Explicación del proceso de fundición de metales

¿Qué es la fundición de metales?

La fundición de metales es un proceso moderno con raíces antiguas. En el proceso de fundición de metales, las formas metálicas se forman vertiendo metal fundido en una cavidad de molde, donde se enfría y posteriormente se extrae del molde. La fundición de metales es posiblemente el proceso industrial más antiguo e influyente de la historia. Se utiliza para fabricar muchos de los objetos metálicos que utilizamos en nuestra vida cotidiana: piezas de automóviles, ruedas de trenes, postes de luz, pedales de autobuses escolares y mucho más. Además, las fundiciones de metal se basan en el reciclaje de metales como fuente rentable de materia prima, reduciendo significativamente la chatarra desperdiciada que podría acabar en los vertederos.

La historia de la fundición de metales

La fundición de metal más antigua que se conoce es la de una rana de cobre, que se cree que fue producida en el año 3200 a.C. en Mesopotamia, cuando el cobre era un material muy utilizado. Más tarde, hacia el año 2000 a.C., se descubrió el hierro. Pero no fue hasta alrededor del 700 a.C. cuando se desarrolló la primera producción de hierro fundido en China. Curiosamente, el proceso de moldeo en arena de los metales se inventó también en China en el año 645 a.C.

El proceso del crisol, una técnica utilizada para producir acero fino o para herramientas, apareció y desapareció en varios lugares del mundo desde principios del primer milenio a.C.. La técnica apareció primero en la India y en Asia central, hasta que apareció en el norte de Europa alrededor del año 800 de la era cristiana, donde se utilizó para fabricar espadas vikingas. La técnica no resurgió hasta 1750, cuando Benjamin Huntsman la reinventó en Inglaterra. Huntsman calentó pequeñas piezas de acero al carbono en un crisol cerrado, que es una vasija de cerámica con propiedades refractarias que puede soportar un alto grado de calor. Huntsman logró una temperatura lo suficientemente alta como para fundir el acero por primera vez.

Durante los últimos miles de años, la fundición de metales en objetos utilizables ha evolucionado para ser más exacta y automatizada, pero el proceso en su núcleo ha permanecido esencialmente igual. Las innovaciones en la automatización de los procesos de fundición, como el acondicionador de fundición en arena VIBRA-DRUM® de General Kinematics, han facilitado el procesamiento de grandes cantidades de piezas fundidas y han mejorado su calidad. La máquina es revolucionaria en su manejo de moldes y arena de gran volumen para aplicaciones de fundición.

El proceso de fundición de metales

  1. Elaboración de patrones – Un patrón es una réplica del exterior de la fundición. Los patrones suelen ser de madera, metal, plástico o yeso. La elaboración de patrones es increíblemente importante para la fabricación de piezas industriales, donde se necesitan cálculos precisos para que las piezas encajen y funcionen juntas.
  2. Fabricación de núcleos – Si una pieza de fundición es hueca, una pieza adicional de arena o metal (llamada núcleo) da forma al interior para hacerlo hueco. Los núcleos suelen ser resistentes y a la vez plegables, por lo que pueden retirarse fácilmente de la pieza de fundición terminada.
  3. Moldeado – Para visualizar el proceso de fundición de metales hasta ahora, imagínese caminando por la playa hacia el océano. Observe la huella que deja en la arena húmeda. Su pie sería el núcleo, y la impresión que queda en la arena es un molde de su pie. El moldeo es un proceso de varios pasos que formará un molde alrededor del patrón utilizando arena de moldeo. En la fundición, el molde está contenido en un marco llamado matraz. La arena verde, o arena de moldeo, se introduce en el matraz alrededor del patrón. Esto se conoce como fundición de arena metálica. Una vez que la arena está bien compactada, se puede retirar el patrón y el molde queda. Alternativamente, se puede crear un molde metálico de dos piezas, no destructible, de modo que el molde pueda utilizarse repetidamente para fundir piezas idénticas para aplicaciones industriales.
  4. Fundición y vertido de metal fundido – Después de fundir el metal, se vierte en la cavidad del molde y se deja solidificar. Una vez solidificado, comienza el proceso de agitación: los moldes se someten a vibración para eliminar la arena de la fundición. En las aplicaciones industriales, equipos como nuestros sacudidores de dos masas mantienen un alto rendimiento de la producción gracias a su desempeño eficiente y suave. La arena eliminada suele recogerse, enfriarse y recuperarse para volver a utilizarla en futuras coladas. El acondicionador de fundición de arena VIBRA-DRUM® mejora este proceso de separación de la arena de las piezas fundidas mediante la eliminación y el enfriamiento de la arena y las piezas fundidas y la evaporación de la humedad, a la vez que alivia los daños en la fundición que son comunes durante este punto del proceso. El resultado final es una colada limpia y una arena lista para el proceso de recuperación.
  5. Limpieza – En este paso final, el objeto metálico fundido se extrae del molde y se prepara. Durante el fettling, el objeto se limpia de cualquier material de moldeo, y se eliminan los bordes ásperos.

Las piezas de fundición de hoy en día

Hoy en día, casi todos los dispositivos mecánicos que utilizamos, desde los automóviles hasta las lavadoras, se fabrican con piezas de metal que se crearon mediante el proceso de fundición. La diferencia entre los productos metálicos fundidos de hoy y los que se fabricaban incluso hace 100 años es la precisión y las tolerancias que se pueden conseguir gracias al proceso de diseño automatizado por ordenador, y a los métodos modernos para producir los núcleos y moldes detallados. La fundición moderna de metales representa la innovación en el trabajo.

A lo largo de los siglos, se han desarrollado diversas combinaciones de materias primas para producir varios tipos de metales. Algunos productos de fundición se utilizan en motores que requieren una gran tolerancia al calor y al frío. Las tuberías de hierro fundido deben resistir la corrosión y las altas presiones. Otras piezas de fundición deben ser ligeras pero duraderas. En muchas aplicaciones, las piezas se diseñan para permitir una tolerancia precisa entre la expansión y la contracción.

Otros procesos de fundición incluyen la fundición en yeso, la fundición a presión y la fundición a presión. La fundición en yeso simplemente sustituye la arena por un molde de yeso.

La fundición a presión requiere dos grandes piezas metálicas no ferrosas móviles que se sujetan entre sí a alta presión. El metal fundido se inyecta en la matriz y las partes metálicas se separan una vez endurecidas.

El proceso de fundición a la cera comienza con el llenado de un molde con cera. Una vez que la cera se endurece, se recubre varias veces con un material cerámico. Éste se calienta hasta que la cera se funde y queda el molde de cerámica. El molde se llena de metal fundido, se enfría y luego se rompe el material cerámico.

Orgullosos de servir a la industria de la fundición

General Kinematics se enorgullece de ser un fabricante líder de equipos de procesamiento vibratorio automatizado que ha innovado junto a la industria de la fundición durante casi 60 años. Para obtener más información sobre todos los equipos de fundición de General Kinematics, póngase en contacto con nosotros hoy mismo.

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