Diapositiva 1 - Pasión por Estudiar
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PROCESOS DE FUNDICIÓN DE METALES PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero PROCESOS DE FUNDICIÓN DE METALES COLADA DE METALES MOLDE DESECHABLE (Modelo permanente) MOLDE PERMANENTE (Coquilla) MOLDE Y MODELO DE SACRIFICIO PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 1 PROCESOS DE FUNDICIÓN DE METALES MOLDES DESECHABLES SEGÚN EL MÉTODO DE HACER EL MOLDEO EN ARENA MOLDEO EN ARENA Moldeo descubierto en el Suelo Moldeo en Fosa MOLDEO MANUAL Moldeo en Caja Moldeo en Bloque de Arena Moldeo con Macho MOLDEO A MÁQUINA (Para Alta Producción) PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero MOLDEO EN ARENA MOLDEO MANUAL Moldeo descubierto en el suelo (metal sobrante) Moldeo en Caja Moldeo en Bloque de Arena (Caja de charnela ) PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 2 MOLDEO EN ARENA Moldeo en Fosa (cilindro de una prensa de extrusión) PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero MOLDEO EN ARENA Moldeo en Caja www.youtube.com/watch?v=_2xkR_q8nr8 PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 3 MOLDEO EN ARENA Moldeo en Bloque de Arena www.youtube.com/watch?v=sbWwjlR6Y5o PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero MOLDEO EN ARENA - MODELADO MODELO Es un objeto que se elabora para formar la cavidad del molde donde se vaciará el metal fundido para producir piezas coladas ó para producir un molde permanente. Puede ser permanente ó transitorio PORTADA CAJA DE MACHO Es un modelo que se utiliza para fabricar machos ó noyos, los cuales sirven para formar los huecos u orificios en la piezas coladas. A los machos se le conoce también como corazones, almas, núcleos o cores TIPO DE MODELO Modelo sólido: Es de una sola pieza Modelos divididos: Es de dos o más secciones Placas-modelo: Modelo integrado o unido a una placa base PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 4 TIPO DE MODELO MODELO DIVIDIDO MODELO SÓLIDO DE UNA SOLA PIEZA PLACA MODELO PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero MOLDEO A MANO PIEZA A OBTENER MEDIANTE FUNDICIÓN MODELO PORTADA CAJA DE MACHO PROCESOS DE MANUFACTURA MACHO Prof. Wilmer Romero 5 MODELADO MATERIALES PARA MODELO: Madera Metal Yeso Plástico Cera Poliestireno expandido Resina expósica Otros PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero NORMAS PARA HACER UN MODELO EXCEDENTE DE CONTRACCIÓN EXCEDENTE PARA MAQUINADO ÁNGULO DE SALIDA TOLERANCIA DISTORSIÓN PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 6 REGLAS PARA EL DISEÑO DE PIEZAS POR FUNDICIÓN PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero REGLAS PARA EL DISEÑO DE PIEZAS FUNDIDAS NO SI NO SI Espesor uniforme PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 7 REGLAS PARA EL DISEÑO DE PIEZAS FUNDIDAS CAMBIOS DE SECCIÓN PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero REGLAS PARA EL DISEÑO DE PIEZAS FUNDIDAS RESUMEN PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 8 ARENA DE MOLDEO ARENA DE MOLDEO A BASE DE: Más usada SÍLICE Más abundante Más económica CIRCONIO CROMITA MAGNESIO PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero MOLDEO EN ARENA CONTRACCIÓN VOLUMÉTRICA PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 9 MOLDEO EN ARENA MAZAROTA RECHUPE PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero MOLDEO EN ARENA COMPONENTES DE UN MOLDE DE ARENA ? PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 10 COMPONENTES DE UN MOLDE DE ARENA Caja de arriba Caja de abajo Tablero inferior PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero COMPONENTES DE UN MOLDE DE ARENA DISEÑO DE BEBEDERO PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 11 COMPONENTES DE UN MOLDE DE ARENA DISEÑO DE BEBEDERO PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero HERRAMIENTAS UTILIZAS EN EL MOLDEO PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 12 MOLDEO EN ARENA MOLDEO A MANO La caja se coloca al revés (invertida) Espolvoreado del modelo Arena fina cernida PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero MOLDEO EN ARENA MOLDEO A MANO Se llena la caja con arena gruesa Se ataca la arena, compactándola Se añade más arena y se apisona Se allana la superficie superior de la caja PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 13 MOLDEO EN ARENA MOLDEO A MANO PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero MOLDEO EN ARENA MOLDEO A MANO PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 14 MOLDEO EN ARENA MOLDEO A MANO Se voltea la caja Caja volteada con el modelo en la superficie Colocación de caja superior PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero MOLDEO EN ARENA MOLDEO A MANO PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 15 MOLDEO EN ARENA MOLDEO A MANO PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero MOLDEO EN ARENA MOLDEO A MANO PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 16 MOLDEO EN ARENA MOLDEO A MANO Ensamblaje de las cajas PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero MOLDEO EN ARENA PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 17 MOLDEO EN ARENA MOLDEO A MANO Extracción de pieza PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero MOLDEO A MANO – PREPARACIÓN DEL METAL MOLDEO A MANO Precalentamiento del crisol Carga del metal Adición de fundente PROCESOS DE MANUFACTURA Adición de desgasificante Prof. Wilmer Romero 18 MOLDEO A MANO – PREPARACIÓN DEL METAL MOLDEO A MANO PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero MOLDEO A MANO – PREPARACIÓN DEL METAL MOLDEO A MANO Desnatado del crisol Control de temperatura Extracción del crisol PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 19 MOLDEO A MANO – PREPARACIÓN DEL METAL MOLDEO A MANO Vaciado del crisol al molde PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero MOLDEO A MANO – PREPARACIÓN DEL METAL MOLDEO A MANO www.youtube.com/watch?v=fB3eGPt-b0M PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 20 MOLDEO EN ARENA MOLDEO EN ARENA TRADICIONAL: ASPECTOS GENERALES LOS MOLDES DE ARENA SON PRODUCIDOS ALREDEDOR DE UN MODELO QUE LUEGO ES EXTRAÍDO PARA DEJAR UNA CAVIDAD. EL MOLDE ES DESTRUIBLE PARA EXTRAER LA PIEZA. LA CONSTRUCCIÓN DE LOS MODELOS ES ECONÓMICA Y FÁCIL DE HACER LAS PIEZAS FUNDIDAS SON PRINCIPALMENTE PIEZAS SÓLIDAS TRIDIMENSIONALES, PERO PUEDEN PRODUCIRSE FORMAS INTERNAS COMPLEJAS MEDIANTE EL USO DE MACHOS. ES DIFÍCIL PRODUCIR SECCIONES DELGADAS POR ESTE MÉTODO (Mínimo 2,54 MM). PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero MOLDEO EN ARENA MOLDEO EN ARENA TRADICIONAL: POBRE TEXTURA SUPERFICIAL Y PRECISIÓN DIMENSIONAL PRESENTA POROSIDADES Y LAS INCLUSIONES NO METÁLICAS SON DIFÍCILES DE CONTROLAR. EL TIEMPO DE CICLO PARA LA OBTENCIÓN DE LA PIEZA ES GENERALMENTE LARGO, DADO A QUE ESTA LIMITADO POR LA VELOCIDAD DE EXTRACCIÓN DE CALOR DE LA PIEZA A TRAVÉS DE LAS PAREDES DE ARENA DEL MOLDE. DEBE USARSE MÚLTIPLES MOLDES PARA INCREMENTAR LA RATA DE PRODUCCIÓN. LOS COSTOS OPERATIVOS SON MUY BAJOS DEBIDO A QUE EL MODELO ES BARATO Y EL MOLDEO ES RELATIVAMENTE FÁCIL. PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 21 MOLDEO A MÁQUINA MOLDEO EN ARENA USANDO MÁQUINAS PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero MOLDEO EN ARENA USANDO MÁQUINA MÁQUINAS DE MOLDEO (Se justifica para lotes grandes de piezas) DE COMPRESIÓN O APISONADO DE SACUDIDAS DE COMPRESIÓN Y SACUDIDAS (VIBROCOMPRESIÓN) DE PROYECCIÓN O LANZADORAS DE ARENA EXTRACCIÓN DEL MODELO DE LA CAJA DEL MOLDE COMBINACIÓN DE ELLAS PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 22 MOLDEO A MÁQUINA MÁQUINA DE MOLDEO POR APISONADO PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero MOLDEO A MÁQUINA MÁQUINA DE MOLDEO POR COMPRESIÓN Y SACUDIDAS PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 23 MOLDEO A MÁQUINA MÁQUINA LANZADORA DE ARENA PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero MOLDEO A MÁQUINA MÁQUINA DE EXTRACCIÓN DEL MODELO DE LA CAJA PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 24 MOLDEO A MÁQUINA MÁQUINA DE EXTRACCIÓN DEL MODELO DE LA CAJA PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero MOLDEO EN ARENA MOLDEO EN ARENA REVESTIDA O ACORAZADA PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 25 MOLDEO EN ARENA COLADA DE METALES MOLDE DESECHABLE (Modelo permanente) MOLDE PERMANENTE (Coquilla) MOLDE Y MODELO DE SACRIFICIO PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero MOLDEO EN ARENA COLADA EN ARENA REVESTIDA O ACORAZADA Placa Modelo Caliente Arena con resina Caja Cascara PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 26 MOLDEO EN ARENA COLADA EN ARENA REVESTIDA O ACORAZADA PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero MOLDEO EN ARENA COLADA EN ARENA REVESTIDA O ACORAZADA PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 27 MOLDEO EN ARENA COLADA EN ARENA REVESTIDA O ACORAZADA CARACTERÍSTICAS: SE BASA EN EL EMPLEO DE UN REVESTIMIENTO EN FORMA DE CÁSCARA O CAPARAZÓN HECHA CON ARENA FINA DE SÍLICE, AGLOMERADA CON RESINA SINTÉTICA TERMOENDURECIBLE (SE ENDURECE CON EL CALENTAMIENTO). MÍNIMO PELIGRO DE SOPLADURA DEBIDO A QUE LA PERMEABILIDAD ES MUY ELEVADA (BAJO ESPESOR DE LA CASCARILLA), POR LO QUE EL VOLUMEN DE GAS QUE SE FORMA DURANTE LA COLADA ES MUY MODERADO. LA SUPERFICIE ES LISA Y UNIFORME Y TIENE UNA EXACTITUD DE DETALLES SUPERIOR A LA ARENA TRADICIONAL. EL REBARBADO SOLO REQUIERE UN SENCILLO RETOQUE CON LIJA Ó LIMA. PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero DEFECTOS DE FUNDICIÓN CLASIFICACIÓN LOSDEFECTOS DEFECTOS DEDE FUNDICIÓN CLASIFICACIÓN DE DE LOS FUNDICIÓN DEFECTOS MANIFIESTOS EN EL EXTERIOR PIEZA A la Forma Deformación Alabeos Aplastamientos Hundimientos Empujes Rebabas Movimiento de las cajas o pérdida de registro A la Superficie Aspecto basto Hinchazones Abombamientos Penetraciones Exfoliaciones Inclusiones de arena Soldaduras e intermitencias Piezas no llenas y discontinuidades Arranques de partes del molde Al Conjunto de la Pieza Escapes de metal Falta de metal Hendiduras Grietas Roturas Porosidades Pequeños agujeros Discontinuidades Burbujas Sopladuras Rechupes y contracciones DEFECTOS OCULTOS EN EL INTERIOR PIEZA Composición y estructura inadecuada Temple difuso Temple localizado Temple inverso Estructura gruesa Segregaciones (de grafito) Gotas frías Inclusiones de materias Escoria heterogéneas Arena Negros o barnices de fundición PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 28 DEFECTOS MANIFIESTOS EN EL EXTERIOR DE LA PIEZA PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero DEFECTOS MANIFIESTOS EN EL EXTERIOR DE LA PIEZA PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 29 DEFECTOS MANIFIESTOS EN EL EXTERIOR DE LA PIEZA PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero DEFECTOS OCULTOS EN EL INTERIOR DE LA PIEZA PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 30 DEFECTOS OCULTOS EN EL INTERIOR DE LA PIEZA PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero INSPECCIÓN FINAL MÉTODOS DE INSPECCIÓN DE PIEZAS DE FUNDICIÓN COMPROBACIÓN DE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS Y TECNOLÓGICAS De tracción, dureza, choque Mecanización, desgaste, A ojo Por el trazado (Dimensiones) Por percusión EXAMEN PARA RECONOCER LOS EVENTUALES DEFECTOS Por presión Por partículas magnéticas Por examen radiográfico Por ultrasonido Metalográficos PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 31 INSPECCIÓN FINAL PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero INSPECCIÓN FINAL PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 32 PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero INSPECCIÓN FINAL PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 33 RESUMEN PROCESOS FUNDICIÓN EN ARENA ATRIBUTOS COSTO POR LOTE (BATCH) COSTO EQUIPOS PESO (kg) MÍNIMO ESPESOR DE LA SECCIÓN TOLERANCIAS TIPICAS (mm) FUNDICIÓN EN ARENA TRADICIONAL FUNDICIÓN EN CÁSCARA 1 4 Bajo Medio No hay máximo 115 2,54 mm 2,54 mm 0,31 0,25 ACABADO SUPERFICIAL 3 2 PROPIEDADES DEL MATERIAL 2 2 PARTES COMPLEJAS 3 2 CAMBIO DE GEOMETRIA 1 3 MATERIALES Casi todos Casi todos Leyenda: 1- Muy bueno. 5- Muy malo PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero PROCESOS DE FUNDICIÓN Y MOLDEO COLADA DE METALES MOLDE DESECHABLE (Modelo permanente) MOLDE PERMANENTE (Coquilla) MOLDE Y MODELO DE SACRIFICIO PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 34 PROCESOS DE FUNDICIÓN Y MOLDEO COLADA EN MOLDES PERMANENTES O COQUILLAS POR GRAVEDAD Tosti-arepa Molde de torta Hielera PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero COLADA EN COQUILLA POR GRAVEDAD EL MISMO MOLDE ES USADO POR UN GRAN NUMERO DE COLADAS CADA PIEZA COLADA ES SACADA ABRIENDO EL MOLDE DE COQUILLA Y NO DESTRUYÉNDOLO COMO EN COLADA EN ARENA LAS COQUILLAS DEBEN SER HECHO DE UN MATERIAL QUE RESISTA LAS VARIACIONES DE TEMPERATURAS Y DESGASTE ASOCIADOS CON LA REPETICIÓN DE LA COLADA LAS COQUILLAS SON NORMALMENTE HECHAS DE METAL Y POR ESTA RAZÓN EL PROCESO TIENDE A SER RESTRINGIDO PARA ALEACIONES CON BAJO PUNTO DE FUSIÓN Y POLÍMEROS LOS COSTOS DE LAS HERRAMIENTAS USADAS TIENDEN A SER MUY ALTO, LO QUE SIGNIFICA QUE LA COLADA EN COQUILLA ES ANTIECONÓMICO CUANDO SE UTILIZA EN LA PRODUCCIÓN DE POCAS PIEZAS O EN COMPONENTES MUY GRANDES PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 35 COLADA EN COQUILLA POR GRAVEDAD Molde metálico Bebedero Mazarota Pin de anclaje Pieza colada 1.- El molde y los machos, en caso de requerirse, se rocían con un desmoldeante (lubricante). El molde se precaliente con un quemador a gas. 2.- Las partes del molde se ensamblan y se sujetan. Se vacía metal en los bebederos. PROCESOS DE MANUFACTURA 3.- Se abre el molde y se saca la pieza. Prof. Wilmer Romero COLADA EN COQUILLA POR GRAVEDAD www.youtube.com/watch?v=tbTnt0FnbEc PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 36 COLADA EN COQUILLA POR GRAVEDAD PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero COLADA EN COQUILLA POR GRAVEDAD CARACTERÍSTICAS: PRINCIPALMENTE USADA PARA ALEACIONES LIGERAS, AUNQUE ES POSIBLE USARSE TAMBIÉN EN ACEROS Y HIERRO COLADO. EL TIEMPO DEL CICLO DEL PROCESO ES LIMITADO POR LA RATA DE TRANSFERENCIA DE CALOR A TRAVÉS DE LAS INTERCARAS. LA RATA DE PRODUCCIÓN SE PUEDE INCREMENTAR USANDO MÚLTIPLES MOLDES O MÚLTIPLES CAVIDADES. LA TEXTURA SUPERFICIAL ES BUENA. LA POROSIDAD ES INEVITABLE PERO PUEDE MINIMIZARSE LLENANDO EL MOLDE MÁS LENTAMENTE PARA REDUCIR LA TURBULENCIA. FLEXIBILIDAD: EL TIEMPO DE PREPARACIÓN DEL EQUIPO PARA OPERACIÓN MANUAL ES DESPRECIABLE. RARAMENTE EL APROVECHAMIENTO DEL MATERIAL SUPERA EL 60%. LA CHATARRA DEL BEBEDERO Y MAZAROTA SON DIRECTAMENTE RECICLABLES. COSTO DE OPERACIÓN: EL COSTO DEL EQUIPO ESTÁ LIMITADO AL MOLDE Y APARATOS DE PREPARACIÓN DEL METAL FUNDIDO. PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 37 MOLDEO EN MOLDES PERMANENTES COLADA EN COQUILLA POR PRESIÓN EN CÁMARA FRÍA EN CÁMARA CALIENTE PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero COLADA EN COQUILLA POR PRESIÓN MOLDEADO A ALTA PRESIÓN EN CÁMARA FRÍA PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 38 COLADA EN COQUILLA POR PRESIÓN MOLDEADO A ALTA PRESIÓN EN CÁMARA CALIENTE PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero COLADA EN COQUILLA POR PRESIÓN MOLDEADO A ALTA PRESIÓN EN CÁMARA CALIENTE PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 39 COLADA EN COQUILLA POR PRESIÓN PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero COLADA EN COQUILLA POR PRESIÓN PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 40 COLADA EN COQUILLA POR PRESIÓN PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero COLADA EN COQUILLA POR PRESIÓN MOLDEADO A PRESIÓN CARACTERÍSTICAS: USADO PARA ALEACIONES LIGERAS DE ALTA FLUIDEZ, GENERALMENTE SE USA ALEACIONES EUTECTICAS. EL MÉTODO DE LA CÁMARA CALIENTE ESTÁ RESTRINGIDO A ALEACIONES CON TEMPERATURA DE FUSIÓN MUY BAJO (Mg y Zn). EL TIEMPO DE SOLIDIFICACIÓN ES TÍPICAMENTE < 1 s, BUENA TEXTURA SUPERFICIAL, PERO LA TURBULENCIA EN EL LLENADO DEL MOLDE PRODUCE ALTO GRADO DE POROSIDAD INTERNA. FLEXIBILIDAD: ES RESTRINGIDA DEBIDO A QUE EL UTILLAJE ES DEDICADO Y SE REQUIEREN LARGO TIEMPO DE PREPARACIÓN DE LA MÁQUINA. APROVECHAMIENTO DEL MATERIAL: ES UN PROCESO QUE GENERA PIEZAS CASI TERMINADAS, CON ALGO DE CHATARRA EN LOS BEBEDEROS, ALIMENTADORES Y REBABAS QUE PUEDEN SER RECICLADO DIRECTAMENTE. EL COSTO DE OPERACIÓN ES ALTO, YA QUE LA MÁQUINA Y MOLDES SON COSTOSOS. PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 41 COLADA EN COQUILLA POR PRESIÓN COLADA DE METALES MOLDE DESECHABLE (Modelo permanente) MOLDE PERMANENTE (Coquilla) MOLDE Y MODELO DE SACRIFICIO PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero COLADA CENTRÍFUGA COLADA EN MOLDE DE ARENA COLADA EN MOLDE METÁLICO SOLO PARA METALES, EXCLUYENDO LOS METALES REFRACTARIOS Y REACTIVOS PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 42 COLADA CENTRÍFUGA PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero COLADA CENTRÍFUGA CARACTERÍSTICAS: USADOS PARA MATERIALES METÁLICOS, EXCLUYENDO A LOS METALES REFRACTARIOS Y REACTIVOS. EL TIEMPO DEL CICLO DEL PROCESO ES DETERMINADO POR LA VELOCIDAD DE INTRODUCCIÓN DEL METAL DENTRO DEL MOLDE Y LA VELOCIDAD DE SOLIDIFICACIÓN DEL METAL. ÉSTA ÚLTIMA ES MENOR PARA MOLDES REVESTIDOS DE ARENA. CALIDAD: LAS POROSIDADES Y LAS INCLUSIONES NO METÁLICAS MIGRAN HACIA LA SUPERFICIE INTERNA DEBIDO A SU MENOR DENSIDAD, ORIGINANDO UNA ALTA CALIDAD DE LA SUPERFICIE EXTERNA. FLEXIBILIDAD: EL TIEMPO DE PREPARACIÓN ES RELATIVAMENTE CORTO. LA AUSENCIA DE ALIMENTADORES Y MAZAROTAS IMPLICA UNA UTILIZACIÓN DEL MATERIAL DE CASI 100%. COSTO OPERACIÓN: EL EQUIPO ES RELATIVAMENTE SENCILLO Y PUEDE COSTAR POCO. LA MAYOR COMPLEJIDAD DE LOS MOLDES REVESTIDOS CON COBRE Y ENFRIADO CON AGUA LO HACEN MÁS COSTOSOS. PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 43 PROCESOS DE FUNDICIÓN MODELO Y MOLDE DE SACRIFICIO PROCESOS DE MOLDEO Y COLADA DE PRECISIÓN PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero PROCESOS DE FUNDICIÓN COLADA DE METALES MOLDE DESECHABLE (Modelo permanente) MOLDE PERMANENTE (Coquilla) MOLDE Y MODELO DE SACRIFICIO PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 44 COLADA A LA CERA PERDIDA ETAPAS BÁSICAS DEL PROCESO FORMACIÓN DE LA COSTRA 5.- Luego es rociada con polvo refractario 3.- Los modelos de cera son ensamblados en forma de un árbol, con su sistema de alimentación y bebedero. El proceso se repite hasta que la costra sea de unos 5-10 mm de espesor 1.- La cera fundida se inyecta dentro de una matriz metálica o de plástico 7.- Derretimiento de la cera en un horno y escurrimiento 2.- Se retira de la matriz el modelo de cera 4.- El árbol es recubierto con una pasta refractaria 8.- Molde cerámico cocido 9.- Colada del metal por y precalentado gravedad dentro del molde cerámico PROCESOS DE MANUFACTURA 6.- Secado de la costra 10.- Remoción de la 11.- Desbarbado de los costra cerámica componentes 12.- Acabado final; desbastado, pulido, etc. Prof. Wilmer Romero COLADA A LA CERA PERDIDA PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 45 COLADA A LA CERA PERDIDA Matriz (moldeo por inyección) Modelo de cera Pieza final Revestimiento refractario PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero COLADA A LA CERA PERDIDA CARACTERÍSTICAS: APROPIADO PARA LA MAYORÍA DE LOS METALES. LOS METALES REACTIVOS PUEDEN COLARSE EN VACÍO. EL TIEMPO DEL CICLO ES LIMITADO POR LA VELOCIDAD DE TRANSFERENCIA DE CALOR FUERA DE LA PIEZA. LA RATA DE PRODUCCIÓN ES BAJA DEBIDO A LA COMPLEJIDAD DEL PROCESO. SE INCREMENTA USANDO MÚLTIPLES MOLDES Y MODELOS. BUENA TEXTURA SUPERFICIAL. LAS MAYORES TEMPERATURAS DEL MOLDE DISMINUYEN LA POROSIDAD PERO PRODUCE UNA MICROESTRUCTURA GRUESA. FLEXIBILIDAD MODERADAMENTE ALTA, DEBIDO A LA FACILIDAD DE PRODUCCIÓN DE MODELOS. ES UN PROCESO QUE CASI GENERA LA FORMA FINAL DE LA PIEZA, SE DESPERDICIA MUY POCO MATERIAL DE LOS SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN. LA CERA SE RECICLA, PERO LA COSTRA CERÁMICA SE PIERDE. EL COSTO DE MANO DE OBRA ES ELEVADO DEBIDO A LAS MUCHAS ETAPAS DEL PROCESO. PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 46 PROCESOS DE FUNDICIÓN PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero COLADA EN MOLDE LLENO (MODELO EVAPORABLE) ETAPAS BÁSICAS DEL PROCESO 1.- Se inyecta poliestireno granulado dentro de una matriz de Al precalentada. Se pasa vapor a Poliestireno través del molde granulado para fundir y expandir el poliestireno y formar un modelo sólido. 2.- Se enfría la matriz y se abre para expulsar el modelo. Matriz de aluminio Caja de distribución de vapor Arena Bebedero Revestimiento refractario 3.- Se pega los alimentadores y mazarotas donde sea necesario. Se cubre el modelo con pasta refractaria y se seca para formar un revestimiento refractario (costra). Alimentador PROCESOS DE MANUFACTURA Pieza Caja Vacío Corte 4.- Se coloca el modelo en una caja de arena seca y se compacta por vibración. Se aplica vacío a la caja y se vacía el metal. Se Acabado enfría, se remueve la pieza y se recicla la arena. Prof. Wilmer Romero 47 COLADA EN MOLDE LLENO Bloque de aluminio de 5 cilindros Secciones de 4 partes Modelo final ensamblado Bloque de 5 cilindros para el motor de una camioneta PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero COLADA EN MOLDE LLENO CARACTERÍSTICAS: PARA MATERIALES NO REFRACTARIOS CON TEMPERATURA DE COLADA SUFICIENTEMENTE ALTA PARA VAPORIZAR EL MODELO EL TIEMPO DEL CICLO ES LARGO DEBIDO A LA COMPLEJIDAD DEL PROCESO. MÚLTIPLES MOLDES INCREMENTAN LA RATA DE PRODUCCIÓN CALIDAD: DEFECTOS SIMILARES A LA COLADA EN ARENA. TEXTURA SUPERFICIAL SIMILAR A LA DEL MODELO IDEAL PARA LA MANUFACTURA DE PIEZAS INDIVIDUALES MATERIAL DEL MODELO ENTERAMENTE DESPERDICIADO. EL APROVECHAMIENTO DEL METAL ES POBRE DEBIDO A LOS ALIMENTADORES, ETC. TODOS LOS EQUIPOS INVOLUCRADOS SON RUDIMENTARIOS Y EL PROCESO ES MUY ECONÓMICO DE OPERAR PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 48 RESUMEN DE LOS PROCESOS DE FUNDICIÓN COMPARACIÓN RELATIVA DE ALGUNOS PROCESOS DE FUNDICIÓN ATRÍBUTOS FUNDICIÓN EN ARENA TRADICIONAL FUNDICIÓN EN CÁSCARA FUNDICIÓN EN MOLDES PERMANENTES FUNDICIÓN A PRESIÓN COSTO POR VOLUMEN 2 4 2 1 COSTO POR LOTE (BATCH) 1 4 4 5 Bajo Medio COSTO EQUIPOS PESO (kg) MÍNIMO ESPESOR DE LA SECCIÓN TOLERANCIAS TIPICAS (mm) Medio No hay máximo 115 2,54 mm 2,54 mm 3,17 mm 45 COLADA A LA CERA PERDIDA 5 3 Muy alto 15 Medio 45 0,394 mm 1,59 mm 0,31 0,25 0,76 0,25 ACABADO SUPERFICIAL 3 2 2 1 1 PROPIEDADES DEL MATERIAL 2 2 2 1 3 PARTES COMPLEJAS 3 2 3 2 1 CAMBIO DE GEOMETRIA 1 3 4 5 3 Al, bajo P.F Muchos MATERIALES Cualquiera Cualquiera Cu, bajo P.F 0,25 Leyenda 1- Muy bueno 5- Muy malo P.F- Punto fusión PROCESOS DE MANUFACTURA Prof. Wilmer Romero 49
