¿Qué es la fundición a presión?
La fundición a presión es un proceso de fabricación que se utiliza para producir piezas metálicas con alta precisión dimensional y acabado superficial.Implica forzar el metal fundido hacia la cavidad de un molde bajo alta presión.La cavidad del molde se crea mediante dos troqueles de acero endurecido que se mecanizan hasta darle la forma deseada.
El proceso comienza con la fusión del metal, normalmente aluminio, zinc o magnesio, en un horno.Luego, el metal fundido se inyecta en el molde a alta presión mediante una prensa hidráulica.El metal se solidifica rápidamente dentro del molde y las dos mitades del molde se abren para liberar la pieza terminada.
La fundición a presión se utiliza ampliamente para producir piezas con formas complejas y paredes delgadas, como bloques de motor, carcasas de transmisión y diversos componentes automotrices y aeroespaciales.El proceso también es popular en la producción de bienes de consumo, como juguetes, utensilios de cocina y productos electrónicos.
Fundición a presión
La fundición a presión es un proceso bastante especializado que se ha desarrollado de manera más predominante en el siglo XX.El proceso básico consta de: el metal fundido se vierte/inyecta en un molde de acero y mediante alta velocidad, presión constante e intensificadora (en fundición a presión) y enfriamiento, el metal fundido se solidifica para formar una pieza fundida sólida.Normalmente, el proceso en sí sólo lleva unos segundos y es una forma rápida de formar productos metálicos a partir de materia prima.La fundición a presión es adecuada para materiales como estaño, plomo, zinc, aluminio, magnesio y aleaciones de cobre e incluso aleaciones de hierro como el acero inoxidable.Las principales aleaciones utilizadas hoy en día en la fundición a presión son el aluminio, el zinc y el magnesio.Desde las primeras máquinas de fundición a presión que orientaban las herramientas de troquel en orientación vertical hasta el estándar ahora común de orientación y operación horizontal, cuatro etapas de proceso de tensado de barras de unión y totalmente controladas por computadora, el proceso ha avanzado a lo largo de los años.
La industria se ha convertido en una máquina de fabricación mundial, que fabrica componentes para una variedad de aplicaciones, muchas de las cuales estarán al alcance de uno mismo, ya que la aplicación del producto de fundición a presión es muy diversa.
Beneficios de la fundición a presión
Algunos de los beneficios de la fundición a alta presión:
• El proceso es adecuado para producción de alto volumen.
• Produzca piezas fundidas bastante complejas rápidamente en comparación con otros procesos de conformado de metales (por ejemplo, mecanizado).
• Componentes de alta resistencia producidos en estado fundido (sujeto al diseño del componente).
• Repetibilidad dimensional.
• Es posible realizar secciones de pared delgadas (p. ej., 1-2,5 mm).
• Buena tolerancia lineal (por ejemplo, 2 mm/m).
• Buen acabado superficial (p. ej. 0,5-3 µm).
El proceso de fundición a presión en cámara caliente implica la fusión de lingotes de metal dentro de un horno que está situado cerca/integral de la media placa fija de la máquina de fundición a presión y la inyección de metal fundido a través de un émbolo sumergido directamente a través del cuello de cisne y la boquilla y hacia la herramienta de troquel.El cuello de cisne y la boquilla requieren calentamiento para evitar la congelación del metal antes de llegar a la cavidad de la matriz; todo el elemento de calentamiento y metal fundido de este proceso es de donde proviene la designación cámara caliente.El peso del granalla de fundición está dictado por la carrera, la longitud y el diámetro del émbolo, así como por el tamaño del manguito/cámara, y la boquilla también desempeña un papel que debe considerarse en el diseño de la matriz.Una vez que el metal se ha solidificado en la cavidad del troquel (solo toma unos segundos), la mitad de la placa móvil de la máquina a la que está fijada la mitad móvil del troquel se abre y la pieza fundida se expulsa de la cara del troquel y se retira de la herramienta.Luego, las caras del troquel se lubrican mediante un sistema de pulverización, el troquel se cierra y el proceso vuelve a realizar el ciclo.
Debido a este sistema "cerrado" de inyección/fusión de metal y un movimiento mecánico mínimo, la fundición a presión en cámara caliente puede proporcionar mejores economías para la producción.La aleación de zinc metálico se utiliza principalmente en la fundición a presión en cámara caliente, que tiene un punto de fusión bastante bajo, lo que ofrece beneficios adicionales por un bajo desgaste en las máquinas (pot, cuello de cisne, manguito, émbolo, boquilla) y también un bajo desgaste en las herramientas de troquel (por lo que las herramientas más largas vida en comparación con las herramientas de fundición a presión de aluminio (sujeto a la aceptación de la calidad de la fundición).
El nombre de cámara fría proviene del proceso en el que el metal fundido se vierte en una cámara fría/manguito de perdigones que se fija a través de la placa de media matriz fija a la parte posterior de la herramienta de media matriz fija.Los hornos de retención/fusión de metal fundido generalmente se ubican lo más cerca posible del extremo de granalla de la máquina de fundición a presión, de modo que un operador manual o una cuchara de vertido automática pueda extraer el metal fundido requerido para cada granalla/ciclo con una cuchara y verter el metal fundido. metal fundido en un orificio de vertido dentro de la manga/cámara de perdigones.Una punta de émbolo (que es una pieza desgastable y reemplazable, mecanizada con precisión según el diámetro interior del manguito de perdigones con margen para la expansión térmica) conectada al ariete de la máquina empuja el metal fundido a través de la cámara de perdigones y hacia la cavidad del troquel.Cuando se le solicite, la máquina de fundición a presión realizará la primera etapa para empujar el metal fundido más allá del orificio de vertido en el manguito.Otras etapas tienen lugar bajo mayores presiones hidráulicas del ariete para inyectar el metal fundido en la cavidad del troquel.Todo el proceso dura unos segundos; la presión rápida y cada vez más intensa, así como la caída de la temperatura del metal, hacen que el metal se solidifique en la cavidad del troquel.La media placa móvil de la máquina de fundición a presión se abre (a la que está fijada la mitad móvil de la herramienta de matriz) y expulsa la pieza solidificada de la cara de la matriz de la herramienta.Se retira la pieza fundida, se lubrican las caras del troquel con un sistema de pulverización y luego se repite el ciclo.
Las máquinas de cámara fría son adecuadas para la fundición a presión de aluminio, las piezas de la máquina (manguito de perdigones, punta del émbolo) se pueden reemplazar con el tiempo, los manguitos se pueden tratar con metal para aumentar su durabilidad.La aleación de aluminio se funde en un crisol cerámico debido al punto de fusión relativamente alto del aluminio y a la necesidad de reducir el riesgo de acumulación de hierro, que es un riesgo dentro de los crisoles ferrosos.Debido a que el aluminio es una aleación de metal relativamente liviana, permite la fundición de piezas de fundición a presión grandes y pesadas o donde se requiere mayor resistencia y ligereza en las piezas de fundición a presión.
