B:PASADAS 1354,93 1 1354,93 14,95 0,0022

RESIDUOS 1087,45 12 90,6211


Todos los Estadísticos-F se basan en el error de la media de cuadrados residual. Tabla 4.23: Análisis de varianza para LLENADO – suma de cuadrados tipo III.

Se analizan mediante pruebas de rango cada factor:


El asterisco en la tabla indica que hay un par de medias que muestran una

diferencia estadísticamente significativa en el nivel de confianza del 95,0%. Los

grupos son significativamente diferentes porque los intervalos de confianza no se

solapan.


0 7 43,6943 3,61529 X

1 8 57,7187 3,36566 X


0 - 1 * -14,0244 10,7621


Tabla 4.24: Tabla de rangos múltiples para COLADA con 95% confianza.

Figura 4.11: Gráfico de Medias e intervalos de confianza al 95%. (Llenado-Colada)

0 1


COLADA

38

43

48

53

58

63

LLE

NA

DO




Al igual que con el tipo de colada, el par de medias muestra una diferencia

estadísticamente significativa en el nivel de confianza del 95,0%. Los intervalos de

confianza no se solapan, luego los grupos son significativamente diferentes.


3 7 41,1568 3,61529 X

2 8 60,2562 3,36566 X


2 - 3 * 19,0994 10,7621



Figura 4.12: Gráfico de Medias e intervalos de confianza al 95%. (Llenado-Pasadas)

El análisis de varianza para el Llenado con el número de pasadas y tipo de

colada como factores muestra que éstos son significativos, es decir, entre los dos

pueden explicar la variabilidad del llenado. A continuación se realiza un análisis de

varianza con la interacción entre ellos.

2 3


PASADAS

35

45

55

65

75

LL

EN

AD

O

RESULTADOS


4.2.5. ANÁLISIS DE LA VARIANZA de la variable LLENADO frente al TIPO DE

COLADA Y NÚMERO DE PASADAS CON INTERACCIONES:


Hay 2 valores p inferiores al 0,05%, que corresponden a los factores colada y

pasadas, por tanto, van a tener un efecto estadísticamente significativo sobre el

LLENADO al nivel de confianza al 95,0%, en cambio su interacción no es

significativa.


EFECTOS PRINCIPALES

A:COLADA 792,452 1 792,452 10,34 0,0082

B:PASADAS 1436,59 1 1436,59 18,74 0,0012

INTERACIONES

AB 244,2 1 244,2 3,19 0,1019

RESIDUOS 843,253 11 76,6593


Todos los Estadísticos-F se basan en el error de la media de cuadrados residual. Tabla 4.26: Análisis de varianza para LLENADO - suma de cuadrados tipo III.

Figura 4.13: Gráfico de Interacción entre el Llenado y los factores Pasadas y Colada.

Se puede concluir que los factores tipo de Colada y número de Pasadas pueden explicar

la variabilidad del llenado, pero su interacción no.

Interaction Plot

COLADA

29

39

49

59

69

LLE

NA

DO

0 1

PASADAS

2

3



4.2.6. ANÁLISIS DE LA VARIANZA de la variable CALIDAD SUPERFICIE

SUPERIOR frente a COLADA, ARENA Y LADO:

Se va a realizar el análisis de varianza de la calidad de la piel de la superficie superior

de las piezas a partir de los valores obtenidos de esta variable, función de una serie de

factores (Tipo de Colada, Tipo de Arena y Lado). Se toman los datos de piezas con un

número de pasadas de dos, en concreto, los datos de las piezas 13 a la pieza 24. En total,

son 12 datos a analizar. (Tabla 4.27)

SUPERIOR COLADA ARENA LADO

1 1 V 15

1 1 V 20

1 1 Q 15

1,5 1 Q 20

0,5 3 V 15

0,5 3 V 20

0,7 3 Q 15

1,75 3 Q 20

2,5 1 Q 25

3 3 Q 25

2,5 1 Q 30

3,5 3 Q 30

Tabla 4.27: Calidad de la piel en la superficie SUP.

Análisis de varianza para SUP - suma de cuadrados tipo III:

En la tabla ANOVA se observa que hay un valor p inferior a 0,05. Este factor, el

Lado, tiene un efecto estadísticamente significativo sobre SUP al nivel de confianza

al 95,0%.


EFECTOS PRINCIPALES

A:COLADA 0,016875 1 0,016875 0,08 0,7842

B:LADO 5,72562 3 1,90854 9,27 0,0114

C:ARENA 0,475312 1 0,475312 2,31 0,1794

RESIDUOS 1,23469 6 0,205781


Todos los Estadísticos-F se basan en el error de la media de cuadrados residual. Tabla 4.28: Análisis de varianza para SUP - Tipo III de las sumas de cuadrados.

Pruebas de Rango Múltiple para SUP por LADO:

Hay 4 pares de medias que muestran diferencias estadísticamente significativas en

el nivel de confianza del 95,0%. Se observan dos grupos claramente significativos,

RESULTADOS


el que corresponde a 15-20 y el de 25-30, dentro de cada grupo no hay diferencias

pero cuando se pasa de un grupo a otro si hay diferencias estadísticamente

significativas.


15 4 0,8 0,226816 X

20 4 1,1875 0,226816 X

25 2 2,50625 0,358627 X

30 2 2,75625 0,358627 X


15 - 20 -0,3875 0,784887

15 - 25 * -1,70625 1,03831

15 - 30 * -1,95625 1,03831

20 - 25 * -1,31875 1,03831

20 - 30 * -1,56875 1,03831

25 - 30 -0,25 1,11



Figura 4.14: Gráfico de Medias e intervalos de confianza al 95%. (SUP-Lado)

Los intervalos de confianza entre 15 y 20 se solapan, lo mismo ocurre entre 25 y 30,

pero entre 15-20 y 25-30 no, por lo que son grupos significativamente diferentes.

15 20 25 30


LADO

0

1

2

3

4

SU

P




LATERAL frente a COLADA, ARENA Y LADO:

LATERAL COLADA ARENA LADO

1 1 V 15

0,75 1 V 20

0 1 Q 15

1,5 1 Q 20

0,5 3 V 15

0,5 3 V 20

0,5 3 Q 15

1 3 Q 20

3,5 1 Q 25

3,75 3 Q 25

4 1 Q 30

3,25 3 Q 30

Tabla 4.30: Calidad de la piel en la superficie LAT

Análisis de varianza para LAT - suma de cuadrados tipo III:

El Lado tiene un valor p inferior a 0,05, por consiguiente va a tener un efecto

estadísticamente significativo sobre LAT al nivel de confianza al 95,0%.


EFECTOS PRINCIPALES

A:COLADA 0,130208 1 0,130208 0,64 0,4543

B:LADO 16,9141 3 5,63802 27,70 0,0007

C:ARENA 0,0078125 1 0,0078125 0,04 0,8511

RESIDUOS 1,22135 6 0,203559


Todos los Estadísticos-F se basan en el error de la media de cuadrados residual. Tabla 4.31: Análisis de varianza para LAT - suma de cuadrados tipo III.

Pruebas de Rango Múltiple para LAT por LADO:

El asterisco colocado al lado de 4 pares indica que esos pares muestran diferencias

estadísticamente significativas en el nivel de confianza del 95,0%. Existen 2 grupos

homogéneos que se identifican utilizando columnas de X. Estos grupos son por un

lado 15 y 20, y por otro 25 y 30.

RESULTADOS



15 4 0,5 0,225588 X

20 4 0,9375 0,225588 X

25 2 3,59375 0,356685 X

30 2 3,59375 0,356685 X


15 - 20 -0,4375 0,780638

15 - 25 * -3,09375 1,03269

15 - 30 * -3,09375 1,03269

20 - 25 * -2,65625 1,03269

20 - 30 * -2,65625 1,03269

25 - 30 0,0 1,10399



Figura 4.15: Gráfico de Medias e intervalos de confianza al 95%. (LAT-Lado)


INFERIOR frente a COLADA, ARENA Y LADO:

INFERIOR COLADA ARENA LADO

1 1 V 15

1 1 V 20

1 1 Q 15

1,25 1 Q 20

1 3 V 15

0,5 3 V 20

0,5 3 Q 15

0,75 3 Q 20

4 1 Q 25

4,5 3 Q 25

2,5 1 Q 30

4 3 Q 30

Tabla 4.33: Calidad de la piel en la superficie INF.

15 20 25 30


LADO

0

1

2

3

4

5

LA

T



Análisis de varianza para INF - suma de cuadrados tipo III:

Como en el caso de las superficies SUP y LAT, el factor Lado tiene un efecto

estadísticamente significativo sobre INF al nivel de confianza al 95,0%.


EFECTOS PRINCIPALES

A:COLADA 0,0208333 1 0,0208333 0,07 0,7970

B:LADO 17,5313 3 5,84375 20,28 0,0015

C:ARENA 0,0 1 0,0 0,00 1,0000

RESIDUOS 1,72917 6 0,288194


Todos los Estadísticos-F se basan en el error de la media de cuadrados residual. Tabla 4.34: Análisis de varianza para INF - suma de cuadrados tipo III.

Pruebas de Rango Múltiple para INF por LADO:


el nivel de confianza del 95,0%. Y dos grupos homogéneos diferentes

correspondientes a 15-20 y 25-30.


20 4 0,875 0,268419 X

15 4 0,875 0,268419 X

30 2 3,25 0,424407 X

25 2 4,25 0,424407 X


15 - 20 0,0 0,928854

15 - 25 * -3,375 1,22876

15 - 30 * -2,375 1,22876

20 - 25 * -3,375 1,22876

20 - 30 * -2,375 1,22876

25 - 30 1,0 1,3136


Tabla 4.35: Tabla de rangos múltiples para LADO con 95% confianza

Figura 4.16: Gráfico de Medias e intervalos de confianza al 95%. (INF-Lado)

15 20 25 30


LADO

0

1

2

3

4

5

INF

RESULTADOS


4.2.9. ANÁLISIS DE LA VARIANZA de la variable CALIDAD ARISTAS frente a

COLADA, ARENA Y LADO:

ARISTAS COLADA ARENA LADO

1 1 V 15

0,75 1 V 20

0 1 Q 15

1 1 Q 20

0 3 V 15

0,5 3 V 20

0,5 3 Q 15

0,75 3 Q 20

3,5 1 Q 25

3 3 Q 25

3,5 1 Q 30

3,5 3 Q 30

Tabla 4.36: Calidad de la piel en las ARISTAS.

Análisis de varianza para ARISTAS - suma de cuadrados tipo III:

El Lado, tiene un efecto estadísticamente significativo sobre ARISTAS al nivel de

confianza al 95,0%.


EFECTOS PRINCIPALES

A:COLADA 0,1875 1 0,1875 1,50 0,2666

B:LADO 16,1641 3 5,38802 43,10 0,0002

C:ARENA 0,0 1 0,0 0,00 1,0000

RESIDUOS 0,75 6 0,125


Todos los Estadísticos-F se basan en el error de la media de cuadrados residual. Tabla 4.37: Análisis de varianza para ARISTAS - suma de cuadrados tipo III.



Pruebas de Rango Múltiple para ARISTAS por LADO:


el nivel de confianza del 95,0%. Y dos grupos homogéneos diferentes,

correspondientes a 15-20 y a 25-30.


15 4 0,375 0,176777 X

20 4 0,75 0,176777 X

25 2 3,25 0,279508 X

30 2 3,5 0,279508 X


15 - 20 -0,375 0,61173

15 - 25 * -2,875 0,809242

15 - 30 * -3,125 0,809242

20 - 25 * -2,5 0,809242

20 - 30 * -2,75 0,809242

25 - 30 -0,25 0,865116


Tabla 4.38: Tabla de rangos múltiples para LADO con 95% confianza

Figura 4.17: Gráfico de Medias e intervalos de confianza al 95%. (ARISTAS-Lado)

15 20 25 30


LADO

0

1

2

3

4

AR

IST

AS

RESULTADOS



SUPERIOR frente a LADO:

Este procedimiento realiza un análisis de una vía de la varianza para SUP. Se

construyen varias pruebas y gráficos para comparar los valores medios de SUP para

los 4 diferentes niveles de LADO. Los estadísticos-F en la tabla ANOVA van a

indicar si existen diferencias significativas entre los medias. Si las hay, las pruebas

de rango múltiple le dirá qué medias son significativamente diferentes.

Para el análisis se tiene la variable dependiente SUP, el factor Lado, 12 valores y 4

niveles.

SUPERIOR LADO

1 15

1 20

1 15

1,5 20

0,5 15

0,5 20

0,7 15

1,75 20

2,5 25

3 25

2,5 30

3,5 30

Tabla 4.39: Calidad de la superficie superior con respecto al lado

La tabla ANOVA descompone la varianza de SUP en dos componentes: una

componente entre grupos y otra componente dentro del grupo. El estadístico-F, que

en este caso es igual a 15,134, es una relación de la estimación entre los grupos para

la estimación dentro del grupo. Dado que el valor P es inferior a 0,05, hay una

diferencia estadísticamente significativa entre la media de la variable SUP de un

nivel a otro del factor LADO en el nivel de confianza del 95,0%.


Entre grupos 9,80042 3 3,26681 15,13 0,0012

Dentro del grupo 1,72688 8 0,215859

Total (Corregido) 11,5273 11

Tabla 4.40: Tabla ANOVA SUP-Lado.



Para determinar qué medias son significativamente diferentes, se realiza un análisis

mediante pruebas de rango múltiple. Los resultados se pueden contemplar en la

siguiente tabla:

LADO Datos Media Grupos Homogéneos

15 4 0,8 X

20 4 1,1875 X

25 2 2,75 X

30 2 3,0 X


15 - 20 -0,3875 0,757585

15 - 25 * -1,95 0,927849

15 - 30 * -2,2 0,927849

20 - 25 * -1,5625 0,927849

20 - 30 * -1,8125 0,927849

25 - 30 -0,25 1,07139




el nivel de confianza del 95,0%. Y dos grupos homogéneos diferentes

correspondientes a 15-20 y 25-30.

Con un nivel de confianza del 99% seguiría habiendo un valor p inferior al 0,01 y

una diferencia estadísticamente significativa entre la media de un nivel a otro del

factor LADO.

Figura 4.18: Gráfico de Medias e intervalos de confianza al 95%. (SUP-Lado)

15 20 25 30


LADO

0

1

2

3

4

SU

P

RESULTADOS



LATERAL frente a LADO:

Se realiza un análisis de una vía de la varianza para LAT.

LATERAL LADO

1 15

0,75 20

0 15

1,5 20

0,5 15

0,5 20

0,5 15

1 20

3,5 25

3,75 25

4 30

3,25 30

Tabla 4.42: Calidad de la superficie lateral con respecto al lado.

Dado que el valor p es inferior a 0,05, hay una diferencia estadísticamente

significativa entre la media de la variable LAT de un nivel a otro del factor LADO



Entre grupos 22,9063 3 7,63542 44,93 0,0000



Tabla 4.43: Tabla ANOVA LAT-Lado.


mediante pruebas de rango múltiple:


15 4 0,5 X

20 4 0,9375 X

25 2 3,625 X

30 2 3,625 X


15 - 20 -0,4375 0,672157

15 - 25 * -3,125 0,823221

15 - 30 * -3,125 0,823221

20 - 25 * -2,6875 0,823221

20 - 30 * -2,6875 0,823221

25 - 30 0,0 0,950574






el nivel de confianza del 95,0%. Y dos grupos homogéneos representados por X en

la tabla, correspondientes a 15-20 y 25-30. Los intervalos de confianza entre estos

dos grupos no se solapan. El nivel de confianza podría aumentar hasta el 99% y

seguirían existiendo 4 pares de medias con diferencias estadísticamente

significativas.

Figura 4.19 Gráfico de Medias e intervalos de confianza al 95%. (LAT-Lado)


INFERIOR frente a LADO:

Se realiza un análisis de una vía de la varianza para INF.

INFERIOR LADO

1 15

1 20

1 15

1,25 20

1 15

0,5 20

0,5 15

0,75 20

4 25

4,5 25

2,5 30

4 30

Tabla 4.45: Calidad de la superficie inferior con respecto al lado.

Dado que el valor p es muy inferior a 0,05, hay una diferencia estadísticamente

significativa entre la media de la variable INF de un nivel a otro del factor LADO


15 20 25 30


LADO

0

1

2

3

4

5

LA

T

RESULTADOS



Entre grupos 23,0417 3 7,68056 35,11 0,0001



Tabla 4.46: Tabla ANOVA INF-Lado.




20 4 0,875 X

15 4 0,875 X

30 2 3,25 X

25 2 4,25 X


15 - 20 0,0 0,762641

15 - 25 * -3,375 0,934041

15 - 30 * -2,375 0,934041

20 - 25 * -3,375 0,934041

20 - 30 * -2,375 0,934041

25 - 30 1,0 1,07854




el nivel de confianza del 95,0%. Y dos grupos homogéneos diferenciados, ya que

los intervalos de confianza entre estos dos grupos no se superponen. Estos pares de

medias seguirían mostrando diferencias estadísticamente significativas con un 99%

de confianza.

Figura 4.20: Gráfico de Medias e intervalos de confianza al 95%. (INF-Lado)

15 20 25 30


LADO

0

1

2

3

4

5

INF



4.2.13. ANÁLISIS DE LA VARIANZA de la variable CALIDAD ARISTAS frente a

LADO:

Se realiza un análisis de una vía de la varianza para ARISTAS.

ARISTAS LADO

1 15

0,75 20

0 15

1 20

0 15

0,5 20

0,5 15

0,75 20

3,5 25

3 25

3,5 30

3,5 30

Tabla 4.48: Calidad de las aristas con respecto al lado

Dado que el valor p es prácticamente cero, hay una diferencia estadísticamente

significativa entre la media de la variable ARISTAS de un nivel a otro del factor

LADO en el nivel de confianza del 95,0%. Con un 99% de confianza seguiría

habiendo diferencias significativas.


Entre grupos 21,4375 3 7,14583 60,98 0,0000



Tabla 4.49: Tabla ANOVA ARISTAS-Lado.




15 4 0,375 X

20 4 0,75 X

25 2 3,25 X

30 2 3,5 X


15 - 20 -0,375 0,558196

15 - 25 * -2,875 0,683648

15 - 30 * -3,125 0,683648

20 - 25 * -2,5 0,683648

20 - 30 * -2,75 0,683648

25 - 30 -0,25 0,789408



RESULTADOS



el nivel de confianza del 95,0%. Y dos grupos homogéneos diferenciados, ya que

los intervalos de confianza entre estos dos grupos no se superponen. Estos pares de

medias seguirían mostrando diferencias estadísticamente significativas con un 99%

de confianza.

Figura 4.21: Gráfico de Medias e intervalos de confianza al 95%. (ARISTAS-Lado)

4.2.14. REGRESIÓN MÚLTIPLE LINEAL de la variable LLENADO frente a LADO

Se realiza una regresión múltiple de la variable Llenado frente al Lado con 5

factores. (Tabla 4.51)

LLENADO LADO

57,86 15

54,05 20

86,26 25

58,44 20

74,24 30

Tabla 4.51: Datos del llenado y del lado para la regresión

La salida muestra los resultados de ajuste de un modelo de regresión lineal múltiple

para describir la relación entre LLENADO y 1 variables independientes. La

ecuación del modelo fijado es

LLENADO = 28,4823 + 1,71308 * LADO

Dado que el valor P en la tabla ANOVA es mayor o igual a 0,05, no hay una

relación estadísticamente significativa entre las variables en el nivel de confianza

del 95,0% o superior.

15 20 25 30


LADO

0

1

2

3

4A

RIS

TA

S



El estadístico R-cuadrado indica que el modelo fijado explica 51,2471% de la

variabilidad en LLENADO. El estadístico R-cuadrado ajustado, que es más

adecuado para la comparación de modelos con diferentes números de variables

independientes, es 34,9962%. El error estándar de la estimación muestra la

desviación estándar de los residuos a ser 10.999. Este valor se puede utilizar para

construir límites de predicción para las nuevas observaciones. El error absoluto

medio (MAE) de 7,45292 es el valor medio de los residuos. El Durbin-Watson

(DW) pone a prueba estadística de los residuos para determinar si existe alguna

correlación significativa basada en el orden en el que aparecen en el archivo de

datos. Dado que el valor P es mayor que 0,05, no hay ninguna indicación de

autocorrelación serial en los residuos al nivel de confianza al 95,0%.

Desviación T

Parámetro Estimación Típica Estadistica Valor p

CONSTANTE 28,4823 21,7855 1,3074 0,2823

LADO 1,71308 0,964676 1,7758 0,1738

Efecto Suma de cuadrados GL Media de cuadrados Estadístico-F Valor p

Modelo 381,502 1 381,502 3,15 0,1738

Residuos 362,934 3 120,978


Tabla 4.52: Análisis de la varianza

R-Cuadrado = 51,2471%

R- Cuadrado ajustado = 34,9962 %

Error estándar de la estimación = 10,999

MAE = 7,45292

DW = 2,98878 (P=0,9265)

Figura 4.22: Gráfico del ajuste

Con un valor de LADO igual a 41,7mm, se consigue un llenado del 100%.

Plot of Fitted Model

10 20 30 40 50

LADO

50

60

70

80

90

100

LL

EN

AD

O

RESULTADOS


El estadístico R-cuadrado da un valor bajo, no son muy significativos los resultados,

por lo que se opta por eliminar la constante con la intención de mejorarlos,

suponiendo por tanto que la recta pase por el origen:

La Ecuación del modelo fijado queda de esta forma:

LLENADO = 2,94173*LADO

Como hay un valor p en la tabla ANOVA menor que 0,05, hay una relación

estadísticamente significativa entre las variables en el nivel de confianza del 95,0%.


variabilidad en LLENADO. El estadístico R-cuadrado ajustado, es 97,4832%.

Desviación T

Parametro Estimación Típica Estadistica Valor p

LADO 2,94173 0,236337 12,4472 0,0002


Modelo 22067,1 1 22067,1 154,93 0,0002

Residuos 569,721 4 142,43



R-Cuadrado = 97,4832 %



MAE = 9,12835

DW = 1,76679



15 20 25 30 35 40

LADO

50

60

70

80

90

100

LL

EN

AD

O



Con la eliminación de la constante se obtiene un R-cuadrado significativo, y en la

gráfica del modelo fijado se puede observar que para 34mm de lado se consigue un

100% de llenado.

4.2.15. REGRESIÓN MÚLTIPLE LINEAL de la variable LLENADO frente a RAÍZ

CUADRADA DEL LADO

Se realiza una regresión múltiple de la variable Llenado frente a raíz cuadrada del

Lado con los datos de la Tabla 4.51.

La ecuación del modelo fijado es:

LLENADO = -8,75145 + 16,0814*SQRT(LADO)

Dado que el valor P en la tabla ANOVA es mayor o igual a 0,05, no hay una

relación estadísticamente significativa entre las variables en el nivel de confianza

del 95,0% o superior.


variabilidad en LLENADO, y el estadístico R-cuadrado ajustado es 34,9143%

Desviación T

Parámetro Estimación Típica Estadística Valor p

CONSTANTE -8,75145 42,5278 -0,205782 0,8501

SQRT(LADO) 16,0814 9,06695 1,77362 0,1742


Modelo 381,045 1 381,045 3,15 0,1742

Residuos 363,391 3 121,13




R- Cuadrado ajustado = 34,9143%


MAE = 7,57326

DW = 3,07464 (P=0,9429)

RESULTADOS



Con un valor de raíz cuadrada del Lado igual a 6,7mm, se consigue un llenado del

100%.

Se elimina la constante para, al tener que estimar un parámetro menos tener más

grados de libertad, obteniendo la ecuación del modelo fijado siguiente:

LLENADO = 14,2281*SQRT(LADO)

Como hay un valor p en la tabla ANOVA menor que 0,05, hay una relación

estadísticamente significativa entre las variables en el nivel de confianza del 95,0%.

Desviación T

Parámetro Estimación Típica Estadística Valor p

SQRT(LADO) 14,2281 0,915176 15,5468 0,0001


Modelo 22268,3 1 22268,3 241,70 0,0001

Residuos 368,521 4 92,1301






MAE = 7,26696

DW = 3,19368

Al eliminar la constante se obtiene un valor p de 0,0001, que explica aún mejor el

comportamiento de los datos.


3,8 4,3 4,8 5,3 5,8 6,3 6,8 7,3

SQRT(LADO)

50

60

70

80

90

100

LL

EN

AD

O




Con un valor de raíz cuadrada del Lado igual a 7 (49mm de lado), se consigue un

llenado del 100%.

Se han realizado los análisis con pocos datos, solo con 5 datos, lo recomendable es

aportar más para obtener una mejor regresión.


3,8 4,3 4,8 5,3 5,8 6,3 6,8 7,3

SQRT(LADO)

50

60

70

80

90

100

LL

EN

AD

O

RESULTADOS




5. CONCLUSIONES

Para la colada tradicional:

Llenado: Los factores de mayor influencia son la colada y el espesor de pared del

modelo. Se hizo un análisis de los 4 con interacciones, pero los factores individualmente

persistían como influyentes. Se estimó que para llenado completo de la pieza analizada se

requiere un lado de 49mm con 2 pasadas de espesor de pared y colada con un bebedero y

una mazarota.

Calidad superficial superficies y aristas: Los factores que influyen son el número de

pasadas y el lado, es decir, el espesor de la piel en el modelo fabricado en PLA y el tamaño

de la sección de la pieza, respectivamente.

El tipo de arena y el tipo de colada no son factores influyentes para la calidad superficial.

Para la colada de lavado:

El número de coladas de lavado no fue suficiente para realizar análisis fiables ya que el

llenado mínimo es muy alto, por lo que hay que realizar coladas con menor lado.

CONCLUSIONES




6. OBJETIVOS FUTUROS E IMPACTO

6.1. OBJETIVOS FUTUROS

Como objetivos futuros para la aplicación de este sistema en otros proyectos cabe

destacar:

- Utilización de otras técnicas de moldeo (cerámicos, arcillas, yesos)

realizando el mismo procedimiento para ver cómo afectan éstos en el

resultado final de la pieza obtenida.

- Aplicación del sistema para otras aleaciones metálicas, como pueden ser los

bronces, aleaciones de aluminio, oro, plata.

- Aplicar estos ensayos a piezas pequeñas con mayor relación de aspecto.

- Utilización de otros polímeros para la fabricación de modelos, como el PVA

y el ABS, por citar algunos de los filamentos disponibles en el mercado.

6.2. IMPACTO

- Impacto social: es positivo, ya que cualquier innovación en la fabricación de

piezas es una mejora a nivel de conjunto, con aplicaciones a nivel profesional

como en reposición de piezas únicas.

- Impacto medioambiental: se reduce al utilizar el polímero PLA como modelo,

aunque en el área de la fundición no se puede reducir.

- Impacto económico para pequeña-mediana empresa, debido a que se produce

un ahorro en la obtención del modelo ya que su fabricación mediante impresión

3D reduce considerablemente el coste de fabricación de un molde por el sistema

de matricería en la aplicación de pieza única o prototipo que tendría lugar, si se

utilizara otro material con posibilidad de ser mecanizado, como por ejemplo

metal, maderas y resinas.

OBJETIVOS FUTUROS E IMPACTO




7. PLANIFICACIÓN TEMPORAL Y PRESUPUESTO

7.1. ESTRUCTURA TEMPORAL DEL PROYECTO (EDP)

Para la realización de la EDP, se divide el proyecto en cinco fases:

• Fase previa. Es la primera fase del proyecto donde se producen las primeras

reuniones con el tutor, se definen los objetivos del proyecto al igual que su alcance.

También en esta fase se produce la asignación del proyecto.

• Fase de documentación y estudios previos. En esta fase tiene lugar la recopilación,

lectura y estudio de la bibliografía, de todo lo referente a la impresión 3D y al

moldeo por fundición.

• Fase de ejecución. Este período es en el que se construyen los modelos de pla y se

realiza el proceso de fundición, obteniendo las piezas finales de la aleación de Al-

12%Si. En esta fase, debido a los periodos de exámenes de junio y julio, el proyecto

estuvo parado 4 semanas.

• Fase de redacción. En esta fase tiene lugar toda la recopilación de resultados del

proyecto, incluyendo gráficas y el análisis de las mismas. Se añade el presupuesto

del proyecto, la planificación temporal, las conclusiones y el resumen del mismo.

Finalmente se da formato al documento siguiendo las normativas de la UPM, y se

incluyen las referencias bibliográficas y los agradecimientos.

• Fase de revisión. Aquí se revisa todo el documento del proyecto, desde la

estructura, pasando por el formato y se incluyen las correcciones efectuadas por el

tutor y los asesores. Al terminar la revisión se concluye subiendo el entregable final

a la plataforma Indusnet.

7.2. DIAGRAMA DE GANTT

Por medio del programa EXCEL, se definen las tareas dentro de un marco temporal de

acuerdo a la planificación para la realización de este proyecto. Estas mismas tareas son

las que aparecen reflejadas en la EDP del apartado anterior, pero en este caso se realiza

una visualización temporal en lugar de jerárquica.

PLANIFICACIÓN TEMPORAL Y PRESUPUESTO


Figura 7.1: Diagrama de Gantt completo

1 Proyecto Fin de Carrera 189

2 Fase previa 6

3 Reunión con el tutor 2

4 Definición del proyecto y

objetivos

2

5 As ignación del proyecto 2

6 Fase de documentación y

estudios previos

21

7 Estudio impres ión 3D 12

8 Estudio procesos de

fundición

9

9 Fase de ejecución 100

10 Fabricación de los

modelos en PLA para

colada 1

5

11 Colada 1 2


modelos en PLA para

colada 2

5

13 Colada 2 2


modelos en PLA para

colada 3

5

15 Colada 3 2


modelos en PLA para

colada 4

5

17 Colada 4 2


modelos en PLA para

colada 5

5

19 Colada 5 2


modelos en PLA para

colada 6

5

21 Colada 6 2


modelos en PLA para

colada 7

5

23 Colada 7 2


modelos en PLA para

colada 8

5

25 Colada 8 2


modelos en PLA para

colada 9

5

27 Colada 9 2


modelos en PLA para

colada 10

5

29 Colada 10 2

30 Fase de redacción 30

31 Procedimiento teórico y

experimental

6

32 Resultados y anál is i s de

resultados

15

33 Conclus iones 1

34 Objetivos futuros 1

35 Plani ficación temporal

del proyecto y

presupuesto

3

36 Indice de figuras y tablas 1

37 Resumen e introducción 2

38 Bibl iografía y

agradecimientos

1

39 Fase de revisión 5

40 Correcciones y revis ión 5

41 Entrega final 0

05-sep

JUNIO

1| 6| 13|20| 27|

JULIO

1| 4| 11|18| 25|

AGOSTO

1| 8| 15|22| 29|

SEPTIEMBRE

1| 5|Id Nombre de la tarea Duración

(días)

MARZO

1| 7| 14| 21| 28|

ABRIL

1| 4| 11| 18| 25|

MAYO

2| 9| 16| 23| 30|



Viendo en detalle las tareas:

Figura 7.2: Diagrama de Gantt con las dos primeras fases.

Figura 7.3: Diagrama de Gantt con la fase de ejecución.


2 Fase previa 6

3 Reunión con el tutor 2

4 Definición del proyecto y

objetivos

2

5 As ignación del proyecto 2

6 Fase de documentación y

estudios previos

21

7 Estudio impres ión 3D 12

8 Estudio procesos de

fundición

9

Id Nombre de la tarea Duración

(días)

MARZO

1| 7| 14| 21| 28|

ABRIL

1| 4| 11| 18| 25|


9 Fase de ejecución 100


modelos en PLA para

colada 1

5

11 Colada 1 2


modelos en PLA para

colada 2

5

13 Colada 2 2


modelos en PLA para

colada 3

5

15 Colada 3 2


modelos en PLA para

colada 4

5

17 Colada 4 2


modelos en PLA para

colada 5

5

19 Colada 5 2


modelos en PLA para

colada 6

5

21 Colada 6 2


modelos en PLA para

colada 7

5

23 Colada 7 2


modelos en PLA para

colada 8

5

25 Colada 8 2


modelos en PLA para

colada 9

5

27 Colada 9 2


modelos en PLA para

colada 10

5

29 Colada 10 2

JUNIO

1| 6| 13|20| 27|

JULIO

1| 4| 11|18| 25|

AGOSTO

1| 8| 15|22| 29|

SEPTIEMBRE


(días)

MARZO

1| 7| 14| 21| 28|

ABRIL

1| 4| 11| 18| 25|

MAYO

2| 9| 16| 23| 30|



Figura 7.4: Diagrama de Gantt con la fases de redacción y de revisión.


30 Fase de redacción 30

31 Procedimiento teórico y

experimental

6

32 Resultados y anál is is de

resultados

15

33 Conclus iones 1

34 Objetivos futuros 1

35 Plani ficación temporal

del proyecto y

presupuesto

3

36 Indice de figuras y tablas 1

37 Resumen e introducción 2

38 Bibl iografía y

agradecimientos

1

39 Fase de revisión 5

40 Correcciones y revis ión 5

41 Entrega final 0

05-sep

AGOSTO

1| 8| 15|22| 29|

SEPTIEMBRE


(días)



7.3. PRESUPUESTO

Para este proyecto se han necesitado una serie de materiales y un personal técnico

cualificado para realizarlo.

A continuación se muestra el desglose de los costes asociados a este proyecto:

Costes de material:

MATERIAL KILOS PRECIO POR KILO

(€/Kg)

PRECIO TOTAL

(€)

PLA 3 18,95 56,85

ARENA

(saco de 25 kg) 250 0,27 67,5

ALEACIÓN Al-12%Si 15 3,0 45,0

TOTAL 169,35€

Costes de maquinaria:

MATERIAL HORAS

(h)

COSTE UNITARIO

(€/h)

PRECIO TOTAL

(€)

HORNO 11 20 220

IMPRESORA 11 15 165

TOTAL 385,00€

Tanto el horno como la impresora sólo se han contabilizado como horas de trabajo y no

como compra de las máquinas, ya que éstas ya estaban en el laboratorio de fundición.

No se han incluido en la lista los útiles de trabajo como la sierra de corte, el soldador de

estaño, la grata, la chorreadora de arena, la cuchara de colada, ni las máquinas

mezcladoras de arena.

Costes de personal:

PERSONAL HORAS COSTE UNITARIO COSTE TOTAL

INGENIERO JUNIOR 700 6€/h 4200

TÉCNICO FUNDICIÓN 1 11 25€/h 275

TÉCNICO FUNDICIÓN 2 11 25€/h 275

TÉCNICO IMPRESORA 3D 11 25€/h 275

TOTAL 5025€



En las horas del proyecto se incluyen las horas dedicadas al estudio previo y

documentación, las horas experimentales en el diseño, el proceso de impresión y

fundición, las dedicadas a la redacción de la memoria y las horas utilizadas en el

análisis de resultados.



8. ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1.1 Geometría de la pieza________________________________________ 10

Figura 2.1: Esquema de tecnologías rápidas de fabricación clasificadas como

aditivas y no aditivas _________________________________________________ 15

Figura 2.2: Proceso Material Extrusión___________________________________ 17

Figura 2.3: Detalle de un proceso de directed energy deposition _______________ 19

Figura 2.4: Proceso Powder Bed Fusion __________________________________ 20

Figura 2.5: Proceso de impresión por binder jetting _________________________ 20

Figura 2.6: Proceso VAT- Photopolimerization ____________________________ 21

Figura 2.7: Proceso Material Jetting _____________________________________ 22

Figura 2.8: Proceso Sheet Lamination____________________________________ 23

Figura 2.9: Esquema de tecnologías y materiales __________________________ 23

Figura 2.10: Ciclo del PLA en la naturaleza _______________________________ 24

Figura 2.11: Diagrama de fabricación de una pieza de fundición_______________ 27

Figura 2.12: Caja de moldeo ___________________________________________ 28

Figura 2.13: Pieza de fundición a, modelo b, con macho d realizado en la caja de

machos c, de un cilindro hueco_________________________________________ 29

Figura 2.14: Moldeo de la pieza anterior a punto de cerrar la caja. Obsérvese la

posición del macho __________________________________________________ 29

Figura 2.15: Mezcla arena verde________________________________________ 30

Figura 2.16: Representación esquemática del proceso de moldeo mediante arena

en verde___________________________________________________________ 31

Figura 2.17: Mezcla arena química ______________________________________ 32

Figura 2.18: Resina sintética reticulada___________________________________ 32

Figura 3.1: Impresora 3D Prusa i3 Hephestos con el portátil utilizado___________ 33

Figura 3.2: Pantalla principal de información en la impresora 3D ______________ 34

Figura 3.3: Aspecto del programa Repetier-Host ___________________________ 35

Figura 3.4: Posición de los tres polímeros en el ensayo______________________ 36

Figura 3.5: Ensayo para la elección del polímero ___________________________ 37

Figura 3.6: Modelo de PLA usado para el ensayo, modelo M0 ________________ 39

Figura 3.7: Modelo M1 usado para el ensayo ______________________________ 40

Figura 3.8: Modelo M3 usado para el ensayo ______________________________ 40

Figura 3.9: Bloque de 3 pasadas o capas__________________________________ 42

Figura 3.10: Dimensiones del modelo de 20x20mm, en 2D realizado con

AutoCAD__________________________________________________________ 42

Figura 3.11: Impresora 3D Prusa i3 Hephestos (Moebyus)____________________ 45

Figura 3.12: Sierra y soldador de estaño__________________________________ 45

Figura 3.13: Bloques obtenidos por impresión 3D, y modelo resultante _________ 46

Figura 3.14: Bloques obtenidos por impresión 3D, y modelo resultante _________ 47

Figura 3.15: Caja de moldeo___________________________________________ 48

Figura 3.16: Mezcladora de arena verde__________________________________ 48

Figura 3.17: Mezcla arena verde preparada para el moldeo ___________________ 49

Figura 3.18: Molde inferior y bebederos _________________________________ 49

Figura 3.19: moldeo en arena verde _____________________________________ 50

Figura 3.20: máquina mezcladora para moldeo en arena química ______________ 50

Figura 3.21: moldeo en arena química____________________________________ 51

ÍNDICE DE FIGURAS


Figura 3.22: moldeo en arena química, preparada para la colada_______________ 52

Figura 3.23: Horno de inducción con los lingotes de la aleación Al-12%Si_______ 53

Figura 3.24: Termómetro para tomar la temperatura del caldo de la aleación en el

horno de inducción _______________________________________ 53

Figuras 3.25: Calentamiento de la cuchara y vertido del caldo a ésta____________ 54

Figura 3.26: Colada tradicional ________________________________________ 54

Figura 3.27: Desmoldeo en arena verde y arena química respectivamente________ 55

Figura 3.28: Restos de PLA en la arena química___________________________ 55

Figura 3.28: Pieza obtenida tras la fundición en arena verde con los bebederos tras

la colada tradicional__________________________________________________ 56

Figura 3.29: Pieza obtenida tras la fundición en arena química con los bebederos y

la capa de la aleación que se ha solidificado en la parte superior del molde tras la

colada de lavado ____________________________________________________ 57

Figura 3.30: Rechupe a la entrada y material de la aleación a la salida __________ 57

Figura 3.31: Aspecto interior de los bebederos tras la colada _________________ 58

Figura 3.32: Chorreadora de arena ______________________________________ 59

Figura 3.33: Grata ___________________________________________________ 59

Figura 3.34: Peso utilizado para la medida de las piezas obtenidas_____________ 60

Figura 4.1: Gráfico de Medias e intervalos de confianza al 95%.(Llenado-Arena)_ 73

Figura 4.2: Gráfico de Medias e intervalos de confianza al 95%.(Llenado-Lado)__ 74

Figura 4.3: Gráfico de Medias e intervalos de confianza al 95%.(Llenado-Colada)_ 75

Figura 4.4: Gráfico de Medias e intervalos de confianza al 95%.(Llenado-Pasadas) 75

Figura 4.5: Gráfico de Residuos para la variable dependiente Llenado__________ 76

Figura 4.6: Gráfico de Medias e intervalos de confianza al 95%. (Llenado-Arena)_ 77

Figura 4.7: Gráfico de Medias e intervalos de confianza al 95%. (Llenado-Lado)__ 78

Figura 4.8: Gráfico de Medias e intervalos de confianza al 95%. (Llenado-Colada) 79

Figura 4.9: Gráfico de Medias e intervalos de confianza al 95%. (Llenado-

Pasadas)___________________________________________________________ 79


Pasadas)___________________________________________________________ 81


Colada)____________________________________________________________ 82


Pasadas____________________________________________________________ 83

Figura 4.13: Gráfico de Interacción entre el Llenado y los factores Pasadas y

Colada____________________________________________________________ 84

Figura 4.14: Gráfico de Medias e intervalos de confianza al 95%. (SUP-Lado)___ 86

Figura 4.15: Gráfico de Medias e intervalos de confianza al 95%. (LAT-Lado)___ 88

Figura 4.16: Gráfico de Medias e intervalos de confianza al 95%. (INF-Lado)____ 89

Figura 4.17: Gráfico de Medias e intervalos de confianza al 95%. (ARISTAS-

Lado)_____________________________________________________________ 91

Figura 4.18: Gráfico de Medias e intervalos de confianza al 95%. (SUP-Lado)___ 93

Figura 4.19 Gráfico de Medias e intervalos de confianza al 95%. (LAT-Lado)____ 95

Figura 4.20: Gráfico de Medias e intervalos de confianza al 95%. (INF-Lado)___ 96

Figura 4.21: Gráfico de Medias e intervalos de confianza al 95%. (ARISTAS-

Lado)_____________________________________________________________ 98

Figura 4.22: Gráfico del ajuste_________________________________________ 99






Figura 7.1: Diagrama de Gantt completo__________________________________ 108

Figura 7.2: Diagrama de Gantt con las dos primeras fases____________________ 109

Figura 7.3: Diagrama de Gantt con la fase de ejecución______________________ 109

Figura 7.4: Diagrama de Gantt con la fases de redacción y de revisión__________ 110

ÍNDICE DE FIGURAS




9. ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 2.1: Categorías de fabricación aditiva definidas por la ASTM____________ 17

Tabla 2.2: Propiedades de los polímeros ABS, PLA y PVA relacionadas con la

impresión 3D ______________________________________________________ 25

Tabla 3.1: Número de modelos con sus datos para la fundición________________ 41

Tabla 3.2: Valores característicos de los modelos de PLA ___________________ 44

Tabla 3.3: Escala de valores para evaluar la calidad de la piel ________________ 62

Tabla 4.1: Valores obtenidos referidos al porcentaje de llenado para modelos de 3

capas en la colada tradicional __________________________________________ 63


capas en la colada tradicional __________________________________________ 64


capas en la colada de lavado __________________________________________ 65

Tabla 4.4: Modelos, piezas resultantes tras la colada y piezas finales ___________ 69



superficie _________________________________________________________ 69



superficie _________________________________________________________ 70


de lavado a partir de modelos de PLA impresos en 3D que tienen 2 capas en su

superficie _________________________________________________________ 71

Tabla 4.8: Variable de llenado y los factores a analizar______________________ 72

Tabla 4.9: Análisis de varianza para Llenado - Tipo III de las sumas de

cuadrados_________________________________________________________ 73

Tabla 4.10: Tabla de rangos múltiples para ARENA con un 95% de confianza___ 73

Tabla 4.11: Tabla de rangos múltiples para LADO con un 95% de confianza_____ 74

Tabla 4.12: Tabla de rangos múltiples para COLADA con un 95% de confianza__ 74

Tabla 4.13: Tabla de rangos múltiples para PASADAS con un 95% de confianza_ 75

Tabla 4.14: Variable de llenado y los factores a analizar_____________________ 76

Tabla 4.15: Análisis de varianza para Llenado - suma de cuadrados tipo III______ 77

Tabla 4.16: Tabla de rangos múltiples para ARENA con 95% confianza________ 77

Tabla 4.17: Tabla de rangos múltiples para LADO con 95% confianza_________ 78

Tabla 4.18: Tabla de rangos múltiples para COLADA con 95% confianza_______ 78

Tabla 4.19: Tabla de rangos múltiples para PASADAS con 95% confianza______ 79

Tabla 4.20: Análisis de varianza para LLENADO - suma de cuadrados tipo III___ 80


Tabla 4.22: Variable de llenado y los factores a analizar_____________________ 81


Tabla 4.24: Tabla de rangos múltiples para COLADA con 95% confianza_______ 82



Tabla 4.27: Calidad de la piel en la superficie SUP_________________________ 85

Tabla 4.28: Análisis de varianza para SUP - suma de cuadrados tipo III_________ 85

Tabla 4.29: Tabla de rangos múltiples para LADO con 95% confianza _________ 86

ÍNDICE DE TABLAS


Tabla 4.30: Calidad de la piel en la superficie LAT ________________________ 87

Tabla 4.31: Análisis de varianza para LAT - suma de cuadrados tipo III________ 87


Tabla 4.33: Calidad de la piel en la superficie INF_________________________ 88

Tabla 4.34: Análisis de varianza para INF - suma de cuadrados tipo III ________ 89


Tabla 4.36: Calidad de la piel en las ARISTAS ___________________________ 90

Tabla 4.37: Análisis de varianza para ARISTAS - suma de cuadrados tipo III ___ 90


Tabla 4.39: Calidad de la superficie superior con respecto al lado_____________ 92

Tabla 4.40: Tabla ANOVA SUP-Lado __________________________________ 92

Tabla 4.41: Tabla de rangos múltiples para LADO con 95% confianza ________ 93

Tabla 4.42: Calidad de la superficie lateral con respecto al lado ______________ 94

Tabla 4.43: Tabla ANOVA LAT-Lado__________________________________ 94


Tabla 4.45: Calidad de la superficie inferior con respecto al lado _____________ 95

Tabla 4.46: Tabla ANOVA INF-Lado __________________________________ 96


Tabla 4.48: Calidad de las aristas con respecto al lado______________________ 97

Tabla 4.49: Tabla ANOVA ARISTAS-Lado _____________________________ 97


Tabla 4.51: Datos del llenado y del lado para la regresión ___________________ 98

Tabla 4.52: Análisis de la varianza _____________________________________ 99

Tabla 4.53: Análisis de la varianza _____________________________________ 100

Tabla 4.54: Análisis de la varianza______________________________________ 101

Tabla 4.55: Análisis de la varianza______________________________________ 102



10. BIBLIOGRAFÍA

LIBROS DE CONSULTA

[1] Moldeo y fusión de piezas a partir de modelos realizados en PLA por impresión 3D, PFC,

ETSII, UPM. Zara San Segundo De Lucas.

[2] “Prácticas de laboratorio materiales I: Conformado por fundición”. Víctor Blázquez,

Unidad Docente de Siderurgia, Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales,

Universidad Politécnica de Madrid.

ENLACES EN PÁGINAS WEB

[3]http://empresaiocupacio.gencat.cat/web/.content/19_-

_industria/documents/economia_industrial/impressio3d_es.pdf

[4] http://leapto3d.tumblr.com/

[5] http://reprap.org/wiki/RepRap/es

[6] Fundación Cotec para la innovación tecnológica. Disponible en:

http://myslide.es/documents/fabricacion-aditiva-como-base-para-el-desarrollo-de-la-fabrica-

digital-20.html

[7] “3D Printing with Biomaterials: Towards a Sustainable and Circular Economy”, 2015,

A.J.M. van Wijk, I. van Wijk. Disponible en:

https://books.google.es/books?id=tEAoBgAAQBAJ&pg=PA17&lpg=PA17&dq=sheet+laminat

ion+3d+printing&source=bl&ots=nKGTEcoR2b&sig=_a07aVgNFXtdk0qKzppnU5uJ_ac&hl=

es&sa=X&ved=0CFAQ6AEwAzgKahUKEwiO-

JGo0cnHAhWHvBQKHWPUBys#v=onepage&q=sheet%20lamination%203d%20printing&f=

false

[9] https://www.additively.com/en/learn-about/material-jetting

[10] http://www.tecnonauta.com/notas/1881-impresoras-3d-materiales

[11]http://www.teknlife.com/reportaje/asi-son-los-distintos-y-nuevos-filamentos-

termoplasticos-para-impresoras-3d/

[12] http://formizable.com/2014/09/02/guia-de-plasticos-y-otros-materiales-para-impresion-3d/

[13] http://cdn.intechopen.com/pdfs-wm/26368.pdf

http://empresaiocupacio.gencat.cat/web/.content/19_-_industria/documents/economia_industrial/impressio3d_es.pdf

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http://leapto3d.tumblr.com/

http://myslide.es/documents/fabricacion-aditiva-como-base-para-el-desarrollo-de-la-fabrica-digital-20.html

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https://books.google.es/books?id=tEAoBgAAQBAJ&pg=PA17&lpg=PA17&dq=sheet+lamination+3d+printing&source=bl&ots=nKGTEcoR2b&sig=_a07aVgNFXtdk0qKzppnU5uJ_ac&hl=es&sa=X&ved=0CFAQ6AEwAzgKahUKEwiO-JGo0cnHAhWHvBQKHWPUBys#v=onepage&q=sheet%20lamination%203d%20printing&f=false





https://www.additively.com/en/learn-about/material-jetting

http://www.tecnonauta.com/notas/1881-impresoras-3d-materiales

http://www.teknlife.com/reportaje/asi-son-los-distintos-y-nuevos-filamentos-termoplasticos-para-impresoras-3d/

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http://cdn.intechopen.com/pdfs-wm/26368.pdf

BIBLIOGRAFÍA


[14] Libro blanco para la minimización de arenas de moldeo en fundiciones férreas. IHOBE,

S.A. Disponible en:

http://www.istas.net/risctox/gestion/estructuras/_3159.pdf

http://www.istas.net/risctox/gestion/estructuras/_3159.pdf



11. ANEXO I: PATRÓN DE SUPERFICIES

PATRÓN SUPERFICIES

5 4

3 2

1 0

ANEXO I: PATRÓN DE SUPERFICIES




12. ANEXO II: PATRÓN DE ARISTAS

PATRÓN ARISTAS

5 4

3 2

1 0

ANEXO II: PATRÓN DE ARISTAS




13. ANEXO III: ANÁLISIS PIEZAS OBTENIDAS

IDENTIFICACIÓN PIEZA 1

NÚMERO DE

PASADAS 3 TIPO DE COLADA M0

TIPO DE

ARENA VERDE SECCIÓN (mm) 15 x 15

ÁREA TEÓRICA

(mm) 16650

VOLUMEN

TEÓRICO (mm) 60750

MASA REAL

(g) 49 % LLENADO 29,87

SUPERFICIE SUPERIOR SUPERFICIE LATERAL

CALIDAD 0 CALIDAD 0

SUPERFICIE INFERIOR ARISTAS

CALIDAD 0 CALIDAD 0

ANEXO III: ANÁLISIS DE PIEZAS OBTENIDAS


OBSERVACIONES

Como resultado de un llenado incompleto la pieza no ha conseguido llegar a la sección

buscada, y por consiguiente, a la geometría deseada.

La piel de la pieza es mala, con forma de aguas debido a que los gases producidos en la

colada no pudieron escapar durante el proceso.




NÚMERO DE


TIPO DE


ÁREA TEÓRICA

(mm) 22400

VOLUMEN

TEÓRICO (mm) 108000

MASA REAL

(g) 254,3 % LLENADO 87,20


CALIDAD RECHAZADA CALIDAD RECHAZADA


CALIDAD RECHAZADA CALIDAD RECHAZADA



OBSERVACIONES

Pieza rechazada. Los valores no se ajustan a lo que deberían de obtenerse teniendo en

cuenta el número de pasadas del PLA en la impresión 3D, el tipo de colada, y el tipo de

arena utilizado.

La piel de la pieza es mala, superficie con irregularidades, no definidas las aristas.




NÚMERO DE


TIPO DE

ARENA QUÍMICA SECCIÓN (mm) 15 x 15

ÁREA TEÓRICA

(mm) 16650

VOLUMEN

TEÓRICO (mm) 60750

MASA REAL

(g) 42,3 % LLENADO 25,80


CALIDAD 0 CALIDAD 0


CALIDAD 0 CALIDAD 0



OBSERVACIONES








NÚMERO DE


TIPO DE


ÁREA TEÓRICA

(mm) 22400

VOLUMEN


MASA REAL

(g) 92,6 % LLENADO 31,76


CALIDAD 0,5 CALIDAD 0





OBSERVACIONES








NÚMERO DE


TIPO DE


ÁREA TEÓRICA

(mm) 16650

VOLUMEN

TEÓRICO (mm) 60750

MASA REAL

(g) 70,20 % LLENADO 42,80


CALIDAD 0 CALIDAD 0





OBSERVACIONES

Llenado incompleto, superficies irregulares, y aristas redondeadas.

La sección de la pieza no es homogénea.

La calidad de la piel es mala, las irregularidades indican el sentido del caldo durante la

colada al entrar en el molde.

Restos del polímero PLA incrustado en la pieza.




NÚMERO DE


TIPO DE


ÁREA TEÓRICA

(mm) 22400

VOLUMEN


MASA REAL

(g) 154,3 % LLENADO 52,90




CALIDAD 1,0 CALIDAD 0,5



OBSERVACIONES




colada al entrar en el molde. Formación de olas debido a los gases producidos en la

colada que no pudieron escapar durante el proceso.

Residuos del polímero PLA incrustado en la pieza.




NÚMERO DE


TIPO DE


ÁREA TEÓRICA

(mm) 16650

VOLUMEN

TEÓRICO (mm) 60750

MASA REAL

(g) 94,9 % LLENADO 57,86


CALIDAD 0 CALIDAD 0





OBSERVACIONES

Llenado incompleto e irregular.

Superficies y aristas no definidas, con diferentes tamaños en la sección de la pieza.



Restos del polímero PLA incrustado en la pieza.




NÚMERO DE


TIPO DE


ÁREA TEÓRICA

(mm) 22400

VOLUMEN


MASA REAL

(g) 157,80 % LLENADO 54,12


CALIDAD 0 CALIDAD 0





OBSERVACIONES

Llenado incompleto. Superficie irregular con aristas indefinidas.







NÚMERO DE


TIPO DE


ÁREA TEÓRICA

(mm) 16650

VOLUMEN

TEÓRICO (mm) 60750

MASA REAL

(g) 88,9 % LLENADO 54,2


CALIDAD 0 CALIDAD 0


CALIDAD 1 CALIDAD 0



OBSERVACIONES










NÚMERO DE


TIPO DE


ÁREA TEÓRICA

(mm) 22400

VOLUMEN


MASA REAL

(g) 151,8 % LLENADO 52,0







OBSERVACIONES

Llenado incompleto. Superficies y aristas no definidas.

La piel de la pieza es mala, formación de aguas en el primer tramo de la pieza, y el resto

de tramos con pequeñas cavidades o poros.




NÚMERO DE


TIPO DE


ÁREA TEÓRICA

(mm) 16650

VOLUMEN

TEÓRICO (mm) 60750

MASA REAL

(g) 110,4 % LLENADO 67,30







OBSERVACIONES

Llenado incompleto, superficies irregulares, principalmente en la zona superior. La

sección de la pieza no es homogénea. Las aristas no están definidas.

La calidad de la piel es mala.

Residuos del polímero PLA incrustado en la arena tras la colada.




NÚMERO DE


TIPO DE


ÁREA TEÓRICA

(mm) 22400

VOLUMEN


MASA REAL

(g) 158,7 % LLENADO 54,42







OBSERVACIONES










NÚMERO DE


TIPO DE


ÁREA TEÓRICA

(mm) 16650

VOLUMEN

TEÓRICO (mm) 60750

MASA REAL

(g) 137,3 % LLENADO 83,71


CALIDAD 1 CALIDAD 1


CALIDAD 1 CALIDAD 1



OBSERVACIONES


Formación de olas en la piel, debido a los gases producidos en la colada que no pudieron

escapar durante el proceso.




NÚMERO DE


TIPO DE


ÁREA TEÓRICA

(mm) 22400

VOLUMEN


MASA REAL

(g) 170,4 % LLENADO 58,44







OBSERVACIONES






Rechupe en la superficie inferior.




NÚMERO DE


TIPO DE


ÁREA TEÓRICA

(mm) 16650

VOLUMEN

TEÓRICO (mm) 60750

MASA REAL

(g) 94,90 % LLENADO 57,86







OBSERVACIONES

Llenado incompleto, superficies irregulares. Las aristas no están definidas.


escapar durante el proceso.

Color rojizo en la piel de la superficie superior de la pieza debido al color del polímero

utilizado en el modelo.




NÚMERO DE


TIPO DE


ÁREA TEÓRICA

(mm) 22400

VOLUMEN


MASA REAL

(g) 157,6 % LLENADO 54,05







OBSERVACIONES








NÚMERO DE


TIPO DE


ÁREA TEÓRICA

(mm) 16650

VOLUMEN

TEÓRICO (mm) 60750

MASA REAL

(g) 139,9 % LLENADO 85,29




CALIDAD 1 CALIDAD 0



OBSERVACIONES

Llenado incompleto, superficies irregulares, y aristas no definidas.







NÚMERO DE


TIPO DE


ÁREA TEÓRICA

(mm) 22400

VOLUMEN


MASA REAL

(g) 208,2 % LLENADO 71,40







OBSERVACIONES

Llenado incompleto, superficies irregulares, y aristas no definidas.

La calidad de la piel es mala, las irregularidades especialmente en la zona superior de la

pieza, indican el sentido del caldo durante la colada al entrar en el molde. Formación de

olas debido a los gases producidos en la colada que no pudieron escapar durante el

proceso.

Rechupe en la superficie inferior.




NÚMERO DE


TIPO DE


ÁREA TEÓRICA

(mm) 16650

VOLUMEN

TEÓRICO (mm) 60750

MASA REAL

(g) 120,40 % LLENADO 73,40







OBSERVACIONES

Llenado incompleto, superficies irregulares. Las aristas no están definidas.


escapar durante el proceso. Las irregularidades en la zona superior y lateral indican el

sentido del caldo durante la colada al entrar en el molde. Acumulación de poros a lo

largo de la pieza.




NÚMERO DE


TIPO DE


ÁREA TEÓRICA

(mm) 22400

VOLUMEN


MASA REAL

(g) 223,8 % LLENADO 76,75







OBSERVACIONES






Rechupe muy marcado en la superficie inferior.




NÚMERO DE


TIPO DE


ÁREA TEÓRICA

(mm) 28250

VOLUMEN


MASA REAL

(g) 393,0 % LLENADO 86,26







OBSERVACIONES

Llenado casi completo, superficies regulares, y aristas definidas.

Prácticamente sin rugosidad en las superficies de la pieza, a excepción de la parte

superior, debido a los gases, que se han acumulado en esta zona durante la colada,

enfriando el material, presentando este aspecto rugoso.




NÚMERO DE


TIPO DE


ÁREA TEÓRICA

(mm) 28250

VOLUMEN


MASA REAL

(g) 397,3 % LLENADO 87,20







OBSERVACIONES

Llenado casi completo, superficies regulares, y aristas definidas.

Prácticamente sin rugosidad en las superficies de la pieza, a excepción de la parte

superior, debido a los gases, que se han acumulado en esta zona durante la colada,

enfriando el material, presentando este aspecto rugoso.

Se observa con detalle las uniones de las piezas del polímero PLA utilizado como

modelo en las superficies laterales.




NÚMERO DE


TIPO DE


ÁREA TEÓRICA

(mm) 31500

VOLUMEN


MASA REAL

(g) 487,1 % LLENADO 74,24







OBSERVACIONES

Llenado incompleto. Superficies laterales de buen aspecto, sin rugosidades. Superficies

superior e inferior con rechupe. Aristas definidas.




NÚMERO DE


TIPO DE


ÁREA TEÓRICA

(mm) 31500

VOLUMEN


MASA REAL

(g) 597,8 % LLENADO 91,11







OBSERVACIONES

Llenado casi completo. Superficies prácticamente lisas, de buen aspecto, sin

rugosidades, a excepción de la superficie superior, que tiene la piel con forma de aguas y

las irregularidades debidas a los gases producidos en el proceso de colada. La superficie

inferior tiene un ligero rechupe. Aristas definidas.




NÚMERO DE

PASADAS 2 TIPO DE LAVADO M1

TIPO DE


ÁREA TEÓRICA

(mm) 16650

VOLUMEN

TEÓRICO (mm) 60750

MASA REAL

(g) 158,0 % LLENADO 96,33







OBSERVACIONES

Llenado prácticamente completo.

A excepción de la superficie superior, superficies y aristas definidas, acabado de la piel

liso, se observan los detalles del modelo utilizado de PLA.

En la superficie superior formación de olas en la piel, debido a los gases producidos en

la colada que no pudieron escapar durante el proceso. En la superficie lateral, según se

asciende, la rugosidad va aumentando.




NÚMERO DE


TIPO DE


ÁREA TEÓRICA

(mm) 16650

VOLUMEN

TEÓRICO (mm) 60750

MASA REAL

(g) 150,7 % LLENADO 91,88







OBSERVACIONES


A excepción de la superficie superior, superficies y aristas bien definidas, acabado de la

piel liso, se observan los detalles del modelo utilizado de PLA.

En la superficie superior, en el segundo y tercer tramo, formación de olas en la piel,

debido a los gases producidos en la colada que no pudieron escapar durante el proceso.




NÚMERO DE


TIPO DE


ÁREA TEÓRICA

(mm) 19116

VOLUMEN

TEÓRICO (mm) 87480

MASA REAL

(g) 218,4 % LLENADO 92,47







OBSERVACIONES


Aristas definidas. A excepción de la superficie superior, acabado de la piel aceptable-

bueno, con pequeñas rugosidades.

En la superficie superior formación de olas en la piel, debido a los gases producidos en

la colada que no pudieron escapar durante el proceso.




NÚMERO DE


TIPO DE


ÁREA TEÓRICA

(mm) 22400

VOLUMEN


MASA REAL

(g) 286,1 % LLENADO 98,11







OBSERVACIONES


Aristas definidas. A excepción de la superficie superior, acabado de la piel aceptable,

con pequeñas rugosidades.

En la superficie superior, las irregularidades indican el sentido del caldo durante la






NÚMERO DE


TIPO DE


ÁREA TEÓRICA

(mm) 22400

VOLUMEN


MASA REAL

(g) 287,6 % LLENADO 98,63







OBSERVACIONES


Acabado de la piel aceptable-bueno. Uniones vistas, aristas definidas, misma rugosidad

que el modelo utilizado de PLA.

La superficie inferior tiene esa rugosidad por un defecto al pisar al poner el modelo en la

arena.

estudio de colabilidad del aluminio con modelos...

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