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PROCESOS DE COLADA POR GRAVEDAD, 7.1, 7.1 (2), 7.3, 7.3 (2), 7.6, 7.7, 7.7…
PROCESOS DE COLADA POR GRAVEDAD
a. PROCESOS DE COLADA A LA CERA PERDIDA Y POR REVESTIMIENTO
b. COLADA CON REVESTIMIENTO DE PRECISIÓN
Las versiones modernas de
colada con revestimiento de precisión
mejoran mucho la exactitud y el acabado.
pasos básicos:
Revestimiento primario de los modelos
Colocación del modelo en la caja
Se agrupan los modelos para tener mayor volumen de producción
Revestimiento secundario
Se sacan los modelos de cera del molde
Fusión de la cera en el horno
Inyección de cera en el molde
Colada del metal
El molde
Remoción de bebederos y canales
Inspección de las piezas fundidas
Limpieza de las piezas fundidas
Es costosa y se utiliza cuando los ahorros en el maquinado o la incapacidad de maquinar una forma compleja.
ventaja:
combina la capacidad para producir detalles mínimos con la facilidad de colar metales de altas temperaturas.
Estos moldes se acaban uno por uno y se deben incluir tolerancias para contracción de cera cuando se solidifica y del material que se va a colar.
a. PROCESO A LA CERA PERDIDA
Los primeros procesos a la cera perdida consistían en hacer un corazón (macho) de arcilla sobre el cual se revestía la arcilla y, después se modelaba o esculpía a la forma y tesura deseadas.
La cera utilizada se pesaba con todo cuidado a fin de que el moldeador pudiera determinar que esta había salido en su totalidad de la cavidad del molde
c. PROCESO DE MOLDE LLENO
Es una variante del proceso de colada con revestimiento.
La diferencia principal es que, no se saca el modelo del molde.
El grado de acabado o exactitud que se logra, es similar al de la colada de revestimiento. Elimina la necesidad de fundir y extraer la cera del molde.
El modelo no se hace con cera, sino con espuma de estireno.
d. OTROS PROCESOS RELACIONADOS
mercurio congelado
Se utilizan para formar modelos intrincados.
Las ventajas es que produce excelentes acabados de superficie y detalle, facilidad para unir a presión el mercurio congelado.
colada al alto vacío
es un proceso muy costoso para metales o aleaciones que se deben colar en una atmósfera controlada.
Se pueden lograr máxima pureza y altos grados de acabado, precisión y detalles.
Tienen uso para todos los metales, la mayoría de cerámicos y porcelanas, diversas aplicaciones del concreto y para productos de plásticos y cauchos.
Se utilizan con moldes permanentes y con moldes unitarios no permanentes.
b. COLADA EN ARENA
Es el proceso de colada mas rápido y menos costoso. La mayoría de moldes son unitarios (destructibles).
La desventaja más grande es el acabado un tanto basto de la superficie y la falta de exactitud dimensional.
Se pueden utilizar procesos especiales para mejorar la textura de superficie, el grado de acabado y la exactitud dimensional.
En ocasiones se agregan aditivo especiales para impartirle más suavidad y reducir la contracción.
Estos aditivos hacen que las operaciones sean más largas y costosas por dos razones:
No existe una forma fácil para recuperar la arena y a su vez, aumentan el costo de producción.
Se necesitan más cuidado y tiempo para preparar el molde.
COLADA EN ARENA VERDE
2. Moldeado en el piso
Ayuda a eliminar la necesidad de moldes pesados, voluminosos y también elimina la posibilidad de daños al molde con el movimiento y el manejo.
Son individuales, necesitan bastante tiempo para construirlos y suelen ser costosos; pero sirven para colar objetos grandes y pesados.
Los principios y procesos básicos son idénticos a los del moldeado en banco.
3. Moldeado en foso
Se emplean en piezas todavía más grades.
El foso suele estar revestido con concreto y las paredes e cubren con arena verde para formar las paredes del molde.
Se suele emplear para formas de taño muy grande, que pesan toneladas.
El foso es la caja de molde.
1. Moldeado en banco
Se denomina así el método para hacer un molde a mano o con máquina en un banco de trabajo.
Se utilizan máquinas moldeadoras, también se utilizan las
placas correlativas con las
cajas de tableros de soporte*
Las máquinas típicas tienen tres acciones básicas:
opresión
con una placa de presión contra la superficie del banco. Estas máquinas se llaman opresoras
máquinas
basculantes
permiten al operario trabajar sin levantar el molde
acción de percusión
y las que sólo tienen esta acción se llaman máquinas de
percusión
máquinas combinadas de
percusión y opresión
y otras incluyen
percusión - opresión - rotación
4. Arenas especiales para moldeado
moldes aglutinados con cemento
son similares excepto que se usa de 8 a 12% de cemento de alta resistencia y fraguado rápido para aglutinar la arena.
molde de arcilla
se construye con, más o menos, 50% de arena para moldes y 50% de arcilla.
Es simplemente arena que no se ha
curado
o endurecido por horneado o calentamiento.
se suele clasificar:
lugar en que se haga la colada
según la posición
Los moldes para piezas fundidas muy grandes se llaman
moldeados en piso
.
Las piezas fundidas que pueden pesar toneladas se cuelan en un foso.
Los procesos de moldeado de piso y foso evitan el manejo y movimiento de moldes pesados y voluminosos para objetos grandes
d. MOLDEADO CON ARENA CURADA
Moldeado de cáscara
Producen piezas con mayor tesura y exactitud dimensional. Se usan mucho para hierro, acero y metales no ferrosos.
ventaja:
Gran exactitud dimensional con facilidad para el hierro y el acero.
El costo de prepara el modelo es mayor. La parte más costosa son las resinas de aldehído y fenólicas utilizadas como aglutinantes.
Pasos básicos en el moldeado de cáscara:
revestimiento
remoción del modelo revestido
calentamiento del molde
curado
mezcla de la resina y la arena
desprendimiento de cáscara curada, del molde
c. CONTROL DE LAS CARACTERÍSTICAS DE LA ARENA VERDE
Se selecciona con cuidado y se mezcla con una arcilla refractaria, como la bentonita, para darle resistencia y que se aglutine.
variables a considerar:
preparación para hacer el molde
tiempo necesario
métodos para mezclarla
métodos utilizados para hacer el molde
componentes
presiones aplicadas para aglutinar la arena y arcilla
tipos básicos de arena son:
arena sintética
son sólo arenas naturales, con insuficiente contenido de arcilla y de otros componentes.
arena natural
es la que ya contiene suficiente arcilla y sólo necesita adición de agua y el acondicionamiento.
pueden utilizarse ciertos aditivos:
negro mineral
mejora el acabado de la superficie y facilita la limpieza
grafito
para mejorar la estabilidad aumentar la tersura
brea (pez) y asfalto
mejoran la resistencia de la arena al calor
gilsonita
se utiliza en forma similar al negro mineral
los revestimientos pueden ser mezclas de minerales o de productos de cereales para dar más resistencia, estabilidad o tersura de superficie
petróleo combustible
para facilitar el moldeado de la arena
suele prepararse el molde con secantes y diversas preparaciones para moldeo
polvo de madera
mejora las cualidades de contracción y expansión de la arena
almidón de trigo a fin de dar resistencia adicional
vermiculita
mejora la estabilidad de la arena en caliente y para aislar los elevadores
alcohol para acelerar su secamiento
dextrinas
mejorar la resistencia en seco y la dureza de las aristas del molde
propiedades importantes en la arena verde son:
D.
Permeabilidad
. Es la porosidad que permite al vapor escapar a través de la arena.
E.
Calidad refractaria
. Es la capacidad de la arena para mantener su integridad. En otras palabras, no se funde, tuerce ni deforma.
C.
Resistencia en caliente y termo estabilidad
. Es la que tiene la arena cuando la calienta el metal después de que está seca.
F.
Fluidez
. Es la respuesta de la arena al proceso de formación del molde y la facilidad con la cual toa la forma deseada.
B.
Resistencia en seco
. Es la resistencia necesaria en la arena para mantener la forma de la cavidad del molde cuando se seca.
G.
Desprendimiento
. Es la facilidad de aflojarla por sacudimiento o sacarla después de que se solidificó la pieza.
A.
Resistencia en verde
. Significa la plasticidad necesaria para hacer el molde de arena.
Pruebas de la arena
Se efectúan para determinar las cantidades iniciales de arena que se deben usar y los ingredientes para modificarla.
Son continuas durante el proceso de formación del molde.
Se efectúan diversas pruebas:
determinar las diversas resistencias de la arena, se prueban en una
máquina probadora universal
para resistencia de arena.
conocer el contenido y permeabilidad de los aglutinantes, se prueba con un
medidor
para mantener el contenido correcto de humedad se mide con un
medidor de humedad
También se efectúan, los análisis de dureza del molde, contenido de arcilla y tamaño de los granos.
e. MOLDEADO CON YESO
Es de particular utilidad para la colada de aleaciones a base de cobre y aluminio, que tiene bajo punto de fusión.
Se utilizan moldes construidos con una mezcla de arena y yeso.
La gran desventaja es el largo tiempo de curado para deshidratar los moldes y evitar la formación de bolsas de vapor de agua.
Moldeado con CO2
Es similar, en costo y calidad de las piezas fundidas al moldeado de cáscara.
El proceso se utiliza para formar un molde hecho con arena y resina curadas. Se pueden formar y curar con más facilidad las secciones gruesas sin uso de calor.
Este proceso se creó originalmente para producir corazones, tiene un uso muy extenso, en particular para piezas grandes con formas complejas, difíciles de moldear.
Métodos básicos utilizados para la gasificación en el proceso de CO2
Gasificación de copa
Múltiple para gasificación de la caja del molde
Caja de corazones
Gasificación con lanza
f. MOLDES PERMANENTES
Se hacen de metal y se pueden volver a usar muchas veces. Los metales que requieren alta temperatura para la colada, como el hierro y el acero acortan la duración.
Uso principal es para producción de alto volumen para moldear productos hechos con aleaciones.
A menudo se pueden utilizar sin acabado de la cavidad del molde, aunque se suelen maquinar y acabar para dar mejores acabados de superficie y exactitud dimensional.
En ocasiones es necesario enfriar los moldes permanentes cuanto están en uso; para ello, se circula agua o aire a alta velocidad.
g. MOLDEADO EN FRÍO Y CON ARCILLA FLUIDA ("A LA COLADA")
El moldeado en frío se utiliza en la producción de artículos metálicos en los cuales el espesor de pared y la exactitud del interior no son críticos.
Un proceso similar es el
moldeo "a la colada"
(con arcilla fluida) tienen un uso muy amplio en la industria de la cerámica.
El proceso de colada con arcilla fluida o "a la colada" se produce por la solidificación de la pasta de arcilla fluida por hidratación.
Los productos de loza y cerámica producidos con estos materiales no so muy exactos por la gran contracción de los materiales.
se emplean dos métodos para reducir la contracción:
segundo, método requiere la adición de partículas de material calcinado para refractarios
primero, se utiliza menor cantidad de agua
la contracción ocurre en dos lugares:
después durante el endurecimiento y curado
primero en el molde
j. MOLDES FLEXIBLES DE CAUCHO
pasos básicos para los moldes flexibles de caucho:
El molde de caucho de silicón se reviste con agentes especiales para evitar que la resina epoxi se adhiera al molde.
El caucho de silicón solidificado, flexible, se desprende del modelo maestro
El silicón líquido (caucho de silicón RTV) se inyecta a presión en todas las partes del modelo maestro.
Colada de la resina epoxi en moldes flexibles o de silicón. Un modelo maestro de latón se maquina con todo cuidado al tamaño.
h. MOLDEADO POR INMERSIÓN
El
revestimiento fluidificado
es una variante del moldeado por inmersión.
Se utiliza en las industrias de los metales, caucho y plásticos. Consisten, en esencia, en sumergir un modelo en un material líquido y sacarlo.
Se utiliza mucho para formar cajas metálicas delgadas en las cuales se van a montar piezas de plástico. También se emplea para aplicar un revestimiento de plástico.
ventajas:
es rápido, de bajo costo y requiere poco equipo.
desventajas:
inexactitud, un control deficiente del espesor de la pared y poca resistencia.
i. MOLDEADO ROTATORIO (CENTRÍFUGO)
Se hace girar con lentitud un molde, redondo o cilíndrico, con lo cual la fuerza centrífuga reviste la superficie interna del molde con la forma deseada.
Se suelen obtener mejor acabado de superficie y paredes de espesor más exacto. Pueden producirse artículos grandes con relativa facilidad y se pueden moldear objetos huecos.
desventaja principal:
largo ciclo para producir un solo artículo.
k. COLADA DE CONCRETO
El concreto sufre grandes expansiones y contracciones con los cambios de temperatura; la adición de las varillas disminuye el agrietamiento y la separación de las secciones.
El concreto se cuela en moldes desarmables y permanentes. También se hacen productos con moldes abiertos, permanentes de madera o de metal. Se endurece con mucha lentitud, por la reacción química.
Durante el endurecimiento, la reacción química produce calor, que puede evitar el fraguado completo del colado.
Para reforzar el concreto se colocan armaduras de varillas de acero antes de colar.
El concreto se puede colar en el sitio de la obra, en moldes metálicos permanentes o moldes seccionales de yeso.
Una variante es el concreto
presforzado
, el cual ha sido sometido a esfuerzos en condiciones predeterminadas durante el fraguado.
presforzado del concreto
Al liberar la presión se crean presiones internas en el concreto. En solidificación y ocasiona una ligera combadura de las partículas.
Se crea un efecto de "llave de arco" que en la práctica refuerza la vida cuando se aplica la carga.
Se somete a tensión el torón y se cuela el concreto.
