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Esta familia de operaciones se conocen también como fundición o colada, se realizan fundiendo metal o plástico para introducirlo en moldes o piezas con cavidades que reproducen la forma de la pieza deseada.
Para crear estas cavidades se crea un modelo. Este modelo se diseña algo más grande que las medidas deseadas previendo las contracciones del material durante la solidificación, y además, respetando unos ángulos de salida que tengan en cuenta facilitar la extracción de la pieza definitiva.
Cuando se genera el molde también hay que dejar embudos llamados bebederos y canales de colada por donde se introducirá el material fundido. Para piezas grandes, además se disponen chimeneas que aporten el metal requerido en la contracción y así no se produzcan rechupes.
Moldes de arena, con canales de colada, machos y bebedero
Llenado del molde
Aunque requiere hacer un molde nuevo para cada pieza, es un método rápido que se usa para producir grandes producciones en serie de bloques y culatas de motores de automóvil, tapas de alcantarillas o de registro, etc. que se pueden reconocer por el granulado que queda en la superficie. Cuando se requiere mucha precisión y buenos acabados se usa el siguiente método:
FUNDICIÓN EN COQUILLA
En este caso la coquilla es un molde metálico, normalmente acero o fundición, con las formas talladas. Aunque es mucho más caro que la fundición en arena, el molde resulta rentable, pues se pueden fabricar con ellos miles de piezas. Además, como el molde es metálico, la velocidad a la que se enfría la pieza es mayor y la producción es más rápida.
Evidentemente, el material que se funde y se vierte en el interior del molde debe tener un punto de fusión inferior al de la propia coquilla, y normalmente se trata de aluminio o plomo.
MOLDEO A LA CERA PERDIDA
Se emplea para fabricar objetos artísticos o de forma muy compleja o pequeña. El procedimiento empieza creando un modelo de cera, para después cubrirlo con yeso, barro o porcelana, dejando libres los bebederos. Tras el secado del molde, se calienta éste para cocerlo y a la vez derretir la cera. Después de verter el metal fundido, se extrae la pieza rompiendo el molde para, por último, eliminar el bebedero y los canales de colada.
Modelo de cera
Molde de barro
Pieza obtenida
COLADA o MOLDEO A PRESIÓN
Se lleva a cabo inyectando la masa metálica fundida en el interior del molde. En este método se emplean moldes metálicos permanentes, pero en lugar de llamarlos coquillas, se suelen denominar matrices. El metal se inyecta en el molde por medio de una máquina, que suele ser un émbolo impulsado por una prensa hidráulica. Este método presenta la ventaja de que pueden fabricarse piezas de formas complicadas de una manera bastante económica y de gran precisión (pulsa sobre la imagen para ver la animación).
MOLDEO CENTRÍFUGO
Este tipo de colada se realiza haciendo girar el molde alrededor de un eje entre 300 y 3000 rpm, con lo que la fuerza centrífuga obliga al metal fundido a rellenar todas las cavidades del mismo, obteniendo más o menos grosor en función de la cantidad de metal vertido. Se emplea fundamentalmente para moldear piezas de revolución (por ejemplo tubos), o piezas huecas (como maniquíes) sin necesidad de emplear machos.
COLADA CONTINUA
Consiste en llenar un recipiente o artesa con metal fundido procedente de los hornos de fundición. El metal cae verticalmente por un orificio de la artesa, y conforme se solidifica, se obtiene una tira continua de sección semejante a la del molde. Las barras o palanquillas van avanzando sobre rodillos para ser cortadas posteriormente. Se denomina continua porque el producto sale sin interrupción de la máquina, hasta que la alimentación se haya agotado.
1. Crisol
2. Cuchara de colada
3. Molde
4. Control de temperatura
5. Tapón
6. Entre 0,5 y 2 m
SINTERIZACIÓN
Este método consiste en compactar el polvo de un metal o cerámico a una temperatura inferior a la de fusión de la mezcla, con lo que se produce una difusión de átomos entre las superficies de contacto de las partículas, que resultan unidas permitiendo una estructura porosa.
Este es el proceso mediante el que se fabrican los cojinetes de bronce. Posteriormente éstos se mantienen en un baño de aceite mineral a presión para rellenar los poros de lubricante.
MOLDEO DE PLÁSTICOS
Recordando las tres familias básicas de materiales poliméricos:
Termoplásticos, que se funden con el calor
Plásticos termoestables, son los que tienen fuertes estructuras químicas que impiden su fusión, y el calor sólo consigue carbonizarlos.
Elastómeros, o plásticos elásticos a base de cauchos o siliconas.
Los materiales termoplásticos, una vez reblandecidos mediante calor, además de permitir los procesos vistos hasta ahora, admiten otra serie de métodos específicos, que se visitan aquí.
Para saber más:
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