Como uno de los procesos de fabricación más antiguos y versátiles, que se extiende miles de años en la historia, fundición de arena continúa desempeñando un papel básico incluso en la actualidad. A medida que aparecen tecnologías más nuevas y avanzadas, los métodos más antiguos, como la fundición de arena, continúan colgando en el equilibrio porque es práctico, rentable y puede producir formas que pocos otros métodos pueden.
Este blog explorará los conceptos básicos del lanzamiento de arena, sus beneficios y limitaciones clave, y la amplia gama de aplicaciones que la convierten en una opción popular en las industrias de hoy.
¿Qué es el casting de arena?
Fundición de arena es un tipo de proceso de fundición de metal que emplea arena como material de moho. Este método implica verter metal derretido en una cavidad de un molde compuesto por arena para producir la forma necesaria. El molde formado se puede romper para eliminar la parte de fundición una vez que el metal se ha solidificado.
El proceso sigue estas etapas generales:
- Creación de patrones: un patrón está diseñado para replicar la forma del producto final.
- Moldado: crea una cavidad en la arena usando el patrón.
- Melto y vertido: el metal líquido se vierte en el molde.
- Enfriamiento y solidificación: el metal puede enfriarse y solidificarse en el molde.
- Desmontaje y acabado: el molde está roto y la parte de fundición se limpia y termina.
La simplicidad de este proceso y la disponibilidad de materias primas hacen que la fundición de arena sea uno de los métodos de fabricación más utilizados a nivel mundial.
Ventajas de la fundición de arena
1. Cualquier aleación virtualmente:
Moldes de arena Se puede hacer fácilmente en casi cualquier aleación ferrosa o no ferrosa. Algunos otros procesos de fundición derretirán y verterán súper aleaciones en el vacío, pero eso no generalmente se hace como una fundición de arena. Algunos materiales no pueden ser “trabajó”, y debe hacerse como un casting.
2. Bajo costo de herramientas:
El costo relativamente bajo de las herramientas hace que la fundición de arena sea un proceso de elección para las necesidades de menor volumen. Los patrones se usan, por lo que el material seleccionado para el patrón (típicamente de madera, plástico o metal) dependerá de la cantidad de uso esperada de la pieza que se produce. Si bien puede no ser más barato a corto plazo, mecanizado (o “sin patrón”) Los mohos pueden ser un enfoque rentable para componentes con uso disminuido durante mucho más tiempo.
3. Versátil: tamaño, peso, forma:
Moldes de arena Se puede hacer en pesos desde onzas hasta más de 200 toneladas. Con el uso de núcleos, las estructuras internas se pueden lanzar en su lugar. Las piezas con forma dependen en gran medida de la imaginación del diseñador. Sin embargo, la mayoría de las fundiciones de arena requerirán al menos algunas superficies mecanizadas, ya sea debido a los límites de tolerancia inherentes del proceso o la necesidad de aparearse con otros componentes.
4. Cualquier cantidad:
Debido a que el costo de las herramientas puede ser muy bajo, la fundición de arena puede ser adecuada para un lote único. Por el contrario, hay piezas en automóviles que se fabrican utilizando este tipo de proceso, por lo que también puede ser adecuado cuando se requiere una producción de alto volumen. Otros factores de diseño y tolerancia suelen ser más críticos que el volumen para seleccionar esto como el tipo de proceso de fundición preferido.
5. Tiempo:
Aunque el proceso de lanzamiento puede ser más rápido que, por ejemplo, el lanzamiento de la inversión, debe recordarse que los procesos posteriores a la fundición como el mecanizado pueden agregar valor a los tiempos de entrega generales.
Preocupaciones con el lanzamiento de arena
1. Precisión dimensional inferior:
El moldeo sin hornear puede ofrecer una mejor precisión dimensional y repetibilidad que el moldeo de arena verde, pero este proceso, en promedio, proporcionará menos precisión que otros procesos de fundición comunes.
2. Mantenimiento de patrones:
Mientras que de menor costo que las herramientas para otros procesos de casting, todavía hay una creación de arte para patrones. Los patrones pueden ser voluminosos, por lo que el almacenamiento debe ser administrado; Esto es especialmente significativo si la fundición se produce con poca frecuencia. La moldura sin patrón puede aliviar algunos desafíos del almacenamiento y mantenimiento de patrones.
3. Acabado superficial:
Las fundiciones de arena tienden a entregar un acabado superficial más rugoso que otros procesos de fundición. Ese punto puede ser discutible si ciertas superficies están mecanizadas de todos modos, o si las superficies en la condición de talla son aceptables.
A continuación se muestra una comparación de los acabados de superficie relativos que se pueden esperar de varios procesos de fundición:
| Proceso de fundición | Rango RMS |
| Morir | 20 - 120 |
| Inversión | 60 - 200 |
| Moho | 120 - 300 |
| Centrifugal - herramientas estándar | 400 - 500 |
| Centrifugal - molde permanente | 20 - 300 |
| Molde estático - permanente | 200 - 420 |
| Arena no ferrosa normal | 300 - 560 |
| Arena verde ferrosa normal | 560 - 900 |
Elementos en la fundición de arena
Antes de aprender los pasos involucrados en el proceso, es importante comprender las partes o los elementos utilizados en el proceso de lanzamiento. Consulte el diagrama de fundición de arena a continuación mientras aprende sobre los elementos.
- Hacer frente y arrastrar: la parte superior e inferior de una disposición de fundición se llama Cope y arrastre respectivamente. Suelen ser marcos de madera
- Riser: Un elevador a menudo se llama alimentador. Es un depósito y un pasaje incluido en un molde de fundición de metal para evitar la contracción del metal.
- Runner: un corredor es un canal con un diámetro reducido utilizado para permitir el flujo de metal fundido hacia la cavidad.
- Molde: es una cavidad hecha de un patrón (copia del reparto final deseado) que está hecha principalmente de arena.
- Core: el núcleo en la fundición de arena es un dispositivo insertado en la cavidad del molde para crear características interiores en la fundición, como los agujeros.
- GATE: Es el punto en el que el metal alcanza la cavidad del molde y comienza a fluir hacia ella.
- Arena base: también se conoce como arena de base y es la forma más pura de arena (sílice).
- Ajuste: el pegamento que mantiene unidos los granos de arena es el agente de unión. Los tipos más comunes de aglutinantes son la arcilla & Agua, aceite, resina y silicato de sodio.
Aplicaciones de fundición de arena
Dado que el 70% del piñones de metal están a través del proceso de fundición de arena o moho, algunos de los productos o piezas bien conocidos de fundición a la arena producidos a través de este proceso incluyen cuerpos de bomba, arbustos, pistón de compresor de aire, impulsores, cárter del motor & Bandeja de aceite, volante, gas y tanque de petróleo.
- Industria minera y de construcción: En las industrias de minería y construcción, la fundición de arena se utiliza para la fabricación de placas resistentes al desgaste; y partes del equipo, como por ejemplo, piezas de triturador, dientes de arrastre o cubos de excavadoras.
- Industria marina: La fundición de arena se utiliza en la industria marina para hacer piezas para motor marino, hélices, accesorios de botes y otras piezas necesarias para barcos.
- Ferrocarriles: La fundición de arena se encuentra en la industria ferroviaria cuando fabrica ruedas ferroviarias, el sistema de frenos o acopladores.
- Agricultura y maquinaria agrícola: También encuentra la aplicación en la maquinaria agrícola y agrícola para producir componentes como piezas de tractores, arado y piezas utilizadas para los sistemas de riego.
Cómo se compara la fundición de arena contra otros métodos
En comparación con otros métodos de fundición, la fundición de arena tiene sus propias ventajas y compromisos:
- En comparación con la fundición de troqueles: si bien la fundición de troqueles ofrece un mayor nivel de precisión con acabados más suaves, es costoso y no es adecuado para grandes partes.
- Versus Casting de inversión: el casting de inversión logra una mayor precisión y detalle, pero es sustancialmente más costoso y más lento.
- En comparación, la fundición de moho permanente tiene un tiempo de ciclo más rápido pero una capacidad de diseño más baja en comparación con la fundición de arena.
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Conclusión
La fundición de arena sigue siendo un importante proceso de fabricación, proporcionando flexibilidad, rentabilidad y la capacidad de producir piezas complejas para cada industria. Aunque tiene deficiencias, los avances tecnológicos están ayudando a superar las limitaciones y hacer que la lanza de arena sea una opción viable para las aplicaciones de hoy, desde componentes automotrices personalizados hasta piezas de maquinaria industrial, esculturas artísticas o cualquier otro producto que se le ocurra.
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