Fundición Centrífuga: Tipos, Aplicaciones y Principio de Funcionamiento

Tipos de fundición centrífuga

La fundición centrífuga utiliza la fuerza centrífuga para distribuir y solidificar metal fundido en moldes rotatorios. Tres variantes principales según geometría y kinemática:

1. Fundición centrífuga verdadera (True Centrifugal Casting)

• Molde: Cilíndrico, rota sobre su eje horizontal (común) o vertical.
• Piezas: **Simétricas de revolución, sección constante:** Tubos, camisas cilindro, anillos, cojinetes, bujes, casquillos.
• Proceso: Metal vertido por eje central → fuerza centrífuga → pared molde. Espesor = f(volumen vertido).
• Solidificación: Direccional **pared → centro**. Núcleo no requerido (hueco natural).
• Calidad: Excepcional (100% denso, grano fino, impurezas en DI mecanizable).
• Producción: Rápida (desmoldeo fácil). **Inversión alta, mano de obra cualificada.**

2. Fundición semicentrífuga (Semi-Centrifugal Casting)

• Molde: Vertical, rota a **baja velocidad (180-200 rpm)**. Núcleo central (arena/metal) para forma interna.
• Piezas: **Simétricas pero no huecas uniformes:** Ruedas, poleas, volantes, bridas, coronas, palas.
• Alimentación: Cañaleta central (sprue) → llenado radial. Solidificación direccional controlada por núcleo y velocidad.
• Ventaja: **Apilado de moldes** → múltiples piezas/ciclo. Mejor alimentación que gravedad simple.

3. Fundición por centrifugado (Centrifuge Casting / Centrifuging)

• Molde: **Múltiples cavidades** dispuestas radialmente alrededor de eje central (no coinciden con eje propio). Rota a alta velocidad.
• Piezas: **No simétricas, pequeñas/medianas, en grupo:** Impulsores, válvulas, conectores, piezas complejas múltiples.
• Principio: Fuerza centrífuga induce presión en cada cavidad → llenado completo, buena alimentación.
• Ventajas: Alta cadencia grupo, calidad uniforme, económico (menos limpieza/rebaba).

Principio de funcionamiento general

1. Molde metálico (acero/fundición) **precalentado** (150-300°C) — evita choque térmico, controla solidificación.
2. Rotación acelerada a **velocidad objetivo (ω)** controlada por motor + variador. Velocidad crítica para formar cilindro libre (true) o llenar cavidades (semi/centrifuge).
3. Vertido controlado (cuchara, auto-pour). Metal lanzado radialmente → se extiende uniformemente en pared/cavidades.
4. Solidificación bajo presión centrífuga (p_eff = ρω²r²/2). **Direccional: molde → centro**.
5. Impurezas/gases (ρ menor) migran a **radio interior (DI)** → eliminadas por mecanizado.
6. Enfriamiento, parada, extracción.

Aplicaciones típicas por tipo

Ventajas y limitaciones (resumen)

• ✅ Pureza, densidad, propiedades mecánicas superiores.
• ✅ Molde permanente, sin modelos, sin alimentadores.
• ✅ Flexibilidad espesor (true) / múltiples piezas (centrifuge).
• ❌ Solo formas de revolución (true/semi) o grupos radiales (centrifuge).
• ❌ DI irregular (requiere mecanizado).
• ❌ Inversión alta, operarios especializados.
• ❌ No todas aleaciones compatibles (segregación macro/micro).