Ventajas y desventajas de la fundición de inversión

Cuando se trata de la fabricación, cada componente debe satisfacer requisitos exactos para producir un producto terminado. Hay varios procedimientos disponibles para crear piezas únicas para un producto, pero el casting de inversión es un enfoque que sobresale en muchos sentidos.
La fundición a la cera perdida es un proceso industrial que se basa en la fundición a la cera perdida, uno de los primeros métodos de formación de metales conocidos por el hombre. La capacidad de la fundición de inversión para fabricar componentes con precisión, repetibilidad, adaptabilidad e integridad en una gama de metales y aleaciones de alto rendimiento es muy apreciada.

Durante los últimos 5,000 años, la gente ha empleado la fundición de inversión de diversas formas. La cera de abejas se empleó en sus primeras formas para crear patrones para el proceso de fundición. Los patrones a menudo se crean utilizando ceras más complejas, compuestos refractarios y metales especiales.
Para entender mejor este proceso, en este artículo aprenderás qué es el casting de inversión y sus ventajas y desventajas.

La fundición a la cera perdida es un método antiguo para formar piezas y componentes metálicos que utiliza pocos aparatos y energía. El método se llama así porque el patrón se llena con material refractario para crear un molde, y se vierte una sustancia fundida en el molde.

Es ideal para la fabricación de piezas complicadas y sigue siendo útil en el entorno industrial actual. Los fabricantes utilizan esta tecnología para fundir correctamente metales con una alta tolerancia al calor utilizando un molde de yeso, plástico o cerámica y un diseño de cera que se derrite.

Este método de microfundición de aluminio es ideal para fabricar artículos y prototipos. Es ampliamente utilizado en una variedad de industrias, más notablemente en los sectores automotriz e industrial. Las aleaciones de acero inoxidable, el latón, el aluminio y el acero al carbono son solo algunos de los materiales que se pueden moldear. Pero, ¿cómo se hace este proceso?

Todas las tecnologías de fundición tienen varias ventajas de diseño, incluida la capacidad de reducir los insumos de material y construir estructuras que de otro modo serían difíciles de producir sin un mecanizado o ensamblaje extenso.

La adaptabilidad del molde, por otro lado, es una ventaja fundamental del microfundido. Los fabricantes tienen un nivel inusual de libertad de acción cuando crean artículos de microfusión, ya que el molde es consumible y los patrones de cera se pueden quitar discretamente en forma líquida. A diferencia de la mayoría de las otras tecnologías de moldeo y fundición, la fundición de inversión permite opciones de diseño significativamente más complejas.

Hay mucho que decir sobre el casting de inversión, y aún más sobre sus características. Sobre este tema, saldrás de todas tus dudas sobre este método y verás por ti mismo cuánto puedes esperar de un proyecto de casting de inversión.

Ventajas del casting de inversión

Esta técnica es perfecta para crear objetos geométricos pequeños y complicados con detalles detallados usando un solo molde. Los materiales suelen ser reutilizables, como la cera derretida, que se puede reutilizar en otro patrón. ¡El molde a veces se puede reutilizar! También ofrece una amplia gama de posibilidades de diseño; los ingenieros de diseño pueden insertar marcadores de identificación, como números, logotipos e identificaciones de productos, en la fundición.

Es increíblemente adaptable ya que puede combinar numerosos patrones de cera para producir un molde único. También puede crear piezas que serían imposibles de crear usando una máquina o herramientas, dándole una alternativa viable a los elementos.

1. Pulido de superficie excepcional
2. Alta precisión dimensional
3. Incluso los elementos más complicados se pueden moldear.
4. La fundición es posible con casi cualquier metal.

Desventajas de la fundición de inversión

A pesar de sus ventajas, la fundición a la cera perdida tiene algunas desventajas. La restricción de tamaño es el inconveniente más importante. Debido a que muy pocos ingenieros de diseño son capaces de producir componentes enormes con este enfoque, puede que no sea la solución ideal para un cliente que requiere la fabricación de un componente grande.

Algunas razones del alto costo incluyen equipo especializado, refractarios y aglutinantes costosos, varios procedimientos para construir un molde, una gran cantidad de mano de obra y la aparición de fallas menores. Sin embargo, sigue siendo menos costoso que mecanizar el artículo idéntico a partir de barras; por ejemplo, la fabricación de armas se ha desplazado a la fundición de inversión para reducir el costo de crear armas cortas.

Pero esta técnica es más difícil que otros procedimientos de enyesado y requiere una preparación extensa, así como un equipo específico. Por eso, la fundición a la cera perdida puede tener un costo inicial más alto que la fundición en arena o la fundición a presión, pero el costo de fabricación por unidad se reduce con pedidos más grandes. El costo total, particularmente para la fabricación en tiradas cortas, es un gran inconveniente.

Algunas otras desventajas pueden ser:

1. Fundir objetos que requieren núcleos puede ser difícil.
2. Este procedimiento es costoso, generalmente se limita a fundiciones diminutas y puede ser un desafío cuando se trata de núcleos.
3. Las fundiciones de inversión requieren ciclos de producción más largos que otros métodos de fundición.
4. Debido a que hay varios elementos de proceso que influyen en la calidad del molde y la fundición, el sistema de gestión de calidad es difícil de implementar.

Un método para producir piezas y componentes complicados es la fundición a la cera perdida. Para diseñar y construir las piezas de trabajo apropiadas, existen varios procesos distintos en el proceso general. Recibe su nombre del hecho de que las piezas de trabajo se construyen alrededor de una fundición sin cáscara, que luego se retira una vez que las piezas de trabajo se han vertido en el molde y se han endurecido.

Primero, se crea un patrón.

La etapa inicial de la fundición por inversión es el diseño de un molde o patrón para una pieza de trabajo predeterminada. El diseño está hecho de cera. Puede verterse en el molde mediante moldeo por inyección, tallarse a mano a partir de un bloque de cera o producirse con una impresora 3D y una sustancia de cera adecuada.

También puede lanzar el molde de goma directamente desde el molde maestro. Alternativamente, se puede mecanizar un troquel maestro de forma independiente sin necesidad de un patrón maestro.  

Luego, el patrón de cera se vierte en su lugar.

El proceso de fundición de inversión implica hacer varios patrones de cera. Luego se monta en un dispositivo de puerta que termina pareciéndose a un árbol. Este es el dispositivo de fundición de inversión en el que se puede verter el metal u otro material para producir la pieza de trabajo adecuada. Si bien una fundición de inversión generalmente usa un diseño de cera, puede usar otros materiales como plástico y mercurio congelado.

Supongamos que una mecha puede requerir una fundición de inversión. En ese caso, hay dos opciones: los núcleos de cera soluble pueden intentar derretirse del revestimiento de revestimiento junto con el resto del patrón de cera, mientras que los núcleos de cerámica se eliminan después de que el objeto se haya solidificado. Cualquier cera que se sale del molde antes de esto se suele recuperar y reutilizar.

Ahora es el momento de lanzar

La fundición descascarada se añadirá a su alrededor como fase siguiente. Primero se sumerge el árbol en una suspensión de cerámica. Durante este proceso, se sumerge un grupo patrón en una suspensión de material refractario fino, que suele ser arena fina. Luego se drena la superficie para proporcionar un recubrimiento homogéneo. Antes de que pueda utilizarse, la moldura debe secarse por completo. Estos dos pasos se pueden repetir hasta que el molde sea lo suficientemente grueso para soportar las fuerzas de fundición.

Para mantener las delicadas características del molde, se emplean materiales finos en esta fase inicial, también conocida como capa de imprimación. El recubrimiento puede entonces curarse después del endurecimiento. Este proceso se continúa hasta que el revestimiento haya alcanzado el espesor deseado.

Luego, se quita la cera.

Una vez que los moldes de cerámica se han fraguado por completo, se les da la vuelta y se colocan en un horno o autoclave para derretir y/o evaporar la cera. Los patrones de cera deben eliminarse antes de que el material elegido pueda colocarse en el molde recién descascarado. Esto se logra con frecuencia calentando la cera en un horno.

Para calentar la cera, se puede utilizar alternativamente vapor. El molde se voltea para permitir que la cera líquida se drene y se reutilice para hacer diseños de cera nuevos.

Finalmente, el metal se vierte

Habrá huecos libres dentro de la fundición sin cáscara una vez que se haya quitado la cera en la forma de los diseños formales de cera. El metal se puede verter por gravedad o usando presión de aire positiva u otras fuerzas. El material se mantiene en la fundición hasta que se haya enfriado y endurecido por completo.

Ahora la cáscara necesita ser removida.

Cuando el material se haya enfriado y curado por completo, es hora de sacarlo de su envoltura. El yeso sin cáscara se quita con un martillo u otro instrumento hasta que solo quede el árbol original. En lugar de los patrones de cera, las piezas de trabajo finales ahora estarán conectadas al árbol. Las piezas de trabajo se cortan suavemente del árbol una vez que se ha quitado la fundición.

Máquinas de acabado

El colado de inversión acabado se somete a acabado después de haber sido rectificado. Las impurezas y los negativos a menudo se eliminan mediante herramientas manuales y soldadura, en lugar de esmerilado. Si el artículo requiere un enderezamiento adicional, normalmente se utilizan prensas hidráulicas de enderezamiento para que el producto se ajuste a sus tolerancias.

Ahora conoces el proceso paso a paso. ¡Es hora de ver las ventajas y desventajas del casting de inversión!

No hay duda de que este método funciona en muchos escenarios, pero debes conocer los pros y los contras. Es una técnica antigua, y puede ser una tarea muy monótona, pero los resultados con superficies perfectas y lisas demuestran que vale la pena!