Fundiciones Explicadas: Su Rol e Impacto en la Fabricación Moderna

¿Tiene curiosidad por saber qué es una fundición y cómo producen fundiciones de metal? ¿Por qué son tan importantes las fundiciones para la fabricación —particularmente para fabricar maquinaria como máquinas herramienta CNC?

En este artículo, aprenderá todo sobre el fascinante mundo de las fundiciones y la fundición de metal. Cubriremos los siguientes temas:

• Definición de una Fundición
• Materias Primas usadas en Fundición
• Máquinas Desplegadas en Fundición
• Proceso de Fundición
• Mejores Prácticas en Tecnología de Fundición
• Productos Terminados de Fundiciones
• Inversión de Hwacheon en Fundición y Tecnología de Fundición

¿Listo para explorar el mundo de las fundiciones y la fundición de metal? Póngase su equipo de protección contra calor, su casco y ¡entremos!

Definición de una Fundición

Una fundición es una instalación construida a medida que produce fundiciones de metal. Esto se hace fundiendo metales a calor muy alto en líquido en un horno, vertiendo el metal fundido en moldes, seguido por un proceso de enfriamiento controlado, remoción de la pieza fundida del material excedente después de que el metal se solidifica, y un paso final de enfriamiento.

Tenga en cuenta que las temperaturas de los metales fundidos pueden alcanzar hasta 1500°C (2700°F) o incluso más, dependiendo de los tipos de material a fundir.

¿Qué Materias Primas se Usan en una Fundición?

Hay muchos tipos diferentes de metales (o mezclas de aleaciones) usados como materiales de fundición. Pueden incluir metales como hierro, acero inoxidable, acero al carbono, o aleaciones hechas con cobre, níquel y aluminio.

En Hwacheon Machine Tools, producimos una mezcla de diferentes materiales de fundición como Hierro Fundido Dúctil, Hierro Fundido Nodular, Hierro Fundido Gris, Hierro Fundido de Alto Silicio, Hierro Fundido de Baja Expansión Térmica y Hierro Fundido Especial.

Para reducir nuestro impacto ambiental, hasta el 55 por ciento de la materia prima usada puede ser chatarra. Los materiales restantes serían arrabio (20 por ciento) y hierro de recuperación (25 por ciento).

La arena se usa comúnmente para construir marcos de molde en fundición (fundición en arena). En nuestro caso, usamos arena de Arabia Saudita, conocida por ser superior en procesos de fundición.

¿Qué Máquinas y Equipos se Usan en Fundición?

Varias máquinas y sistemas se usan para optimizar una fundición. Estos pueden incluir equipos de fundición, máquinas de fabricación de moldes (que pueden ser máquinas herramienta CNC), equipos de procesamiento de arena, equipos de tratamiento térmico, así como equipos de prueba e inspección.

Para la nueva Fundición Hwacheon, usamos las siguientes máquinas y equipos de primera línea (de Corea del Sur, EE. UU. y Reino Unido):

• Equipos de Fundición: Hornos eléctricos de 3 y 6 toneladas cada uno (Inductotherm – EE. UU.)
• Máquinas de Fabricación de Moldes: Máquinas herramienta Hwacheon como la SIRIUS-2500 5AX
• Equipos de Procesamiento de Arena: OMEGA (Reino Unido)
• Equipos de Tratamiento Térmico: Equipo de Tratamiento de Recocido de 10 Toneladas (Corea del Sur)
• Equipos de Prueba e Inspección: Espectrómetro, Máquina de Ensayo Universal, Agitador Ro-Tap, Máquina de Prueba de Dureza Brinell y Metalógrafo

Como puede ver, el proceso de producir fundiciones de metal en una fundición requiere una inversión significativa en máquinas y equipos.

¿Cómo es el Proceso de Fundición de Metal?

Ahora que tenemos las materias primas y las máquinas necesarias, el siguiente paso involucra el proceso de producción de fundición en sí.

La Fundición Hwacheon despliega los siguientes procesos para producir fundiciones de metal.

#1 Fundición

El material de fundición líquido se funde a temperaturas de 1,380°C a 1,420°C. El material puede comprender una mezcla de chatarra (55%) + arrabio (20%) + chatarra de recuperación (25%). Otras combinaciones de materias primas también pueden usarse dependiendo de la fundición a realizar.

#2 Creación y Mecanizado de Molde

El modelo se crea, ya sea mecanizado por máquinas especiales de moldes de madera o, en nuestro caso, por Centros de Mecanizado CNC Hwacheon. La arena se compacta alrededor del modelo, formando un molde de arena que es una réplica de la forma externa de la fundición posterior. Hwacheon usa el método de fundición en arena Furan debido a su ventaja clave en producir diversos tamaños y formas.

#3 Preparar y Ensamblar Molde

El molde de arena se prepara y ensambla para que el metal fundido sea vertido en él.

#4 Verter Metal Fundido en Molde

En las estaciones de llenado, el metal líquido se vierte en el molde.

#5 Enfriamiento

Después del llenado, los marcos de molde extremadamente calientes (¡literalmente puede ver llamas saliendo!) se ponen en un círculo de enfriamiento lento y largo.

#6 Remover Fundición del Molde

Cuando el metal fundido en el molde se enfría y solidifica, se forma la forma final de la fundición. El molde de arena puede "romperse" o "sacudirse" para recuperar la pieza de fundición real.

#7 Recortar Exceso de la Fundición

Los materiales excedentes adheridos a la superficie de la fundición se remueven mediante limpieza y desbarbado exhaustivos, seguidos de pintura (usando pintura protectora).

#8 Acabado de Productos Finales

Hacia el último paso, se realizan controles y pruebas de calidad. Se hace un análisis de composición usando un Espectrómetro (para verificar mezcla de material), seguido de una prueba de material usando Máquina de Ensayo Universal y Máquina de Prueba de Dureza Brinell, antes de terminar con una prueba de microestructura (se usa un Metalógrafo).

#9 Almacenamiento/Entrega

Después de que el producto está terminado, es importante mantener las fundiciones almacenadas adecuadamente en condiciones frescas en un área separada.

Mejores Prácticas en Tecnología de Fundición

Para asegurar que obtenga los mejores resultados en fundición, es importante usar la última tecnología. Compartamos algunas de las mejores prácticas que adoptamos aquí en la Fundición Hwacheon.

#1 Adoptar Tecnología de Fundición en Arena

Hwacheon usa el método de fundición en arena en lugar de otros materiales como cera, yeso o fundición a presión. Esto se debe a las siguientes razones:

• La fundición en arena permite lograr fundición de alta rigidez y estabilidad superficial con una pequeña cantidad de aglutinante.
• La arena amasada es altamente líquida, reduciendo el tiempo de fabricación porque no se requiere proceso de cocción.
• La alta resistencia al calor y baja generación de gas en fundición en arena resulta en menos defectos de fundición.
• No necesita un proceso separado para remover la fundición del molde —¡solo golpéelo para romperlo!
• Puede recuperar más del 95% de la arena usada —esto hace que la arena sea tanto ahorro de recursos como protección contra contaminación.
• El proceso de moldeo de arena no requiere operadores altamente calificados.
• La fundición en arena hace factible la producción en masa así como fundición de gran tamaño.

#2 Gestionar el Proceso Completo

Más allá de esto, Hwacheon también adopta estas otras mejores prácticas en tecnología de fundición:

Primero, nos enfocamos en lograr alta calidad a lo largo de todo el proceso de automatización.

Segundo, adoptamos estricta gestión de Control de Calidad (QC), asegurando que solo materiales de alta calidad (chatarra, arrabio) se usen. También adoptamos mediciones controladas para lograr temperaturas de fundición precisas para los materiales.

Tercero, aseguramos que la temperatura se controle observando la temperatura de disolución y vertido.

Cuarto, adoptamos medidas de control de enfriamiento de vanguardia. Estas incluyen un túnel de enfriamiento automático que previene grietas al ralentizar el proceso de enfriamiento —una consideración importante ya que el enfriamiento rápido resultará en tensiones en el material así como grietas potenciales. Típicamente, el tiempo de enfriamiento para fundición es más de 24 horas. Esto puede llegar a 48 horas para fundiciones que pesan más de 3 toneladas.

Quinto, usamos una instalación de tratamiento térmico personalizada, asegurando que los productos Hwacheon sean adecuados para máquinas de alta velocidad y alta precisión.

#3 Prestar Atención a los Detalles Menores

Espere, hay más. Para asegurar fundición en arena de alta calidad, también debe cuidar lo siguiente.

Comience eligiendo cuidadosamente la mejor calidad de arena. Esto debe incluir:

• Control de tamaño de partícula
• Gestión de composición de arena
• Control de polvo

Luego, piense en la calidad de fundición de sus materiales:

• Calidad de chatarra: Sin manchas, sin Mn (Manganeso)
• Calidad de arrabio: Debe tener bajo Mn (Manganeso), P (Fósforo) y Ti (Titanio)
• Control de dosificación: Medir todos los materiales en cantidades exactas
• Control de temperatura: Mantener el grado correcto para fundición y vertido

Finalmente, considere la calidad de enfriamiento de sus materiales. Recuerde que el enfriamiento rápido puede introducir grietas y fracturas en sus fundiciones.

¿Cuáles son los Productos Terminados de las Fundiciones?

Por último, pero no menos importante, ¿cuáles son los productos terminados hechos en fundiciones?

Para la Fundición Hwacheon, aproximadamente el 30 por ciento de nuestros productos terminados se usan para fabricar las máquinas herramienta CNC de Hwacheon. Estos incluyen fundiciones para bancadas de máquina, columnas, carros, bastidores, carcasa de husillo y otros componentes.

Nuestra fundición también suministra componentes a empresas de renombre en todo el mundo. Incluyen:

• Maquinaria y sus piezas
• Brazos y cuerpos de robots
• Piezas de transporte ferroviario
• Componentes de equipos semiconductores (fundición de baja expansión térmica)
• Componentes resistentes a la corrosión (ej. HSCI, placas de electrodo de decapado inoxidable, electrodos de protección catódica)
• Piezas de motor de barco
• Componentes de sistemas de energía solar
• Muchas otras piezas de maquinaria

Por Qué Hwacheon Invierte en el Negocio de Fundición

Hwacheon se enorgullece de tener su propia fundición debido a la importancia de la fundición usada en todas las industrias.

Nuestro difunto fundador y presidente honorario, Sr. Kwon Seung Gwan, comenzó a trabajar como aprendiz de moldeador en una fundición en su adolescencia. Su determinación, tenacidad y atención a la calidad resultaron en la adquisición de la propiedad de la fundición en 1945, cuando Hwacheon comenzó.

El material de fundición forma las partes más básicas en todas las industrias. El proceso de fundición se expande continuamente con cambios en la tecnología. Nuestra fundición no es solo un derecho de nacimiento del Grupo Hwacheon —también sienta las bases de las industrias futuras.

Las ventajas de usar fundiciones Hwacheon en nuestras máquinas CNC (basado en comentarios de clientes) incluyen:

• Capacidad para lograr alta rigidez, rendimiento, velocidad y precisión
• Sin deformación por envejecimiento manteniendo alta velocidad y precisión
• Alto rendimiento de corte
• Durabilidad y longevidad
• Capacidad para cumplir nuestro calendario de entregas

Nueva Fundición Hwacheon de 21,000 m²

Hwacheon ha invertido recientemente 28.7 millones USD en una instalación de vanguardia en la Zona Industrial Daema.

Esta nueva instalación ocupa un tamaño total de terreno de 73,000 m², con un espacio de fábrica construido de 21,000 m², convirtiéndola en una de las fundiciones más grandes de su tipo en Corea del Sur. Iniciando producción el 22 de diciembre de 2021, nuestra fundición emplea actualmente 120 empleados y opera a una capacidad de aproximadamente 1,000 toneladas por mes.

Puede interesarle saber que la pieza más pesada que podemos fundir es ¡un asombroso 8 toneladas! Nuestra capacidad total para la instalación es de 12,000 toneladas por año en este momento.

Hwacheon decidió poco antes de la pandemia de Covid-19 esta nueva inversión para poder desarrollar un negocio de materia prima permanente y confiable para el futuro. Esto es parte de la ventaja única de Hwacheon.

¡Eche un vistazo a la nueva fundición de Hwacheon! Ver video aquí:

Nuestros Planes Futuros en Fabricación de Fundición

"Hwacheon entiende los objetivos y metas de los componentes de fundición en fabricación porque muchas de nuestras operaciones son como las suyas" – Presidente Kim Ki Tae

El Presidente Kim, pionero en la industria del trabajo de metales, es la persona clave transformando la Fundición Hwacheon a lo que es hoy. Ha usado múltiples sombreros durante sus 35 años en Hwacheon —en fabricación de máquinas herramienta, I+D, así como liderazgo de la nueva Fundición Hwacheon.

Firme creyente en tener nuestra propia fundición, el Presidente Kim está comprometido a continuar profundizando nuestra experiencia y conocimiento en fabricación de fundición.

Hwacheon ha invertido y continuará invirtiendo en instalaciones de producción que combinan know-how de producción (acumulado durante décadas de experiencia) con la última tecnología de fundición y sistema de automatización.

Hwacheon fomentará aún más nuestros talentos a través de cooperación continua industria-universidad y proyectos de cooperación técnica con universidades e institutos. Nuestros recursos humanos son los activos más importantes de la empresa —por lo tanto, cultivaremos continuamente excelentes trabajadores calificados.

Contáctenos para más información sobre nuestra Fundición y nuestra gama de Máquinas CNC.