El proceso de fundición

El proceso de fundición es una técnica de fabricación que implica derretir un metal y vaciarlo en un molde para darle la forma deseada. Aunque se puede utilizar cualquier tipo de metal, los más comunes son el hierro, el acero, el aluminio y el cobre. El dominio de esta técnica, junto con el perfeccionamiento y desarrollo de nuevos metales y aleaciones, ha sido crucial en la historia de la humanidad.

Existen varios métodos de fundición, como la fundición en arena, la fundición en metal y la fundición por inyección. Cada método tiene sus propias ventajas y desventajas, y se elige según las necesidades específicas de cada pieza.

Ventaja de la fundición

Si comparamos la fundición con el resto de los procesos tecnológicos en la fabricación de maquinaria (conformación, soldadura, maquinado, etc.), deduciremos que la ventaja de la fundición consiste en que a partir de un modelo (molde) pueden obtenerse piezas relativamente fáciles y muy económicas. Mediante el método de fundición se puede conseguir piezas metálicas de gran complejidad, con diferentes formas y tamaño. Esta forma de fabricación es conveniente para algunas piezas con metales y aleaciones cuyas características particulares no las hacen aptas para ser obtenidas por otros procesos.

Estas características convierten a la fundición en el proceso más utilizado en la fabricación de piezas para la construcción de maquinaria.

Desventajas del proceso de fundición

• La estructura metálica que se obtiene como resultado de la solidificación y enfriamiento en los moldes contiene muchas irregularidades y suciedad en la superficie.
• La precisión dimensional y acabado superficial son bajos, se debe realizar la posterior limpieza y pulido de las superficies si se necesitan buenos acabados.

• Las calidades obtenidas por fundición son inferiores a las que se obtienen en los diferentes procesos de conformación. Se crean tensiones internas, poros y rechupes provocados por la contracción, etc.

Tipos de procesos empleados en fundición

Los tipos de procesos tecnológicos empleados en fundiciones o métodos de fundición podemos dividirlos en dos grandes grupos:

Moldeo de arena

• Moldeo manual o convencional.
• Moldeo mecanizado.

Procesos especiales de fundición

• Moldes metálicos o coquillas.
• Colada centrífuga.
• Colada a presión.
• Colada a la cera perdida o fundición de precisión.
• Vaciado en cáscara.

Otros: 

• Colada continua.
• Fundición templada al aire.
• Fundición por escurrido.
• Estampado de aleaciones líquidas.

Moldeo en Arena

A pesar del desarrollo que se observa en los llamados métodos especiales de fundición, el método de moldeo en arena, sigue siendo el más empleado para la producción de piezas fundidas y parece ser la tendencia en el futuro inmediato. Este tiene su explicación en una serie de ventajas que tiene este método sobre los demás:

• Es la forma más rápida y económica de obtener la cavidad del molde (en especial, con el empleo de máquinas de moldear)
• Se obtienen piezas de una calidad adecuada para la mayoría de los usos corrientes en construcción de maquinarias,
• Es de los métodos conocidos el más factible para obtener piezas fundidas grandes.

El moldeo manual (convencional) se emplea fundamentalmente cuando por razones técnico-económicas no es factible emplear otros métodos, por ejemplo:

• En producciones pequeñas o unitarias
• En producciones que por su gran tamaño o elevado nivel de complejidad (cuando necesita, por ejemplo, de varias cajas de moldeo) no puede emplearse otro método.

Moldeo mecánico en arena

En los talleres modernos de fundición, de gran producción y producción en serie, para la elaboración de los moldes y machos se sustituyen los métodos manuales de moldeo por el moldeo a máquina o mecánico. Sus ventajas sobre el manual son las siguientes:

• No necesita personal especializado
• Se pueden obtener piezas con espesores muy pequeños;
• Los moldes adquieren una mayor calidad de compactado y una resistencia más alta, con lo cual las piezas quedan mejor acabadas;
• Se facilita la operación de desmoldeado sin deteriorar el molde, ahorrando los gastos de reparación
• Se disminuye el número de piezas defectuosas y se mejora la calidad.
• Disminución del tiempo de compactación de la mezcla,
• Aumento de la exactitud dimensional de la elaboración de los moldes,
• Disminución de la superficie necesaria para el moldeo y el vertido al disminuir el tiempo de elaboración del molde.

También tiene algunas desventajas que limitan su empleo:

• Elevado costo de preparación de los modelos, lo cual limita el empleo de este método a grandes series de piezas,
• Está limitado a piezas que se puedan obtener en dos cajas, debido a las dificultades que se presentan cuando las piezas requieren más de dos cajas,
• Cuando se requiera hacer piezas grandes se necesitan máquinas grandes con costos prohibitivos,
• Los modelos no deben tener partes sueltas.

Máquinas de moldear

Máquinas utilizadas para moldear garantizando automatización en el proceso de fundición.

• Máquinas de moldear con prensado
• Máquinas de sacudidas
• Máquinas por proyección centrífuga de la arena.
• Máquinas de disparo.

Moldeo de precisión

Métodos utilizados para obtener piezas de alta precisión utilizando fundición.

• Moldeo en cáscara o Shell molding
• Moldeo a la cera perdida
• Procedimiento Mercast

Moldes metálicos

Tipos de moldes metálicos utilizados.

• Moldeo en coquilla por gravedad.
• Moldeo en coquilla con presión.

Colada centrífuga

Se llama colada centrífuga al procedimiento de elaboración de piezas fundidas mediante el cual la masa metálica fundida es sometida a la acción de las fuerzas centrífugas durante el proceso de llenado, solidificación y enfriamiento. Las fuerzas centrífugas surgen en la masa fundida al vaciar esta en un molde en rotación. El molde puede girar alrededor de un eje vertical, horizontal o inclinado, como también simultáneamente alrededor de los ejes horizontal y vertical.

Tipos de hornos para el proceso de fundición