TEORICA T2 2019 - 11 Moldeo de Metales.pdf

11 | CONFORMADO POR MOLDEO DE METALES
Docente adjunto
DI Martín Leguizamón
Docente Ayudante
DI Jesica Martínez

La fabricación de piezas metálicas de una
forma y tamaño definidos, fundiendo un metal o
aleación y vertiéndolo en moldes, es la técnica
que se designa con el nombre de conformación
por moldeo. Se conoce desde tiempos
antiquísimos, pues se conservan piezas
fundidas con más de 5 milenios de antigüedad.
Esta técnica se fue perfeccionando con el
descubrimiento de nuevos métodos cada vez
más rápidos, económicos y precisos, que dan
lugar a la fabricación de toda clase de piezas:
Medallas, estatuas, grifos, lámparas, herrajes,
cojinetes, turbinas, émbolos, baterías de
cocina, etc.
INTRODUCCIÓN
11 MOLDEO DE METALES

MOLDEO DE METALES
El moldeo (también conocido
como fundición o colada) es un
procedimiento que permite dar
forma a muchos materiales y
obtener piezas acabadas.

MOLDEO DE METALES | CONSIDERACIONES
El moldeo de piezas metálicas, aunque varía según el proceso, debe
seguir unas etapas determinadas, que se recogen en el siguiente
diagrama de bloques:
Una vez que se ha realizado el diseño de la pieza que se desea
fabricar, es necesario construir un modelo. Generalmente se elaboran
en madera o yeso, de forma totalmente artesanal. A partir del modelo
se construye el molde, que puede ser de arena o en coquilla; si la
pieza es hueca es preciso fabricar también los machos o noyos, que
son unas piezas que recubren los huecos interiores.
En todos estos pasos se debe tener en cuenta el material elegido
para la fabricación de la pieza. El proceso de llenado del molde se
conoce como colada. El desmolde consiste en extraer la pieza del molde
una vez solidificada. En muchos casos, y fundamentalmente cuando se
requiere precisión, deben realizarse tratamientos de acabado sobre las
piezas obtenidas.
MODELO MOLDE PIEZA

MOLDEO DE METALES | MATERIALES
0,008% C 0,86% C 1,7% C 4,3% C 6,67% C
ACEROS FUNDICIONES
BLANCA
(Cementita)
1,8% y 3,6% C
GRIS
(Laminar)
2,5% y 4% C
NODULAR

MATERIALES| TIPOS DE FUNDICIÓN: GRIS
El hierro gris es uno de los materiales ferrosos más empleados y su nombre
se debe a la apariencia de su superficie al romperse. Esta aleación ferrosa
contiene en general entre el 2,5 y 4% de carbono y de 1 a 3% de silicio,
además de manganeso, fósforo y azufre.
Una característica distintiva del hierro gris es que el carbono se encuentra
en general como grafito, adoptando formas irregulares descritas como
“laminas”. Este grafito es el que da la coloración gris. Uno de los factores
importantes que ayuda a la formación del grafito es la velocidad de
solidificación de la colada: una velocidad lenta tenderá a producir más grafito
y una matriz ferrítica; una velocidad moderada tenderá a producir una mayor
matriz perlítica. Un enfriamiento veloz suprimirá parcial o totalmente la
formación de grafito y en cambio propiciará la formación de cementita, lo cual
se conoce como fundición blanca.
CARACTERÍSTICAS
 Bajo costo
 Buena maquinabilidad
 Buena resistencia al desgaste (las laminas
de grafito sirven de auto lubricante)
 Bajo coeficiente de rozamiento
 Buena capacidad para absorber vibraciones
(mayor que en los aceros)
 Resistencia a la tracción y compresión
 Frágil (no es dúctil)
 Dureza 120 a 270HB
 Buena resistencia a la corrosión

MATERIALES| TIPOS DE FUNDICIÓN: BLANCA
Son aquellas en las que todo el carbono se encuentra combinado bajo la
forma de cementita. Estas fundiciones se caracterizan por su dureza y
resistencia al desgaste, siendo sumamente quebradiza y difícil de mecanizar.
Esta fragilidad y falta de maquinabilidad limita la utilización industrial de las
fundiciones " totalmente blancas", quedando reducido su empleo a aquellos
casos en que no se quiera ductilidad como en las camisas interiores de las
hormigoneras, molinos de bolas, algunos tipos de estampas de estirar y en
las boquillas de extrusión
APLICACIÓN: Al presentar fragilidad y falta de maquinabilidad su aplicación es
muy limitada en el campo de la ingeniería. Por otra parte si son muy
empleadas en aquellos casos donde la ductilidad no es un requisito como por
ejemplo en camisas interiores de hormigoneras, en placas de revestimiento de
molinos para triturar o en rodillos, zapatas de freno, rodillos de laminación.
Aunque su principal uso es como material base para fabricar fundiciones
maleables
CARACTERÍSTICAS
 Bajo costo
 Difícil de mecanizar
 Excelente resistencia al desgaste
 Bajo coeficiente de rozamiento
 Muy frágil (no es dúctil)
 Dureza 350 a 400 HB
 Buena resistencia a la corrosión

MATERIALES| TIPOS DE FUNDICIÓN: NODULAR
El contenido total de carbono de la fundición nodular es igual al de la
fundición gris. Las partículas esferoidales de grafito se forman durante la
solidificación debido a la presencia de pequeñas cantidades de magnesio, cerio
o silicio, las cuales se adicionan al caldero antes de colar el metal a los
moldes, la cantidad de ferrita presente en la matriz depende de la
composición y de la velocidad de enfriamiento.
APLICACIÓN: Cada día se están sustituyendo muchos elementos de máquinas
que tradicionalmente eran de fundición gris o acero por fundición nodular.
Levas, Cigüeñal, sistemas de frenos, cajas de engranajes.
CARACTERÍSTICAS
 Bajo costo
 Buena fluidez y moldeabilidad
 Excelente capacidad de mecanizado
 Buena resistencia al desgaste (bajo coeficiente
de fricción)
 Alta resistencia, tenacidad y ductilidad (similar
a los aceros)
 Facilidad para tratar termicamente
 Menor peso especifico que el acero (10% menos)
 Buena resistencia a la corrosion

MOLDEO DE METALES | MATERIALES
Los materiales con los que se construyen las
piezas suelen ser metales y aleaciones, y deben
poseer las siguientes características:
 Punto de fusión bajo (para ahorrar energía).
 Baja tensión superficial (para reproducir
fielmente el molde).
 Bajo coeficiente de dilatación en estado
líquido (para que la contracción del metal
sea pequeña).
 Bajo coeficiente de dilatación en estado
sólido (para disminuir el peligro de formación
de grietas durante el enfriamiento).
 Aptitud para el llenado del molde.

PROCESOS DE MOLDEO | MOLDEO EN ARENA
Se trata de un proceso económico, ya que la arena puede ser reutilizada, y
apropiado para todo tipo de metales, sea cual sea su temperatura de fusión.
Sin embargo, presenta el inconveniente de que el molde se destruye en el
proceso de desmolde y es necesario construir uno para cada pieza.
Los moldes se fabrican con arenas compuestas fundamentalmente de sílice
(Si02), cuyos granos se aglomeran con cierta cantidad de agua y arcilla. Los
modelos se pueden realizar con una gran variedad de materiales, como
madera, yeso, fundición de hierro, latón, aleaciones de aluminio y,
modernamente, resinas plásticas.
El material más utilizado es la madera, ya que es fácil de trabajar,
relativamente barata y de poco peso. El problema que presenta es su escasa
resistencia a la humedad, que se puede paliar pintando los moldes. De todas
formas, es probable que la madera se utilice siempre para la construcción de
piezas aisladas o de pequeñas series.
El proceso del moldeo en arena se realiza de diferentes formas, en función
de la forma de la pieza a fabricar.
SÍLICE
75%
ARCILLA
20%
AGUA
5%
PROPORCIÓN DE COMPONENTES EN ARENAS DE MOLDEO

PROCESOS DE MOLDEO | MOLDEO EN ARENA
La arena que se debe emplear para la elaboración de moldes y
machos siempre ha de poseer las siguientes propiedades:
• PLASTICIDAD en estado húmedo, para que pueda reproducir los
detalles de los modelos.
• PERMEABILIDAD, para permitir el paso a través de ella del aire
y de los gases que se producen durante la colada.
• REFRACTARIEDAD, manifestada en un punto de fusión lo
suficientemente alto para resistir (sin fundirse ni
reblandecerse) las altas temperaturas de la colada.
• COHESIÓN, para que el molde y el macho conserven su forma al
retirar el modelo.
• CONDUCTIVIDAD CALORÍFICA ADECUADA, para que el metal o la
aleación se enfríe en el molde a la Velocidad deseada.
• DEFORMABILIDAD SUFICIENTE, que permita la contracción de la
pieza al enfriarse.
• Tener un PRECIO ACEPTABLE.

MOLDEO EN ARENA:
MODELO
PLACA
LADO INFERIOR
DEL MOLDE
LADO SUPERIOR
DEL MOLDE

MOLDEO EN ARENA | PROCESO SECUENCIA

MOLDEO EN ARENA | CAJA METÁLICA

Son marcos (de madera, aluminio, fundición o acero) de forma y
dimensiones muy variadas, destinadas a contener la arena del
molde.
Constan de una parte superior y de otra inferior o de fondo,
provistas de espigas o clavijas y de orejas, en correspondencia,
para fijar su posición durante el moldeo. Si hay más de dos, a las
otras se les llama intermedias o aros. Las paredes de las cajas
grandes llevan una serie de agujeros o ranuras dispuestos a
tresbolillo, que facilitan la salida de los gases del molde y las
aligeran de peso.
MOLDEO EN ARENA | CAJAS DE MOLDEO

MOLDEO EN ARENA | MOLDEO DE UNA PIEZA SIMPLE EN MOLDE ABIERTO
1° CASO:
1. Sobre una tabla -tabla de moldeo-; se coloca el modelo,
por la mayor de sus caras.
2. Se coloca sobre la tabla, alrededor del modelo una caja de
moldeo de tamaño adecuado.
3. Se espolvorea el modelo con talco u otra sustancia en
polvo que facilite su extracción posterior.
4. Se rellena con arena y a continuación se apisona
fuertemente, para evitar que se desmorone en el momento
de la extracción del modelo.
5. Se le da la vuelta a la caja, se retira la tabla de moldear
y a continuación se extrae el modelo.
6. Se retoca el molde de los posibles desperfectos y se
espolvorea con negro de humo.
7. Se cuela el metal líquido.
8. Una vez el metal frío, se rompe el molde y se extrae la
pieza.

MOLDEO EN ARENA | MOLDEO DE UNA PIEZA CON HUECO
2°CASO:
Según el plano de la pieza, se construye el modelo en dos
mitades y la caja de machos. Las operaciones en este caso son:
1. Se divide el modelo por la mitad, y una de las partes se
coloca sobre una tabla -tabla de moldeo-; se espolvorea
con talco y sobre esta se adapta una caja, se rellena con
arena y a continuación se apisona fuertemente, para
evitar que se desmorone en el momento de la extracción
del modelo. Se tapa herméticamente y se le da la vuelta.
2. Se repite el proceso con la otra mitad, incorporando el
bebedero, la mazarota y el canal de colada.
• Bebedero: conducto en forma de embudo por donde se
vierte el material fundido con objeto de rellenar el molde.
• Mazarota: especie de embudo de pequeñas dimensiones, que
se encuentra en comunicación con el molde y que asegura
su completo llenado y permite la evacuación de gases.
• Canal de colada: sirve para conducir el metal fundido desde
el bebedero hasta el molde (el vertido no se puede realizar
directamente en el molde, pues éste podría sufrir
alteraciones que producirían piezas defectuosas).
3. Se abre el molde y se extrae el modelo de su interior,
cerrándolo de nuevo.
4. Fabricación del macho o noyo.

MOLDEO EN ARENA | MOLDEO DE UNA PIEZA CON HUECO
5. Unir las dos mitades de la caja de machos, introduciendo las clavijas en sus orificios y sujetarlas fuertemente;
6. Introducir la arena para machos en el hueco y apretarla;
7. Pinchar con una aguja larga para hacer el conducto de evacuación de gases.
8. Dejar endurecer la arena en la caja hasta que adquiera cierta consistencia y extraer el macho;
9. Pintar con negro e introducirlo en una estufa de secado a la temperatura conveniente para su completo
endurecimiento.
10. Una vez secado el molde y el macho se procede a preparar las cajas para la colada. Con este fin se coloca el
macho en la caja inferior del molde apoyándolo en sus portadas.
11. Con objeto de facilitar la salida de gases, se hacen unos agujeros en la arena, con unas agujas, proceso
llamado pinchar vientos.
12. Se vierte el metal fundido hasta rellenar el hueco originado por el modelo, dejando transcurrir el tiempo
necesario para que el metal solidifique. A continuación, se rompe el molde y se elimina la arena que haya
quedado adherida a la pieza, incluido el macho.

MOLDEO EN ARENA | MOLDEO DE OBJETO QUE NECESITA MAS DE 2 CAJAS
3° CASO:
EI modelo está formado por dos partes ensambladas por
clavijas y orificios. En este caso no se puede obtener el molde
en dos cajas, pues sería imposible desalojar el modelo, a menos
que se divida en partes, y aún así existiría el peligro de
desmoronamiento y la imposibilidad de repararlo. Las
operaciones para la obtención del molde son:
1. Obtención del hueco del molde en la caja interior.
Fases:
A. Colocar sobre un lecho de arena, en una falsa caja, la
mitad del modelo con orificios;
B. Colocar sobre la falsa caja la caja inferior de moldeo, con
las orejas hacia abajo;
C. Siguiendo las fases indicadas en el primer ejemplo, se
llena de arena y se le da la vuelta al conjunto;
D. Se retira la falsa caja.

MOLDEO EN ARENA | MOLDEO DE UN OBJETO QUE NECESITA MAS DE 2 CAJAS
2. Obtención de la segunda caja (intermedia).
Fases:
A. Colocar la otra mitad del modelo de forma que las clavijas
se introduzcan en sus orificios;
B. Colocar el aro de forma que sus espigas se introduzcan
en los orificios de las orejas;
C. Atacar la arena hasta la superficie superior del modelo.
,
3. Obtención del hueco del molde en la caja superior.
4. Retirar el modelo.
Fases:
A. Levantar la caja superior;
B. Retirar la parte superior del modelo
C. Levantar el aro;
D. Retirar la parte inferior del modelo. Las restantes
operaciones son las mismas que las descritas en los
ejemplos anteriores.

MOLDEO EN ARENA | MOLDEO CON CALIBRE / A LA TERRAJA
4°CASO:
Permite moldear piezas que se engendran por rotación o
traslación, sin el empleo de modelos. Solamente es económico
para obtener un número reducido de piezas (2 ó 3); pero si es
elevado resulta más económico el moldeo con modelo, que no
exige personal tan especializado. Las operaciones de moldeo son:
1. Obtención de las terrajas: O perfil de la pieza, se
construyen las terrajas del perfil exterior e
interior.
2. Colocar la terraja en posición de trabajo.
Fases:
A. Hacer un hoyo en el suelo del taller;
B. Colocar en su posición el soporte o quicio del
árbol de la terraja;
C. Colocar el árbol en la posición vertical y fijar la
terraja en el gramil.
,
3. Preparar la arena para aterrajar.
Fases:
A. Colocar la caja de fondo;
B. Echar arena de relleno y un lecho de cok para
C. facilitar el gaseo;
D. Rellenar y apretar la caja con arena de moldeo.
Pinchar vientos.
.
4. Aterrajar y preparar la superficie, CERRAR EL
MOLDE y verter el material fundido.

MOLDEO EN ARENA | DISEÑO
 Ángulos de desmolde de 3º o mas EN TODA LA PIEZA
 Espesores no menores a 5mm

https://www.youtube.com/watch?v=bJJ50g4Pi2w
MOLDEO EN ARENA | NOYOS

Metal Fundido
Perno Expulsor
Pieza Final
Material de Respaldo
Caja para colada
Molde de cascara
Fundición
Caja de
Volteo
Arena
revestida
con resina
fenólica
Modelo
Pre
calentado Cascara de arena
PROCESOS DE MOLDEO | MOLDEO EN CERÁMICA (SHELL MOULDING O CÁSCARA)
La fundición a través de conformación de moldes tipo cáscara, también
conocido como Shell Molding, se puso en práctica por primera vez en la
década de los 40 durante la segunda guerra mundial en Alemania por
Johannes Croning. Ha crecido de manera significativa, ya que pueden
producir a bajo costo muchos tipos de fundición con estrechas tolerancias
dimensionales y un buen acabado superficial.
El nivel de precisión de las piezas producidas a través de moldeo en
cáscara es menor que aquel alcanzado con la técnica de fundición a la cera
perdida, sin embargo es mayor que el alcanzado a través de las técnicas
convencionales de molde de arena.
PRODUCCIÓN DEL
MOLDE EN CASCARA
COLADA DEL METAL EN
MOLDE DE CASCARA
PIEZA
COLADA

Se efectúa en máquinas especiales que constan de una caja en cuya tapa
se fija la placa modelo. En primer lugar, calentaremos un modelo hecho de
metal ferroso o de aluminio a 175 °C - 370 °C, posteriormente se recubre
con un agente separador como el silicio y se sujeta a la caja.
La caja contiene arena fina mezclada con 2.5-4% de aglutinante de resina
termoestable, que recubre las partículas de arena. Se voltea y la mezcla
cae sobre la superficie del modelo, permitiendo que recubra dicho modelo.
Todo el conjunto se coloca en un horno durante un corto periodo de tiempo
para completar el curado de la resina, quedando una "cáscara".
El cascarón se endurece alrededor del modelo y es retirado de éste
mediante bujes de eyección incorporados. Se hacen dos medios cascarones,
que se pegan o se juntan en preparación para el vaciado. El espesor del
cascarón se puede determinar con precisión mediante el control del tiempo
de contacto del modelo con el molde. Los cascarones son ligeros y
delgados (por lo general 5 mm-10mm), y en consecuencia sus
características térmicas son distintas de las de moldes más gruesos.
La arena del cascarón tiene menor permeabilidad que la arena que se
utiliza para el moldeo en arena común, ya que para el moldeo en cáscara
se utiliza una arena de un tamaño de grano mucho más pequeño. La
descomposición del aglutinante del cascarón de arena también produce un
elevado volumen de gas; a menos que los moldes estén correctamente
ventilados, el aire y el gas atrapados pueden causar serios problemas en
el moldeo en cáscara de fundiciones ferrosas.

Los moldes en cascarón por lo general se vacían por la línea de partición
horizontal y también pueden estar soportados en arena. Las paredes del
molde son relativamente lisas, ofreciendo poca resistencia al flujo del
metal fundido y produciendo fundiciones con esquinas más agudas,
secciones más delgadas y proyecciones más pequeñas de lo que es posible
en moldes de arena verde. Con el uso de sistemas de múltiples
compuertas, se pueden producir varias piezas coladas en un solo molde.
Prácticamente cualquier metal es adecuado y dependiendo de varios
factores de producción puede resultar más económico que los demás
procesos de fundición. El costo de los aglutinantes de resina queda
compensado en parte por el hecho de que solamente se necesita una
vigésima parte de la arena utilizada en la fundición en arena. La elevada
calidad de la pieza terminada puede reducir de manera significativa los
costes de acabado, mecanizado, etc.
Las aplicaciones del moldeo en cáscara incluyen pequeñas piezas mecánicas
que requieren alta precisión, como alojamientos para engranajes, cabezas
de cilindros y bielas; el proceso es también ampliamente utilizado en la
producción de moldeo de alta precisión.
Productos elaborados con moldeo en cáscara: Piezas para los sectores del
ferrocarril, automotriz, camión, maquinaria agrícola, etc. Piezas en
materiales refractarios para centrales térmicas, plantas siderúrgicas,
plantas incineradoras, hornos de tratamiento, Piezas para motores y
compresores, de alta calidad superficial y final paredes, etc.

 Buen acabado superficial, eliminando así, casi
por completo, los defectos superficiales.
 Tolerancias de 0.5% frente al 1.5% en el
moldeo ordinario.
 Moldes estables, adecuados para la fabricación
en serie.
 Se evita la mecanización de piezas, debido a la
gran precisión obtenida en los resultados.
 Se pueden producir formas más complejas con
menos mano de obra.
 Automatización del proceso con relativa
facilidad.
 Menor necesidad de arena para producir los
moldes, lo cual reduce costos en producciones
de amplios lotes.
 Costo elevado en la producción de pequeños
lotes de piezas.
 Las piezas no pueden ser muy voluminosas; las
mayores obtenidas son de unos 100 kg.
 Las placas modelo tienen que ser siempre
metálicas y con elevada precisión dimensional;
por ello resultan caras.
 Las arenas y las resinas son mucho más caras
que los materiales empleados en el moldeo
ordinario.
 Menor permeabilidad de los moldes.
 El molde produce gases por la descomposición
del aglutinante.

https://www.youtube.com/watch?v=Xar5r9Jm04g
MOLDEO EN CÁSCARA

PROCESOS DE MOLDEO | MOLDEO POR CERA PERDIDA
El moldeo a la cera perdida, fundición a la cera perdida o vaciado a la cera
perdida es un procedimiento que sirve para obtener figuras de metal
(generalmente bronce y oro) por medio de un molde que se elabora a partir
de un prototipo tradicionalmente modelado en cera.
Se utiliza un modelo en cera, éste modelo previo es rodeado de una gruesa
capa de material refractario que se solidifica; una vez endurecido, se mete
en un horno, que derrite la figura de cera, saliendo ésta por unos orificios
creados al efecto (de ahí su denominación) y, en su lugar, se inyecta el
metal fundido, que adopta la forma exacta del modelo. Para extraer la
figura es necesario retirar el molde.
La principal ventaja de este procedimiento es la estrecha tolerancia
dimensional que podemos conseguir, la cual no puede conseguirse mediante
otros procesos. Podemos conseguir dimensiones ajustadas de 0,002 mm por
mm. Es un proceso en el que tenemos que controlar numerosas variables,
pero obtenemos un acabado superficial excelente. Es un proceso caro, por
lo que se utiliza para la fabricación de preseries y prototipos, pudiendo
ser utilizado en volúmes de producción bajos.
Preparación
de la mezcla
de cera
Colado en la
matriz
flexible
Armado:
canales de
alim. Y salida
de gases
Armado del
sistema de
alimentación
Construcción
del molde
cerámico
Eliminación de
la cera
Precalentado
del molde
Colada
Acabado y
patinado de
la pieza
Canal de colada
Bebedero
Salida de cera
Modelos de cera
Recubrimiento
refractario
Pasta cerámica
Metal fundido
Pieza Final
Cáscara de
cerámica

El proceso de formado del núcleo de cera es el que realmente establece
las tolerancias dimensionales del producto final. Su proceso es
fundamental para asegurar una buena calidad en el moldeo. Los
patrones o modelos de cera se fabrican a partir de una matriz de
aluminio que se usa repetidas veces para obtener el numero necesario
de elementos.
Los patrones de cera individuales se montan en un canal (también de
cera) en forma de árbol que incluye el bebedero y la salida de la cera.

El recubrimiento refractario se hace generalmente por inmersión del
árbol patrón en un lodo de sílice u otro material refractario de grano
fino mezclado con yeso que sirve para unir el molde. El grano fino del
material refractario provee una superficie lisa que captura los
intrincados detalles del modelo de era. El molde final se forma por
sucesivas inmersiones y posterior curado.
Después de 7 o mas capas de material refractario se somete previo al
curado en autoclave, a temperatura para que elimine la cera que tiene
en su interior, esta cera será reutilizada para otros modelos.
La temperatura a la que será sometido ronda los 1095ºC para eliminar
cualquier residuo de cera que pueda haber quedado.

El metal fundido se vierte en el interior de las cascaras de cerámica ya
cocidas y se deja enfriar para que el material se solidifique adquiriendo
su forma final..
Una vez enfriado el conjunto, la cerámica se rompe para poder extraer
del árbol que había en su interior las piezas metálicas individuales.

https://www.youtube.com/watch?v=WmQCbo23yG8
MOLDEO POR CERA PERDIDA

PROCESOS DE MOLDEO | MOLDEOS PERMANENTES
GENERALIDADES:
 Se usan moldes metálicos que se reutilizan muchas veces.
 Los metales que usualmente se funden en moldes permanentes son el
estaño, plomo, zinc, aluminio, cobre y aleaciones ferrosas cuando se
usan moldes refractarios.
 Se pueden utilizar corazones metálicos (reutilizables) o de arena
(desechables). En este caso se denomina al proceso fundición en
molde semi-permanente.
 Durante el proceso, las caras interiores de los moldes se recubren
con lubricantes o barros refractarios con el fin de controlar la
temperatura de la superficie del molde y facilitar el retiro de la
pieza.
 Se obtiene buen acabado superficial y control dimensional estrecho y
buenas propiedades mecánicas debido a que el enfriamiento rápido
produce una estructura de grano fino.
 No se pueden realizar formas tan complejas como las posibles con
molde desechable debido a la necesidad de abrir el molde.
 El costo inicial del molde se justifica en series de producción grandes
con el menor costo por pieza.

PROCESOS DE MOLDEO | MOLDEOS PERMANENTES : COLADA POR GRAVEDAD / SIN PRESIÓN
 La fundición solidificada debe poderse retirar fácilmente de la cavidad de la matriz. Para ello se requiere que
las superficies de la cavidad tengan ángulos de salida en la dirección de apertura del molde. También se
recurre a diseños de molde de partes múltiples.
 Los moldes generalmente se construyen en acero o fundición. La cavidad y el sistema de vaciado se
conforman utilizando maquinados de precisión, a fin de obtener buen ajuste y acabado superficial.
 Los moldes suelen refrigerarse por medio de conductos a través de los cuales circula un refrigerante o
mediante aletas disipadoras.
 Se utilizan en muchos casos pernos expulsores para retirar la fundición solidificada
 Las caras del molde deben tener respiraderos que dejen escapar el aire y gases desplazados por el metal
fundido entrante
 El material del molde debe resistir el choque térmico y la abrasión que se produce durante la colada.
 Dependiendo del material del molde y material de la fundición, un molde bien mantenido puede durar decenas
de miles o cientos de miles de ciclos sin tener un desgaste apreciable.

CARACTERÍSTICAS DEL PROCESO:
 Aleaciones de bajo punto de fusión, sobre todo Al.
 Características de las piezas:
 Piezas de Tamaño pequeño-medio
 Precisión y buen acabado superficial.
 Muy buenas propiedades mecánicas y metalúrgicas (mejores que la
fundición en arena).
 Moldes de Acero aleado de alta calidad, mecanizado a la forma final (2
mitades).
 Solidificación promovida mediante sistema de refrigeración mecanizado en
el molde.
 Elementos similares a los de un molde de arena: Bebedero y sistema de
alimentación / Mazarotas / Machos
PROCESOS DE MOLDEO | MOLDEOS PERMANENTES : COLADA POR GRAVEDAD / SIN PRESIÓN
Pieza del cambio de velocidades del
Alfa 156 fabricada en Aluminio
mediante fundición por gravedad

PROCESOS DE MOLDEO | MOLDEOS PERMANENTES : MATERIALES

https://www.youtube.com/watch?v=l-V8oeL0P-0
FUNDICIÓN DE PIEZAS DE ALUMINIO EN COQUILLA POR GRAVEDAD

FUNDICIÓN DE PIEZAS POR GRAVEDAD

 El metal se mantiene hermético en un
horno
 El procedimiento controla muy bien la
solidificación
 Piezas con gran calidad
VS Contrapresión
 El molde está en una cámara de presión
 Gran velocidad de solidificación
 Piezas de grano fino y porosidad
inferior
PROCESOS DE MOLDEO | MOLDEOS PERMANENTES : COLADA POR GRAVEDAD / BAJA PRESIÓN

https://www.youtube.com/watch?v=azS9OjHVDnA
COLADA POR GRAVEDAD / BAJA PRESIÓN

PROCESOS DE MOLDEO | MOLDEOS PERMANENTES : COLADA POR INYECCIÓN / ALTA PRESIÓN
 Un émbolo fuerza el material dentro de la cavidad del
molde
 Presiones moderadas a elevadas
 Buena precisión dimensional y definición de detalles
superficiales (formas intrincadas y paredes delgadas)
 Piezas de hasta 25 kg
 Velocidad de producción elevada
 Aplicaciones típicas: componentes de motores,
electrodomésticos, herramientas de mano, juguetes.
COLADA POR
INYECCIÓN / ALTA
PRESIÓN
CÁMARA
CALIENTE
CÁMARA
FRÍA

CÁMARA CALIENTE
 El metal se funde en un recipiente adherido a
la máquina
 Sistema de inyección sumergido en el metal
fundido
 Proceso limitado a metales de bajo punto de
fusión. Incluyen al zinc, aleaciones Al-Zn,
estaño, plomo y a veces magnesio
 Velocidades de producción comparativamente
altas (hasta 500 ciclos por hora)
 Presiones de inyección de 7 a 35 MPa

https://www.youtube.com/watch?v=ZT-fy-E7G30
MAQUINA INYECTORA DE ZAMAK CÁMARA CALIENTE

CÁMARA FRÍA
 El metal se funde en un recipiente externo separado de la
máquina
 Sistema de inyección entra en contacto brevemente con el metal
fundido
 Se pueden procesar aleaciones con temperaturas de fusión más
altas. Los materiales de trabajo típicos incluyen al magnesio,
aluminio y latón. También se pueden fundir cobre y acero, este
último usando matrices de aleación TZM (molibdeno endurecido
por precipitación)
 Velocidades de producción de hasta 150 ciclos por hora
 Presiones de inyección de 20 a 150 MPa
 Las matrices se lubrican en cada colada. Los mismos se componen
de grafito o MoS2 en base aceitosa, dispersados en agua.

CÁMARA FRÍA

ALTA PRESIÓN - CÁMARA FRÍA AUTOMÁTICA

PROCESOS DE MOLDEO | MOLDEOS PERMANENTES : MATRICES
Inyección del material a alta velocidad en
molde METÁLICO y solidificación bajo presión
 Moldes de Acero aleado de alta calidad.
 Utillajes muy complejos y de elevado
costo.
 Elementos móviles de precisión.
 Sistema de refrigeración para reducir el
tiempo de enfriamiento por pieza.
TIPOS DE MATRICES

MÁQUINA DE CÁMARA FRÍA.
Presión de inyección máxima:
200 MPa

MOLDE DE FUNDICIÓN A ALTA
PRESIÓN TÍPICO

 Sistema hidráulico de cierre.
 MÁQUINAS DE CÁMARA CALIENTE: aleaciones de bajo punto de fusión y no agresivas para los útiles (Zn)
 MÁQUINAS DE CÁMARA FRÍA: Al, bronce.

Moldeos de aluminio… ¿es posible?

La fundición centrífuga se refiere a varios métodos de fundición caracterizados por utilizar un, molde que
gira a alta velocidad para que la fuerza centrífuga distribuya el metal fundido en las regiones exteriores
de la cavidad del dado.
PROCESOS DE MOLDEO | MOLDEOS PERMANENTES : MOLDEO POR CENTRIFUGADO
FUNDICIÓN
SEMI-CENTRIFUGA
FUNDICIÓN CENTRIFUGA
REAL
FUNDICIÓN CENTRIFUGADA
O CENTRIFUGADO
EL GRUPO INCLUYE:

Fundición centrífuga real En la fundición centrífuga real, el metal fundido se
vacía en un molde que está girando para producir una parte tubular. Ejemplos
de partes hechas por este proceso incluyen tubos, caños, manguitos y anillos.
El metal fundido se vacía en el extremo de un molde rotatorio horizontal.
La rotación del molde empieza en algunos casos después del vaciado. La alta
velocidad genera fuerzas centrífugas que impulsan al metal a tomar la forma
de la cavidad del molde. Por tanto, la forma exterior de la fundición puede ser
redonda, octagonal, hexagonal o cualquier otra. Sin embargo, la forma interior
de la fundición es perfectamente redonda (al menos teóricamente), debido a la
simetría radial de las fuerzas en juego.
PROCESOS DE MOLDEO | MOLDEO POR CENTRIFUGADO: CENTRIFUGADO REAL

En este método se usa la fuerza centrífuga para producir fundiciones sólidas
en lugar de partes tubulares, como se muestra en la figura. La velocidad de
rotación se ajusta generalmente para un factor-G alrededor de 15, y los
moldes se diseñan con mazarotas que alimenten metal fundido desde el centro.
La densidad del metal en la fundición final es más grande en la sección
externa que en el centro de rotación. El centro tiene poco material o es de
poca densidad. Por lo regular el centro en este tipo de sistemas de fundición
es maquinado posteriormente, excluyendo así la porción de más baja calidad.
Los volantes y las poleas son ejemplos de fundiciones que pueden hacerse por
este proceso.
Se usan frecuentemente moldes consumibles o desechables.
PROCESOS DE MOLDEO | MOLDEO POR CENTRIFUGADO: SEMI-CENTRIFUGA

MOLDEO POR SEMI - CENTRIFUGADO

Es un sistema donde por medio de un tallo se hace llegar metal fundido a
racimos de cavidades colocadas simétricamente en la periferia, de manera que
la fuerza centrífuga distribuya la colada del metal entre estas cavidades. El
proceso se usa para partes pequeñas, la simetría radial de la parte no es un
requerimiento como en los otros dos métodos de fundición centrífuga.
PROCESOS DE MOLDEO | MOLDEO POR CENTRIFUGADO: FUNDICIÓN CENTRIFUGADA

https://www.youtube.com/watch?v=Sqi_VTly6M4
MOLDEO POR CENTRIFUGADO

https://www.youtube.com/watch?v=G6wuvqdYkRs
INYECCIÓN DE ZAMAK A PRESIÓN

MUCHAS GRACIAS
tecno2.paglianiti@gmail.com

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