Fundición a Presión de Aluminio Explicada: Guía Completa para Componentes Ligeros de Precisión

Si está diseñando piezas de aluminio, es importante considerar el proceso de fabricación. Entre todos los procesos de conformado de aluminio, la fundición a presión de aluminio es la solución ideal.

El aluminio es una aleación ligera con alta estabilidad dimensional. Así, la fundición a presión de aluminio es un proceso de fabricación popular para crear formas complejas y diseños con sección de pared delgada. Por tanto, son un metal popular en varias industrias.

Este artículo le ayudará a entender los fundamentos del proceso de fundición de aluminio a presión. Veamos más a fondo el proceso.

¿Qué es el Proceso de Fundición a Presión de Aluminio?

La fundición a presión de aluminio es un método de fabricación para crear piezas metálicas. Una barra de aluminio debe calentarse y fundirse completamente a alta temperatura y luego forzarse en la cavidad de molde preformada para crear las piezas metálicas deseadas.

El proceso de fundición a presión de aluminio usa la cámara fría de la máquina de fundición. La razón para fundir aluminio en una máquina de cámara fría es que la alta temperatura del aluminio fundido dañaría la máquina si el mecanismo de inyección está sumergido como en el proceso de cámara caliente.

En la máquina de cámara fría, el crisol de fusión está separado y las aleaciones de aluminio fundidas se cucharean del crisol al molde bajo alta presión. Tras inyectar el aluminio fundido, tarda un tiempo en solidificarse. Luego, necesita separar las dos mitades del molde para revelar la pieza fundida de aluminio.

El producto final sale con superficie lisa. La mayoría de las veces, los productos terminados no necesitan mecanizado mínimo y pasan a la etapa de entrega rápidamente. Además, el molde de fundición a presión se recicla para fabricar las mismas piezas antes de deteriorarse. Por tanto, la fundición a presión de aluminio es un proceso de fabricación ideal para producción a gran escala. Y por eso los fabricantes prefieren la fundición a presión y es popular en varias industrias.

Ventajas de la Fundición a Presión de Aluminio

La fundición de aluminio tiene amplias opciones de acabado superficial. La estabilidad dimensional es otra gran ventaja del proceso de fundición a presión de aluminio. Además, son versátiles y puede usarlos para casi cualquier industria.

Aquí hemos listado algunos de los beneficios de la fundición de aluminio:

• Productos terminados con excelente acabado superficial
• Buena resistencia a tracción
• Materias primas de bajo coste
• Reducción de porosidad e impurezas
• La estructura molecular firme asegura tolerancia dimensional sin microgrietas
• Precisión de espesor (menos de 1,5 mm de espesor es alcanzable)
• Hermeticidad y presión
• Longevidad
• Muchas aleaciones para elegir con diversas propiedades químicas y mecánicas
• Puede producir piezas con diseños muy complejos

Aleaciones Comunes de Aluminio para Fundición a Presión

Hay unas pocas aleaciones de aluminio comúnmente usadas en fundición a presión. Algunas de ellas son:

• A380
• A390
• A360
• A413
• ADC-12
• ADC-1

Al prepararse para fundición a presión de aleación de aluminio, elegir la aleación correcta es su primera tarea importante. Déjenos darle algunas ideas sobre diferentes propiedades de aleaciones comunes de aluminio fundido a presión para asistirle.

Por ejemplo, la aleación A390 tiene alta dureza y excelente resistencia al desgaste, pero la flexibilidad es menor que todas las demás aleaciones. En consecuencia, son apropiadas para aplicaciones como bloques de motor automotriz.

Por otro lado, A360 viene con excelente hermeticidad a presión y propiedades resistentes a la corrosión. Además, ofrecen excelente fluidez cuando están fundidas. Esta aleación es ideal para cajas de comunicación 5G, carcasas de controlador de automóvil, cárteres de aceite de automóvil, etc.

La aleación A380 ofrece excelentes propiedades de producto y fundición. Por tanto, son la elección del fabricante para una amplia gama de aplicaciones. Por ejemplo, herramientas eléctricas, muebles domésticos, chasis para equipos electrónicos, cajas de cambios, soportes de motor y muchas otras aplicaciones usan aleación A380.

Características de Aleaciones de Fundición a Presión de Aluminio

La aleación de aluminio viene con varias propiedades químicas y mecánicas avanzadas. Son altamente resistentes a la corrosión y tienen altas propiedades de disipación de calor. Además, la relación resistencia-peso también es una ventaja significativa.

Estas propiedades ayudan a ingenieros mecánicos a diseñar piezas de fundición a presión de aluminio con gran flexibilidad. Aquí hay algunas de las propiedades:

• Ligereza
• Resistencia a la corrosión
• Excepcional relación resistencia-peso
• Altas temperaturas de operación
• Buena rigidez
• Características de acabado finas
• Blindaje RFI y EMI
• Excelente conductividad térmica
• Alta conductividad eléctrica
• Total reciclabilidad

Opciones de Acabado Superficial para Aluminio Fundido a Presión

Las piezas hechas de procesos de fundición a presión de aluminio necesitan mecanizado mínimo. Pero nada es perfecto. Así, a veces necesita realizar operaciones de acabado superficial para estética y otros propósitos funcionales.

Aquí hay algunas de las opciones de acabado superficial más populares para piezas de fundición de aluminio.

Anodizado

Anodizar aluminio fundido a presión es una opción asequible para hacer piezas resistentes a la corrosión y duraderas. Viene con una capa protectora no conductiva en las piezas.

El aluminio es un material altamente conductor, pero la capa de óxido tiene propiedades químicas y físicas tipo cerámica que es aislamiento eléctrico. Por tanto, el aluminio fundido a presión anodizado se vuelve no conductor.

Sin embargo, el aluminio anodizado muestra conductividad eléctrica limitada a través de contacto. Es por la delgadez de la capa de óxido circundante. Pero la conductividad es muy baja comparada con aluminio sin tratar. Así que si su aplicación requiere conductividad eléctrica a través de aluminio debería elegir otra opción de acabado superficial.

Recubrimiento en Polvo (Powder Coat)

El recubrimiento en polvo es uno de los métodos de acabado superficial más populares para piezas de fundición a presión de aluminio. Ocurre a temperatura más alta y es comparativamente difícil de hacer. Pero este método hace las piezas resistentes a golpes y arañazos. Además, obtendrá una amplia variedad de colores, texturas y niveles de brillo.

Película de Conversión Química (Chem Film)

Esta es otra opción popular de acabado superficial para materiales de fundición a presión de aluminio. Puede aplicar esto por muchos medios como pulverización, proceso de inmersión, cepillo, etc. La única diferencia es que es eléctricamente conductora.

Lea más detalles sobre opciones de acabado superficial para metales.

Aplicaciones de Piezas de Fundición de Aluminio

La aleación de aluminio tiene algunas excelentes ventajas mecánicas. Por tanto, las verá en muchas aplicaciones. Por ejemplo, son una parte integral de las industrias automotriz y de construcción.

Según un informe, el tamaño del mercado de fundición de aluminio fue 50,5 mil millones de dólares EE.UU. en 2019 y se esperaba crecimiento anual compuesto (CAGR) del 6,4% desde 2000 hasta 2027. Más industrias se unirán a la comunidad y se desarrollarán nuevas aplicaciones.

Aquí hay algunas de las principales aplicaciones de fundición a presión de aleación de aluminio.

Construcción

Verá aluminio en superestructuras de techos, marcos de ventanas, etc. Hoy día grandes estructuras como puentes y edificios comerciales también usan piezas de aluminio fundido a presión en el proceso de construcción.

Automoción

Las aleaciones de aluminio son ligeras, que es también una característica esencial para vehículos modernos. Por tanto, vería estas aleaciones en una amplia gama de aplicaciones en la industria automotriz. Desde motor a piezas de carrocería, están en todas partes.

Industria Electrónica

En las últimas dos décadas, ninguna otra industria ha crecido más que la industria electrónica. La innovación de productos de consumo en estas industrias ha sido sobresaliente. Y el aluminio ha jugado un papel mayor en producir esos productos de consumo.

Desde smartphones hasta carcasas de red 5G, la aleación de aluminio fundido a presión juega un papel significativo en este desarrollo.

Muebles

El aluminio tiene alta relación resistencia-peso y es resistente a la corrosión. Además, no son tan caros. Como resultado, la industria del mueble usa aleación de aluminio para fabricar varios muebles de hogar y oficina.

Por ejemplo, puede ver cada vez más sillas hechas con aluminio fundido a presión. Además, muchas piezas importantes de muebles son de piezas de aluminio como cerraduras de puertas, bisagras, pomos y otros herrajes de aluminio.

Industria Aeroespacial

Como la industria automotriz, la aeroespacial también necesita una aleación ligera y resistente a impactos. Además, la industria aeroespacial requiere herramientas complejas y componentes estructurales de alta resistencia a tracción. En consecuencia, los materiales de fundición a presión de aluminio se usan para varias partes de un avión.

Algunas piezas aeroespaciales son de aluminio fundido a presión, como cabezas de pistón de motor de avión, carcasas de carga de combustible, piezas de sistema de combustible, carcasas de tapa de distribuidor de avión, así como piezas de accesorios de iluminación y anillos de detención de recintos electrónicos.

Diseño de Piezas de Fundición a Presión de Aluminio – 3 Factores a Considerar

Los fabricantes necesitan tomar algunas medidas a través del proceso de fundición a presión de aluminio.

Diseño del Molde

La primera gran cosa es el diseño del molde. El diseño necesita ser eficiente para inyectar aluminio fundido y sacar piezas construidas sin esfuerzo. Cada molde tiene una línea de partición (la línea que separa las dos mitades), y el diseñador debería considerar la línea antes de finalizar el diseño.

Ubicación del Punto de Inyección

La siguiente gran consideración es la ubicación del punto de inyección. Puede añadir más de un punto de inyección. Esto puede hacerse si hay alguna posibilidad de solidificar el aluminio fundido antes de alcanzar cada recoveco en el molde. Además, ayuda a las cavidades en el diseño.

Espesor de Pared

El espesor de pared de las piezas es otra consideración que debería hacer. Con tecnología de automatización y máquinas sofisticadas, no hay nivel mínimo de espesor. Pero para mejores resultados, sería mejor optar por un espesor consistente para mejores resultados.

Cotizaciones de Fundición a Presión de Aluminio: Prototipos y Piezas Personalizadas

Coste de Fundición de Aluminio

El proceso de fundición a presión de aleación de aluminio es relativamente un proceso de fabricación económico. El coste depende de varios factores. El primero es costes iniciales de utillaje. El coste de utillaje para este proceso varía desde USD 7.000 a USD 75.000 así que aumentaría el precio total del proceso de fundición a presión. Pero como la fundición a presión es un proceso repetitivo, se vuelve más rentable cuando va para producción de gran volumen.

Segundo, es difícil determinar el coste exacto de fundición a presión sin conocer las especificaciones del producto. Depende del tamaño del molde, si el perfil creado es hueco o sólido, y la complejidad de la sección transversal.

Tercero, el coste cambiará según el tipo de máquina y trabajadores. El proceso de solidificación tardará más para características masivas y eso también afectará los costes. Además, piezas móviles complejas afectan los eventos de apertura y cierre de la máquina que también aumentan los costes.

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