Fundición a la cera perdida

Introducción

La técnica de fundición a la cera perdida, o también llamado microfusión consiste en revestir un modelo de cera, con varias capas constituidas por una mezcla de elementos cerámicos refractarios y un aglomerante, aplicado de manera alterna con material de relleno de diferente granulometría (aumentando el tamaño de grano a medida que se incrementan el número de capas aplicadas para garantizar la permeabilidad del molde) hasta lograr un molde de espesor adecuado. El aglomerante reacciona químicamente durante el secado para formar una red de gel, que sostiene el material cerámico. Posteriormente, el modelo es removido y la cerámica calcinada para formar una estructura rígida en donde se vierte el metal fundido, conformando así una réplica exacta del modelo original. El baño refractario está constituido por una fase sólida y otra líquida. La fase líquida está compuesta de aglutinantes, tensoactivos y antiespumantes. Como aglutinante es tradicional la utilización industrial de la sílice coloidal o el silicato de etilo.

El proceso llamado cera perdida es utilizado para la fabricación de piezas por el método de fundición, tiene una antigüedad de cientos y quizás miles de años, entre sus principales características se destacan la calidad superficial y dimensional de las piezas obtenidas. En su esencia básica, el proceso consiste en la fabricación de un modelo de cera u otro material apropiado, seguidamente se construye un molde alrededor de él y entonces se funde la cera que deja un molde cuya cavidad es una duplicación exacta del modelo original.

Este proceso deriva su nombre del hecho de que el modelo de cera utilizado en el proceso, es seguidamente fundido en el molde, dejando una cavidad que tiene todos los detalles del modelo original. El objeto de cera o modelo era luego cubierto con una envoltura de yeso. Cuando el yeso endurecía, se calentaba el molde en un horno, fundiendo la cera, y al mismo tiempo, se obtenía mayor secado y endurecimiento del molde. La cavidad resultante, conteniendo todos los detalles complicados de la forma original de la cera, era luego llenada con metal. Al enfriar se rompía la cubierta de yeso dejando la pieza. En piezas grandes tales como estatuas, se utilizaban corazones de yeso para obtener paredes relativamente delgadas en ellos.

En la presente práctica se requiere que la parte que se va a moldear se haga con acero o latón. A partir de esta réplica se hace un molde dividido, de bismuto o de una aleación de plomo. Después se vierte la cera en el interior del molde y tiene lugar la solidificación, el molde se mantiene en un tornillo de banco enfriado por agua, y la cera calentada se inyecta en su interior con presión considerable. Algunas veces se utiliza resina termoplástica de poliestireno, en lugar de cera.

Algunos modelos se ensamblan con las entradas y rebosaderos necesarios, calentando las superficies de contacto (soldadura de la cera) con un alambre caliente. Este conjunto es luego soportado en una caja de moldeo. Se espolvorea por dentro de la caja un material refractario finamente molido, adelgazado con un agente mezclador como alcohol o agua, es vaciado en la caja después de haber espolvoreado previamente el modelo con una mezcla fina de harina de sílice. Después de haber fraguado el yeso, se coloca el molde con la parte superior hacia abajo y se calienta en un horno durante varias horas para expulsar la cera por fusión y para secar el molde. El colado se podrá realizar por gravedad, al vacío, por presión o fundición centrífuga.

El rango de presión es de 0.02 a 0.2 MPa y generalmente se usan en la operación de vaciado. Una vez que se enfría el molde, se destruye el yeso. Después se cortan las entradas y los alimentadores, se limpian las piezas por medio de esmerilado, chorro de arena u otras operaciones de acabado.

Conclusión

Este proceso de fundición provee gran cantidad de piezas a la industria, con una excelente terminación superficial, estrechas tolerancias dimensionales y formas bastante complejas. Una de las etapas más importantes del proceso es la construcción de las cáscaras o moldes cerámicos, ya que cuando éstas no cumplen con los requerimientos necesarios revelan índices de falla relativamente altos, que influyen directamente en la calidad de las piezas, proporcionando así un gran número de productos no conformes.