Moldeo Mecánico Explicado: Tipos, Proceso y Beneficios (Con Imágenes)

En este artículo veremos qué es el moldeo mecánico, su proceso y los diferentes tipos de máquinas de moldeo.

¿Qué es el Moldeo Mecánico?

Una máquina de moldeo es un dispositivo compuesto por múltiples piezas interconectadas cuyo propósito es transmitir y alterar diversas fuerzas y movimientos para asistir en la producción de un molde de arena. El proceso de usar la máquina para producción en masa se conoce como moldeo mecánico.

Moldeo Mecánico vs Moldeo Manual

Los procesos de moldeo se clasifican en manual o mecánico según si el molde se prepara con herramientas manuales o con máquinas. El moldeo manual es económico cuando se requieren pocas piezas. Es lento y requiere considerable habilidad para producir buenas piezas.

Por otro lado, el moldeo mecánico es aconsejable para gran número de piezas repetitivas, ya que el manual es más lento, laborioso y costoso. Las dimensiones de las piezas moldeadas mecánicamente son más precisas, permitiendo tolerancias ajustadas. Como consecuencia, se reduce el peso de las piezas y se ahorra material.

El tiempo de trabajo por molde es menor que en el manual, lo que aumenta la producción por unidad de tiempo y área de taller. En definitiva, el moldeo mecánico ofrece mayores tasas de producción y mejor calidad, con menor coste y sin necesidad de conocimientos especializados por parte del operario.

Tipos de Moldeo Mecánico

Una máquina de moldeo realiza dos funciones: apisona la arena y extrae el modelo. Las máquinas se clasifican según (1) el método de compactación de la arena y (2) el método de extracción del modelo. En cualquier caso, uno o dos modelos se fijan a una placa de modelos instalada en la máquina. Los modelos son de metal, plásticos u otro material adecuado.

Clasificación según el Método de Compactación de la Arena

1. Máquina de Apisonado (Squeezer)

En el método de apisonado, la arena en el cajón se comprime entre la mesa de la máquina y el tablero de apisonado superior neumática o hidráulicamente hasta alcanzar la densidad deseada.

El principio de una máquina de apisonado superior se ilustra arriba. El modelo 2 se coloca en una tabla de moldeo sujeta a la mesa 1. El cajón 3 se coloca sobre la tabla y el bastidor de arena 4 sobre el cajón. Se llenan de arena y se nivelan. Luego la mesa sube por el mecanismo de elevación contra el plato 5 en la cabeza de apisonado fija 6. El plato entra en el bastidor hasta la línea punteada y compacta la arena. Tras el apisonado, la mesa vuelve a su posición inicial.

El principio de una máquina de apisonado inferior se muestra arriba. El modelo está en la tabla sujeta a la mesa. El cajón 3 se coloca sobre el bastidor 7 y se llena de arena. Luego la cabeza de apisonado se lleva contra la parte superior del cajón y la mesa con el modelo sube hasta la línea punteada. Tras el apisonado, la mesa regresa.

La principal limitación del método de apisonado es que la arena se compacta más densamente en la parte superior (donde se aplica la presión) y la densidad disminuye uniformemente con la profundidad. En el plano de partición y alrededor del modelo, la densidad es la más baja. Esta variación afecta la dureza del molde, que varía según la profundidad. Por tanto, el método se restringe a moldes de no más de 150 mm de profundidad.

2. Máquina de Jolteo (Jolt)

En la máquina de jolteo, el cajón se llena de arena y la mesa que lo soporta se eleva y deja caer mecánicamente en sucesión. Por el cambio brusco de inercia al final de cada caída, la arena se apisona y compacta. Esta acción de subir y soltar bruscamente se llama "jolting".

La figura ilustra el principio: la mesa 1, con el plato y el cajón 3 lleno de arena, se eleva 30-80 mm a intervalos cortos por el émbolo 8 al admitir aire comprimido por la manguera 9 y el canal 10. El aire se libera por la abertura 11 y la mesa cae bruscamente golpeando el cilindro guía 12 en su base. Esta acción repentina hace que la arena se compacte uniformemente alrededor del modelo. Los muelles 13 amortiguan los golpes, reduciendo ruido y evitando daños.

El inconveniente es que la arena se apisona más fuertemente en el plano de partición y alrededor del modelo, quedando menos densa en la parte superior. Esto obliga a apisonar manualmente el dorso del molde tras el jolteo. Estas máquinas se prefieren para superficies horizontales.

3. Máquina de Jolteo-Apisonado (Jolt-Squeeze)

Para superar los inconvenientes de ambos principios, a menudo se combina la acción de jolteo y apisonado. El jolteo consolida la arena en la cara del modelo y el apisonado imparte la densidad deseada en toda la masa.

La máquina está construida para realizar ambas acciones sucesivamente. Una máquina de alta presión es capaz de producir moldes de dureza máxima, apisonados uniformemente en todo el cajón.

4. Lanzadora de Arena (Sand Slinger)

En la operación de lanzadora, la consolidación y apisonado se logran por el impacto de arena que cae a muy alta velocidad.

El principio se ilustra arriba. La cabeza impulsora superior consiste en la carcasa 1 donde la pala 2 gira a gran velocidad. La arena se alimenta al impulsor por la abertura 3 mediante cangilones transportadores. El impulsor lanza la arena por la salida 4 hacia el cajón sobre el modelo a 500-2000 kg/min. La densidad se controla con la velocidad de la pala.

Los moldes producidos tienen resistencia adecuada, ya que la dureza es función de la velocidad de la arena, controlable en la lanzadora. Estas máquinas se usan para moldes medianos y grandes.

Clasificación según el Método de Extracción del Modelo

1. Máquina de Extracción Recta (Straight-Draw)

En la máquina de extracción recta (Fig. 11.73), el modelo 1 está fijado en la placa de modelos 3 sobre la mesa 5, y el cajón 2 se coloca sobre él y se llena de arena. Se apisona略略 alrededor de los bordes. La cabeza de apisonado se posiciona y aprieta el molde. El cajón se levanta del modelo por pasadores de extracción 6.

2. Máquina de Placa de Extracción (Stripping-Plate)

El principio se ilustra arriba. La placa de extracción 4 se sitúa entre el cajón 2 y la placa de modelos 3. Tiene un hueco cuyo contorno iguala al del modelo 1. Cuando el molde está listo, el modelo se retira hacia abajo a través de la placa, que soporta el molde durante la extracción.

3. Máquina de Volteo (Turn-over)

Usada para moldes grandes y altos con partes que podrían romperse fácilmente. En la Fig. 11.75, el cajón 2 descansa sobre la placa de modelos 3 durante el moldeo. Luego el cajón junto con la mesa de trabajo 5 gira 180° y los pasadores 6 levantan la mesa 5 junto con el modelo 1 fuera del molde.

Ventajas del Moldeo Mecánico

• Ideales para producción en masa.
• Rentables al reducir fatiga y operación manual lenta.
• Pueden operarse con trabajadores semicalificados, mientras el manual requiere artesanos expertos.
• Alta tasa de producción, mayor calidad de molde y, por tanto, piezas con menos defectos.

Limitaciones de las Máquinas de Moldeo

1. No sirven para trabajos muy grandes y complejos.
2. No justifican su coste para distintos tipos de moldes, solo para producción en masa.
3. No son lo bastante flexibles para procedimientos especializados de moldeo.

Preguntas de Opción Múltiple

1. __ máquina se usa para apisonar arena en el cajón.
   A. Máquina de jolteo
   B. Lanzadora de arena
   C. Máquina de hacer núcleos
   D. Máquina de apisonado

Respuesta: B
Explicación: La lanzadora tiene una pala en forma de copa que gira rápido, recoge arena y la lanza hacia abajo en el molde con gran fuerza, apisonándola.

2. En la lanzadora, la densidad de la arena resulta de su _
   A. Inercia
   B. Aceleración
   C. Velocidad
   D. Masa

Respuesta: A
Explicación: Al apisonar con lanzadora, la arena se llena y apisona a la vez. La densidad resulta de la inercia de la arena, uniforme en todo el molde.

3. _ máquinas se usan para modelos someros.
   A. Máquina de núcleos
   B. Máquina lanzadora
   C. Máquina de apisonado
   D. Máquina de jolteo

Respuesta: C
Explicación: En la máquina de apisonado, el plato presor se desliza dentro del cajón comprimiendo la arena sobre y alrededor del modelo. La presión se distribuye fácilmente para modelos someros.

4. ¿Cuál de estos medios no se usa en máquinas de moldeo accionadas por potencia?
   A. Electromagnetos
   B. Potencia hidráulica
   C. Aire comprimido
   D. Inercia de la arena

Respuesta: D
Explicación: Las máquinas accionadas por potencia usan aire comprimido, potencia hidráulica o impulsor de alta velocidad. La inercia de la arena se usa para moldear, no es un medio de accionamiento.

5. En una máquina de apisonado, la arena se apisona también en el borde del molde.
   A. Verdadero
   B. Falso

Respuesta: A
Explicación: La máquina apisona más fuerte en el dorso del molde y más suave en la cara del modelo. La arena tiene mayor densidad donde se aplica presión. En máquinas modernas también se asegura apisonado fuerte en el borde.

6. El moldeo mecánico se usa para
   A. piezas pequeñas
   B. piezas grandes
   C. formas complejas
   D. ninguna de las anteriores

Respuesta: A

7. En fundición en molde permanente, el metal fundido se vierte
   A. bajo presión externa
   B. por gravedad
   C. parcialmente por gravedad y parcialmente bajo presión externa
   D. ninguna de las anteriores

Respuesta: B

8. __ establece el sistema de alimentación más adecuado, alimentadores, etc., montados en el modelo de placa de ajuste.
   A. Moldeo mecánico
   B. Moldeo manual
   C. Moldeo en arena
   D. Moldeo de núcleos

Respuesta: A
Explicación: Las máquinas tienen modelos fijados con sistema de alimentación integrado y canales, compuertas, etc., montados en la placa. Actúan rápida y precisamente.

Conclusión

El moldeo mecánico es importante cuando la tarea es grande o repetitiva. Ahorra tiempo, esfuerzo y dinero. Hemos visto los tipos de máquinas: apisonado, jolteo, volteo, etc., con sus usos y beneficios. ¡Esperamos que hayas disfrutado! Déjanos tu feedback en los comentarios.