¿Qué es el patrón? sus tipos, ventajas y combinación de colores.

¡La publicación Mecánica le da la bienvenida de nuevo! Hoy hablaremos de patrón, qué materiales se utilizan para la confección, sus ventajas, limitaciones y tipos.

¿Qué es un patrón en el casting?

Los patrones se utilizan para hacer moldes para la fundición en los que se vierte el metal fundido. Los patrones son la copia del producto que se pretende moldear. Sin embargo, no es una réplica exacta del molde deseado. Hay ciertas diferencias esenciales.

Es un poco más grande que la fundición deseada, debido a varias concesiones, como contracción, mecanización, etc., y puede tener varias proyecciones o protuberancias denominadas impresiones en frío. También puede tener extensiones para producir corredores y puertas durante el proceso de moldeo.

Características deseadas del patrón

• Asegure la forma y el tamaño deseados del yeso.
• Económico y fácilmente reparable.
• Diseño simple para facilitar la fabricación.
• Peso ligero y cómodo de manejar.
• Tener alta resistencia y larga vida para hacer tantos moldes como se requiera.
• Conservar sus dimensiones y rigidez durante la vida útil definitiva.
• Su superficie debe ser lisa y resistente al desgaste.
• Capaz de soportar un manejo brusco.

Los materiales comunes utilizados en la fabricación de patrones incluyen madera, metal y plástico. Cada material tiene sus propias ventajas, limitaciones y campo de aplicación. Además, la precisión, la resistencia y la vida útil requeridas de un patrón dependen de la cantidad de piezas fundidas que se van a producir. Según los factores anteriores, podemos elegir el material del patrón de la siguiente manera:

• Para tiradas cortas, la madera es el material adecuado.
• Para la producción a gran escala y en masa, el metal es más duradero que la madera, aunque es más costoso, pero puede sobrevivir a largo plazo.
• Para la producción por lotes se prefieren plásticos, por ejemplo, epoxi, resinas y también de yeso y cemento.

Patrón de madera

La madera utilizada para la confección de patrones debe secarse y curarse adecuadamente. No debe contener más del 10% de humedad para evitar que se enrede y se deforme durante el secado posterior. Debe ser de fibra recta y sin nudos.

Ventajas de usar madera

• Peso ligero.
• Comparativamente económico.
• Buena trabajabilidad.
• Se presta para pegar y unir.
• Agarra bien barnices y pinturas.
• Se puede reparar fácilmente.

Desventajas o limitaciones

• Intrínsecamente no uniforme en estructura.
• Posee poca resistencia a la abrasión y al material.
• No puede soportar un manejo brusco.
• Absorbe y cede la humedad, de forma que varía de volumen, envuelve y cambia así sus propiedades mecánicas. Estos inconvenientes, sin embargo, pueden remediarse secándolo y curándolo y luego dándole capas de barnices y pinturas a prueba de agua.

Tipos de madera comúnmente utilizados en la creación de patrones

Pino blanco

Es la madera más utilizada, por su fibra recta y peso ligero y porque es suave, fácil de trabajar y poco probable que se enrolle.

Caoba

Es más duro y duradero que el pino blanco. Se puede trabajar fácilmente si es de grano recto. Es menos probable que se envuelva que algunos de los otros Woods.

Arce, abedul y cerezo

Estas maderas son más duras y pesadas que el pino blanco. Tienden a envolverse en secciones grandes, por lo que deben usarse solo para patrones pequeños. Deben tratarse con cuidado, ya que absorben la humedad fácilmente.

Metal

El patrón de metal se puede moldear a partir de un patrón de madera maestro o se puede mecanizar mediante los métodos habituales de mecanizado. Los patrones de metal se utilizan generalmente en el moldeado a máquina.

Ventajas de usar metal

• Más duradero y preciso en tamaño que los patrones de madera.
•  Tener una superficie lisa.
• No se deforme durante el almacenamiento.
• Son resistentes al desgaste, la abrasión, la corrosión y la hinchazón.
• Puede soportar un manejo brusco.

Limitaciones.

• Caro en comparación con la madera.
• No se repara fácilmente.
• Más pesado que los patrones de madera.
• Los metales ferrosos son propensos a oxidarse.

Los metales comunes utilizados para la fabricación de patrones son

Hierro fundido.

Con grano fino se puede utilizar como material de patrón. Tiene baja resistencia a la corrosión a menos que esté protegido. Más pesado y difícil de trabajar. Sin embargo, es más barato y más duradero que otros metales.

Latón.

Puede trabajarse fácilmente y construirse mediante soldadura blanda para soldadura fuerte. Tiene una estructura lisa de poro cerrado. Es costoso, por lo tanto, generalmente se usa para piezas pequeñas de fundición.

Aluminio.

Es el mejor material para patrones, porque es fácil de trabajar, liviano y resistente a la corrosión. Sin embargo, está sujeto a la contracción ya la acción abrasiva.

Metal blanco.

Tiene baja contracción, se puede moldear fácilmente, tiene un punto de fusión bajo, es liviano y se puede construir mediante soldadura. Sin embargo, está sometido a desgaste por la acción abrasiva de la arena.

Plásticos

El uso de plásticos para material de patrones tiene las siguientes ventajas

• Facilita el proceso de producción.
• Lo hace más económico en costo y mano de obra.
• Los patrones de plástico son altamente resistentes a la corrosión, más livianos y fuertes que los patrones de madera.
• La arena para moldear se pega menos a los plásticos que a la madera.
• Sin absorción de humedad.
• Superficie lisa de patrones.
• Fuerte y dimensionalmente estable.

Diversos plásticos son buenos materiales para la producción de patrones. Son las composiciones a base de epoxi fenol formaldehído y resinas de poliéster. Son de uso más generalizado nuestros plásticos de curado antiguo a base de resinas epoxi y acrilatos.

Los patrones de plástico se fabrican mediante procesos de extrusión, moldeo por inyección y laminación.

Acabado de patrones

Después de hacer los patrones, se deben terminar lijando para que se borren las marcas de herramientas y otras irregularidades. Luego se deben aplicar con 2 a 3 manos de goma laca. La goma laca rellena los poros e imparte un acabado suave.
El acabado de la fundición depende del acabado del patrón. Si el patrón se va a conservar durante un período prolongado y si se va a utilizar un esquema de color para una pintura de esmalte de buena calidad, se debe seleccionar pintarlo con rociador o con brocha.

Permisos de patrón

La diferencia en las dimensiones de la fundición y el patrón se debe a las diversas concesiones que se tienen en cuenta al diseñar un patrón para una fundición. Estas asignaciones se analizan a continuación:

Concesión de contracción

Dado que el metal se encoge al solidificarse y se contrae aún más al enfriarse a temperatura ambiente, las dimensiones lineales de los patrones aumentan con respecto a las de la fundición acabada que se va a obtener. Esto se llama el margen de contracción. Se da en mm/m. Los valores típicos de margen de contracción para varios metales son:
   
C.I., Hierro maleable    =  10 mm/m.
Latón, Cu, Al              =  15 mm/m.
Acero                           =   20 mm/m .
Zinc, Plomo                  =   25 mm/m.


Al diseñar un patrón, las dimensiones se toman de una regla de creadores de patrones, llamada "escala de reducción “, que es más largo que una escala estándar por el valor de contracción para el metal apropiado.

Mecanizado de tolerancia

La tolerancia de mecanizado o la tolerancia de acabado indica cuánto más grande debe ser la pieza de fundición áspera sobre la pieza de fundición acabada para permitir suficiente material para asegurar que el mecanizado "limpie" las superficies. Este margen de mecanizado se añade a todas las superficies que se van a mecanizar.

La cantidad de margen de acabado depende del material de la pieza fundida, su tamaño, el volumen de producción, el método de moldeado y la configuración de la pieza fundida. , la posición que ocupa la superficie de la pared en el molde y durante el vertido. El margen de mecanizado es mayor para el moldeado manual en comparación con el moldeado a máquina. Las mayores tolerancias se toman para la superficie que se encuentra en la mitad superior del molde, ya que son susceptibles de contaminación por escoria.

Tipos de patrón

• Una pieza o patrón sólido.
• Patrón dividido o separado de existencias.
• Patrón de piezas sueltas.
• Patrones cerrados.
• Coincide con el patrón de la placa.
• Cope y patrón de arrastre.
• Patrones de barrido.
• Patrones de esqueleto.
• Patrón segmentario.
• Sigue el patrón del tablero.

Esquema de colores para patrones

Con frecuencia, una impresión de la pieza terminada no se proporciona con un patrón. Como resultado, el hombre de fundición no puede tomar las precauciones necesarias para producir los mejores resultados. Se pueden eliminar muchos errores indicando las funciones de las diversas partes del patrón con los colores adecuados. El esquema de color común según los estándares de la India (IS 1513 - 1917) es el siguiente:

• Rojo =Superficie a mecanizar
• Negro =Superficie fundida
• Amarillo =estampados básicos y asientos
• Rayas amarillas/rojas =pieza suelta
• Rayas amarillas/negras =detenerse

– referido del Libro de texto de tecnología de producción por Dr. PC Sharma.

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