En la búsqueda de soluciones ligeras y de alto rendimiento para las industrias modernas, la fundición a presión destaca como una tecnología de conformado de metales madura y muy ventajosa. Este proceso permite la producción eficiente y económica de piezas metálicas que cumplen con requisitos estrictos, lo que la convierte en una opción preferida en varios sectores. Desde componentes automotrices hasta electrónica de consumo, la fundición a presión ofrece una precisión y rentabilidad sin igual para la producción en masa.
La fundición a presión es un proceso de fundición de metales que implica la inyección de metal fundido a alta presión en una cavidad de molde, donde se enfría y solidifica en la forma deseada. Este método es capaz de producir piezas con geometrías complejas, dimensiones precisas y excelentes acabados superficiales. Las aplicaciones van desde bloques de motor y engranajes en automóviles hasta manijas y componentes electrónicos en electrodomésticos.
Las principales ventajas de la fundición a presión incluyen la producción rápida, la rentabilidad y la calidad constante, lo que la hace ideal para la fabricación de alto volumen.
El proceso de fundición a presión consta de varias etapas críticas, cada una de las cuales influye en la calidad y el rendimiento del producto final.
El troquel, o molde, es el corazón del proceso de fundición a presión. Normalmente hecho de acero o aluminio, debe soportar las altas temperaturas y presiones involucradas. El diseño del molde comienza con un modelo CAD de la pieza, que incorpora consideraciones de geometría, precisión dimensional, acabado superficial y facilidad de expulsión. Los moldes modernos a menudo se fabrican utilizando mecanizado CNC para mayor precisión.
La selección de la aleación metálica correcta es crucial, con opciones comunes que incluyen aleaciones de aluminio, magnesio, zinc, cobre y plomo. El metal elegido se funde en un horno, con control de temperatura y desgasificación para garantizar la pureza y fluidez.
El metal fundido se inyecta en la cavidad del molde a alta presión (normalmente 10–210 MPa), lo que garantiza un llenado completo y una fundición densa. La velocidad de inyección se regula cuidadosamente para evitar defectos como la porosidad.
Después de la inyección, el metal se enfría y se solidifica. Las velocidades de enfriamiento se gestionan mediante sistemas de agua o aceite para optimizar la microestructura. Una vez solidificado, el molde se abre y los pasadores de expulsión liberan la pieza.
Las piezas fundidas a menudo se someten a recorte para eliminar el exceso de material (por ejemplo, bebederos y rebabas), seguido de tratamientos superficiales como chorreado con arena, pulido o galvanoplastia. También se pueden aplicar tratamientos térmicos para mejorar las propiedades mecánicas.
Los diferentes métodos de fundición a presión se adaptan a materiales, tamaños de piezas y necesidades de producción específicos:
| Tipo | Materiales | Ventajas | Desventajas | Aplicaciones |
|---|---|---|---|---|
| Cámara fría | Aleaciones de aluminio, magnesio, cobre | Ideal para metales con alto punto de fusión; alta resistencia de la pieza | Tiempos de ciclo más largos; se requiere transferencia manual de metal | Bloques de motor, cajas de cambios |
| Cámara caliente | Aleaciones de zinc, plomo | Producción rápida para metales con bajo punto de fusión | Limitado a materiales de bajo punto de fusión; riesgo de corrosión | Electrónica, bienes de consumo |
| Vacío | Aleaciones de aluminio, magnesio, zinc | Reduce la porosidad; mejora las propiedades mecánicas | Mayor costo; proceso complejo | Piezas automotrices de alta resistencia |
| Gravedad | Aleaciones de aluminio, zinc, cobre | Menor costo de molde; mejores propiedades mecánicas que la fundición en arena | Menos precisión que la fundición a presión a alta presión | Válvulas, tuberías |
| Alta presión | Aleaciones de aluminio, zinc, magnesio | Excelente acabado superficial; alta precisión; producción rápida | Alto costo de molde; potencial de porosidad | Automotriz, electrónica, electrodomésticos |
| Baja presión | Aleaciones de aluminio | Buena integridad estructural; adecuado para piezas grandes | Más lento; mejor para lotes pequeños | Ruedas, componentes estructurales |
Elegir el material adecuado depende de factores como la resistencia, la resistencia a la corrosión, la conductividad térmica y el costo. Los materiales comunes para fundición a presión incluyen:
| Material | Ejemplos de aleaciones | Propiedades clave | Aplicaciones |
|---|---|---|---|
| Aluminio | A380, A383, ADC12 | Ligero, resistente a la corrosión, fuerte, mecanizable | Automotriz, aeroespacial, electrónica |
| Magnesio | AZ91D, AM60B | Ultraligero, buena relación resistencia-peso | Piezas automotrices ligeras, aeroespacial |
| Zinc | Zamak 3, Zamak 5 | Excelente capacidad de fundición, alta precisión, conductivo | Electrónica, pequeños bienes de consumo |
| Cobre | Latón, bronce | Alta resistencia a la corrosión, conductividad térmica/eléctrica | Fontanería, conectores eléctricos |
| Plomo | Plomo, aleaciones de plomo-estaño | Alta densidad, fácil de fundir | Baterías, blindaje contra radiación |
La fundición a presión se utiliza ampliamente en:
Este proceso versátil también sirve a las industrias médica, de la construcción y de juguetes, lo que demuestra su adaptabilidad a diversas necesidades de fabricación.