Fundición a la cera perdida

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1. Nuestra capacidad para fundiciones de arena de metal

La fundición a la cera perdida, también conocida como fundición de precisión o fundición de inversión, es un proceso de fabricación en el que se utiliza un patrón de cera para dar forma a un molde de cerámica desechable. Se hace un patrón de cera con la forma exacta del artículo que se va a moldear. Este patrón está recubierto con un material cerámico refractario. Una vez que el material cerámico se endurece, se le da la vuelta y se calienta hasta que la cera se derrita y se drene. La carcasa de cerámica endurecida se convierte en un molde de inversión desechable. El metal fundido se vierte en el molde y se deja enfriar. A continuación, la fundición de metal se separa del molde gastado.
El término fundición de inversión se deriva del proceso de "revestir" (rodear) un patrón con materiales refractarios. La fundición de inversión a menudo se selecciona sobre otros métodos de moldeo porque las piezas fundidas resultantes presentan detalles finos y excelentes acabados superficiales recién fundidos. También se pueden moldear con paredes delgadas y pasajes internos complejos. A diferencia de la fundición en arena, la fundición de precisión no requiere un calado.
Estas cualidades del proceso pueden proporcionar fundiciones de forma neta o casi neta, lo que brinda a los clientes ahorros significativos en costos de materiales, mano de obra y maquinado. Puede hacer uso de los metales más comunes, incluidos aluminio, bronce, magnesio, acero al carbono y acero inoxidable. Las piezas fabricadas con microfundición incluyen palas de turbinas, equipos médicos, componentes de armas de fuego, engranajes, joyas, cabezas de palos de golf y muchos otros componentes de máquinas con geometría compleja.

2.Ventajas y desventajas de la fundición a la cera perdida

ventajas:
Las piezas con formas extremadamente complejas y características intrincadas se pueden moldear como una sola pieza utilizando fundición de inversión.
✔Con característica de longitud corta o poca profundidad, se pueden moldear secciones delgadas de hasta 0,40 mm (0,015 in) sin defectos de cierre en frío
La fundición a la cera perdida tiene una excelente precisión dimensional y se pueden lograr fácilmente tolerancias más estrechas de 0,075 mm (0,003 in).
“En comparación con procesos de fabricación similares, la fundición a la cera perdida puede lograr un excelente acabado superficial sin ningún procesamiento posterior. Por lo general, alrededor de 1,3 a 0,4 micras RMS Ra
“Ofrece una libertad casi ilimitada en términos de materiales de inversión, pero los materiales más comunes utilizados incluyen aleación de aluminio, hierro fundido y aleaciones no ferrosas. El proceso es particularmente atractivo para aleaciones de alta temperatura.
✔No se requiere el desmoldeo en las paredes, pero si se usa un troquel maestro para hacer patrones de cera, entonces el desmoldeo en la cara ayudaría a que el proceso de creación del patrón sea más fácil.
“Dado que no hay líneas de despedida, el elenco no tendría ningún destello. Pero los patrones de cera pueden tener líneas de separación del molde maestro.
“El mecanizado adicional se puede eliminar o reducir y una tolerancia de tan solo 0,4 a 1 mm (0,015 a 0,040 pulg.) suele ser suficiente.
“Se puede lograr una excelente precisión dimensional en combinación con superficies de fundición muy suaves. Estas capacidades son especialmente atractivas cuando se fabrican productos a partir de metales de alta temperatura de fusión y difíciles de mecanizar que no se pueden moldear con procesos de molde de yeso o metal.
“La cera utilizada generalmente se puede recuperar para su reutilización.

Desventajas:
“En comparación con otros métodos de fundición de metales, la fundición a la cera perdida implica muchos pasos complejos que hacen que el proceso sea relativamente costoso. Pero algunos de los pasos se pueden automatizar para ciertos productos. Puede ser más costoso que la fundición a presión o la fundición en arena, pero los costos por unidad disminuyen con grandes volúmenes.
✖El alto costo de los troqueles para hacer patrones tradicionalmente ha limitado la inversión de fundición a grandes cantidades de producción
✖El alto costo también se debe al requerimiento de equipo especializado, material refractario costoso y alto costo de mano de obra
✖Las piezas son difíciles de fundir si requieren núcleos, tienen agujeros de menos de 1,6 mm o más profundos que 1,5 veces el diámetro

3.El paso del proceso de fundición a la cera perdida

Los siguientes pasos son los que seguimos para producir piezas con geometrías complejas y detalles intrincados.

1.Crear un patrón de cera: se crea un patrón que replica la geometría de la pieza terminada utilizando uno de los dos métodos principales:
a.Construir un troquel de inyección de cera
patrón de impresión b.3D
i.Si se utilizará un troquel de inyección de cera, el primer paso consiste en diseñar y construir un troquel de metal de aluminio. Este troquel crea una réplica en cera de la pieza deseada inyectando cera derretida a alta presión en la cavidad. El troquel se puede fabricar como una herramienta manual simple de una cavidad o como una herramienta automática compleja de múltiples cavidades, según los requisitos de volumen.
ii.Si se utilizará un patrón impreso en 3D, se envía a una impresora un modelo CAD que contiene la geometría de la pieza y se imprime la pieza.
2. Ensamblaje de cera: A continuación, los patrones de cera se ensamblan en los corredores y en un árbol terminado que está listo para sumergirse.
3. Recubrimiento de lechada: Luego, el ensamblaje se sumerge en una lechada de cerámica de alto grado para construir una capa de cerámica alrededor del árbol de cera.
4. Estuco: después de que se realiza la capa de lechada, se dejan caer partículas de arena sobre la superficie del ensamblaje del árbol húmedo. Esto ayuda a espesar y fortalecer la capa de revestimiento sobre la superficie de ensamblaje de cera.
5. Repita los pasos 5 y 6: repita los pasos 5 y 6 hasta que el ensamblaje alcance el espesor de carcasa deseado. A continuación, se permite que el conjunto fragüe y se seque.
6. Desparafinado: ahora se elimina la cera dentro de la carcasa recién construida. El desparafinado se realiza utilizando un autoclave de desparafinado a vapor o un horno de fuego instantáneo.
7. Fundición: ahora se vierte el metal fundido deseado en la cavidad del molde precalentado.
8. Enfriamiento: Luego, el molde se asienta para permitir que el metal fundido se enfríe y se solidifique, lo que luego se convierte en la fundición final.
9. Eliminación de la carcasa: el material de la carcasa se elimina mediante procesos de golpe de martillo, vibración y granallado de acero.
10. Corte: Las piezas acabadas se separan del sistema de compuertas y canales.
11.Acabado: luego se emplean varias técnicas de acabado, que incluyen esmerilado, chorro de arena y revestimiento para lograr la superficie final necesaria.
12. Pruebas: una vez que se realizan las operaciones de acabado, las piezas se inspeccionan en busca de defectos superficiales y subterráneos. La inspección visual y por penetración fluorescente se realiza para superficies y se emplea rayos X para la identificación de defectos debajo de la superficie.

4. Fundición a la cera perdida frente a otros procesos de fundición

5. Preguntas frecuentes

P: ¿Cuáles son las consideraciones al usar la fundición a la cera perdida?R: 1. Costo de herramientas:
Para requisitos de baja cantidad, puede ser más costoso que otros métodos si se busca un herramental permanente. Para esas aplicaciones, SLA o patrones impresos pueden ser una alternativa rentable (incluso para una cantidad de uno).
Los costos iniciales son otro factor clave para determinar si el casting de inversión aporta el mayor valor. La herramienta de fundición por inversión suele constar de varias piezas ensambladas entre sí para producir los componentes complejos. Este costo de "parte inicial" no es insignificante, pero puede compensarse fácilmente por la falta de mecanizado y/o fabricación posteriores.
2. Limitaciones de tamaño:
Es posible crear moldes de inversión en una variedad de tamaños. Hay un límite superior en ese rango, que es menor que otras tecnologías de forma como la fundición en arena.
3.Estructuras muy pequeñas:
La fundición de inversión es una excelente opción para aplicaciones de paredes delgadas, pero las formas internas muy pequeñas que usan núcleos pueden presentar desafíos. Los agujeros normalmente no pueden ser más pequeños que 1/16” (1,6 mm) o más profundos que 1,5 veces su diámetro.
4.Tiempo:
El proceso de inversión de varios pasos requiere más tiempo que otros procesos. El tiempo de procesamiento puede ser más corto que otras alternativas.

P: ¿Por qué se llama fundición a la cera perdida?
R: Después de cerrar el molde alrededor del modelo de arcilla, se vierte cera caliente en el espacio entre el modelo y el molde. Esto hace que la cera se derrita y fluya fuera del molde, dejando un espacio entre el modelo de arcilla resistente al fuego y el molde de revestimiento. Es por eso que este método se llama el proceso de cera perdida.

P: ¿Qué tan preciso es el casting de inversión?
R: La fundición de inversión puede lograr un excelente detalle y precisión, en un rango de +/- 0,005 pulgadas por pulgada. Se necesita muy poco mecanizado adicional para detalles y características.