La fundición es un proceso en el que se vierte material licuado, como metal fundido, en la cavidad de un molde especialmente diseñado y se deja endurecer. Después de la solidificación, la pieza de trabajo se retira del troquel para someterse a diversos tratamientos de acabado o para utilizarla como producto final. La fundición se utiliza normalmente para crear formas sólidas intrincadas y los productos fundidos se encuentran en una amplia gama de aplicaciones, incluidos componentes automotrices, piezas aeroespaciales, electrónica, dispositivos mecánicos y suministros de construcción.
Aunque la fundición es una de las técnicas de fabricación más antiguas conocidas, los avances modernos en la tecnología de fundición han dado lugar a una amplia gama de métodos de fundición especializados. Los procesos de conformado en caliente, como la fundición a presión, la fundición a la cera perdida, la fundición en yeso y la fundición en arena, ofrecen cada uno sus propios beneficios de fabricación únicos. Comparar las ventajas y desventajas de los tipos comunes de procesos de fundición puede ayudar a seleccionar el método más adecuado para una producción determinada.
Fundición en arena:
La fundición en arena generalmente se basa en materiales a base de sílice, como arena sintética o aglomerada de forma natural. La arena de fundición generalmente consiste en granos esféricos finamente molidos que se pueden empaquetar juntos formando una superficie de moldeo lisa. La fundición está diseñada para reducir la posibilidad de desgarros, grietas u otros defectos al permitir un grado moderado de flexibilidad y contracción durante la fase de enfriamiento del proceso. La arena también se puede reforzar añadiendo arcilla, lo que ayuda a que las partículas se unan más estrechamente. Muchos productos automotrices, como bloques y carcasas de motor, se fabrican mediante fundición en arena. Sus principales ventajas como proceso de fundición incluyen:
- Costos de producción relativamente económicos, especialmente en tiradas de bajo volumen.
- La capacidad de fabricar componentes grandes.
- Capacidad para fundir materiales tanto ferrosos como no ferrosos.
- Un bajo costo para herramientas post-fundición.
- A pesar de sus beneficios, la fundición en arena produce un menor grado de precisión que los métodos alternativos y puede resultar difícil moldear componentes con especificaciones de tamaño y peso predeterminadas. Además, este proceso tiene tendencia a producir productos con un acabado superficial comparativamente rugoso.
Fundición a la cera perdida:
La fundición a la cera perdida utiliza un patrón de cera desechable para cada pieza fundida. La cera se inyecta directamente en el molde o se recubre previamente con un material refractario líquido antes de la inyección. Luego se vierte el material de formación fundido en el molde y se deja endurecer y adoptar la forma del patrón de cera. Luego se expulsa el componente, mientras que el patrón de cera se derrite de la pieza fundida y queda disponible para su reutilización. La fundición a la cera perdida se utiliza a menudo para fabricar piezas para las industrias aeroespacial y automotriz, así como para la militar. Algunas de las ventajas centrales de utilizar un proceso de fundición a la cera perdida incluyen:
- Un alto grado de exactitud y resultados dimensionales precisos.
- La capacidad de crear piezas de paredes delgadas con geometrías complejas.
- Capacidad para fundir materiales tanto ferrosos como no ferrosos.
- Acabado superficial y detalle de componentes finales de relativamente alta calidad.
- Aunque es muy precisa, la fundición a la cera perdida suele ser más cara que otras técnicas de fundición comparables y, por lo general, sólo es rentable cuando no se pueden utilizar piezas de fundición de arena o yeso. Sin embargo, el gasto a veces se puede compensar con costos reducidos de mecanizado y herramientas debido a los resultados superficiales de calidad de las piezas de fundición a la cera perdida.
Fundición a presión:
La fundición a presión es un método para moldear materiales a alta presión y generalmente involucra metales y aleaciones no ferrosos, como zinc, estaño, cobre y aluminio. El molde está recubierto con lubricante para ayudar a regular la temperatura del troquel y ayudar con la expulsión de los componentes. Luego se inyecta metal fundido en el troquel a alta presión, que permanece continua hasta que la pieza de trabajo se solidifica. Esta inserción presurizada es rápida, evitando que cualquier segmento del material se endurezca antes de ser colado. Una vez completado el proceso, se retira el componente del troquel y se elimina cualquier material sobrante. Algunas de las principales ventajas que ofrece la fundición a presión incluyen:
- Tolerancias estrechas de tamaño y forma.
- Consistencia dimensional de componentes altos y diseño uniforme.
- Una menor necesidad de mecanizado posterior a la fundición.
- A pesar de sus ventajas, la fundición a presión tiene costos de herramientas relativamente altos, lo que la hace más rentable en tiradas de productos de gran volumen. También puede resultar difícil garantizar las propiedades mecánicas de un componente fundido a presión, lo que significa que estos productos normalmente no funcionan como piezas estructurales.