Fundición Metálica Rápida: Beneficios Clave y Aplicaciones Industriales

El fundición a presión (pressure die casting) y la fundición a la cera perdida (investment casting) no se consideran típicamente procesos de prototipado rápido. Requieren equipos costosos y un alto nivel de experiencia, y generalmente se adaptan a grandes cantidades de piezas metátricas. En muchos sentidos, es el equivalente metálico del moldeo por inyección, otro proceso favorecido para producción en masa sobre tiradas cortas o prototipado.

Dicho esto, 3ERP no es su empresa típica de prototipado rápido. A lo largo de los años, notamos una demanda entre nuestros clientes para fundición a presión de bajo volumen, así que establecimos asociaciones con un puñado de empresas de fundición para ofrecer servicios profesionales de fundición —incluso en volúmenes muy bajos. La respuesta ha sido abrumadoramente positiva.

La transformación de la fundición a presión en un proceso de prototipado rápido de metal es un cambio de juego para diseñadores de productos, que ahora pueden pedir piezas de metal fundido tan fácilmente como piezas mecanizadas. Este artículo discute algunas de las principales ventajas y posibles aplicaciones de la fundición metálica rápida, la única solución de prototipado rápido para fundición de metal.

¿Por qué elegir fundición metálica rápida?

Al hacer un prototipo con fundición metálica rápida, un diseñador de producto puede beneficiarse de dos conjuntos únicos de ventajas.

El primer conjunto concierne al proceso de fundición de metal en sí. Como ejemplo, la fundición a presión es un proceso de fabricación que usa una cavidad de molde para crear piezas a partir de metal fundido. Generalmente es un proceso muy costoso, porque se requiere equipo especialista. Sin embargo, sus beneficios son significativos.

Una ventaja de la fundición a presión es su economía de escala. A diferencia del mecanizado CNC, la fundición a presión es más rentable cuando se pide en grandes volúmenes. Eso es porque una cavidad de molde puede usarse muchas veces para crear muchas unidades de una pieza, con el coste por unidad disminuyendo gradualmente a medida que aumenta el tamaño del pedido. Esta es una de las características que comparte con el moldeo por inyección, que también tiene altos costes de inicio pero un bajo coste subsiguiente por unidad.

Otra ventaja es su capacidad para fabricar piezas metálicas muy grandes, como bloques de motor de automóvil, chasis de cámaras y carcasas de focos, que serían difíciles de mecanizar a partir de un bloque metálico. El proceso también produce un excelente acabado superficial, precisión dimensional y resistencia a la tracción.

Ventajas de la fundición a presión:

• Barata a gran escala
• Piezas grandes
• Buen acabado superficial
• Alta precisión dimensional
• Alta resistencia a la tracción

El segundo conjunto de ventajas concierne al aspecto de prototipado rápido de la fundición metálica rápida. Los clientes que usan nuestros servicios no solo obtienen las recompensas del proceso de fundición, sino que también pueden obtener sus piezas fabricadas a una velocidad, volumen y punto de precio usualmente asociados con procesos de prototipado de bajo coste.

Una ventaja importante es cómo da a los diseñadores un prototipo de etapa final que puede ser casi idéntico a la pieza terminada. Dado que la fundición a presión es un proceso profesional usado para piezas de uso final, la fundición metálica rápida es uno de los servicios de prototipado más representativos para tales piezas. Es comodidad de prototipado acoplada con calidad de uso final.

Del mismo modo, la fundición metálica rápida da a los ingenieros la capacidad de probar mecánicamente prototipos de productos que pronto serán fundidos de manera más precisa. Un prototipo de bloque de motor fundido rápidamente, por ejemplo, puede someterse a pruebas en la fábrica, dando una imagen precisa de cómo funcionará la pieza final fundida.

Combinar fundición a presión con prototipado rápido también permite a las empresas beneficiarse de otros aspectos del prototipado rápido. Primero, está la velocidad y conveniencia. Y con 3ERP, sus prototipos de metal fundido pueden ser acabados expertamente con nuestros centros de mecanizado CNC, añadiendo detalles, grabados u otras características.

Ventajas de la fundición metálica rápida:

• Disponible en pequeñas cantidades (50+)
• Entrega rápida
• Proceso profesional
• Prototipos representativos
• Combinable con CNC o acabados superficiales

Cantidades ultra-bajas con fundición a la cera perdida

Puede ser un dolor de cabeza para diseñadores cuando se requiere solo una o unas pocas piezas de fundición para verificar el diseño —especialmente al probar sus propiedades mecánicas.

Una posible solución es la impresión 3D. A medida que DMLS y SLM se vuelven más populares, imprimir piezas metálicas en 3D ya no es muy costoso. Además, más materiales están disponibles: puede obtener piezas impresas en aluminio, acero, acero inoxidable, titanio, etc. El problema, sin embargo, es que las propiedades mecánicas de un prototipo impreso en 3D nunca igualarán al 100 % la pieza terminada debido a los diferentes procesos de fabricación. Por eso los ingenieros quieren desesperadamente hacer piezas de fundición reales para pruebas mecánicas.

Ninguna de las grandes empresas de fundición está dispuesta a hacer piezas fundidas unitarias, ya que están configuradas para producción en masa. No es conveniente ni rentable para ellas crear patrones de cera de bajo volumen. Pero ahí es donde entra 3ERP. Podemos preparar los patrones de cera usando impresión 3D, y cuando se los entregamos a las empresas de fundición, se vuelve un trabajo fácil para ellas.

Al hacer 20 a 50 piezas fundidas, las cosas son un poco diferentes. Es costoso imprimir más de 20 patrones de cera, y aún no es rentable hacer un molde de aluminio para la cera. ¿Cuál es la solución para este tamaño de pedido? De nuevo, 3ERP tiene las respuestas. Podemos hacer un patrón maestro ya sea con impresión 3D o mecanizado CNC, luego crear moldes de silicona con el maestro. 20 a 50 patrones de cera pueden completarse con el proceso de vaciado al vacío (vacuum casting).

Para unos cientos de piezas fundidas o más, las empresas de fundición tradicionales están más que felices de acomodar las necesidades del cliente. Sin embargo, sigue siendo difícil identificar empresas fiables en términos de calidad. Creemos que hemos identificado a los socios de fabricación más fiables del mercado en este ámbito.

Aplicaciones de la fundición metálica rápida

La fundición metálica rápida puede usarse para crear prototipos y piezas de tiradas cortas en varias industrias. Algunas de las aplicaciones más comunes incluyen:

Automoción

La fundición a presión se usa regularmente para crear piezas metálicas para automóviles, y la fundición metálica rápida permite a las empresas automotrices obtener y probar prototipos para nuevos vehículos.

Piezas automotrices fundidas incluyen:

• Bloques de motor
• Ventiladores de refrigeración
• Tapas de combustible
• Válvulas de aire para camiones/autobuses
• Palancas de cambio
• Disipadores de faros
• Cajas de cambios
• Pedales

Médico

La resistencia superior y el acabado superficial de la fundición a presión hacen que el proceso sea adecuado para varios productos médicos y de salud, que pueden fabricarse en pequeñas cantidades con fundición metálica rápida.

Piezas médicas fundidas incluyen:

• Marcapasos
• Piezas de camas hospitalarias
• Carcasas de estetoscopios
• Monitores
• Pieces de equipos de diálisis
• Bombas de oxígeno

Electrónica

Las piezas producidas en masa para electrónica de consumo se hacen frecuentemente con fundición a presión, y la fundición metálica rápida es una forma efectiva de prototipar piezas electrónicas o crear pedidos de tiradas cortas de productos electrónicos especializados.

Piezas electrónicas fundidas incluyen:

• Carcasas de tabletas
• Acoplamientos de impresoras
• Carcasas de auriculares
• Cierres de relojes inteligentes
• Chasis de cámaras

Contacte a 3ERP hoy para discutir sus opciones de fundición metálica rápida.