Dominando el Diseño de Patrones para Fundición en Arena para Piezas de Calidad Superior

El cliente casi nunca ve la parte más importante de una fundición en arena, porque esa es el patrón. El patrón es lo que forma la cavidad en la arena que posteriormente se llena con metal fundido. Obtenga el diseño del patrón correctamente y el proceso de fundición en arena produce piezas de calidad que necesitan un mínimo de mecanizado. Hágalo mal y estará luchando para siempre con defectos de fundición, bajos rendimientos y quejas de clientes.

Haciendo un Agujero en la Arena

A diferencia de la fundición a presión, que necesita moldes de precisión mecanizados a partir de piezas masivas de acero, la fundición en arena no necesita nada más que arena, dos cajas y un patrón de madera. Eso la hace un proceso económico para pedidos de volumen pequeño y mediano.

El patrón es nominalmente del mismo tamaño y forma que la pieza terminada, con ajustes para acomodar el proceso de fundición en arena y las propiedades del metal que se vierte. Además, las columnas, canales, compuertas y alimentadores deben incluirse todos. Estos son los pasajes a través de los cuales el metal fluye hacia la cavidad formada en la arena por el patrón.

La arena para una fundición en arena se empaqueta en dos cajas. Después de que se retira el patrón, estas se apilan una encima de la otra. La caja inferior, la cazoleta, siempre tiene un hueco formado por el patrón. También tendrá canales para que el metal fluya.

La caja superior, el copo, puede no tener ninguna forma formada en ella, en cuyo caso se llama "espalda plana". La mayoría de las fundiciones complejas sí necesitan parte de la forma formándose en el copo, lo que crea una división y una línea de partición en la fundición.

Consideraciones del Patrón

Hay varios puntos a considerar al diseñar y fabricar el patrón.

• El patrón se libera sin dañar la arena —logrado dando a los lados del patrón un ángulo de desmoldeo en lugar de ser verticales.
• La cavidad se llena suavemente —las compuertas, generalmente posicionadas para que la cavidad se llene desde el fondo, son aberturas que limitan qué tan rápido fluye el metal. La velocidad óptima llena sin turbulencia ni burbujas y sin que el metal se congele antes de alcanzar todas las esquinas y superficies internas.
• Subsidios por contracción y distorsión —el metal se contrae al enfriarse, así que para producir una pieza del tamaño necesario, el patrón debe crear una cavidad ligeramente más grande. Además, el metal no se enfriará a la misma velocidad en todas partes.
• Tamaño del alimentador —el alimentador es una región abierta en el copo que es la última parte en llenarse. Esto proporciona una indicación visual de que la cavidad está llena. También forma un reservorio de metal fundido que fluye de vuelta a la cavidad a medida que el metal allí se enfría y se encoge.

Planificación de Cómo Fundir una Pieza

La primera consideración es asegurar que el patrón no deje bolsas donde el aire pueda quedar atrapado mientras la cavidad se llena. Una ayuda para lograr eso es poner el alimentador en el punto más alto. Una característica de la fundición en arena es que, a diferencia de la fundición a presión, el aire atrapado puede permear a través de la arena en pequeña medida.

Cuando una pieza fundida sale de la arena, tiene compuertas y alimentadores adheridos. Estos deben cortarse antes de que la pieza pueda mecanizarse.

Una fundición dividida tendrá una línea de partición que recorre la periferia. Las tolerancias en cómo encajan el copo y la cazoleta, y en la colocación del patrón, significan que puede haber un pequeño desfase entre las mitades superior e inferior de la fundición.

El equipo de fundición trabajará con el diseñador de la pieza antes de que se haga el patrón para minimizar cómo estas características afectan el mecanizado y la pieza final.

Todo se Trata del Patrón

Una pieza fundida en arena solo puede ser tan buena como el patrón lo permite. Se necesita una gran cantidad de experiencia para obtener lo mejor del proceso. En Impro, somos reconocidos internacionalmente por nuestra experiencia en fundición en arena. Si desea saber cómo abordaríamos la fundición de sus piezas, por favor contáctenos.