Descripción del proceso de fundición por modelo evaporativo:

El proceso también se conoce como fundición de modelo evaporado o de modelo perdido. Antes era conocido como el “proceso del poliestireno expandido” y se ha convertido en uno de los proceso de fundición más importantes para metales ferrosos y no ferrosos. Este proceso utiliza un modelo de poliestireno, mismo que se evapora con el metal fundido para formar una cavidad para la fundición.

En este proceso, se colocan perlas de poliestireno crudo desechable, conteniendo de 5 a 8% de pentano (hidrocarburo volátil), en un dado precalentado que por lo general está hecho de aluminio. El poliestireno se expande y toma la forma de la cavidad del dado; se aplica más calor a fin de fundir y unir las perlas entre sí. El dado se deja entonces enfriar y se abre, retirándose el modelo de poliestireno. También se pueden hacer modelos complejos uniendo varias secciones de modelos individuales utilizando un adhesivo de fusión en caliente.

El modelo se recubre con un barro refractario base de agua, se seca y se coloca en una caja de moldeo. La caja se llena de arena suelta y fina, que rodea y soporta el modelo y se puede secarse o mezclarse con agentes aglutinantes para darle resistencia adicional. La arena es compactada de manera periódica utilizando diversos medios. Entonces, sin retirar el patrón de poliestireno, se vacía el metal fundido en el molde.

Esta acción de inmediato vaporiza al modelo (un proceso de ablación) y llena la cavidad del molde, reemplazando completamente el espacio antes ocupado por el modelo de poliestireno. El calor degrada (despolimeriza) al poliestireno y los productos de la degradación se ventilan hacia la arena circundante.

La velocidad de flujo en el molde depende de la rapidez de degradación del polímero. Los estudios han mostrado que el flujo del metal fundido es básicamente laminar. La velocidad se puede controlar produciendo modelos con cavidades o secciones huecas; por tanto la velocidad aumentara al cruzar el metal fundido estas regiones huecas, de manera similar a vaciar en una cavidad vacía como ocurre en la fundición en arena.

Dado que el polímero requiere de una considerable energía para degradarse, se presentan gradientes térmicos en la interfaz metal-polímero; es decir, el metal fundido se enfría más aprisa de lo que haría si se vaciara en una cavidad. En consecuencia, la fluidez es inferior a la de la fundición en arena. Esto tiene efectos importantes en la microestructura en toda la fundición y también conduce a una solidificación direccional del metal.

El proceso de modelo evaporativo tiene un cierto número de ventajas sobre otros métodos de función:

El proceso es relativamente sencillo, porque no existen líneas de partición, corazones o sistemas de alimentación; por tanto tiene flexibilidad de diseño.

Para el proceso bastan cajas de moldeo de bajo costo El poliestireno es económico y se puede procesar con facilidad en

modelos con formas complejas, tamaños varios y un fino detalle superficial.

La fundición requiere un mínimo de operaciones de acabado y de limpieza.

El proceso puede ser automatizado y es económico para grandes lotes de producción. Un factor principal es el costo de producir el dado utilizado para la expansión de las perlas de poliestireno a fin de hacer el modelo.