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¿Qué es la fundición a presión? Procesos, Materiales, Aplicaciones, Costos

Fundición a presión: piezas metálicas de alta presión asequibles para muchos usos. ¡Aprenda el proceso, los materiales, los factores de costo y más!
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fundición a presión es un proceso que promete piezas metálicas de alto rendimiento. Al utilizar este método, puede fabricar componentes robustos para diferentes industrias a un costo asequible. Lo mejor es que no es tan complejo como otros procedimientos de moldeado y los resultados son permanentes. Para ayudarlo a comprender el proceso, siga leyendo mientras descubrimos qué es la fundición a presión, los diferentes procesos involucrados, los materiales, las aplicaciones y cuánto se necesita para fabricarlos.

¿Qué es la fundición a presión?

Un diagrama detallado de un sistema de fundición a presión que muestra componentes como el punzón, la fundición, el corredor y la compuerta, destacando la intrincada ingeniería.

Es un proceso mediante el cual puedes hacer cosas de diferentes formas empujando metal fundido usando alta presión. Un ejemplo de esto son las culatas de aleación de aluminio. 

La fundición a presión se puede utilizar para producir bienes comerciales, industriales y de consumo. 

Los procesos de fundición a presión

fundición a presión Emplea dos tipos de máquinas para producir piezas moldeadas de metal de dos maneras diferentes:

  • Cámara Caliente
  • Cámara Fría

Cámara Caliente

el proceso de fundición a presión en cámara caliente, donde el metal fundido es forzado a entrar en la cavidad del molde mediante un émbolo a través de un pasaje de cuello de cisne

También conocida como fundición de cuello de cisne o matriz en caliente, el metal se calienta en un horno que además está conectado a una máquina de fundición. Luego, el metal fundido se introduce en el molde utilizando alta presión hidráulica.  

Con la ayuda de este proceso, uno puede aspirar a crear algunas formas intrincadas. Los materiales de alta calidad que tienen puntos de fusión bajos son ideales para una cámara caliente.

Aleaciones aptas para cámara caliente: zinc, plomo, estaño y magnesio.

Ventajas de la fundición a presión en cámara caliente

  • Los productos de alta calidad se producen con requisitos mínimos o nulos de posprocesamiento. Esto también ayuda a ahorrar tiempo.
  • Es un proceso eficiente. 
  • El proceso es más rápido. Se pueden producir alrededor de 18.000 disparos cada hora para componentes más pequeños.
  • Proceso versátil. Se pueden producir diversas formas, así como geometrías, para una amplia variedad de componentes y piezas.
  • Poco desperdicio. 
  • La matriz dura mucho ya que el punto de fusión es bajo.

Desventajas de la fundición a presión en cámara caliente

  • Puede resultar caro ya que la inversión inicial en herramientas es elevada. Por lo tanto, funciona más sólo para la producción a gran escala.
  • La elección de materiales es limitada ya que la máquina sólo requiere materiales con bajo punto de fusión.
  • Existe una limitación en el tamaño y la complejidad de las piezas debido a la baja fluidez del metal. 

Cámara Fría 

Una máquina de fundición a presión con cámara caliente, que incluye un cuello de cisne, una boquilla, un émbolo y una cámara.

Otro tipo de proceso de fundición a presión. tiene lugar en la cámara de frío. En este, el metal fundido se añade a la manga de perdigones con la ayuda de un cucharón, ya sea de forma manual o automática. A esto le sigue la propulsión del metal hacia el interior del molde. Existe un contacto mínimo entre los componentes del inyector y el metal caliente, lo que ayuda a prolongar la vida útil del metal. 

Ventajas del proceso de cámara fría

  • Las piezas son robustas y más ligeras. No necesitan procesos adicionales como fijación o soldadura.
  • Son duraderos y estables y resistentes al calor.
  • La tasa de producción es alta con el mecanizado involucrado. 
  • Se pueden producir formas complejas sin necesidad de herramientas adicionales.
  • Facilita múltiples técnicas de acabado, como liso o texturizado. Cada acabado requiere poca o ninguna preparación. 

Desventajas del proceso de cámara fría

  • El tiempo del ciclo es menor que el de la cámara caliente.
  • Es caro ya que el coste de fundición del troquel es elevado.
  • Ocupa más espacio
  • La máquina debe operarse manualmente. 

Materiales utilizados en la fundición a presión

El proceso de fundición a presión utiliza metales ferrosos y no ferrosos. Sin embargo, eso no significa que puedas utilizar cualquier material. De hecho, sólo puedes elegir materiales como cobre, hierro, magnesio, zinc, aluminio, plomo, silicio y estaño. Estos pueden calentarse hasta un cierto punto de fusión y luego prensarse en moldes de diferentes formas. 

Diferentes tipos de materiales utilizados en la fundición a presión

Aluminio

Diferentes tipos de materiales utilizados en la fundición a presión

El aluminio es uno de los materiales más utilizados en el proceso de fundición a presión. Primero, es muy económico y segundo, es liviano y también bueno para el medio ambiente. Las aleaciones de aluminio comprenden cobre, magnesio y silicio y son más adecuadas para el proceso de fundición a presión en cámara fría. 

Otras propiedades que los distinguen incluyen la alta conductividad térmica y la resistencia a la corrosión. Los fabricantes pueden experimentar con diferentes geometrías, ya que el material posee una alta estabilidad dimensional y es delgado.

Algunas de las aleaciones de aluminio más utilizadas son 380, 390, 413, 443 y 518. 

Magnesio

varias piezas de fundición a presión de magnesio

Otro material de fundición a presión popular es el magnesio. Es el octavo elemento más abundante que se encuentra en el Núcleo de la Tierra. Lo que lo hace tan útil es que pesa incluso menos que el aluminio. Aparte de esto, una ventaja adicional del magnesio es que es fácil de mecanizar. 

Esta capacidad de mecanizado lo hace altamente funcional para industrias que necesitan piezas fundidas con detalles extra o acabado superficial con máquinas. Por tanto, el magnesio se utiliza más claramente en la fundición a presión en cámara caliente. Algunos de los elementos que se encuentran en las aleaciones de magnesio incluyen zinc, aluminio, silicio y manganeso. 

Algunas aleaciones de magnesio que se emplean en la fundición a presión son AZ91D, AM60 y algunas aleaciones de tierras raras como AS41B y AE42.

Zinc

Algunas de las aleaciones más fáciles de moldear entran en la categoría del zinc. Aunque se utiliza en el proceso de fundición a presión en cámara caliente, sigue siendo uno de los favoritos entre los fabricantes que lo admiran debido a sus muchas ventajas. Estos incluyen ductilidad, alta resistencia e idoneidad. No sólo esto, las aleaciones de zinc no sufren mucho desgaste.

El zinc, como sabemos, se utiliza en lugar del hierro y el latón debido a su capacidad para fundirse en piezas decorativas y prácticas. Recuerde, no es tan liviano como el aluminio o el magnesio y se compone de cobre, magnesio y aluminio. 

Las aleaciones de zinc incluyen nombres como Zamak 3, Zamak 2 y Zamak 5. 

Otras aleaciones utilizadas para fundición a presión.

Estaño

Un material no tóxico que se puede combinar fácilmente con otros materiales es la aleación de estaño. El material tiene un punto de fusión bajo con una excelente fluidez fundida. Forma fácilmente aleaciones con otros materiales, lo que lo convierte en uno de los más buscados cuando se trata de fundición a presión.

Se utiliza como uno de los materiales para soldar y también se puede utilizar para fundir hierro. Además, la estabilidad dimensional es alta. Incluso si se contrae durante la fabricación, no hay ningún daño ya que se contrae durante la solidificación.

Dirigir

Este metal puede resistir la corrosión como ninguna otra aleación. Es esta propiedad la que lo hace útil para fabricar cojinetes, artículos ornamentales y equipos de seguridad contra incendios. Sin embargo, no se recomienda el uso de plomo en piezas que puedan entrar en contacto con alimentos. 

Aplicaciones de materiales fundidos a presión

Aleación de aluminio 

  • Automoción: más ligero, el aluminio es una alternativa al hierro y al acero, que pesan más. Su uso ha resultado en una disminución del consumo de combustible y una optimización carcasa de caja de cambios
  • Aeroespacial: su peso ligero es la razón por la que se utiliza aluminio para producir piezas aeroespaciales.
  • Conectores eléctricos y de carcasa: los productos de esta industria aprovechan las propiedades eléctricas y de blindaje de alto rendimiento del aluminio.
  • Dispositivos portátiles: Las propiedades de blindaje del aluminio lo hacen apto para dispositivos, así como su larga vida útil y blindaje EMI/RFI.
  • Construcción: Los marcos de ventanas, barandillas de cortinas, tabiques, accesorios y revestimientos utilizan productos de fundición a presión de aluminio.

Aleación de magnesio

  • Automoción: El magnesio ligero garantiza que el producto sea finalmente más ligero. Esto, a su vez, aumenta la velocidad y la eficiencia del vehículo. Esta propiedad hace que el magnesio sea perfecto para fabricar coches de altas prestaciones. Un ejemplo es un coche deportivo.
  • Aeroespacial: esta industria siempre está buscando materiales que sean livianos y duren mucho tiempo. El zinc cumple perfectamente estos requisitos. 
  • Carcasas y carcasas electrónicas: Con alta capacidad conductora, el magnesio protege contra interferencias electromagnéticas. Por la misma razón, se emplean en el desarrollo de productos de alta calidad como tabletas, teléfonos inteligentes y televisores.

Zinc

  • Automoción: Es un metal duro y resistente. Por lo tanto, se ve con frecuencia en sistemas de aire acondicionado, sistemas de frenos y sistemas de combustible. Los sistemas de motor y los sistemas de dirección asistida también utilizan zinc. 
  • Electricidad y electrónica: las paredes delgadas aumentan las propiedades de blindaje del zinc y mejoran el rendimiento eléctrico.
  • Productos complicados: Para cualquier industria que necesite productos complejos, el zinc es ideal ya que se puede fundir fácilmente.
  • Piezas eléctricas y de consumo: Los productos de consumo como grifos de fregadero, pistones de compresores, varillas conectoras, disipadores de calor, etc., se pueden fabricar utilizando piezas eléctricas y de consumo de alta calidad. 
  • Industria del mueble: la fundición a presión se utiliza a menudo para preparar componentes de muebles, como pomos y tiradores de cajones.

Estaño 

Generalmente, el estaño se utiliza para preparar joyas y artículos decorativos, pero también se puede utilizar para fabricar electrodomésticos. Además, como no es tóxico, funciona bien para equipos que se utilizan para almacenar alimentos.

Bronce

Parece una aleación de oro blanco y acero inoxidable, y la industria de la joyería lo utiliza como material fundido a presión debido a su bajo punto de fusión.

Aparte de esto, hay muchas industrias que utilizan materiales de fundición a presión para producir productos de alta calidad que también sean duraderos. 

Costo de la fundición a presión

Generalmente, la fundición a presión funciona para producción a gran escala y el costo puede oscilar entre $50000 y $60000. Este alto costo se puede atribuir a muchos factores. Discutamos uno por uno. 

Factores que afectan el costo de la fundición a presión

Durante la producción

Material

El costo del material es un factor clave para determinar el costo total de la fundición a presión. Primero, el precio del metal puede variar dependiendo de lo fácil que sea conseguirlo y de su apariencia física. Otros determinantes incluyen su reciclabilidad y el acabado requerido después de la fundición. Aunque se utilizan entre 90 y 951 TP3T de residuos, también se cuentan los residuos de material.

Máquina

Como ya hemos comentado, existen dos tipos de máquinas que se utilizan para fabricar moldes de fundición: cámara caliente y cámara fría. De las dos, la cámara caliente es menos costosa que la máquina de fundición a presión de la cámara fría. Sin embargo, el primero tiene algunas limitaciones y su elección debería depender de su requisito final. 

Complejidad en el diseño

Cuantas más complejidades necesite, mayor será el costo de la fundición a presión. Algunos ejemplos de estos requisitos de diseño incluyen socavaduras, altas tolerancias y paredes delgadas. 

Volumen de producción

En pocas palabras, cuanto mayor sea el volumen, mayor será el costo. La producción a gran escala requerirá más materiales y herramientas y, por tanto, el coste será elevado.

Herramientas y moldeado

Necesitaría herramientas para realizar la fundición a presión y también tendrá que gastar dinero para operarlas. No sólo esto, sino que su mantenimiento tiene un precio. Estos costos adicionales aumentan el costo de obtener fundición a presión sobre un metal.

Coste laboral

Además de lo anterior, el aseguramiento de la calidad (proceso que ayuda a establecer la calidad del producto en posproducción), el embalaje y el despacho requieren mano de obra. A veces, los procedimientos de posprocesamiento como golpear, Mecanizado CNCTambién se requieren , anodizado y perforación, lo que se suma al costo bruto.

Post-producción

No sólo lo anterior, también se tienen en cuenta los siguientes a la hora de decidir el coste de un molde de fundición a presión:

Tarifa de diseño

Suele ser 2-3 % de la tarifa total. Esto incluye dibujos 2D o 3D, estructuras CNC, programación CAM y análisis de flujo de molde CAE.

Costo material

Los principales factores que afectan los costos de materiales en la fabricación de moldes son los costos del núcleo y del marco. Los marcos son estándar o hechos a medida. Generalmente los fabricantes compran el material base del exterior. Tenga en cuenta que el tamaño de la base del molde depende de su tonelaje. Por lo tanto, el material del marco se elige en función de la duración prevista del molde. Un ejemplo de esto puede ser el molde de aluminio, cuya vida útil es de 80.000 a 100.000 veces.

Costo de la inspección

A veces, inspeccionar el molde puede costar más, ya que depende de los años de experiencia y conocimientos del técnico involucrado. 

Costo de prueba

Algunas aleaciones requieren medidas de seguridad adicionales durante esta fase. Un ejemplo es el magnesio. 

Costo de transporte

El costo de fundir un producto también depende de la ubicación del cliente. Los costos de transporte varían debido al peso del molde. Cuanto más lejos esté el lugar de entrega, mayor será el coste.  

Pensamientos de despedida 

Fabricar productos con fundición a presión no es fácil. Requiere precisión, especialmente cuando la demanda es alta en todas las industrias. Pero es importante saber el tipo de metal que se utilizará. También hay que considerar la forma del producto final, incluida su función. Por lo tanto, asegúrese de ponerse del lado de Diseño de moldes industriales HiTop para tu necesidades de fundición a presión. Utilizan máquinas de fundición a presión de última generación para ofrecerle productos de fundición a presión de primera calidad. 

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