Fundición por compresión

La fundición por compresión es un método de fundición que combina la fundición a presión y la forja . Comienza con una fundición a baja presión, seguida de la aplicación de una presión muy alta a medida que el material se enfría, produciendo una pieza fundida de alta calidad. ^{[ 1 ]} Esto se suele llevar a cabo utilizando una prensa hidráulica como parte del equipo de fundición. ^{[ 2 ]}

La fundición por compresión se creó originalmente para fabricar piezas metálicas más resistentes para su uso en las industrias de la construcción y la defensa . Las piezas metálicas obtenidas mediante este proceso son más resistentes al desgaste y al calor, y tradicionalmente su producción ha sido muy costosa. El mercado de estas piezas se ha expandido para incluir las industrias agrícola y automotriz .

Aunque se atribuye a varias personas la creación de la fundición por compresión, la idea de la fundición por compresión (SC) fue patentada por primera vez en 1819 por Hollinggrak ( 27 ) y desarrollada posteriormente por Chernov en 1878. ^{[ 3 ]} Juntos, el equipo de científicos ideó una nueva forma de combinar temperaturas extremadamente altas y una presión de 1,035 bar (15 000 psi) para remodelar el metal fundido. Durante el proceso, esta creación presentó numerosos inconvenientes. Algunos de los problemas que encontraron incluyeron la combinación de la temperatura exacta con la presión correcta para formar el metal más resistente . Sin embargo, a pesar de tantos desafíos, fue patentada oficialmente en 1994. ^{[ 4 ]}

Uno de los mayores inconvenientes que han encontrado los inventores de la fundición por compresión es la configuración de las cavidades reentrantes y los conductos internos que utilizan el núcleo. Una de las posibles soluciones propuestas fue la creación de un núcleo mediante el método convencional de extracción de arena. Si bien este método parecía una solución válida, las altas temperaturas del metal fundido penetraban fácilmente el núcleo de arena. ^{[ 4 ]} Con el tiempo, otros inventores también propusieron diferentes métodos, como el uso de núcleos de sal tradicionales, pero, al igual que la extracción de arena, son igualmente, o incluso más, susceptibles a la tensión y al agrietamiento.

Al trabajar con procesos complejos como la fundición a presión, equilibrar múltiples factores de rendimiento y producción puede resultar un desafío. Por ejemplo, los esfuerzos por reducir el peso de los componentes pueden generar aumentos significativos en los costos de fabricación. En otros casos, la reducción de los costos de producción de la fundición a presión puede resultar en piezas fundidas con una resistencia mecánica proporcionalmente menor. A pesar de estos desafíos, la investigación y el desarrollo continuos han llevado a ingenieros y fabricantes a perfeccionar y mejorar el proceso con el tiempo, dando como resultado el moderno proceso de fundición a presión que se utiliza en la actualidad.

1. Calentar el metal hasta su punto de fusión.
2. Inyectar en el molde y añadir 1,035 bar (15.000 psi) para dar forma al metal fundido .
3. Calentar por encima de la temperatura de fusión.
4. Extraiga el material y enjuague con agua.
5. Retire el metal producido por el troquel para que se enfríe.

Tras superar estos desafíos, se descubrieron los verdaderos beneficios de estos procesos. La fundición por compresión permite añadir una capa aislante alrededor del núcleo metálico. Esto crea una capa que impide que el calor de la cavidad del molde funda el núcleo que se está produciendo. Con la capa aislante intacta, la construcción de este núcleo facilita su extracción, dejando atrás la capa protectora aislante. Además, mediante este proceso, se ha puesto al alcance del público una opción de bajo coste para producir núcleos de fundición por compresión capaces de soportar altas presiones.

El producto de este proceso tiene muchas aplicaciones prácticas, pero la mayoría de sus usos se encuentran en la industria de defensa. Las piezas fundidas por compresión se encuentran con mayor frecuencia en vehículos militares debido a su resistencia y durabilidad en las áreas donde más se necesita; este producto tiene la resistencia para soportar aproximadamente 40 toneladas de presión. Además, otra razón por la que se utiliza en tantos mercados es que reduce el peso de la mayoría de los metales en un 35 %. Creado hace poco más de quince años, el proceso continúa mejorando hasta el punto de que la reducción del costo de producción se ha convertido en una prioridad. ^{[ 5 ]}

La patente ^{[ 4 ]} de este producto se encuentra en la lista de patentes de Google. Allí se detalla una descripción precisa de cada componente esencial para la función y el proceso de fundición a presión de metales. Por ejemplo, se describen las temperaturas y presiones necesarias, la función de cada paso y su relación con el proceso general.

El titular original de la patente de fundición por compresión fue Cmi International Inc., pero desde entonces se han producido numerosas transferencias de patentes. Todas ellas corresponden a empresas que compiten en el mismo sector por una mayor cuota de mercado. Por ejemplo, Gibbs Die Casting Aluminum Corporation, ^{[ 6 ]} Ube Industries Ltd ^{[ 7 ]} y Mazda Motor Corporation ^{[ 8 ]} son ​​corporaciones multinacionales que han contribuido y competido por una parte del mercado. Por último, aunque existen muchos competidores en el mercado, la mayoría de las empresas se han esforzado por mejorar estos productos reduciendo su peso y aumentando la resistencia de los metales.

• " El proceso de conformado por compresión directa - Presentación de la filial escocesa" . icme.org.uk. Archivado del original el 26 de julio de 2011. Consultado el 30 de abril de 2011 .
• Postek, EW; Lewis, RW; Gethin, DT; Ransing, RS (febrero de 2005). "Influencia de las tensiones iniciales en el comportamiento de la fundición durante los procesos de conformado por compresión". Journal of Materials Processing Technology . 159 (3): 338– 346. doi : 10.1016/j.jmatprotec.2004.05.022 .

• Invenciones, patentes y solicitudes de patentes de Karl D. Voss - Búsqueda de patentes en Justia