Hispanopedia WikiLa fundición en molde de yeso es un proceso de fundición de metales similar a la fundición en arena, con la diferencia de que el material de moldeo es yeso en lugar de arena . Al igual que la fundición en arena, la fundición en molde de yeso es un proceso de molde desechable, pero solo se puede utilizar con materiales no ferrosos. Se utiliza para piezas fundidas desde 30 g (1 oz) hasta 7-10 kg (15-22 lb) . Generalmente, la preparación del molde lleva menos de una semana. Se pueden alcanzar tasas de producción de 1 a 10 unidades/hora con moldes de yeso. [ 1 ] [ 2 ]
Las piezas que normalmente se fabrican mediante moldeo de yeso son componentes de cerraduras, engranajes, válvulas, accesorios, herramientas y ornamentos. [ 2 ]
Detalles
El yeso no es yeso de París puro, sino que contiene aditivos para mejorar la resistencia en verde, la resistencia en seco, la permeabilidad y la capacidad de moldeo . Por ejemplo, se añade talco u óxido de magnesio para prevenir el agrietamiento y reducir el tiempo de fraguado; la cal y el cemento limitan la expansión durante el horneado; las fibras de vidrio aumentan la resistencia; y la arena puede utilizarse como relleno. [ 1 ] La proporción de ingredientes es de 70-80 % de yeso y 20-30 % de aditivos. [ 2 ]
El patrón suele estar hecho de metal, sin embargo, se pueden usar moldes de caucho para geometrías complejas; estos moldes se llamanMoldes de yeso de caucho . Por ejemplo, si la pieza a moldear tieneángulos reentrantes o superficies angulares complejas, el caucho es lo suficientemente flexible como para poder retirarlo, a diferencia del metal. [ 1 ] Estos moldes también son económicos, reutilizables, más precisos que los de acero, de rápida producción y fáciles de cambiar.
Las tolerancias típicas son de 0,1 mm (0,0039 pulg.) para los primeros 50 mm (2,0 pulg.) y de 0,02 mm por cada centímetro adicional (0,002 pulg. por cada pulgada adicional). Se requiere un ángulo de desmoldeo de 0,5 a 1 grado. Los acabados superficiales estándar que se pueden obtener son de 1,3 a 4 micrómetros (50–125 μin). [ 1 ]
Proceso
Primero, se determina la línea de separación, ya sea simple (dos partes) o más compleja (tres o más). Se construye una caja alrededor del modelo para contener el yeso. Luego, se mezcla el yeso y se rocía el modelo con una fina capa de agente desmoldante para evitar que el yeso se adhiera. A continuación, se vierte el yeso sobre el modelo y se vibra mecánicamente la caja que lo contiene para rellenar todos los huecos y eliminar las burbujas de aire. El yeso fragua, generalmente en unos 15 minutos, y se retira el modelo. El molde se hornea, entre 120 °C (248 °F) y 260 °C (500 °F) , para eliminar el exceso de agua. El molde seco se ensambla, se precalienta y se vierte el metal. Finalmente, una vez solidificado el metal, se separa el yeso de la pieza fundida. El molde suele estar dañado por el metal, por lo que no se suele reutilizar. El yeso desechado se puede reciclar moliéndolo, pero se debe tener cuidado, ya que el polvo de sílice causa daños pulmonares permanentes. [ 1 ] [ 2 ]
Ventajas y desventajas
La fundición en molde de yeso se utiliza cuando se requiere un excelente acabado superficial y una buena precisión dimensional. Debido a que el yeso tiene una baja conductividad térmica y capacidad calorífica , el metal se enfría más lentamente que en un molde de arena, lo que permite que el metal llene secciones transversales delgadas; la sección transversal mínima posible es de 0,6 mm (0,024 pulg.) . Esto da como resultado una fundición con forma casi final , lo que puede suponer una ventaja en cuanto a costes en piezas complejas. [ 1 ] Además, produce una cantidad mínima de material de desecho. [ 3 ]
La principal desventaja del proceso es que solo puede utilizarse con materiales no ferrosos de bajo punto de fusión, como aluminio , magnesio , zinc y, en ocasiones, aleaciones de cobre. El material más comúnmente utilizado es el aluminio. La temperatura máxima de trabajo del yeso es de 1200 °C (2200 °F) , por lo que los materiales con puntos de fusión más altos derretirían el molde de yeso. Además, el azufre del yeso reacciona con el hierro, lo que lo hace inadecuado para la fundición de materiales ferrosos. [ 1 ] [ 2 ]
Otra desventaja es que sus largos tiempos de enfriamiento restringen el volumen de producción. Los moldes de un solo uso suelen enfriarse en agua, pero solo después de que se haya solidificado por completo para evitar que el metal caliente salga disparado. Un enfriamiento adecuado puede facilitar la extracción del molde y hace que algunas aleaciones sean más resistentes. [ 1 ]
El yeso no es tan estable como la arena, por lo que depende de varios factores, como la consistencia de su composición, los procedimientos de vertido y las técnicas de curado. Si estos factores no se controlan adecuadamente, el molde puede deformarse, encogerse al secarse, presentar un acabado superficial deficiente o incluso fallar por completo. [ 4 ]
Notas
Referencias
- Degarmo, E. Paul; Black, J. T.; Kohser, Ronald A. (2003), Materiales y procesos en la fabricación (9.ª ed.), Wiley, ISBN 0-471-65653-4.
- Kalpakjian, Serope; Schmid, Steven (2006), Ingeniería y tecnología de fabricación (5.ª ed.), Pearson, ISBN 0-13-148965-8.
- Todd, Robert H.; Allen, Dell K.; Alting, Leo (1994), Guía de referencia de procesos de fabricación , Industrial Press Inc, ISBN 0-8311-3049-0
- Fundición