Universidad Ricardo Palma Escuela Académico Profesional de Ingeniería Industrial
Facultad de Ingeniería
FUNDICION EN ARENA
Profesor: Amado Crisógono Crisógono Castro Chonta Curso: Procesos de Manufactura I 1. Obj bjet etiv ivos os Conocer las técnicas de procesos de moldeo y fundición en arena.
Laboratorio Nº 1
Cono Conoce cerr fact factor ores es impo import rtan ante tes s que que influyan en la selección de parámetros para para los los proc proces esos os de fund fundic ició ión n en arena. Conocer los componentes de un molde.
PERÚ-LIMA, 201 Diseñado por Amado Crisógono Castro Chonta
2. Fundamento teórico. Se denomina fundición al proceso de fabricación de piezas, comúnmente metálicas, también de plástico, que consiste en fundir un material e introducirlo en una cavidad, llamada molde, donde se solidifica. La fabricación de piezas metálicas de una forma y tamaño definidos, fundiendo un metal o aleación y vertiéndolo en moldes construidos previamente, es la técnica que se desina con el nombre de conformación por moldeo. !n molde es un recipiente que presenta una cavidad que tiene todas las secciones del modelo, en la que se introduce el metal l"quido que, al solidificarse, adopta la forma de la cavidad. # esta técnica también se le llama fundición o colada. $ermite dar forma a muc%os materiales con un buen acabado. &l proceso tradicional es la fundición en arena, por ser ésta un material refractario muy abundante en la naturaleza y que, mezclada con arcilla, adquiere co%esión y moldeabilidad sin perder la permeabilidad que posibilita evacuar los ases del molde al tiempo que se vierte el metal fundido.
Tipos de Moldeo en Arena: •
Moldeo en arena verde. Consiste en la elaboración del molde con arena %úmeda' que es una mezcla de arena, arcilla y aua' y colada directa del metal fundido. &s el método más empleado en la actualidad, con todo tipo de metales, y para piezas de tamaño pequeño y medio.
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(o es adecuado para piezas randes o de eometr"as comple)as, ni para obtener buenos acabados superficiales o tolerancias reducida. •
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Moldeo en arena químico. Consiste en la elaboración del molde con arena preparada con una mezcla de resinas, el frauado de estas resinas puede ser por un tercer componente l"quido ó aseoso, ó por autofrauado. *e este modo se incrementa la riidez del molde, lo que permite fundir piezas de mayor tamaño y me)or acabado superficial. Moldeo en arena seca. #ntes de la colada, el molde se seca a elevada temperatura +entre -- y --/C0. *e este modo se incrementa la riidez del molde, lo que permite fundir piezas de mayor tamaño, eometr"as más comple)as y con mayor precisión dimensional y me)or acabado superficial. Moldeo mecánico. Consiste en la automatización del moldeo en arena verde. La eneración del molde mediante prensas mecánicas o %idráulicas, permite obtener moldes densos y resistentes que subsanan las deficiencias del moldeo tradicional en arena verde. Moldeo a la cera perdida o microusión. &n este caso, el modelo se fabrica en cera o plástico. !na vez obtenido, se recubre de una serie de dos capas, la primera de un material que arantice un buen acabado superficial, y la seunda de un material refractario que proporciones riidez al con)unto. !na vez que se %a completado el molde, se calienta para endurecer el recubrimiento y derretir la cera o el plástico para e1traerla del molde en el que se verterá posteriormente el metal fundido. Fundición en coquilla. &n este caso, el molde es metálico.
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!. Materiales " equipos a utili#ar: •
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#rena de s"lice, arcilla alutinante, y polvo separador. 2aquina de mezclar, %orno, crisol para fundición de metales, ca)a de moldeo superior e inferior, copa de vaciado, sistemas de alimentación, mazarotas, corazones, planc%a volteable, apisonadores, tira de metal, clavi)as cónicas' clavo de acero, cuc%aron.
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2odelos de madera, de cobre, o de plástico.
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2etal de fundición3 cobre o aluminio.
$. %etalles de la parte e&perimental %ise'o del Modelo. &l modelo es la pieza que se pretende reproducir, pero con alunas modificaciones derivadas de la naturaleza del proceso de fundición3 •
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&l modelo debe ser lieramente más rande que la pieza final, ya que se debe tener en cuenta la contracción de la misma una vez se %aya enfriado a temperatura ambiente. &l porcenta)e de reducción depende del material empleado para la fundición. # esta dimensión se debe dar una sobremedida en los casos en el que se dé un proceso adicional de maquinado o acabado por arranque de viruta. Las superficies del modelo deberán respetar unos ánulos m"nimos con la dirección de desmoldeo +la dirección en la que se e1traerá el modelo0, con ob)eto de no dañar el molde de arena durante su e1tracción. &ste ánulo se denomina ánulo de salida. Se recomiendan ánulos entre -,4/ y /. 5ncluir todos los canales de alimentación y mazarotas necesarios para el llenado del molde con el metal fundido.
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Si es necesario incluirá portadas, que son prolonaciones que sirven para la colocación del mac%o.
Manuactura de una pie#a metálica por undición en arena: &n lo que atañe a los materiales empleados para la construcción del modelo, se puede emplear desde madera o plásticos como el uretano %asta metales como el aluminio o el %ierro fundido. !sualmente se fabrican dos semimodelos correspondientes a sendas partes del molde que es necesario fabricar. •
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(ompactación de la arena alrededor del modelo. $ara ello primeramente se coloca cada semimodelo en una tabla volteable, dando luar a las llamadas tablas modelo, que arantizan que posteriormente ambas partes del molde enca)arán perfectamente. Se recubre el modelo con polvo separador para evitar que la arena se ad%iera. &sto facilita la posterior separación del modelo. (olocación del cora#ón. Si la pieza que se quiere fabricar es %ueca, será necesario disponer de corazones que eviten que el metal fundido rellene dic%as oquedades. Los corazones se elaboran con arenas especiales debido a que deben ser más resistentes que el molde, ya que es necesario manipularlos para su colocación en el molde. !na vez colocado, se )untan ambas caras del molde y se su)etan. (ompactación de la arena. # continuación se mete arena a presión en la ca)a de fundición utilizando una apisonadora e forma de cuña. La superficie alta de la arena se nivela con una tira de metal. La parte ba)a de la ca)a de moldeo, )unto con la planc%a volteable se invierte sobre otra planc%a análoa, eliminándose la planc%a volteable oriinal. )a parte alta de la caja de undición se sit*a en su lu+ar sobre la parte baja de la caja de moldeo, fi)ándola mediante espias que a)ustan con los casquillos con que cuenta la parte ba)a de de la ca)a de fundición, lueo se colocan unas clavi)as cónicas cubiertas de polvo separador, utilizadas para formar el bebedero, mazarotas y respiradores. Lueo se llena de arena y se apisona para compactar la arena. 5nmediatamente cuidadosamente se separan las clavi)as cónicas. La parte alta de la ca)a de moldeo se separa, y lueo se saca el modelo suavemente, y cualquier arena que se %aya soltado se elimina soplando suavemente. &l bebedero, la mazarota y los respiradores se conectan a la cavidad del moldeo para controlar el flu)o de fundición. Lueo se une las partes de molde.
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(olada. 6ertido del material fundido.
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-ertido del material fundido.
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nriamiento " solidiicación. &sta etapa es cr"tica de todo el proceso, ya que un enfriamiento e1cesivamente rápido puede provocar tensiones mecánicas en la pieza, e incluso la aparición de rietas, mientras que si es demasiado lento disminuye la productividad. %esmoldeo. 7otura del molde y e1tracción de la pieza. &n el desmoldeo también debe retirarse la arena que se uso como corazón. 8oda esta arena se recicla para la construcción de nuevos moldes.
%esbarbado. Consiste en la eliminación de los conductos de alimentación, mazarota y rebarbas procedentes de la )unta de ambas caras del molde. Acabado " limpie#a de los restos de arena ad%eridos. $osteriormente la pieza puede requerir mecanizado, tratamiento térmico, etc.
squema del /roceso
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0. (uestionario 1.
9:acer un *;$ y e1plicar las operaciones para la elaboración del modelo<
2.
9&l material más destacado para la elaboración del moldeo es la arena s"lice por qué<
3.
9:acer un *;$ de este proceso y e1plicar cada operación para la fundición en arena<
4.
9:acer una ilustración esquemática de la secuencia de operaciones para la fundición en arena<
5.
9=ué caracter"sticas y propiedades deben de poseer los metales o aleaciones para el moldeo en arena<
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6.
&n el diseño del modelo, la superficie del modelo debe tener ciertos ánulos con dirección al desmoldeo, 9Cuál es el tamaño de estos ánulos y como se llama a este<
7.
&n la actualidad e1isten varias formas de moldeo, una de ellas es el moldeo a microfusión' e1plique esta técnica de moldeo.
8.
9=ué diferencias %ay entre moldeo de arena por impacto y moldeo al vac"o<
9.
9=ué caracter"sticas debe de tener el molde para %acer un buen traba)o<
10.
&1isten máquinas que permiten un traba)o más productivo y tener materiales de alta calidad para el moldeo, mencione por lo menos dos de ellas y e1plique brevemente.
. iblio+raía •
>>>.scribd.com?doc?@A4BB?undicion
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DooEs.oole.com.pe
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es.>iEipedia.or?>iEi?undición
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5esvillalba%ervastecnoloia.>ordpress.com?--F?-?G@?metodoHdeH moldeoHporHarena? 7.L. 8imins, I8ecnolo"a de la fabricaciónJ, &ditorial #lfaomea, año --G.
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I2anufactura, inenier"a y tecnolo"a, S. KalpaE)ian y S.7. Sc%mid. &ditorial $earson, 4 edición, --M.
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