Moldeado a mano

Preparación de las cajas de moldeado, la colada, el desmoldeo, la extracción de la pieza y el desbarbado o limpieza. – Preparación de las cajas: Se seleccionan las cajas de moldeado en razón del tamaño del modelo a emplear. De fundición de hierro, aluminio… Se unen ambas. El modelo se coloca en la caja de moldeado y el espacio circundante se rellena de arena bien apisonada, dejando un conducto de entrada para el metal fundido (Bebedero) y otro para la salida del sobrante (mazarota). – Colada: Una vez el metal fundido ha llenado el hueco dejado por el modelo se verifica su solidificación. – Desmoldeo y extracción: Al finalizar la solidificación, se abre la caja de moldeado y se deshace el molde–
Desbarbado o limpieza: Se eliminan el bebedero y la mazarota formados en la pieza, quedando esta para un proceso de mecanizado posterior.

Moldeado con machos

Cuando la pieza no es maciza hay que colocar en el interior del molde un macho con la forma del hueco a reproducir. La masa fundida ocupara todo el molde menos el espacio correspondiente al macho. Estos exigen el empleo de arenas especiales, y el uso de aglutinantes. Se utiliza una caja de machos para su moldeado, fabricada del mismo material que los modelos, que tiene la forma que se desea dar al macho. Si el macho tiene forma sencilla y regular, la caja es de una sola pieza. Los machos de forma más complicada requieren caja partida. Machos en voladizo utilizan sujetadores.

Moldeado mecánico

Utilizado en la moderna producción en serie, mediante maquinaria especializada. La placa modelo es un elemento fundamental del moldeado a máquina. Se trata de una placa de fundición, donde se atornillan los modelos emplear. Existen de tres tipos: – Placa modelo simple: Si el modelo necesita ser partido será preciso construir dos placas, una para cada parte – Placa modelo de doble cara – Placa modelo reversible Maquinas de moldeado por presión
Constan de un cabezal y una mesa de trabajo. El prensado de la arena puede hacerse por acción del cabezal (prensado superior) o por la acción de la mesa (prensado inferior). El sistema utilizado para realizar el prensado puede ser: manual; hidráulico, neumático o electromagnético. Con el prensado superior la arena de moldeo quedara más compacta en el lado del tablero de compresión, y menos en el lado del modelo. Pero es más interesante lo contrario. Si el tablero de compresión es plano, la distribución de presiones no es uniforme, por ellos se usan tableros con geometrías opuestas al del modelo.

Maquinas de moldeado por proyección

Proyectan la arena con fuerza sobre cajas de moldeado, por medio de unas aspas movidas por un motor. Su funcionamiento esta basado en la proyección centrifuga de la arena en una bomba especial para esta tarea. Esta máquina puede llenar rápidamente cajas de grandes dimensión, sin ruido ni vibraciones y su manejo es sencillo. Se utiliza para moldea de forma semiautomática grandes piezas. Resulta innecesario el posterior prensado de la misma y muestra una compactación homogénea.

Maquinas de moldeado por sacudidas

Apisonan la área para el moldeado en las cajas por media de sacudidas de la mesa. El sistema motriz suele ser neumático. Adecuado para moldear piezas de geometría complicada. El embolo desciende bruscamente y la mesa experimenta una sacudida, reiniciándose el ciclo. La máxima compresión se obtiene en las proximidades de la superficie de la mesa. En estas maquinas la máxima compresión se obtiene en las proximidades de la superficie de la mesa, y del modelo.

Maquinas de moldeado mixto

Combina los efectos del moldeado a presión y por sacudidas. La primera fase es por sacudidas, logrando un buen apisonado de las capas de arena junto al molde. La segunda fase es el correcto apisonado de las capas superiores de arena por procedimientos de presión.

Maquinas de moldeado mecánico de machos

Maquinas diseñadas para la producción semiautomática de machos. Las más empleas son las de extrusión y soplado neumático. Las de extrusión, la arena procedente de una tolva se introduce en la caja de machos por medio de un tornillo sinfín. Las maquinas de soplado tienen la caja de machos acoplada a una tobera, por donde se inyecta arena impulsada por aire comprimido. Algunas actúan por disparo al aire. El aire a presión contenido en un deposito se expansión instantáneamente al abrir una válvula de disparo, lo que provoca un arrastre súbito de arena que se comprime en la caja de machos.

PROCEDIMIENTOS ESPECIALES DE MOLDEO

Procedimientos y técnicas especiales que utilizan diferentes principios y tecnologías para lograr la construcción del molde a utilizar en la fundición.

Moldeo con terraja

Se utiliza para moldear piezas que se engendran por revolución o extrusión, sin el empleo de modelo. Es económico para obtener un número muy reducido de piezas (2º3). Si el numero es mayor, resulta mas económico el moldeo con modelo, que no exige personal tan especializado.

Moldeo en cascara

Obtención de un molde o coquillas y resina a partir del modelo de la pieza donde se hará la colada. Para el molde se aprovecha la propiedad que tienen ciertas resinas de endurecerse bajo la acción del calor. Estas actúan como aglomerantes de la arena de sílice. El modelo de la pieza se construye ordinariamente en dos mitades, fijando cada uno de ellas a una placa metálica. Se calienta la placa modelo a 200ºC y se le aplica antiadherente a base de parafina. A continuación entra en contacto con la mezcla de moldeado, formando en pocos segundos un caparazón solido o cascara de 5 a 7 mm de espesor. L a placa con la cascara adherida, es sometida a un calentamiento durante un 3 a 5 minutos. Terminada la cocción se separa la cascara del molde y se unen los semimoldes obtenidos con cola. Las ventajas son la precisión geométrica y dimensional.

Moldeo a la cera perdida

Uno de los procedimientos más antiguos, utilizado para una gran variedad de piezas de elevada precisión, de pequeño tamaño, y forma muy complicada, imposibles de obtener por otros métodos. El proceso a seguir es el siguiente: – Se construye el modelo de la pieza en latón o bronce, contando la contracción y dilataciones.
– Empleando el modelo construido, se funde un molde que puede ser de acero, o con aleación de bajo punto de fusión. – En una prensa de inyección especial se obtienen modelos de cera – Estos modelos son montados en conjuntos de colada llamados racimos. – Los racimos de modelos se introducen en un baño de cerámica seguido de un arenado cuidadoso. A Tª controlada. – Se introducen los racimos ya revestido, en unas cajas de acero que se rellenan de arena, que se comprime por vibración, extrayendo el aire y la humedad. – En una estufa a 100ªC se funde la cera y se cuecen los moldes en un hornos a 1000ºC, desapareciendo los últimos residuos, y la cascara adquiere solidez y resistencia. – Se cuela el metal en el molde bajo ligera presión y se aspira el aire contenido. – Una vez solidificado se rompen los moldes y las piezas se limpian y desbarban. Por la complejidad del proceso, será conveniente en la fabricación de piezas de precisión, de pequeño tamaño, formas complicadas, y conformación imposible por otros procesos.

Moldeo mercast

Variante del método de la cera perdida. La cera o el poliestireno son sustituidos por mercurio. La precisión alcanzada en los detalles es superior que con la cera. El proceso se divide en: – Coquilla metálica con placa intermedia de machos – Colada – Enfriamiento de la coquilla a -75ºC
– Separación de las placas intermedias – Unión de las dos mitades del molde sin placa intermedia, quedando los modelos de mercurio perfectamente adheridos por simple presión – Recubrimiento del modelo de un baño de papilla cerámica por inmersión – Al elevar a la Tª amb se licua el modelo de mercurio y queda el recubrimiento cerámico – A continuación se cuece el molde formado por el recubrimiento – Colado, una vez rodeado el molde de arena para mejor su resistencia – Pieza terminada Moldeo con modelo consumible
Variante del método a la cera perdida. Se utiliza poliestireno para fabricar el modelo y este nose retira de la cavidad del molde.
Al colar el metal fundido en el molde el modelo se vaporiza instantáneamente y el metal ocupa por completo la cavidad.

Moldeo al Co2

Se desarrollo por primera vez en la década de los 50. Los moldes son endurecidos sopando el dióxido de carbono a través del molde. Evita que los moldes deban ser introducidos en un horno. Es similar al moldeo en arena, pero los moldes se endurecen al ponerlos en contacto con el CO2. El contacto produce un gel de sílice que actúa como aglutinante endureciendo el molde o el macho. El procedimiento consiste en: – Mezcla de arena se compacta alrededor del moldeo o de la placa modelo – Realizados los moldes o los machos se procede al gaseado con CO2 – Se puede realizar sin quitar el modelo o con el modelo colocado. – La introducción del gas se hace por campana o mediante agujas – Preparar los moldes, colocar los macho y proceder a la colada – Una vez solidificado se procede al desmoldeo, rompiendo el molde. Los modelos utilizados son los mismos que los utilizados en el moldeo en arena. Evitamos el uso de barnices desmoldeantes que puedan reaccionar con los aglutinantes. Las arenas utilizadas están compuestas de sílice, poco contenido en arcilla, y deben estar secas.

Moldeo por vacio

Se le conoce como proceso en V. El modelo es recubierto por una hoja de plástico y se coloca en la caja el molde que se rellena de arena sin ningún aditivo, colocando otra hoja de plástico sobre la arena para aplicar a continuación, un vacio, que hace que la arena se compacte. Realizados los dos medios moldes se unen, y se lleva a cabo la colada manteniendo el vacio en la arena hasta que se solidifique. El desmoldeo se realiza rompiendo los plásticos, eliminando así el vacio. La arena se recupera y las piezas obtenidas son de gran calidad MOLDEADO EN MOLDES METALICOS
Los moldes metálicos también son llamados coquillas. Son utilizados en la fabricación de grandes series de piezas, y tiene la ventaja del moldeo por gravedad. La fundición en coquilla es un procedimiento que consiste en sustituir los moldes de arena en la fundición ordinaria por gravedad, por moldes metálicos.

Moldes metálicos o coquillas

Las coquillas se componen de dos partes: – El cuerpo del molde que da forma exterior a la pieza, y siempre es metálico – Los macho o núcleo, que determinan las cavidad de las piezas, y pueden ser metálicos o de arena. Cuerpo exterior del molde: Formado por dos o más partes, según complejidad de la pieza a obtener. Las partes del cuerpo (placas o bloques) están separados por una junta vertical. La parte horizontal se llama pedestal o base. Las bases cierran el molde por la parte inferior y sirven de apoyo y guía de los bloques. En los moldes sin base, los bloques se centran por medio de clavijas.

Núcleos de las coquillas

: Los macho son metálicos o de arena o yeso. Los metálicos se construyen de fundiciones o AA. Si se pueden desalojar con facilidad, se construyen de una sola pieza, sino son partidos en varias porciones. Los machos de arena o yeso se usan cuando estos tienen una forma compleja y no es fácil su extracción. Las coquillas casi siempre se hacen en dos mitades. Si las piezas son pequeñas, se usan coquillas en libro, en las que ambas partes están unidas por charnelas. Las coquillas para piezas voluminosas constan de una base sobre la que se ajustan los dos bloques, que constituyen la parte superior del molde.

Sistema de distribución

: Se dispone en la división del molde, con un diseño adecuado, para evitar toda turbulencia y asegurar, la solidificación progresiva del metal.
Las coquillas disipan de forma natural el calor que le comunica la aleación liquida. Pero cuando se desea regular la velocidad de enfriamiento se construye provisto de aletas de circulación de aire, agua o aceite, si el enfriamiento ha de ser forzado, por el contrario se calientan con mecheros de gas o resistencias eléctricas aquellas partes en que se precisa un enfriamiento más lento.

Proceso de moldeo en coquilla por gravedad

Se siguen las siguientes operaciones: – Limpieza del molde con aire caliente a presión y calentamiento hasta la Tª más adecuada. – Recubrimiento de la cara del molde con una delgada capa de material refractario o negro de humo procedente de una llama reductora de gas. – Colocación de los machos y cierre del molde – Colada del metal en el molde, en reposo el tiempo suficiente para que la pieza solidifique. – Extracción de la pieza del molde. Las aleaciones son a base de plomo, estaño, cinc, aluminio…

MOLDEADO EN COQUILLA CON PRESION

El metal, en esta liquido o pastoso, se introduce en el hueco del molde bajo presión. Lo que favorece el llenado rápido del molde, y una reproducción más fiel. Se elimina la porosidad en las secciones macizas.  La presión debe ser mayor, cuanto mayor sea la tendencia de la aleación a presentar sopladuras. La velocidad a la que introducimos el metal es de 60 m/s.
Después de eliminar el bebedero, quedan completamente terminadas y no necesitan mecanizado posterior. Precisión de dimensiones de 0.1 a 0.01 mm, lo que permite obtener piezas intercambiables, con orificios finos.

Moldeo a baja presión

En la fundición a baja presión, el metal liquido se introduce dentro de la cavidad a una presión de 0.1 MPa, aplicada desde abajo. El metal fluye hacia arriba. La ventaja es que se introduce en el molde un metal limpio desde el centro del crisol, en lugar de un metal que ha sido expuesto al aire. Reduce la porosidad, y los defectos generados por la oxidación, y se mejoran las propiedades mecánicas.

Moldeo centrifugo verdadero

Se producen piezas cilíndricas como tuberías o cañones de armas. El metal fundido es vaciado en un molde rotativo. El eje de rotación es horizontal, pero puede ser vertical para piezas cortas. Estos moldes están hechos de acero, hierro, o grafito, recubiertos de una capa refractaria para incrementar la vida del molde. Las superficies del molde se pueden modificar de tal manera que se puedan fundir tuberías con formas exteriores diversas.
Debido a las diferencias en la densidad, los elementos ligeros como escoria, impurezas… tienden a acumularse en la superficie interna de la pieza fundida. Es necesaria elevada presión para la fundición de piezas de pared gruesa.
Este método consigue piezas de buena calidad, precisión dimensional y buen detalle superficial.

Moldeo semicentrifugo

Se realizan piezas en las que su eje de simetría coincide con el eje de rotación de la máquina de moldeo. El eje de rotación tiene posición vertical, el canal de colada se coloca en la posición del eje, realizándose el llenado desde el cetro de la pieza hasta su periferia. El metal fundido tiende a desplazarse hacia la periferia con más o menos presión. Los moldes pueden ser coquillas, o moldes de arena que permitan la colocación de machos. Utilizado para piezas con simetría rotacional.

Moldeo por centrifugado

También llamado fundición centrifuga, las cavidades del molde de cualquier forma se colocan a una cierta distancia del eje de rotación. El metal fundido se vacía por el eje de rotación y es obligado a pasar al molde debido a la fuerza centrifuga. Las propiedades varían en función de la distancia del eje de rotación.