LA FUNDICIÓN COMO PROCESO DE MANUFACTURA
La fundición es uno de los procesos de
manufactura que más se han utilizado a
través de la historia para la producción de
piezas, sin embargo, la sociedad sólo la
relaciona con los metales, aunque también
se aplica al plástico. El campo de los
metales se ha trabajado en un mayor
porcentaje desde el crecimiento de la
producción industrial, debido a que estos
son una parte importante de la estructura
de las máquinas, tales como vehículos,
utensilios, materiales, entre otros. Así
mismo, la fundición de plástico ha
proporcionado un avance tanto en la vida
cotidiana como a nivel industrial debido a
que las ventajas que ofrece éste material
son varias, entre ellas son: seguridad, es un
material liviano, versatilidad, son
resistentes y duraderos, entre otras.
¿Qué es la fundición?
Proceso de producción de piezas
comúnmente metálicas pero también de
plástico, por vaciado del material fundido
dentro de un molde y que luego es enfriado
y solidificado. Una vez que la pieza se
encuentra en estado sólido formando una
copia exacta del molde es extraída para
darle algunos otros detalles con el fin de
ser comercializada o ensamblada.
El tipo más común de molde de fundición
es hecho de arena y arcilla, debido a la
abundancia de este material y también a la
resistencia que tiene al calor, en donde el
diseño forma una cavidad en la cual se
vaciará el material fundido, permitiendo
además que los gases se liberen al
ambiente a tiempo que se vierte el metal
fundido.
Aleaciones para fundición de metales
Aleaciones ferrosas
a. Fundiciones de aluminio
- Propiedades mecánicas:
Resistencia a la tracción
Ductilidad
Impacto al choque
Resistencia al desgaste
Resistencia a la corrosión
Resistencia al calor
Maquinabilidad
- Aplicaciones:
Empleados para la fabricaciones
piezas de aeroplanos
Se complementan en canales de
coladas o bebederos y
producciones de lingotes excepto
en los procedimientos ácidos al
arco eléctrico y hornos de alta
frecuencia
En las fuerzas armadas para
artillería, buques y aviones
En donde se requieren servicios en
condiciones de cargas dinámicas y
esfuerzos por impacto y fatiga
En trenes de laminación, buques o
instalaciones marítimas
b. Hierro
- Propiedades mecánicas:
Resistencia a la corrosión
Resistencia a la tracción
Capacidad de amortiguamiento
Facilidad de maquinado
Fundición
- Aplicaciones:
fundirse, su costo moderado y sus
propiedades.
Se utilizan en la fabricación de
mandíbulas o quijadas de
quebradoras, rodillo con temple
superficial o ruedas de coche,
vagones de ferrocarril.
Aleaciones no ferrosas
a. Fundiciones de aluminio
- Propiedades mecánicas:
Resistencia a la corrosión
Ductilidad y maleabilidad
Bajo punto de fusión
Conductividad calorífica
- Aplicaciones:
Se utiliza en la construcción
aeronáutica y ferrocarril donde se
requieran piezas ligeras de alta
resistencia.
Para la fabricación de utensilios de
cocina, sartenes ollas, etc.
Construcción de puertas y
ventanas.
Fabricación de tanques de
ferrocarril, aparatos eléctricos.
b. Aleaciones de cobre
- Propiedades mecánicas:
Conductividad eléctrica y
calorífica
Resistencia a la corrosión
Ductilidad y maquinabilidad
Permite ser trabajado mediante
forja
- Aplicaciones:
Conformación de laminas
Intercambiadores de calor
Evacuadores de calor en
refrigeración
Las aleaciones de latón se utilizan
en conexiones, tubos de tanques o
con depósitos.
Núcleos de radiadores y remaches
en sistemas de conducción de agua
y gasolina.
c. Aleaciones de bronce
- Propiedades mecánicas:
Pureza de sonido
Resistencia a la corrosión
En menor grado: conductividad
térmica y eléctrica.
- Aplicaciones:
Fabricaciones de resortes y discos
de embrague por la alta resistencia
mecánica
Se utilizan en tanques, recipientes
de presión y líneas o tuberías a
presión hidráulica. Por su
resistencia a la corrosión.
Para tubos de condensadores,
tuercas y pernos por la elevada
resistencia a la tensión y fatiga.
En instrumentos quirúrgicos.
Fundición en moldes de desechables
Fundición en arena
Utilizar arena permite trabajar con metales
con altos puntos de fundición como el
acero y el níquel.
El proceso general de la fundición en arena
comienza con la fabricación del modelo de
la pieza a fundir, luego este modelo se
coloca entre la arena para generar una
cavidad y se ubican los sistemas de
alimentación que guiarán el metal fundido
hacia las cavidades del molde.
Una vez el metal se solidifica al interior de
dicha cavidad, se destruye el molde y se
extrae la pieza terminada, para luego
realizarle los últimos acabados.
Para este proceso escoger el tipo de grano
de arena es fundamental. Los granos finos
permiten un mejor acabado del molde y así
de la pieza, sin embargo, reducen la
permeabilidad del molde. Para ello se
utiliza bentonita que mejora la resistencia
y estabilidad del molde.
Fundición por cera perdida
También se la conoce como fundición de
precisión y fundición por revestimiento.
Con éste proceso se pueden obtener piezas
con geometrías complejas, ya que la
fabricación del molde parte de un modelo
de la pieza fabricado con una mezcla de
cera que a la vez incluye el sistema de
alimentación. A partir de dicho modelo, se
elabora un molde en cerámica en el que
quedan impresos, con gran exactitud, los
rasgos de la pieza.
Fundición con Poliestireno expandido
El Poliestireno expandido es un material
plástico espumado, derivado del
Poliestireno y utilizado en el sector de los
empaques, puesto que este material no se
pudre.
El proceso de fundición con Poliestireno
expandido utiliza un molde en arena que
recubre el patrón en poliestireno. Luego de
estar recubierto el modelo se procede a
vaciar el metal dentro del molde en arena
y de ésta forma el poliestireno se vaporiza.
Fundición en moldes permanentes
Los moldes permanentes por lo general se
componen de dos mitades metálicas que al
unirse generan la cavidad y todo el sistema
de alimentación, estas dos mitades se
fabrican maquinadas, lo cual garantiza un
muy buen acabado superficial y una alta
precisión dimensional en el producto
fundido.
Al iniciar el proceso las dos mitades del
molde se unen y se precalientan para evitar
el choque térmico entre el metal fundido y
la cavidad del molde. Después, el molde se
refrigera para proceder a la extracción de
la pieza.
Los metales típicos a fundir en moldes
permanentes son las aleaciones de
aluminio, magnesio y cobre.
El tipo de fundición que se lleva a cabo con
este proceso también se denomina
fundición por presión así, partiendo de la presión que se utiliza para llenar la cavidad
del molde, los procesos se clasifican en:
- Fundición por gravedad
Es el proceso más sencillo de los de molde
permanente. En este el metal fundido se
vierte dentro de la cavidad y sólo se utiliza
la fuerza de la gravedad para garantizar
que la cavidad se llene completamente del
material.
- Fundición en molde permanente a
baja presión
En la fundición a baja presión el metal
líquido fluye debido a una presión que se
aplica desde abajo y lo obliga a llenar la
cavidad del molde.
- Fundición en vacío
Este proceso es muy similar al de baja presión. Se diferencia en que en la cavidad del molde se genera vacío y la diferencia de presión entre la cavidad y el crisol con metal fundido que se encuentra a presión atmosférica, obliga al metal a llenar la cavidad.
- Fundición a alta presión
En este método, también conocido como
inyección en matriz, el metal es forzado
por un pistón al llenar el molde debido a
que se utilizan presiones de hasta 100000
psi, esta presión debe mantenerse hasta
que la pieza se solidifique y se pueda
retirar de la cavidad.
Hornos
Los hornos que se usan para fundir metales
varían mucho entre su capacidad y diseño.
- Los hornos de crisol
Trabajan por combustión de gas el cual
calienta el crisol que contiene el material a
fundir, también puede ser calentado
utilizando energía eléctrica, con lo que se
conoce horno de inducción.
- Hornos eléctricos
El tipo más sencillo es el horno de resistencia, en el que se genera calor haciendo pasar una corriente eléctrica por un elemento resistivo que rodea las paredes internas del horno. Son muy usados cuando se necesita un control exacto de temperatura
Fundición de los plásticos
Son materiales formados por moléculas
muy grandes llamadas polímeros. Están
compuestos fundamentalmente de carbono
y otros elementos como el hidrógeno, el
oxígeno, hidrógeno o el azufre. Estas
moléculas forman estructuras muy
resistentes, que permiten moldeo mediante
presión y calor.
Procesos de manufactura de los plásticos
Dependiendo del tipo de plástico existen
diferentes formas de manufacturarlo. Los
que son termoplásticos son producidos por
procesos de inyección, extrusión, soplado,
termo formado.
- Inyección
Consiste en introducir el plástico
granulado, dentro de un cilindro que se
calienta. En el interior del cilindro
contiene un tornillo sinfín que actúa como
un émbolo. Cuando el plástico se funde, el
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tornillo sinfín lo inyecta a alta presión en
el interior de un molde de acero para darle
forma.
- Extrusión
Es un proceso continuo, en el que la resina
es fundida por la acción de la temperatura
y fricción, es forzada a pasar a través de un
dado que le proporciona una forma
definida, y enfriada finalmente para evitar
deformaciones permanentes.
Se utiliza un tornillo sinfín dentro de un
cilindro metálico, el cual se encuentra
revestido de resistencias calefactoras. El
polímero es transportado desde la tolva a
través de la cámara de calentamiento, hasta
el punto de descarga, donde se encuentra
el dado que le da la forma específica.
Se fabrican por éste proceso: tubos,
películas, mangueras, láminas, filamentos,
etc.
Procesos de moldeo de plásticos
- Colada
La colada consiste en el vertido del material plástico en estado líquido dentro de un molde donde se fragua y se solidifica.
- Calandrado
Consiste en hacer pasar el material plástico en estado líquido a través de unos rodillos que producen mediante presión, láminas de plástico flexibles de diferente espesor
- Calandrado
EMPRESAS DE FUNDICION
se ubica en la ciudad de bogota, Elaboramos y proveemos productos a diferentes empresas tales como ETB, EPM, Empresade Acueducto de Bogota, Codensa.
Ubicada en el municipio de Medellín,
Fundiciones Industriales S.A. también
conocida como FINSA, es una empresa
que pertenece al sector metalmecánico y
que se encuentra dedicada a la fabricación
de piezas por medio de fundición de
metales ferrosos como hierro gris, blanco,
nodular y ni-hard y no ferrosos como
aluminio.
Los productos están dirigidos a satisfacer
las necesidades de clientes de los sectores
de la industria del sector mecánico,
automotriz, cementero, civil,
construcción, alimenticio, orfebre,
metalmecánico, agroindustrial, gimnasios,
entre otros.
Multinacional de fundición y fabricación
de equipos para fundición ubicada en
Brasil
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Taiwán
Corea
Japón
