Elementos Fundidos: SOLUCIONES DE CALEFACCIÓN DISEÑADAS PARA USTED
Elementos fundidos, un término que está ganando terreno en la metalurgia y la fabricación, se refiere al proceso de formar objetos vertiendo metal fundido en moldes. Esta técnica ha evolucionado considerablemente, integrando materiales y tecnologías avanzados para satisfacer las diversas necesidades de las industrias actuales.
Desde componentes de automoción hasta piezas aeroespaciales, la precisión y versatilidad de los elementos de fundición son fundamentales en la fabricación moderna. Este artículo se adentra en los entresijos de la fundición de elementos, explorando sus tipos, procesos, aplicaciones y tendencias emergentes.
Comprensión Elementos fundidos
Definición y visión general
La fundición de elementos puede denominarse un proceso en el que se vierte metal líquido en un molde preparado previamente y, tras enfriarse y endurecerse, adquiere la forma deseada. Es importante en todos los sectores industriales, incluidos automoción, aeroespacial y de la construcción, en los que es necesario fabricar geometrías complejas.
La fundición de componentes es un término que engloba la fundición de muchos artículos o metales específicos que llevan cada uno una característica propia que se adapta a la aplicación particular.
Contexto histórico
Puede decirse que la fundición de metales tiene sus inicios en la antigüedad, cuando se utilizaban elementos para fabricar herramientas básicas y artículos decorativos. Debido a las mejoras que se han producido a un ritmo muy rápido en los últimos siglos, los métodos de fundición han cambiado desde el uso de los sencillos moldes de arena en sus primeras etapas hasta los procesos más avanzados actuales, como la fundición a la cera perdida y la continua.
Originalmente, el desarrollo moderno de la ciencia y las tecnologías de los materiales han cubierto el arte de la fundición de piezas que encarna el tendón de precisión necesario para el éxito de las aplicaciones.
Tipos de elementos fundidos
Fundición en arena
La fundición en arena, una de las técnicas más antiguas, ha evolucionado hasta convertirse en una técnica capaz de fabricar piezas grandes y complejas. En esta técnica se crea un molde de arena que luego se rellena con metal fundido. El molde de arena se aplasta cuando el metal se enfría y endurece. A menudo se utilizan materiales como el aluminio, el latón y el hierro.
Fundición con matrices
El proceso de fundición a presión consiste en imponer el metal fundido en la cavidad de un molde a una presión suficientemente alta. Los moldes se llaman matrices y suelen estar hechos de un material de acero endurecido que puede reutilizarse muchas veces.
La fundición a presión funciona muy bien en la producción de componentes de alta calidad con una superficie lisa y es la mejor en la producción en serie de bloques de motor y piezas de automoción.
Fundición a la cera perdida
La fundición a la cera perdida, basada en LIGA, o también llamada procedimiento de cera perdida, es un método que consiste en obtener un modelo en cera de la pieza que se desea tener y, a continuación, aplicar la tecnología favorita. La siguiente parte del proceso consiste en añadir una capa de cerámica al modelo de cera.
Una vez derretida la cera, quedará un espacio en el que podrá verter metal fundido en la capa. Esta técnica es bien conocida por su capacidad para fabricar piezas complejas y detalladas que también se utilizan a menudo en los campos aeroespacial y médico.
Fundición continua
Su fabricación es un proceso que implica la solidificación del metal que se encuentra en estado fundido mediante el transporte del material a un molde de forma continua. Esta técnica se aplica generalmente en la industria siderúrgica para obtener largas chapas o varillas de metal con propiedades uniformes. La fundición continua ha demostrado su eficacia, ya que también permite reducir los residuos y los costes globales.
Fundición centrífuga
La fundición centrífuga es el proceso de verter metal fundido caliente en un molde giratorio. Durante la fundición centrífuga, el metal fundido se introduce en las paredes del molde con ayuda de la fuerza centrífuga y, a continuación, se crea una muestra de metal.
En un proceso típico de fundición centrífuga, la producción de acero se hace girar en un molde, y la fuerza hidráulica se utiliza para empujar el metal líquido hacia las paredes laterales del molde. Con el tiempo, la temperatura aumenta gradualmente y el entorno se convierte en un líquido que contiene el núcleo.
Elementos utilizados en la fundición
Aluminio
El aluminio es uno de los mejores materiales de fundición en todo el mundo por su bajo peso, su resistencia a la oxidación y su gran conductividad térmica. Su aplicación típica es en las industrias automovilística y aeroespacial para fabricar piezas relativamente fuertes con poco peso.
Hierro
El hierro se desarrolló especialmente para ser fundido con el fin de lograr una elevada resistencia a la tracción y reducir las vibraciones. Se utiliza principalmente para bloques de motor, la producción de tuberías y piezas pesadas de equipos.
Acero
El acero fundido es sin duda un tejido de primer orden por lo que ha sido reconocido como el material robusto del mundo, siendo rápido el desarrollo del mismo, ya que es el mejor material de soldadura, es muy estable. Las grietas de este no se forma de manera muy rápida. Se aplica a la producción de electrodos de soldadura de alta resistencia y bajo coste, que se utilizan ampliamente en la ingeniería ferroviaria, los motores de combustión y la construcción naval.
Cobre y aleaciones
El cobre y sus aleaciones, es decir, el bronce y el latón, son materiales que se pueden comprar fácilmente, tienen una excelente conductividad eléctrica y son resistentes a la corrosión. Suelen utilizarse en aparatos eléctricos y para decoración.
Zinc
El zinc, gracias a su bajo punto de fusión, que lo hace adecuado para la fundición a presión, es un metal que puede utilizarse para fabricar componentes ultraprecisos. Está presente sobre todo en componentes de fundición a presión para piezas de automóviles, juguetes y algunos tubos de una casa.
Proceso de fundición de elementos
Diseño del molde
Un proceso de fundición bien pensado tiene como objetivo que el molde sea el que marque el tono de la forma final. La fundición de alta tecnología, como se denomina al diseño asistido por ordenador (CAD), se encuentra en las fases habituales de réplica del molde con contornos extraordinariamente precisos.
Preparación del molde
Ciertamente, según la variedad del método de fundición, un molde puede estar hecho de diferentes materiales, incluyendo arena, cerámica o metales. Un molde debe estar preparado para aceptar las temperaturas del metal fundido y, en el momento del desmoldeo, debe salir sin problemas cuando el metal fundido se enfríe y endurezca.
Fundir el metal
La fusión de un tipo específico de material metálico comienza una vez que el proceso de fundición está en marcha en un horno y la temperatura alcanza el punto de fusión deseado. La elección del horno y el procedimiento de fusión prescribirían el metal y la escala de la producción. Ejemplos comunes de este tipo de hornos son los hornos de arco eléctrico, los de inducción y los cubilotes.
Vertido del metal
Uno de los principales pasos del proceso es el vertido del metal líquido formado en el molde. En el caso de métodos como la fundición de matrices, se utiliza metal que, con la inyección, se somete a presión para llenar por completo la cavidad del molde.
Enfriamiento y solidificación
Se forma en el molde, y el metal después de fundirse tiene que pasar por el proceso de enfriamiento y solidificación. Durante la fase de enfriamiento pueden producirse variaciones en las características del objeto, como el tamaño del grano y la resistencia mecánica. Es necesario llevar a cabo el enfriamiento por etapas de un material con la intención de poner las manos en la masa de tales propiedades.
Desmoldeo y acabado
Cuando el metal ha adquirido una forma sólida, se retira el molde para descubrir el componente fundido. A continuación, la pieza se limpia y pasa por el proceso de acabado, como el recorte, el pulido y el mecanizado, para obtener las especificaciones finales.
Aplicaciones de la fundición de elementos
Industria del automóvil
Como elementos de la industria del automóvil se menciona la fundición, que se utiliza para fabricar componentes de motores, cárteres de transmisión y piezas estructurales. En el sector de la movilidad, la posibilidad de producir piezas de bajo peso y alta resistencia mediante la fundición es crucial para la eficiencia energética y un mejor rendimiento de los vehículos.
Sector aeroespacial
La fundición es la técnica con la que se fabrican piezas complicadas de alta precisión, como aspas de turbina, piezas de motor y elementos estructurales de la industria aeronáutica. La fundición se aplica a las formas más sofisticadas para que las piezas resultantes sean a la vez resistentes y seguras, cumpliendo las normas de calidad y seguridad.
Construcción e infraestructuras
La fundición es un componente de la construcción de edificios donde se utiliza para fabricar vigas, pilares y otros elementos de construcción. En cuanto a los materiales, se utilizan el hierro fundido, el acero, etc. sobre todo por su capacidad para soportar condiciones climáticas adversas y por tener la resistencia necesaria para soportar numerosas cargas estáticas y dinámicas.
Aplicaciones médicas y dentales
La fabricación de implantes, prótesis e instrumentos quirúrgicos es el principal campo de aplicación de la fundición en medicina. La capacidad de la fundición de la cera perdida para producir piezas con gran precisión y especificidad para el cliente la convierte en un candidato idóneo para la fabricación de componentes biocompatibles y de calidad garantizada.
Bienes de consumo
La fundición es el método absoluto de producción en serie de una gran variedad de artículos de consumo, como utensilios de cocina, herramientas y artículos decorativos. Se aplica la tecnología para transformar materias primas en productos acabados tan complejos como la impresión 3D.
Existe un alto grado de flexibilidad en cuanto a la gama de producción de soluciones, ya que tanto la máquina como el material pueden ajustarse fácilmente. Por ejemplo, la cera y el poliestireno no necesitan moldes, ya que pueden producir piezas directamente a partir del modelo. (La cera y el poliestireno no necesitan moldes).
Nuevas tendencias e innovaciones
Integración de la fabricación aditiva
Cuando se funde metal, la adición de capas y la fusión con fuente de energía (láser) no implican ninguna operación de aporte de material ni de postprocesado. Esta tecnología también permite preparar un número prácticamente ilimitado de materiales.
Prácticas de fundición sostenibles
Virtuoso está llevando a cabo iniciativas de eficiencia energética y ahorro de agua en América Latina. Un proyecto innovador y apasionante es el de 1,8 megavatios del parque solar de Entawa, en Uganda. Además, en Kirguistán, Virtuoso está mejorando el sistema de HVAC que mejorarán la ventilación de las zonas.
Tecnología de gemelos digitales
Varias empresas programaron en paralelo sus trabajos de mantenimiento de la TD-23 con nuestro robot de sujeción de turbinas de gas. Ayudó a acabar con los errores humanos de los robots. Además, otras empresas están hablando con nosotros para incorporar los TD-23 a su mantenimiento.
El proceso de fundición es la única sección del flujo de valor que se estructurado y ha automatizado y funciona a la perfección. El énfasis corporativo de los ingenieros se pone en el uso de la tecnología de gemelos digitales que reconoce las capacidades avanzadas de venta y la previsibilidad.
Fundición inteligente
Uno de los trípodes de nuestro analista redujo el número de cintas de vídeo necesarias para que los clientes las vieran y compartieran con otros. Otro analista de nuestra empresa planteó que, con el sistema que tenemos actualmente en los equipos para nuestros clientes, sería muy fácil y más sencillo que el uso de un método de ensayo y error para averiguar si el próximo conjunto de las máquinas que obtendríamos sería compatible o no con nuestro sistema instalado actual.
Materiales avanzados
Además, en la industria alimentaria, el uso de esta tecnología en equipos de seguridad alimentaria ha ganado bastante popularidad. La tecnología se integró simplemente con los wearables (componentes usables) de los trabajadores.
Además, algunas empresas lo utilizan como sistema de alerta cuando la temperatura se desvía de la ideal de almacenamiento. Sin embargo, en la fase de aplicación, es necesario el apoyo institucional y político a la tecnología y el desarrollo mutuo.
Conclusión
La importancia de un trabajo como el de fundición de elementos, en esta nueva era de producción vertiginosa y exigente, recae en cuestiones que atañen al campo que abarca desde sus numerosas capacidades y alcanza un alto nivel de calidad y precisión capacitiva superior en la producción de componentes complejos y de alta calidad que no se consiguen fácilmente con otras tecnologías.
Además, las industrias desempeñan un papel clave en los paisajes cambiantes que se perciben. Esto se debe al aumento de las exigencias de fundición de los materiales y la tecnología en desarrollo. Esta última surge de la necesidad de soluciones tecnológicas más exactas, sostenibles e innovadoras para satisfacer las demandas que plantean estas industrias.
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