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Ingeniería de Manufactura
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Procesos de Fundición
Definición:
Es el proceso de obtener piezas a partir de licuacion de
metales (Aleacion) que luego pasara a un molde
debidamente preparado donde se solidificara y tomara la
forma deseada (colada)
Las fundiciones estan constituidas por elementos como
hierro, carbono, silicio ademas de magnesio, fosforo, azufre,
etc. Las fundiciones no son sometidas a procesos de
deformacion plasticas ya que no son ductiles.
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Importancia del Proceso de Fundicion:
• Permite fabricar piezas de diferentes dimensiones
• Gran precision de forma en la fabricacion de piezas
complicadas
• Es un proceso relativamente economico
• Las piezas de fundicion son faciles de mecanizar
• Estas piezas son resistentes al desgaste
• Absorben mejor las vibraciones en comparacion con el
acero
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Propiedades de las Fundiciones
• Buena resistencia a la compresión
• Baja resistencia a la tracción
• Resistencia a las vibraciones
• Maleabilidad en Caliente
• Alta resistencia al desgaste
Debido a sus propiedades, las fundiciones suelen utilizarse
para la realización de bloques, bancadas de maquinas,
herramientas, soportes, bloques de motores, cuerpos de
bomba, cuerpos de motores eléctricos, etc.
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Etapas del Proceso de Fundición en Moldes
no Permanentes
• Diseño del Modelo
• Fabricación del Modelo
• Moldeo
• Fusión y Colada
• Limpieza y Acabado
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Diseño del Modelo
• El Modelo es la pieza que se requiere reproducir en el
proceso de fundicion, con ciertas diferencias tales como:
• Debe ser ligeramente mas grande considerando la
contraccion del material una vez solidificado
• Las superficies del modelo deberan
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Fabricación del Modelo
• Diseño del Modelo
• Fabricación del Modelo
• Moldeo
• Fusión y Colada
• Limpieza y Acabado
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Los moldes se pueden fabricar de distintos materiales, entre
ellos se pueden hacer de metal, yeso, ceramica u otro tipo
de material, sin embargo en este capitulo nos vamos a
referir a la preparacion de moldes de arena
Tipos de Fundicion a la Arena
1. Modelo Removible
En este tipo de modelo la arena se comprime alrededor de
un modelo el cual se extrae posteriormente de la arena. La
cavidad producida se alimenta con metal fundido para crear
la pieza de la fundicion.
2. Modelo Desechable
En este tipo de modelo los modelos son hechos a partir de
poliestireno y en vez de extraer el modelo de la arena, se
vaporiza cuando el metal fundido es vaciado al molde
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Tipos de Fundicion a la Arena
1. Modelo Removible
2. Modelo Desechable
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Clasificacion de Moldes:
Los moldes se clasifican según los materiales usados:
1. Moldes de Arena Verde
Metodo mas comun utilizado en la industria. Consiste en la
formacion del molde a partir de arena humeda.
2. Moldes con Capa Seca
En este tipo de molde, la arena que se encuentra a una
distancia de 10mm del molde, se mezcla con un compuesto
que endurece la arena y se obtiene una superficie dura
alrededor del modelo.
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Clasificacion de Moldes
3. Moldes con Arena Seca
Estos moldes son hechos a partir de arena verde mezclada
con algun compuesto similiar al que se emplea en el
metodo anterior. Los moldes son cocidos completamente
dentro de cajas de metal. Una vez cocidos, los moldes se
sacan de las cajas de metal y mantienen su forma debido a
la mezcla con el compuesto.
4. Moldes de Arcilla
Se utilizan para la fabricacion de piezas extremadamente
grandes. Estos moldes requieren de mucho tiempo para
hacerse y su uso no es muy extenso.
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Clasificacion de Moldes
5. Moldes Furanicos
En este tipo de moldes, la arena seca es mezclada con
resina furanica para que la arena endurezca de forma casi
inmediata al contacto con el aire.
6. Moldes de CO2
En este tipo de molde, la arena se mezcla con silicato de
sodio y se apisona alrededor del modelo. Se inyecta CO2 a
presion al molde y el molde se endurece de inmediato.
7. Moldes de Metal
Se utilizan este tipo de moldes en fundicion en matriz de
aleaciones de bajo punto de fusion. (Cap 4)
8. Moldes Especiales
Este tipo de moldes, se vera con mas detalle en capitulo 6
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Procesos de Fabricacion de Moldes:
1. Moldeo en Banco
Este tipo de moldeo, se emplea para trabajos pequeños y
se hace en un banco a una altura conveniente para el
moldeador
2. Moldeo en Piso
Se utiliza este procedimiento cuando las piezas aumentan
de tamaño y resulta dificil su manejo, por consiguiente el
trabajo es hecho en el piso. Se utiliza para piezas de
mediano tamaño y piezas de gran tamaño
3. Moldeo en Fosa
Las piezas de fundicion extremadamente grandes son
moldeadas en una fosa en vez de moldear en piso. El piso
de la fosa y paredes actuan como base del molde. Este tipo
de moldeo, ahorra mucho en moldes costosos.
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Procesos de Fabricacion de Moldes
4. Moldeo en Maquina
Se han construido maquinas para hacer operaciones que el
moldeador normalmente hace a mano, como apisonar la
tierra, voltear el molde, formar la alimentacion y sacar el
modelo. Todas estas operaciones son mas rapidas y
eficientes en la maquina que haciendolas a mano.
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Elementos de un Molde
1. Sistema de Alimentacion
Son los conductos por medio de los cuales el metal vaciado
llega a la cavidad del molde, se compone de:
• Vasija de Vaciado
Area del molde en donde se recibe el metal fundido
• Bebedero
Canal de bajada o conducto vertical donde circula el
metal fundido
• Canal
Es donde el metal fluye de la base del bebedero a la
cavidad del molde
2. Rebosadero
Es el lugar por donde sale el aire que se encuentra dentro
del molde para dar lugar al liquido fundido, pueden ser
rebosaderos abiertos o cerrados (ciegos).
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Elementos de un Molde
3. Cavidad
Es el lugar en donde se va a depositar el metal liquido y es
donde se va a formar la pieza motivo del molde.
4. Entradas Desnatadoras
Son elementos diseñados a partir de malla de alambre para
atrapar la escoria o alguna otra clase de particulas extrañas.
5. Modelo
Es la pieza que se encuentra dentro del molde y la cual nos
va permitir la fabricacion del elemento.
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Elementos de un Molde
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Tolerancias en los Modelos
1. Contraccion
• Los modelos deben de estar diseñados para compensar
la contraccion propia del metal
2. Extraccion
• Debe de ser facilmente extraible y sin daños
3. Acabado
• Se debe de considerar esta caracteristica durante el
diseño del modelo
4. Distorsion
• Esta caracteristica aplica en piezas que por su
geometria irregular, se pueden distorsionar durante el
enfriamiento
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Tipo de Arena Utilizada en los Moldes
El tipo de arena que se utiliza es la arena silica por las
siguientes ventajas:
• Se encuentra en muchos depositos naturales
• Resiste altas temperaturas sin descomponerse
• Es de bajo costo
• Tiene gran duracion
• Se consigue en una amplia variedad de tamaños y formas
de granos
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Pruebas de la arena
La arena debe de cumplir con las siguientes propiedades:
1. Permeabilidad
• Se refiere a la porosidad del grano que permite el
escape de calor y gases de adentro de la cavidad
2. Resistencia
• La arena debe de ser lo suficientemente adhesiva en
contacto con la humedad y los aditivos
3. Refractariedad
• La arena debe de resistir altas temperaturas sin fundirse
4. Tamaño y Forma de Grano
• El tamaño y forma de grano debe ser uniforme, no se
puede manejar distintas formas y tamaños de granos
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Corazones
Cuando una pieza de fundicion requiere una cavidad o
hueco, tal como un agujero para un tornillo, debe
introducirse al molde alguna forma de “corazon”.
En otras palabras, “cualquier proyeccion de arena, hacia
adentro del molde”.
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Corazones
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Plataforma Actividad 2 Semana 2