Guía Práctica Para El Diseño de Mazarotas y Enfriadores

GUÍA PRÁCTICA PARA EL DISEÑO DE MAZAROTAS Y ENFRIADORES.

A continuación se presentaran las instrucciones para un buen diseño de sistemas de alimentación.

 Paso 1 : Secuencia de solidificación Una vez diseñado el modelo a fabricar, es necesario conocer su secuencia de solidificación, la cual revelara que partes de la pieza solidificaran más rápido que otras. Estos datos lo suministra la Regla mostrada, conocida como Regla de Chorinov.

Dónde ts: Tiempo de solidificación local.

V: volumen del material. A: Área de superficie disponible a disipar calor. Cm: Constante del molde. n: índice de Chorinov ( n=2). En términos simples la regla establece que la pieza con área superficial grande y el volumen pequeño se enfriaran más rápidamente que una pieza con área superficial pequeña y volúmenes grandes. Ejemplo 1. Calcular el módulo de enfriamiento de la pieza. 2. Luego se busca dividir la pieza en N partes según sea el caso. 3. Se calculan los módulos de enfriamiento (V/A).

Primero Solidificaran las partes donde existan menor modulo. Con esta secuencia se logra conocer donde se colocara la MAZAROTA.

 Paso 2: Diseño optimo de la mazarota. Existen tres factores muy importantes en el diseño de mazarotas, ellos son 

Forma: Aquella que permita que el metal esté líquido el mayor tiempo posible. Se encuentra Esférica (mas optima), y cilíndricas (Mas usadas). El diseño seleccionado dependerá del moldeo, la que sea más fácil de trabajar a la hora de atacado y extracción.



Localización: En zonas correspondientes a mayores secciones de la pieza. Garantizando la solidificación direccional.



Volumen: Método de Caine y regla de módulos de enfriamiento.

 Paso 3: Reglas de Modulo de Enfriamiento. La mazarota debe tener un tiempo de solidificación mayor que el de la pieza con la finalidad de que está solidifique de último y se generen en ellas rechupes.

Mm ≥ wMp

Donde

Mm: Modulo de enfriamiento de la mazarota. Mp: Modulo de enfriamiento de la pieza. W: Constante del metal líquido.

W varía dependiendo el metal líquido Aleaciones Ligeras Mm= 1.3 * Mp Aceros

Mm= 1.2*Mp

Fundicion Gris

Mm=Mp

 Paso 4 : Calculo de Mazarotas por regla de módulos de Enfriamiento Los cálculos a continuación son en base a la pieza mostrada en el ejemplo. 1. Por trabajar con Aluminio Mm= 1.3*(Mp) Para el caso de la mazarota ubicada en la sección C: Mm=1.3*(2.14cm)=2.78cm 2. Sabemos que Mm = Vm / Am

,

Para una mazarota cilíndrica

Luego, sabemos que h=1.5 D. 3. Sustituyendo y despejando nos queda.

Despejando D, tenemos que D=12.97cm H=19.46cm Estas serían las dimensiones de la mazarota a realizar.  Paso 5: Método de Caine. Mediante este método podemos validar que el diseño de la mazarota cumplirá con su objetivo. También nos sirve para modificar el tamaño de la mazarota para hacer más eficiente el proceso y optimizar material.

Curva Caine para aluminio

Para el uso de este método, es necesario calcular un X, Y. donde

En nuestro ejemplo, podemos observar que X=1.3 Y = 1.43 Para mazarota C. Así verificamos que es eficiente el diseño.  Paso 6: Sección de unión mazarota-pieza 

Si la mazarota seleccionada es Mazarota Lateral

LNmax=0.5*D DN= 1.2*LN+0.1*D



Mazarota Lateral con pieza en forma de placa:

LNmax= D/3 0.6*T≺HN≺0.8*T WN= 2.5LN + 0.18*D En caso que sea  Mazarota Directa

LNmax=0.5*D DN=LN + 0.2*D

Enfriadores Son masas de material frio (usualmente metálico), colocadas dentro del molde o formando parte de la cavidad del molde. Actúan promoviendo la solidificación direccional en zonas complicadas.

Calculo de Masa del enfriador:

P = peso del enfriador. V0 = Volumen (cm3) de la parte de la pieza que se desea enfriar.

M0 = Modulo real de la parte de la pieza que se desea enfriar. M1 = Modulo ficticio de la parte de la pieza que se desea enfriar. Mx =Modulo de la parte de la pieza que se va a alimentar. D = densidad del metal colado. L = Calor latente de fusión del metal colado. C= Calor especifico del metal del cual está hecho el enfriador. T= Temperatura máxima que puede alcanzar el enfriador.

Radio de acción del sistema de alimentación Zona de alcance de la mazarota y los enfriadores, es decir, la porción del material que permanecerá sin defectos (rechupes) debido a la acción del sistema de alimentación. Efecto de extremidad: Se refiere a la distancia E que no tendrá defectos en la pieza producto del desalojo de calor en el extremo de la misma. Zona A: distancia que la Mazarota garantiza que enfriara sin defectos. Zona E’: cantidad de material que solidifica sano por acción del enfriador.

Elaborado por: Yhonder Capasso Emperatriz Acosta