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Capítulo Uno – ¿Qué es la fundición de inversión?

La fundición de inversión es un proceso de trabajo de metales que utiliza una carcasa de cerámica construida sobre un patrón de cera para producir piezas con superficies extraordinariamente uniformes y lisas. El patrón de cera se produce a partir de un troquel de aluminio.Los productos finales de la fundición de inversión no tienen líneas de separación, medias marcas de molde u otras deformidades. Cada pieza es perfecta e impecable con un acabado excepcionalmente fino.

El proceso de fundición de inversión produce piezas, componentes y piezas con un mínimo de desperdicio, uso de energía o necesidad de acabado posterior a la fundición. La característica más distintiva de la fundición de inversión es la precisión y las tolerancias excepcionales de las piezas terminadas.

Capítulo Dos: El proceso de fundición de inversión

La fundición de inversión, también conocida como el proceso de cera perdida o cire perdue en francés, se ha utilizado como método de trabajo del metal durante miles de años. Se originó en China y fue ignorado por la industria moderna hasta el siglo XX, cuando se desarrolló la tecnología que facilitó la eliminación de la cera de la fundición.

Durante la Segunda Guerra Mundial, la fundición de inversión experimentó un rápido crecimiento como medio para proporcionar piezas excepcionalmente precisas e impecables que no se podían moldear utilizando métodos tradicionales. Después de la guerra, se convirtió en el proceso más utilizado para aplicaciones industriales que requerían diseños complejos e intrincados.

El proceso de fundición de inversión

Herramientas

Las herramientas para fundición de inversión se refieren a los troqueles de inyección de cera utilizados para crear los patrones de cera que forman la base del proceso. El factor crítico en las herramientas es la pieza requerida para ser producida, una distinción que es determinada por el usuario. Las herramientas forman parte de la función de diseño e incluyen la Planificación Avanzada de la Calidad del Producto (APQP), un método de planificación de diseño desarrollado en la década de 1980.

En el centro de APQP hay un examen de producción y evaluación de cada una de sus etapas para evitar errores y repeticiones innecesarias. Durante el APQP, todos los aspectos del producto final se evalúan, diseñan y discuten de manera que las herramientas, que incluyen los patrones y los núcleos, estén diseñadas con precisión.

Matriz

La matriz es el resultado del proceso APQP. Las matrices de inyección de cera están hechas de aluminio debido a las propiedades térmicas del aluminio que disipan el calor rápidamente y reducen los tiempos de ciclo. Dado que el aluminio es maleable y flexible, se puede moldear y formar fácilmente. Las cavidades de la matriz de aluminio no sufren desgaste por el proceso de inyección de cera; esto aumenta su vida útil.

Una vez fabricada la matriz, se comprueba si hay fugas, grietas, agujeros u otras imperfecciones que puedan afectar la calidad de la pieza final. Las matrices viejas se almacenan en bolsas de plástico en un ambiente con humedad controlada y se revisan antes de ser reutilizadas.

Ceras Utilizadas en fundición de inversión

Se utilizan varios tipos de ceras para crear el patrón de cera. El tipo seleccionado depende de varios factores, como las propiedades de flujo, si se puede recuperar, las consistencias dimensionales, el acabado de la superficie y las necesidades de la aplicación. Las ceras comunes que se utilizan incluyen patrón relleno, patrón no relleno, corredor, soluble en agua y pegajoso.

Patrón relleno

Las ceras de patrón relleno tienen rellenos agregados que agregan propiedades a la fundición que aseguran resistencia, estabilidad dimensional, menor expansión térmica y contracción limitada. Los rellenos incluyen bisfenol, productos orgánicos, ácido tereftálico y poliestireno reticulado.

Las ceras no rellenas

contienen cargas, pero no tanto como las ceras rellenas. Proporcionan propiedades mecánicas y prestaciones térmicas excepcionales. Las ceras sin relleno se utilizan para geometrías complejas y patrones definidos.

Las ceras de corredor

se utilizan para piezas fundidas que requieren una excelente resistencia mecánica con una viscosidad más baja. Tienen un punto de fusión bajo y se drenan rápidamente del molde de cerámica.

Soluble en agua

La cera soluble en agua se utiliza cuando una pieza tiene patrones internos complejos e intrincados o diseños donde se coloca un núcleo intrincado dentro del patrón. Una vez que se completa el núcleo, el patrón soluble en agua se coloca en el interior. A medida que el patrón se enfría, la cera se disuelve.

Pegajosa

La cera pegajosa une las ceras de patrón durante el ensamblaje del patrón y crea una adhesión larga para evitar errores durante el manejo constante.

Inyección de cera

La cera se inyecta en la matriz o molde para crear el patrón. Las dimensiones del patrón de cera son ligeramente más grandes que la parte final para tener en cuenta la contracción que tiene lugar en el molde de cerámica. La matriz está cerrada con abrazadera y una boquilla de inyección está alineada con el bebedero de la matriz. El bebedero es el camino que sigue la cera al entrar en la cavidad de la matriz.

Los gránulos de cera se funden en un tanque de retención conectado a la prensa de inyección. El tanque de retención agita constantemente para mantener la mezcla homogénea. Un cilindro hidráulico empuja la cera a través de una manguera calentada hacia el bebedero, llenando la cavidad de la matriz.

Ensamblaje de patrones

La fundición de inversión produce piezas de alta precisión y terminadas en grandes cantidades ensamblando los patrones individuales en un corredor de cera al que se fijan los patrones. Aparte de su función como método para sujetar los patrones, el corredor de cera sirve como sistema de alimentación de metal o tubo a través del cual se alimentarán las piezas individuales de metal fundido durante la fundición.

Los corredores de cera se crean con exactamente el mismo método utilizado para producir los patrones. Un elemento metálico se encuentra al final del corredor alrededor del cual se inyecta la cera. Un pasador conectado al elemento metálico sobresale y se conectará a una placa de suspensión más adelante en el proceso. También se agrega una taza de cerámica para actuar como embudo cuando el metal fundido se vierte en el corredor y los patrones.

Las puertas de los patrones se conectan al corredor fundiendo su extremo en la superficie, sumergiéndolo en una cera adhesiva termofusible, como la cera pegajosa, y presionándolo al corredor. A medida que la cera derretida se enfría, se fija al corredor y se suelda con una pequeña antorcha para suavizar la conexión.

Recubrimiento de la carcasa

Una vez que se ensambla y fija el patrón de fundición, la suspensión se aplica sumergiéndola en la suspensión, que está compuesta de sílice de grano fino, agua y algún tipo de agente aglutinante. La combinación de estos elementos crea un revestimiento cerámico que se aplica varias veces para lograr el grosor deseado.

Después de sumergir la mezcla, el conjunto del patrón se recubre con estuco, que se determinó durante el APQP. El proceso de estuco comienza con un recubrimiento fino y se vuelve progresivamente más áspero con cada aplicación.

El revestimiento de la carcasa es una parte esencial del proceso. La resistencia de la cáscara debe ser suficiente para soportar todos los procedimientos de fundición. Las múltiples capas y el revestimiento de estuco son necesarios para garantizar la estabilidad y permanencia de la carcasa.

Desparafinado y calentamiento

Hay varias formas de calentamiento utilizadas para eliminar la cera de la cáscara endurecida. Una práctica moderna común es el uso de un autoclave, un dispositivo de calentamiento de vapor. La temperatura del autoclave debe ser suficiente para fundir la cera y precalentar el molde para la fundición.

Normalmente, los moldes de fundición de inversión se calientan a 1800° F (982 ° C). El vapor en el autoclave elimina cualquier material potencialmente volátil. Una vez que los moldes se limpian y calientan lo suficiente, están listos para el vertido del metal.

Fundición

La fundición consiste en verter metal fundido en las cavidades del molde precalentado. En esta etapa, la clave de la calidad de la fundición descansa en el tiempo y la temperatura. Después de verter el metal fundido, una máquina vibradora sacude suavemente la cáscara de cerámica durante cinco a siete segundos. El metal de los lingotes se ha fundido a un estado fundido. Una vez que se llena la cáscara, se deja enfriar a temperatura ambiente.

Eliminación o eliminación de la carcasa

Una vez que la carcasa se ha enfriado y el metal se ha fijado, se retira el material de la carcasa. Hay varios métodos utilizados para quitar la carcasa, incluyendo un martillo, ráfagas de agua a alta presión, una mesa vibratoria, productos químicos o una máquina de eliminación especialmente diseñada. Durante el proceso de eliminación, la carcasa se sujeta firmemente y se mantiene en su posición para garantizar la uniformidad del proceso.

El proceso de eliminación puede ser especialmente difícil, particularmente para piezas que tienen secciones intrincadas y complejas.

Corte

El corte implica retirar las piezas individuales del bebedero o corredor. Una vez que la pieza se ha desconectado del corredor, las partes restantes de las puertas se separan a tierra. Existen varios métodos para extraer las piezas del bebedero, incluido el uso de una sierra cortadora, una antorcha o un láser. En operaciones altamente técnicas o de alta producción, las piezas se pueden cortar utilizando una sierra de corte programable.

Tratamiento térmico

El propósito del tratamiento térmico es la mejora de las características mecánicas y propiedades del componente. El proceso de fundición reduce la resistencia, durabilidad y tenacidad de un metal. Los tratamientos térmicos eliminan el estrés interno. Los tipos de tratamientos térmicos utilizados para la fundición de inversión incluyen recocido por solución de vacío, endurecimiento, revenido y endurecimiento por precipitación. Recocido por solución de vacío

Recocido por solución de vacío

El propósito del recocido por solución de vacío es eliminar el material precipitativo y cambiar la pieza de trabajo a una estructura monofásica. Después de completar el recocido, la pieza de trabajo es suave y dúctil, lista para ser endurecida. En esta etapa, la pieza de trabajo es trabajable, mecanizable, soldable y tiene estabilidad dimensional.

Endurecimiento

El endurecimiento incluye calentar el metal hasta que alcanza su fase cristalina austenítica. Después de esto, se enfría muy rápidamente. El proceso aumenta la resistencia y la resistencia al desgaste de la pieza de trabajo.

Revenido

El revenido calienta la pieza de trabajo a una temperatura justo por debajo de su rango crítico, la mantiene allí y luego la enfría. El proceso de templado reduce la fragilidad y requiere un control preciso, por lo que no afecta la dureza.

Endurecimiento por precipitación

El endurecimiento por precipitación, o endurecimiento por envejecimiento, hace que la pieza de trabajo sea más dura y se realiza en vacío a temperaturas que oscilan entre 900° F (482° C) y 1150° F (621° C). El proceso incluye calentar la pieza de trabajo, tratarla con una solución, enfriarla y calentarla de nuevo antes de enfriarla rápidamente.

Acabado

Un paso final en el proceso de fundición de inversión es el acabado, que puede adoptar muchas formas dependiendo de los requisitos y especificaciones del diseño de la pieza. Un proceso de acabado típico es el rectificado que se utiliza para eliminar aún más las deformidades o restos de la compuerta. Aunque la superficie de la pieza es muy lisa, puede ser necesario pulirla más para mejorarla y perfeccionarla.

El acabado puede completarse con chorro de arena, granallado u otros métodos de mecanizado.

Acabados de tratamiento superficial

La gama de tratamientos superficiales para productos de fundición de inversión incluye protección contra la oxidación y resistencia a la corrosión, mejorando el pulido y los tratamientos químicos. La superficie de una pieza de fundición de inversión puede variar según el grado de la aleación y el producto. Los tipos de tratamientos incluyen:

• Anodizado
• Electropulido
• Vibro Pulido
• Pasivación
• Recubrimiento de película Química transparente
• Galvanizado
• Estruendo de barril
• Recubrimiento en polvo
• Recubrimiento de níquel electrolítico
• Pintura

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Capítulo Tres: Tipos de fundición de inversión

Aunque la fundición de inversión, o la fundición a la cera perdida, ha sido utilizado durante miles de años, ha habido innovaciones que han aumentado la eficacia del proceso. Las variaciones están diseñadas para mejorar el método para desarrollar el patrón y abordar el uso de cera. El término general utilizado para la fundición a la cera perdida es fundición de patrón evaporativo, ya que el material utilizado para crear el patrón se elimina o se evapora.

Aunque estos métodos alternativos crean patrones de formas alternativas, tienen similitudes con la fundición de inversión y pueden considerarse como ramificaciones o variaciones. Las principales diferencias en las variaciones son los materiales utilizados para crear el patrón o la formación del patrón.

Tipos de fundición de inversión

Fundición de espuma perdida

La fundición de espuma perdida ha ganado popularidad como reemplazo de la fundición de inversión debido a su capacidad para adaptarse a la producción en masa y los procesos automatizados. El método de fundición de espuma perdida es una adición reciente a la fundición por evaporación. Fue desarrollado por H. F. Shroyer en 1958 como un proceso que utiliza espuma de poliestireno colocada en arena de fundición.

Al igual que en la fundición de inversión, se utiliza una matriz de aluminio para crear el patrón. Las perlas de poliestireno se colocan en el molde o matriz y se calientan con vapor; esto hace que las perlas se derritan y tomen la forma del molde. A medida que las perlas se calientan, se expanden y asumen los contornos y dimensiones de la matriz.

Los patrones individuales se fijan a un bebedero o canal y se rocían con un revestimiento refractario de material cerámico. El molde recubierto se coloca en un recipiente con ventilación, que está lleno de arena para mantenerlo en su posición. A medida que el metal fundido se vierte en el recipiente, el poliestireno se evapora, dejando espacio para el metal fundido.

En algunos casos, los patrones no tienen que ser moldeados en una matriz, sino que se pueden tallar a mano. Con una máquina o herramienta de modelado, el poliestireno se puede cortar, formar y configurar a las dimensiones deseadas de la pieza de trabajo. Este tipo de fabricación de patrones se utiliza para piezas únicas o prototipos.

La fundición de espuma perdida es un proceso de fabricación utilizado para crear configuraciones, formas y diseños de metal ornamentados, decorativos y complejos, y puede ser utilizado por ingenieros para crear representaciones tridimensionales de sus conceptualizaciones.

Fundición de inversión directa

La fundición de inversión directa difiere de la fundición de inversión tradicional, que se conoce como fundición de inversión indirecta, por la forma en que se crea el patrón. Con la fundición indirecta, el patrón se forma en un troquel para crear una representación de cera. Varios duplicados de cera se unen a un bebedero o corredor, se sumergen en una solución de cerámica, se sumergen en estuco y se desparafinan para que el patrón se llene con metal fundido para formar varias versiones del componente.

La fundición directa varía en la forma en que se forma y se preforma el patrón utilizando una variedad de técnicas. La primera de estas técnicas es tallar el patrón a mano o a máquina para crear una versión única que se procesa utilizando el método de cera perdida. Este proceso se utiliza para producir un prototipo, evaluar dimensiones o para tiradas cortas de piezas terminadas.

La introducción del dibujo asistido por ordenador (CAD) ha dado lugar a un método tecnológico para crear un patrón. Con el uso de CAD, se diseña y diseña una representación tridimensional de la pieza de trabajo. Al igual que con una máquina CNC, el diseño está programado en una máquina de fabricación óptica de estereolitografía (STL) que crea una representación tridimensional del patrón utilizando los datos de entrada.

En esencia, STL es un método para fabricar una forma sólida utilizando un polímero líquido fotosensible y un rayo láser dirigido. La fabricación se realiza en capas, con una capa añadida a la capa anterior para construir y dar forma gradual y lentamente al diseño geométrico tridimensional. Una representación de STL se puede ver en el diagrama a continuación.

Fundición de inversión de vidrio de agua

La fundición de inversión de vidrio de agua es un proceso que se usa comúnmente en China. En la fundición de inversión de vidrio de agua, el vidrio de agua se utiliza como agente aglutinante para la cáscara en lugar de silicato de etilo. El proceso se originó en Rusia en la década de 1950 y tiene las ventajas de los costos de materiales y el ciclo de producción.

Los acabados superficiales de la fundición de inversión de vidrio de agua son comparables a la fundición que utiliza tecnología de fundición de sol de sílice, ya que evita los defectos que se encuentran en la tecnología de carcasa tradicional. El proceso, la operación y los parámetros de la fundición de inversión de vidrio de agua son menos complicados y pueden ser completados por trabajadores generales sin capacitación; esto mejora la producción y la eficiencia.

Capítulo Cuatro – Metales Utilizados en fundición de inversión

La fundición de inversión es un proceso de trabajo de metales muy versátil que se utiliza para dar forma a accesorios de tubería, piezas de automóviles, hardware marino y maquinaria de alimentos. Hay una amplia variedad de metales que se pueden utilizar para la fundición de inversión que tienen diferentes propiedades para beneficiar a una amplia gama de aplicaciones.

Todos los metales ferrosos y no ferrosos se pueden moldear y configurar mediante fundición de inversión. De las variedades de metales ferrosos, el hierro dúctil, el acero al carbono y aleado, y los grados seleccionados de acero inoxidable son los más utilizados. Se pueden usar metales no ferrosos, como aleaciones de cobre, magnesio y aluminio, siendo el aluminio el más popular.

Los metales utilizados en fundición de inversión

Las aleaciones de aluminio

Las aleaciones de aluminio para fundición de inversión tienen una densidad de 2,7 g/cm3 o ligeramente superior. Los tipos de piezas hechas de aluminio de fundición de inversión incluyen piezas de aviones y motores. Las aleaciones de aluminio A-356, A-357, C-355 y F-357 que contienen silicio, magnesio, hierro y zinc son las aleaciones más utilizadas. Los componentes hechos de aluminio tienen resistencia a la corrosión y soldabilidad, y algunos tienen una resistencia excepcional.

Acero inoxidable

El acero inoxidable es un metal ferroso que contiene cromo que proporciona una protección adicional contra las manchas y la corrosión. Hay varios tipos de acero inoxidable con cada tipo o grado con propiedades beneficiosas. Las variaciones en el acero inoxidable se deben a la composición química de sus aleaciones. El acero inoxidable es un metal ideal para piezas que están expuestas a entornos con altas temperaturas o líquidos.

Los principales grados de acero inoxidable utilizados para la fundición de inversión son las series 300 y 400. El acero inoxidable austenítico de la serie 300 tiene una excelente resistencia a la corrosión, pero no gana resistencia a través del tratamiento térmico. El acero inoxidable martensítico de la serie 400 tiene una resistencia y maquinabilidad excepcionales y se puede endurecer mediante temple y revenido, lo que también aumenta su resistencia.

Acero al carbono

El acero al carbono es una de las mejores opciones para productos de fundición de inversión, ya que puede funcionar en condiciones de alta presión, es resistente al desgaste y tiene una resistencia, dureza y endurecimiento excepcionales. Las propiedades del acero al carbono están determinadas por la cantidad de carbono que contiene que aumenta su dureza y resistencia durante el tratamiento térmico.

Los aceros de carbono medio y bajo son los tipos que más se utilizan para la fundición de inversión. El acero al carbono medio tiene ductilidad, resistencia y resistencia al desgaste y se puede endurecer y templar mediante tratamiento térmico. El acero con bajo contenido de carbono se puede moldear fácilmente, pero no se fortalece mediante tratamiento térmico.

Aleaciones de níquel

Las aleaciones de níquel tienen alta resistencia y son resistentes al calor, la corrosión y el desgaste. Pueden soldarse y fabricarse y son resistentes al agrietamiento o a la corrosión bajo tensión. El uso principal de las piezas de fundición de aleación de níquel se realiza en condiciones en las que hay altas temperaturas y elementos corrosivos.

La popularidad de las piezas de fundición de aleación de níquel se debe a sus estrechas tolerancias y acabados excepcionalmente suaves, así como a su capacidad para procesarse en formas complejas e intrincadas. De los diversos metales de fundición de inversión, las aleaciones de níquel son una solución rentable.

Aleaciones de cobre

Las aleaciones de cobre tienen resistencia a la corrosión, conductividad térmica y tenacidad. Se utilizan en fundición de inversión debido a su fácil capacidad de fundición. Las aleaciones de cobre son mecanizables con excelentes propiedades mecánicas, así como resistencia a la fricción y al desgaste. Los tipos de aleaciones de cobre utilizadas para la fundición de inversión incluyen las series C-84500, C-85800, C-86000, C-87000, C-90000 y C-95000. La amplia gama de aleaciones proporciona una selección suficiente para elegir la aleación correcta para cualquier aplicación.

Aleaciones de cobalto

Las aleaciones de cobalto tienen alta resistencia y resistencia al calor y al desgaste. Tienen una resistencia natural a la oxidación con un punto de fusión excepcionalmente alto que los hace ideales para ambientes corrosivos y con carga química. Las aleaciones de cobalto tienen resistencia a la fluencia y resistencia a la fatiga térmica para aplicaciones de alta temperatura.

Las diversas aleaciones de cobalto contienen combinaciones de cromo, níquel, tungsteno y molibdeno; esto cambia sus propiedades y tipo de resistencia. Las aleaciones de cobalto utilizadas para la fundición de inversión incluyen los números 6, 21, 25, 31 y 93.

Magnesio

Durante varios años, fue difícil fundir magnesio usando fundición de inversión debido al hecho de que el magnesio fundido reacciona con la carcasa del molde de sílice. Recientemente, se ha introducido un inhibidor; esto permite el uso de magnesio en fundición de inversión.

El magnesio es ligero y tiene una excelente relación resistencia / peso. Es versátil y viene en una amplia gama de aleaciones, que incluyen AZ91D y AM60B con aleaciones AZ81, AM50A AM20, AE42 y AS41B utilizadas para su resistencia a la fluencia y aplicaciones de alta temperatura.

Capítulo Cinco-Productos Hechos de fundición de inversión

La fundición de inversión es un método extremadamente popular para la producción de una amplia gama de piezas y componentes. El proceso de fundición de inversión permite flexibilidad de diseño para la creación de componentes intrincados y complejos a partir de una gran selección de metales y aleaciones.

La simplicidad de la fundición de inversión permite tiradas de alta producción con una consistencia dimensional excepcionalmente precisa. La razón original por la que la fundición de inversión se retiró de la edad oscura al siglo XX fue el desarrollo del motor a reacción en la década de 1940 que no permitía ninguna inconsistencia o imperfección en sus componentes. Es ese aspecto de la fundición de inversión lo que la ha convertido en una parte esencial de la fabricación del siglo XXI.

Productos hechos de fundición de inversión

Aeroespacial

Aeroespacial fue la primera industria en confiar en la fundición de inversión como método para producir piezas con tolerancias y acabados excepcionales. Hay una amplia variedad de metales utilizados para fabricar componentes de vuelo, y la fundición de inversión proporciona la selección necesaria de metales. Utilizando cualquier metal, la fundición de inversión produce piezas de precisión con materiales mínimos y un desperdicio de energía limitado.

Los componentes aeroespaciales tienen que soportar condiciones climáticas extremas, presión fluctuante y diversas formas de desgaste operativo; esto requiere que tengan una durabilidad superior. El proceso de fundición de inversión tiene la consistencia, precisión y resistencia a la tracción necesarias para cumplir y superar los requisitos. Su principal ventaja para la industria aeroespacial es su precisión, que permite que las piezas interconectadas coincidan de forma rápida y sencilla.

Armas de fuego

Los fabricantes de armas de fuego confían en la fundición de inversión debido al hecho de que les permite la libertad de desarrollar e implementar diseños únicos. La fabricación de armas de fuego exige precisión y precisión, y las piezas de fundición de inversión proporcionan las formas de red que se pueden fabricar a partir de una selección de aleaciones.

La fundición de inversión minimiza la cantidad de metal que debe eliminarse durante el proceso de acabado. Mediante el mecanizado CNC, los productores pueden fabricar piezas uniformes con poca variación a un bajo costo.

Médico y Dental

Los campos médico y dental requieren instrumentos y componentes con la mayor precisión para cumplir con tolerancias ajustadas y requisitos dimensionales. Herramientas quirúrgicas, implantes, máquinas, camillas y sillas de ruedas se producen utilizando fundición de inversión.

El potencial de salvar vidas de las piezas de fundición de inversión hace que su producción sea crítica. Cada pieza de equipo debe ser de la más alta calidad.

Cerraduras

El requisito principal para las cerraduras es que sean duraderas y resistentes. La fundición de inversión permite la producción de cerraduras especializadas, así como cerraduras ordinarias para uso doméstico. La necesidad de que las cerraduras se enmarquen con precisión requiere que su fundición sea precisa hasta el más mínimo detalle.

Alimentos y productos lácteos

Se utiliza una amplia variedad de equipos para producir todos los alimentos que comemos. Esas enormes máquinas dependen de la fundición de inversión para la fabricación de sus componentes y piezas. Los componentes para la industria alimentaria están hechos de acero inoxidable o aleaciones especiales debido a la necesidad de precisión y durabilidad. Cortadoras de carne, equipos de procesamiento de aves de corral, piezas de máquinas de hielo, parrillas y máquinas de calentamiento tienen piezas y piezas hechas de fundición de inversión.

Potencia de fluidos

La potencia de fluidos transmite potencia a través del uso de gases o fluidos. El proceso incluye el uso de equipos hidráulicos y neumáticos que convierten la energía en una forma utilizable. Los tipos de componentes que se requieren incluyen piezas de válvula de bola, piezas de trampa de vapor, impulsores, piezas de válvulas de aguja, piezas de compresores y componentes de bombas. Al igual que la industria de alimentos y lácteos, la industria de energía de fluidos utiliza acero inoxidable, aluminio y algunos metales especiales.

Capítulo Seis-Ventajas de la fundición de inversión

Hay muchas opciones para la producción de piezas metálicas. Cada una de las opciones tiene sus beneficios en cuanto a producción, calidad y precisión. De los procesos disponibles, la tecnología de fundición de inversión se ha convertido en el proceso de elección para la producción de piezas de precisión con excelentes acabados. Con un bajo costo, libertad de diseño y cantidades ilimitadas, la fundición de inversión es el proceso ideal para la fabricación de piezas modernas.

Las muchas ventajas de la fundición de inversión lo han convertido en el proceso de fabricación de metales número uno para productos industriales y comerciales.

Ventajas de fundición de inversión

Flexibilidad de diseño

La libertad de diseño es especialmente importante para piezas complejas e intrincadas que pueden tener múltiples formas internas y externas. La fundición de inversión no está limitada por el tamaño, el grosor o la configuración. Tiene la capacidad de adaptarse y cambiar para enfrentar cualquier desafío.

Tolerancias más estrictas

De las muchas ventajas de la fundición de inversión, las tolerancias más estrictas son las más importantes. Cuando se diseña una pieza, debe fabricarse para cumplir exactamente con las especificaciones del diseño, de modo que se integre fácilmente con otras piezas. La mayoría de las piezas de fundición de inversión cumplen con tolerancias de fundición (CT) de cinco o seis.

Acabados superficiales

La fundición de inversión produce acabados superiores que requieren poco acabado después de la producción. Los tipos de acabados que produce el proceso son una característica por la que es famoso. La calidad de los acabados superficiales supera con creces la de otros procesos de fundición. Ningún otro método de producción puede igualar la combinación de tolerancias ajustadas y acabados excepcionales que se encuentran en la fundición de inversión.

Defectos

Cada gerente de producción le dirá que los defectos son el corazón de los retrasos de producción y los costos de mano de obra. Los defectos producidos en un proceso de producción generan residuos, requieren mecanizado adicional y tiradas de producción lentas. Estas desventajas no son parte de la fundición de inversión. Cada pieza producida por el proceso es impecable y no requiere ninguna forma de procesamiento secundario.

Cuando se extrae una pieza de la carcasa, tiene una superficie lisa y uniforme y está lista para ser embalada y enviada.

Residuos

Otro gasto importante que se incluye en cada proceso de fabricación son los residuos, el material que queda después de la finalización de la producción. La fundición de inversión requiere muy poco después del acabado de producción, lo que limita drásticamente la cantidad de residuos producidos. La falta de residuos tiene múltiples beneficios, incluidos menores costos de producción, costos de mano de obra y plazos de entrega más rápidos.

En la falta de residuos se incluye la eliminación de la necesidad de equipos especializados, como máquinas de desbarbado, amoladoras de servicio pesado y diversas herramientas de corte. Un factor adicional son los menores costos de energía, el aumento de la eficiencia y el rendimiento excepcionalmente económico de la empresa.

Cantidades

No hay ninguna limitación en la cantidad de piezas que se pueden producir utilizando fundición de inversión. Desde tiradas muy pequeñas hasta las que llegan a los miles, la fundición de inversión puede producir piezas de forma rápida y sin problemas. Piezas que pesan 0.1 kg o aquellos que pesan cientos de kilogramos se pueden producir y terminar con fundición de inversión.

Metales

Cada forma de metal y aleación se puede moldear y procesar utilizando fundición de inversión. Es una característica del proceso que lo ha convertido en el método número uno para producir componentes de equipos. A diferencia de otros métodos de fundición, la fundición de inversión puede funcionar con cualquier forma de metal fundido para crear una pieza confiable y útil.

Detalles finos

Es difícil encontrar un proceso de fundición que pueda producir componentes con detalles diminutos y en miniatura. Este atributo particular de la fundición de inversión es la razón por la que se eligió para apoyar a la industria aeroespacial y se utilizó en el desarrollo de los primeros aviones a reacción. A medida que la sociedad se adentra en la era de la tecnología, las piezas impecables y las tolerancias dimensionales precisas serán cada vez más importantes.

Desde el patrón inicial hasta la carcasa de cerámica y el corte de piezas, cada paso del proceso de fundición de inversión está diseñado para producir detalles intrincados y precisos con precisión.

Conciencia ambiental

Uno de los principios clave que motivan los negocios modernos es la sostenibilidad. Este es un beneficio evidente en el proceso de fundición de inversión. Los patrones, la cera, la lechada de cerámica y los recubrimientos de estuco se pueden usar una y otra vez sin crear residuos. Es este aspecto del proceso lo que lo ha convertido en un método de producción tan popular.

Capítulo Siete-Factores que influyen en la Precisión Dimensional en la fundición de inversión

Hay varios factores que influyen en la calidad y precisión de las piezas de fundición de inversión. Las principales consideraciones son la estructura de la pieza, el material de fundición, el moldeado, la fabricación de cáscaras y el vertido. Cualquier error en el proceso puede tener un efecto en la tasa de contracción, lo que llevaría a desviaciones en las dimensiones.

El primer paso influyente en el proceso es la creación del patrón de cera; tiene que ser producido con una gran cantidad de precisión y precisión.

Influir en la precisión dimensional en los factores de fundición de inversión

Estructura de fundición

La estructura de fundición está influenciada por el grosor de las paredes de la pieza. Si son demasiado gruesas, pueden aumentar la tasa de contracción. Si el grosor de la pared es demasiado bajo, se produce el efecto contrario. Una tasa sistólica libre que es demasiado grande puede bloquear la contracción y hacerla más pequeña.

Material de fundición

Al igual que con todas las formas de fundición, el material tiene una influencia importante en los resultados de la fundición. El bajo contenido de carbono disminuye la tasa de contracción.

Temperatura de inyección de cera

La presión de inyección y la temperatura son dos factores muy obvios que influirán en los resultados del proceso de fundición.

Cáscara

El tipo de material elegido para hacer la cáscara puede influir en la tasa de contracción. Ciertos materiales, como la arena de circón, tienen un pequeño coeficiente de expansión y son ideales para el proceso.

Calentamiento de la carcasa

El calentamiento inadecuado de la carcasa puede tener un efecto negativo y provocar una expansión de la carcasa pequeña.

Vertido

La temperatura de vertido es la temperatura a la que el metal fundido entra en las puertas. Si la temperatura es demasiado alta, producirá defectos como granos gruesos en la estructura interna. Una temperatura baja influye en la fluidez del metal fundido. La temperatura recomendada es de 1650 ° C (3002° F).

El principal problema con una temperatura de vertido inadecuada es la contracción. La temperatura de vertido debe mantenerse constante para reducir la contracción. Una temperatura más alta no requerirá más energía, pero producirá piezas más precisas y precisas.

Conclusión

• La fundición de inversión es un proceso de trabajo de metales que utiliza una carcasa de cerámica construida sobre un patrón de cera producido a partir de una matriz de aluminio para producir piezas con superficies extraordinariamente uniformes y lisas.
• El proceso de fundición de inversión produce piezas con un consumo mínimo de residuos y energía y sin necesidad de acabado posterior a la fundición.
• La fundición de inversión, también conocida como el proceso de cera perdida, o cire perdue en francés, se ha utilizado como método de trabajo del metal durante miles de años.
• Aunque la fundición de inversión, la fundición a la cera perdida, se ha utilizado durante miles de años, ha habido innovaciones que han aumentado la eficacia del proceso.
• La fundición de inversión es un proceso de trabajo de metales muy versátil que se utiliza para dar forma a accesorios de tubería, piezas de automóviles, hardware marino y maquinaria de alimentos.

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