Modelos desechables En la fabricación de moldes con modelos desechables, el modelo, que es usualmente de una pieza, es colocado en el tablero y la base de la caja se moldea en la forma convencional. Se agregan unos agujeros para ventilación y la base se voltea completamente para el moldeo de la tapa. Casi siempre la arena en verde es el material común más usado, aunque pueden usarse arenas especiales para otros propósitos, como arena de cara que se utiliza de inmediato alrededor del modelo. La arena en la línea de partición no se aplica en la tapa de la caja y la base no puede ser separada hasta que la fundición es removida. En cambio, la tapa es llenada con arena y se apisona. En cualquiera de los casos la colada es cortada en el sistema de alimentación o ambas, como usualmente sucede, esta es una parte del modelo desechable. Se hacen los agujeros para ventilación y se coloca algo de peso para oprimir la tapa. Los modelos de poliestireno, incluyen la alimentación y el sistema de colado como se muestra en la figura. La colada es vaciada rápidamente en la pieza moldeada; el poliestireno se vaporiza; y el metal llena el resto de la cabida. Después de enfriado la fundición es eliminada del molde y limpiada. El metal es vaciado lo suficientemente rápido para prevenir la combustión del poliestireno, con el resultado de residuos carbonosos. En cambio, los gases, debido a la vaporización del material, son manejados hacia fuera a través de la arena permeable y los agujeros de ventilación. Un recubrimiento refractario se aplica comúnmente al modelo para asegurar un mejor acabado superficial para la fundición y le agrega resistencia al modelo. Es obligatorio a veces que los pesos para oprimir los moldes sean parejos en todos los lados para combatir la alta presión relativa en el interior del molde. Las ventajas de este proceso incluyen los siguientes aspectos:: Para una pieza no moldeada en maquina, el proceso requiere menos tiempo. No requieren que hagan tolerancias especiales para ayudar a extraer el modelo de la arena y se requiere menor cantidad de metal. El acabado es uniforme y razonablemente liso. No se requiere de modelos complejos de madera con partes sueltas. No se requiere caja de corazón y corazones. El modelo se simplifica grandemente. Las desventajas de este proceso incluyen los siguientes aspectos: El modelo es destruido en el proceso. Los modelos son más delicados de manejar. El proceso no puede ser usado con equipos de moldeo mecánico. No puede ser revisado oportunamente el modelo de la cavidad. http://www.geocities.com/usmindustrial/Fundicion.htm
a. Perdido (transitorio) En este caso el molde se hace comprimiendo arena de fundición alrededor de l modelo colocando en el interior un bastidor adecuado llamado caja después de la colada ; se levanta la caja y se rompe el molde para extraer la pieza. Para hacer otra pieza es necesario rehacer el molde . http://www.monografias.com/trabajos7/fuco/fuco.shtml
En la fundición inversa, una adaptación del proceso de cera perdida para la fabricación de piezas fundidas ornamentales, el modelo se construye en cera, a menudo con una máquina de fundido a presión, y se recubre con una pasta de material refractario que se deja secar. Esta capa refractaria, con el modelo de cera dentro, se recubre de arena y después se cuece todo el molde. La cera se derrite y se vierte fuera del molde, con lo que éste queda listo para recibir el metal. Las piezas fabricadas con este proceso tienen una gran precisión y reproducen bien detalles finos. Biblioteca de Consulta Microsoft ® Encarta ® 2005. © 1993-2004 Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.
Proceso de fundición a la cera perdida Es un proceso muy antiguo para la fabricación de piezas artísticas. Consiste en la creación de un modelo en cera de la pieza que se requiere, este modelo debe tener exactamente las características deseadas en la pieza a fabricar. El modelo de cera es cubierto con yeso o un material cerámico que soporte el metal fundido. Para que seque ese material cerámico se introduce a un horno, con ello el material cerámico se endurece y el modelo de cera se derrite. En el molde fabricado se vacía el metal fundido y se obtiene la pieza deseada. Es un proceso que es utilizado para la fabricación de piezas ornamentales únicas o con muy pocas copias. http://www.aprendizaje.com.mx/Curso/Proceso1/Temario1_V.html#dos
Tabla 7a. Panorama de posibles procesos de moldeo y vaciado con moldes desechables Tipo de molde
Moldes desechables
Tipo de modelo
Modelos fijos
Modelos de un solo uso
Proceso
Moldes manuales
Moldes de máquina
Moldes con máscaras
Moldes de cerámica
Fundición Moldes de fina fundición para (Procesos obtener piezas de macizas sin fundición cavidades o de cera) huecos
Materiales a procesar
Todos los metales
Todos los Todos los metales metales
Todos los metales
Todos los metales
Todos los metales
Rango de Sin límite, Hasta Hasta 150 Hasta 1000 1 g hasta Sin límite, peso los equipos varias kg kg varios kg (Limitado por (Valores para toneladas, (En casos la capacidad del aprox.) transportar y limitado especiales transporte): la capacidad por el hasta 100 especialmente de fundición tamaño de kg) apto para partes determinan los pesadas los límites equipos Rango de Partes Series Series Partes Series Partes cantidades individuales, pequeñas medianas individuales, pequeñas individuales, (Valores series hasta hasta series hasta series aprox.) pequeñas grandes grandes pequeñas grandes pequeñas, en hasta caso de partes medianas adecuadas producción en serie
http://www.cepis.ops-oms.org/eswww/fulltext/publica/resipeli/resita7a.html
Esta técnica basada sencillamente en la fabricación inicial de un modelo de espuma de poliestireno, copia fiel de la pieza que se desea moldear, que es a su vez recubierta con una pintura refractaria o capaz de soportar altas temperaturas para finalmente ser revestida por el metal fundido, se convierte en una efectiva salida para incursionar en mercados exigentes y competitivos. Con copiados perfectos de los moldes, disminución tanto del material particulado como de los desechos en la planta de producción y una reducción de hasta un 70 por ciento del mecanizado de las piezas, esta desconocida pero efectiva técnica de fundición empieza a posicionarse en el país. Ventajas del Lost Foam (espuma perdida)
• Simplifica el manejo de la arena y reduce costos al prescindir del uso de aditivos y aglomerantes. • Permite la eliminación de machos y la posibilidad de fabricar piezas con contra salidas y formas complejas. • Espesores menores para el mecanizado. • Elimina las juntas y por lo tanto la posibilidad de desplazamientos. • Los costos de mantenimiento se minimizan debido a la eliminación de molino y bandas transportadoras. http://www.colciencias.gov.co/agenda/pdfs/pn_135.pdf
El modelo de espuma perdida permite tomar en cuenta las propiedades de material de la espuma, el gas generado cuando se quema la espuma y la perdida de calor en el frente del metal.
Las fundiciones de precisión con frecuencia usan el proceso de fundición a la cera perdida para hacer los moldes. En este proceso, los moldes se hacen construyendo una cáscara compuesta de capas alternativas de suspensiones refractarias y estucos, como sílice fundida, alrededor de un patrón de cera. Las cáscaras de cerámica se colocan al fuego para remover el patrón de cera y precalentar las cáscaras para la colada. Otro proceso de elaboración de moldes en arena que está encontrando aceptación comercial utiliza un patrón de espuma de poliestireno embutido en arena tradicional suelta sin aglomerante. El patrón de espuma dejado en el molde de arena es descompuesto por el metal fundido, por lo tanto el proceso es llamado "moldeo con patrón evaporante" o "proceso de espuma perdida".
Residuos de fundición a la cera perdida
Las cáscaras de fundición a la cera perdida sólo pueden ser usadas una vez y su disposición se realiza en rellenos sanitarios como residuos no peligrosos a menos de que existan en las cáscaras condensados de metales pesados de las aleaciones. Las ceras que son retiradas de las cáscaras de fundición a la cera perdida pueden ser recicladas en las mazarotas y los burletes de cera para su reutilización o pueden ser enviadas a la línea de reciclaje de cera para su recuperación
http://www.cepis.ops-oms.org/eswww/fulltext/epa/meta/metaca22.html#pcera
El método convencional de vaciado por gravedad comparado con los procesos exclusivos de fundición de contragravedad de Hitchiner
VACIADO POR GRAVEDAD por completo cada una de las secciones. La CLA permite controlar la velocidad de llenado del molde con temperaturas del metal y del molde más bajas que aquellas que se requieren en un vaciado por gravedad; se logra así una estructura más fina del grano y el mejoramiento de las propiedades mecánicas. Luego de un breve período de espera que permite que las piezas y parte de los alimentadores se solidi-fiquen, se elimina el vacío y el resto del metal fluye hacia al horno. Sólo una pequeña pestaña del alimen-tador, que se puede pulir con gran facilidad, queda en la pieza fundida. Ya que no hay necesidad de considerar el claro de corte para la sierra en el diseño de un molde de fundición CLA, el rendimiento es considerablemente más alto que el que se logra con un bebedero convencio-nal. La CLA produce piezas de fundición con mucho menos defectos de escoria e inclusiones no metálicas, ya
que el molde es llenado con flujo laminar, sin turbulen-cia y además con metal lim-pio que se encuentra por de-bajo de la superficie del baño. En pruebas comparativas de maquinado, efectuadas en condiciones bajo control, se ha demostrado que este metal, al ser más limpio, reduce el desgaste de herra-mientas. Desde su desarrollo, el proceso CLA ha tenido muchas variantes diseñadas para aplicaciones especí-ficas. Entre ellas, los procesos CLV, CLI, CV y el CLA con soporte de arena. l método de llenado de moldes por vaciado de gravedad ha cambiado muy poco a través de la historia. A pesar de ser tan simple, esta antigua práctica tiene sus limitaciones. Cuando se cuela el metal fundido, la turbulencia y sal-picaduras hacen que el aire se mezcle con el metal. El acero es sumamente reactivo al aire, lo que causa que el metal ex-puesto se oxide y esto produ-ce pequeños defectos de óxi-do en la fundición. El metal vaciado por gra-vedad viene por lo general acompañado de escoria. Esta se forma y flota en la superfi-cie del baño metálico, se ad-hiere a las paredes interiores del horno y se vierte en la olla cuando esta es llenada. Además, un molde que se llena utilizando el método de vaciado por gravedad, requiere del aumento de la presión para forzar el metal líquido en las cavidades de la pieza. El aire queda atrapado en pequeñas secciones del molde creando contrapresión que resis-te el flujo del metal e impide el llenado del molde. Hitchiner ha desarrollado y utiliza en su produc-ción un proceso de fundición que se conoce con las siglas “CLA”, Fundición al Aire con Contragravedad y Baja Presión (en inglés, Countergravity Low pres-sure Air mel t). En este proceso, el molde se coloca en una cámara de vacío. De la cámara sobresale un tubo de llenado que se hace descender dentro de la porción central y limpia del baño metálico. Se aplica el vacío que permite que el metal fundido ascienda, llenando PROCESO CLA
Las ventajas del proceso a la cera perdida... Fundamentos del
proceso a la cera perdida as réplicas en cera de la pieza por fundir se producen utilizando el proceso de moldeo por inyección. Estas réplicas se denominan patrones. Los patrones se fijan a un vástago central de cera, denominado bebedero, para formar un árbol. La cáscara se forma al sumergir el árbol en una suspención cerámica y lue-go en una cama de arena sumamente fina. De esta manera se aplican hasta ocho capas. Una vez que la cerámica está seca, se derrite la cera de la cáscara, formando así un molde hueco. En el proceso convencional, la cáscara se llena con el metal fundido utilizando el proceso de vaciado por gravedad. A medida que se enfría el metal, las piezas, los alimentadores y el bebedero se convierte en una pieza fundida só-lida. Se rompe la cáscara de cerámica y se separan las piezas del bebedero cortándolas con una sierra de fricción de alta velocidad. Luego de peque-ñas operaciones de ter-minado, las piezas de fundición, idénticas a los patrones de cera originales, están listas para enviarse al cliente.
L E s
FLEXIBILIDAD DE DISEÑO
La fundición por medio del proceso a la cera perdida proporciona piezas “con dimensiones finales casi exactas,” lo cual permite a los diseñadores e ingenieros la libertad de diseñar en una amplia variedad de aleaciones. El pro-ceso es capaz de producir detalles exactos y dimensiones precisas tanto en piezas de mucho peso como en aquellas que sólo pesan unos pocos gramo s. s
AMPLIA SELECCION DE ALEACIONES
Hitchiner regularmente funde más de 120 alea-ciones ferrosas y no ferrosas.
ELIMINACION DEL MONTAJE DEL HERRAMENTAL s
Los costos del montaje del herramental se redu-cen drásticamente o se eliminan por completo cuando se ofrece una configuración “con di-mensiones finales casi exactas.”
DISMINUCION DE LOS COSTOS DE PRODUCCION s
Las costosas operaciones de maquinado se re-ducen y muchas veces se eliminan. No es nece-saria la inversión en bienes de capital para producir piezas en nuestras instalaciones.
REDUCCION DE LAS OPERACIONES DE MONTAJE s
Se pueden fabricar varias partes en una sola fundición, reduciendo así los costos de manejo, montaje e inspección.
CAPACIDAD PARA PRODUCIR GEOMETRIAS DIFICILES s
Se pueden fundir ranuras, barrenos, protube-rancias, letras, ranuras de estrangulación, pasadores, estrías y hasta algunas roscas. INYECCION CERA PREPARACION DE LAS CASCARAS CONJUNTO
En el proceso de reproducción se conjugan dos factores muy importantes, una técnica depurada con el paso de los años, y una elaboración artesanal, que dan a cada pieza un trato individualizado.
Se utiliza este método, por su probada fiabilidad a la hora de reproducir cualquier superficie. La calidad del bronce una vez terminado es la copia exacta de la obra que salió de manos del artista, cumpliendo por lo tanto con las máximas exigencias.
Proceso de Cera Perdida Arcilla a cera a bronce—el proceso de cera perdida es un método para cambiar una escultura hecha de arcilla suave a un material más duro tal como el bronce. Al cambiar la arcilla a bronce se requieren dos moldes para cada escultura. El primer molde (hecho de yeso y caucho) rinde un casco de cera de la escultura. Vaciando la cera a mano determina el espesor, y por lo tanto el peso, del bronce final. Sumergiendo el casco de cera en un material líquido cerámico forma la base del segundo molde. Al endurecerse, el material puede soportar la alta temperatura del bronce fundido. Después, el molde se calienta hasta que la cera se derrita o desaparezca. Ya que la cera desaparece, llega a ser "cera perdida" como lo implica el nombre del proceso. El espacio que deja la cera perdida en el segundo molde forma un "vacío"—con la forma de la escultura—a cual se llena de bronce fundido después.
1. Arcilla original (a veces un año para hacerse).
2. El molde principal cubre la arcilla. El caucho líquido vertido alrededor de la arcilla endurece. El yeso mantiene el caucho en su lugar.
El Molde Maestro (Primer Molde) El primer molde se llama molde maestro ya que se deriva de la arcilla original (figura 1). Está hecho de un caucho especial sostenido por un casco de yeso (figura 2). El caucho registra los detalles esculpidos en la arcilla (figura 3). Cuando la escultura de arcilla suave se remueve del molde maestro (arruinándose en el proceso), el vacío resultante se llena con cera caliente (figura 4).
El Segundo Molde Cerámico Cuando la cera re-trabajada se perfecciona (figura 5), se encajona en el segundo molde de cerámica (figura 6). Este molde se hace de material de cerámica porque debe soportar la alta temperatura del bronce fundido (sobre 1204°C).
3. La arcilla es removida, creando un espacio vacío. El caucho captura los detalles esculpidos en la arcilla.
4. La cera caliente se vierte en el molde, adquiriendo los detalles que el caucho capturó de la arcilla.
5. La cera endurece cuando se enfría y se quita del molde. Harvey perfecciona, agrega los detalles. "Verjas" para verter son agregadas.
6. El segundo molde de cerámica cubre la cera y endurece.
7. En el horno, la cera se derrite y sale del molde convirtiéndose en "cera perdida".
8. El bronce fundido (1204°C) se vierte en el molde de cerámica.
9. Etapa del Acabado: el molde se separa con martillazos, las "verjas" son removidas, el metal es soldado,
10. Etapa de la Pátina (Color): los ácidos aplicados al bronce calentado le dan ricos colores.
Después, el molde de cerámica—con el casco de cera adentro—se coloca en un horno industrial para derretir la cera (figura 7). De esta forma, la cera se convierte en "cera perdida" mientras que se derrite y desaparece. Entonces, el bronce fundido es vertido en el vacío dejado por la cera derretida (figura 8). Después de enfriarse, el molde se martilla cuidadosamente para separar y exponer el casco de bronce. Las verjas para verter deben de ser molido, y el bronce perfeccionado por soldadura cuidadosa, limado, molido, y pulido (figura 9).
El Acabado y la Etapa de la Pátina En esta etapa, Harvey visita otra vez la fundición para agregar los toques finales de acabado al bronce para que satisfaga sus estándares exigentes. Cuando él considera que el bronce está perfecto, se agrega la pátina o color. Esto se aplicada manualmente calentando el bronce y aplicando combinaciones de productos químicos que controlan el color del proceso natural de oxidación (figura 10). La atención cuidadosa a la pátina da resultado a profundos, ricos colores que se convierten en parte permanente de la escultura. Finalmente, el número de edición y la marca de fundición se martillan en el bronce y la escultura se encera para proteger la pátina (figura 11). El arduo proceso de fabricación de casco—un molde para hacer la cera, y un molde para hacer el bronce—debe de repetirse en cada moldeo o parte de la escultura. André Harvey no lo haría de otra manera. Él está convencido de que el tiempo involucrado en moldeo y las energías gastadas—
una escultura pequeña toma generalmente ocho semanas—son bien dignos del esfuerzo. Una vez en bronce, la escultura alcanza una permanencia —una clase de inmortalidad—que abarca las generaciones y los siglos. Quizás, un día en el futuro distante, esto pueda ayudar a explicar a personas todavía no nacidas cómo era vivir una vida hoy.
limado, pulido. Harvey perfecciona el acabado del metal.
11. Bronce acabado.
http://www.andreharvey.com/spanish/wax.html
DESCRIPCIÓN DE LA PRÁCTICA -
Primeramente se debe realizar el modelo con espuma flex para poder realizar la fundición.
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Luego la arena de fundición debe ser tamizada y pasada a otro aparato que permite obtener una mejor arena de fundición, se debe añadir agua en pequeñas cantidades por el orificio
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Después se coge dos cajas y se colocan en el suelo, cabe señalar que la caja de abajo se colocan al lado contrario
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Se coloca el modelo dentro de la caja y se echa la arena de fundición obtenida al final hasta cubrir por completo el modelo
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Después de haber cubierto todo el modelo se coloca arena de relleno
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Luego de haber alcanzado una altura de arena hasta el tope de la caja se debe moldear la arena con un palo en diferentes direcciones, tres veces.
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Se añade después de ser moldeado, más arena de relleno hasta que sobrepase la altura de la caja y se moldea nuevamente como se mencionó en el paso anterior
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Se quita el exceso de arena mediante una lámina cuya longitud sea mayor que la de la caja hasta que quede bien aplanada
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Después y con mucho cuidado, se da la vuelta a la caja y se coloca la otra encima, además se vierte sílice sobre el modelo
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Se colocan los modelos de las entradas a una distancia razonable y que permitan la buena entrada del metal
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Sobre la superficie del modelo se echa arena obtenida al final hasta cubrir el modelo para luego rellenar mediante la arena de relleno hasta una altura igual de la de la caja evitando mover las entradas.
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Se moldea como se mencionó anteriormente y se vuelve a echar arena de relleno
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Se moldea nuevamente y se realiza el aplanado de la arena quitando el exceso.
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Se quitan los modelos de las entradas y se realiza la forma de un cono en los huecos de las entradas
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Se quita con mucho cuidado la caja superior y se realizan los canales de circulación del metal empezando por el hueco de las entradas hasta el modelo de espuma flex.
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Se debe tomar en cuenta que en este proceso el modelo no debe ser quitado, razón por lo cual a este proceso se lo conoce como de modelo perdido
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Se coloca nuevamente la caja superior y se traslada las cajas con mucho cuidado hasta un lugar cerca del horno basculante
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Luego se echa el aluminio en una de las entradas y se espera hasta que se produzca la solidificación del aluminio.
