La fundición a presión es un proceso de fabricación común que produce objetos metálicos con gran precisión y un acabado superficial suave. Implica verter metal fundido en una cámara de moldeo bajo presión, donde se solidifica hasta alcanzar la forma deseada. Existen dos tipos de fundición a presión: a baja presión y a alta presión. Cada método tiene ventajas distintas y es adecuado para diversos fines.
En esta guía compararemos fundición a baja presión e fundición a presión a alta presión y discutir sus ventajas y desventajas.
Fundición a presión a baja presión
El metal fundido se vierte en un molde de fundición a presión a baja presión en LPDC. El hecho de que la cavidad de la matriz se llene continuamente durante la fase de solidificación o contracción contribuye a su gran precisión, lo que indica que compensa la caída de volumen. Las características adicionales incluyen una uniformidad mejorada del metal fundido de arriba a abajo y una disminución de la porosidad y el desarrollo de óxido.
Caracteristicas
La fundición a baja presión (LPDC) es un proceso especializado que se caracteriza por el uso de baja presión, que suele oscilar entre 0.7 y 1.5 bar, para introducir el metal fundido en la cavidad del molde. Este método está diseñado para producir piezas metálicas de alta calidad con excelentes propiedades mecánicas y geometrías complejas. A continuación, se indican algunas características clave de la fundición a baja presión:
- Aplicación a baja presión: El proceso utiliza una presión relativamente baja para llenar el molde, lo que reduce el riesgo de turbulencia y minimiza la formación de porosidad por gas en el producto final. Esto da como resultado piezas con una integridad estructural superior y menos defectos.
- Velocidad de llenado lenta: la velocidad de llenado lenta y controlada del metal fundido ayuda a mantener un flujo constante y uniforme, lo cual es esencial para lograr detalles finos y reducir la probabilidad de cierres en frío y fallas de funcionamiento.
- Llenado asistido por gravedad: en el proceso LPDC, el molde se coloca normalmente sobre el depósito de metal fundido, lo que permite que la gravedad ayude en el proceso de llenado. Esto ayuda a lograr un mejor llenado del molde y reduce el desperdicio de metal.
- Moldes reutilizables: el proceso emplea moldes de metal reutilizables (matrices), que ofrecen una buena conductividad térmica, lo que permite un enfriamiento y solidificación más rápidos del metal. Esto mejora los tiempos de ciclo y la eficiencia general de la producción.
- Turbulencia reducida: la presión controlada y la velocidad de llenado más lenta reducen significativamente la turbulencia durante el proceso de fundición. Esto minimiza el riesgo de que queden aire atrapado e inclusiones, lo que da como resultado un acabado superficial de mayor calidad.
- Aplicaciones versátiles: el LPDC es adecuado para producir una amplia gama de componentes, incluidas piezas de automóviles (por ejemplo, ruedas, bloques de motor), componentes aeroespaciales y piezas estructurales para diversas industrias. Es especialmente adecuado para producir piezas grandes y complejas con tolerancias dimensionales estrictas.
Ventajas
Las ventajas de la fundición a baja presión son:
- Excelente conformabilidad
El llenado a baja presión mejora la fluidez del metal líquido, lo que da como resultado una buena formabilidad. Las piezas fundidas producidas con este método tienen una superficie lisa y una forma definida. Debido a su excelente formabilidad, el método generalmente es perfecto para crear piezas fundidas con geometrías intrincadas.
- Fundición de alta pureza
En las piezas fundidas hay muy poca o ninguna escoria, lo que las hace extremadamente puras. La configuración de la máquina de colada es la razón del bajo nivel de escoria. En la superficie de los metales fundidos, normalmente se ven escorias. Sin embargo, el metal líquido impulsado hacia la cavidad no contiene escorias, ya que los tubos ascendentes descienden al horno de retención. De ahí la excepcional pureza de la pieza fundida. La probabilidad de que la escoria entre en el molde es mínima porque se trata de un procedimiento de baja presión.
Gracias al proceso de llenado estable, la técnica también evita que el metal fundido se oxide. Cuando el metal fundido es estable, se reducen o eliminan los golpes, las sacudidas y las salpicaduras. Como resultado, no se forman escorias de oxidación que puedan comprometer la calidad de las piezas fundidas.
- Cristalización
La fundición es capaz de cristalizar y crear una estructura compacta porque se solidifica bajo presión. Como resultado, las piezas fundidas creadas mediante este método son resistentes y apropiadas para artículos que necesitan tener valores de resistencia elevados.
- Precisión incrementada
El método produce piezas extremadamente precisas porque el proceso de solidificación se realiza a baja presión. En consecuencia, la cavidad de la matriz se llena continuamente para compensar el volumen que se contrae a medida que el metal fundido se solidifica. Debido a su gran precisión, es el proceso más preciso para crear objetos axialmente simétricos, como las ruedas.
Contras
A continuación se presentan algunas de las desventajas de la fundición a presión a baja presión:
- No apto para producir piezas con paredes delgadas
Las piezas fundidas realizadas con este método pueden tener paredes de al menos 3 mm de espesor. Por ello, la fundición a presión a alta presión es una mejor opción para producir piezas de paredes delgadas que este método.
- Parte de metal erosionado
Cuando el metal del equipo entra en contacto con el metal fundido, puede erosionarse la forma de fundición de aluminio. Esto puede generar altos gastos de mantenimiento, en particular en sistemas de fabricación de gran tamaño. Además, el metal líquido puede absorber los componentes de la parte metálica del equipo, lo que podría afectar el rendimiento.
- Ciclo de colada reducido
Un inconveniente es que, debido a la baja presión, su ciclo es más lento, por lo que se pueden fabricar pocas piezas y son caras.
Fundición a presión de alta presión
La fundición a presión a alta presión consiste en verter el metal líquido en la cámara de presión, llenando rápidamente la cavidad del molde, permitiendo que el metal cristalice y se solidifique bajo alta presión y, a continuación, creando piezas sólidas de aluminio fundido. La fundición a presión a alta presión es el mejor método para producir grandes cantidades de piezas de aluminio con una excelente precisión dimensional y un acabado superficial liso, y requiere poco mecanizado. Es una buena forma de fabricar piezas de aluminio de alta resistencia. Además, la fundición a presión a alta presión ofrece la posibilidad de producir secciones de pared más delgadas que la fundición por gravedad o la fundición a presión a baja presión.
Caracteristicas
La fundición a alta presión (HPDC) es un proceso de fabricación muy eficiente y ampliamente utilizado, conocido por su capacidad para producir piezas metálicas complejas y de alta precisión a altas velocidades de producción. A continuación, se indican algunas características clave de la fundición a alta presión:
- Alta presión de inyección: La HPDC implica inyectar metal fundido en la cavidad del molde a presiones muy altas, que suelen oscilar entre 700 y 2500 bares. Esta alta presión garantiza que el metal fundido llene el molde de forma rápida y completa, incluso en el caso de geometrías complejas o de paredes delgadas.
- Ciclos rápidos: gracias a la alta presión y a las rápidas velocidades de inyección, el HPDC permite ciclos muy rápidos, lo que lo hace ideal para la producción de gran volumen. Esta eficiencia puede reducir significativamente los costos de fabricación y aumentar la productividad.
- Precisión y exactitud: la alta presión que se utiliza en el HPDC garantiza que el metal se ajuste con precisión a las dimensiones del molde, lo que da como resultado piezas con una gran precisión dimensional y tolerancias ajustadas. Esto hace que el HPDC sea adecuado para producir componentes complejos con detalles finos.
- Secciones de pared delgada: la capacidad de inyectar metal a altas presiones permite la producción de piezas con paredes muy delgadas, algo que no es fácil de conseguir con otros métodos de fundición. Esto resulta especialmente ventajoso para aplicaciones ligeras en sectores como el de la automoción y el aeroespacial.
- Moldes metálicos reutilizables: de manera similar al LPDC, el HPDC utiliza moldes metálicos reutilizables (matrices) fabricados con acero de alta resistencia. Estos moldes pueden soportar las altas temperaturas y presiones involucradas en el proceso, lo que contribuye a la rentabilidad del método.
- Acabado de la superficie: el HPDC generalmente produce piezas con un excelente acabado de la superficie y requisitos mínimos de posprocesamiento. La alta presión garantiza una superficie suave y densa, lo que reduce la necesidad de mecanizado o acabado adicional.
- Compatibilidad de aleaciones: el HPDC es compatible con una amplia gama de aleaciones de metales, como aluminio, zinc, magnesio y cobre. Esta versatilidad permite a los fabricantes seleccionar el mejor material para sus necesidades de aplicación específicas, equilibrando factores como la resistencia, el peso y el costo.
Ventajas
A continuación se presentan las ventajas del proceso de fundición a alta presión:
- Acabado superficial liso
Las superficies lisas de los componentes HPDC los hacen perfectos para recubrimientos u otros toques de acabado. Como resultado, se requieren menos procedimientos de mecanizado CNC secundarios, lo que ahorra dinero y tiempo. Además, mejora el atractivo estético del producto final, lo que resulta especialmente ventajoso para los artículos de consumo.
- Componentes de paredes delgadas
La alta presión de este proceso permite la fundición de componentes con paredes de hasta 1 mm de espesor. Esta característica ayuda a producir piezas ligeras pero resistentes y duraderas, lo que resulta de gran utilidad para industrias como la electrónica, la automotriz y la aeroespacial.
- La producción es rentable y rápida
La fundición a alta presión (HPDC) es un procedimiento productivo. Dado que permite crear rápidamente grandes cantidades de piezas, suele ser la opción más económica para producciones de gran volumen. Con el tiempo, la velocidad y la precisión de los ciclos de fundición garantizan un menor coste por unidad, lo que también garantiza una reducción de los residuos y una mayor eficiencia.
CONTRAS
A continuación se presentan las desventajas de utilizar la alta presión. morir fundición proceso:
- Altos costos iniciales
El HPDC tiene gastos iniciales considerables, especialmente en herramientas y configuración. Estos gastos pueden resultar prohibitivos para la fabricación o creación de prototipos a pequeña escala. Sin embargo, en tiradas de producción de gran volumen, estos gastos suelen compensarse con el tiempo mediante la reducción de los costos unitarios.
- Problemas de porosidad
Un problema típico de la fundición a alta presión es la porosidad, que es la producción de agujeros o huecos microscópicos en la pieza fundida como resultado de la acumulación de gas. La porosidad puede dañar las características mecánicas de la pieza fundida, acortar su longevidad y degradar su belleza. Si bien un diseño y un control de procesos adecuados pueden reducir este problema, no se puede erradicar por completo.
- Tratamiento térmico limitado
La porosidad del HPDC limita aún más la capacidad de tratar térmicamente los componentes después de la fundición. El tratamiento térmico, que se utiliza con frecuencia para aumentar la resistencia y la durabilidad de las piezas metálicas, puede ser menos eficaz debido a la presencia de áreas porosas.
Fundición a presión baja vs. fundición a presión alta
A continuación se muestra una tabla que muestra un contraste entre la fundición a presión baja y alta presión:
| Caracteristicas | Fundición a baja presión | Fundición a presión de alta presión |
| Presión aplicada | Baja (0.7 a 1.5 bar) | Alta (700 a 2500 bar) |
| Tasa de relleno | lento y controlado | Rápido |
| Turbulencia | Baja, reduciendo la porosidad y las inclusiones de gas. | Alto, requiriendo una gestión cuidadosa para evitar defectos. |
| Tiempo del ciclo | Moderado | Rápido |
| Precisión dimensional | Alto, adecuado para geometrías intrincadas. | Muy alto, ideal para piezas complejas y detalladas. |
| Espesor de la pared | Secciones más gruesas | Capaz de producir piezas de paredes delgadas. |
| Acabado de la superficie | Bueno, puede que requiera algún posprocesamiento. | Excelente, a menudo se necesita un posprocesamiento mínimo |
| Compatibilidad de materiales | Diversas aleaciones (aluminio, magnesio, aleaciones a base de cobre) | Amplia gama de aleaciones (aluminio, zinc, magnesio, cobre) |
| Volumen de producción | Adecuado para volúmenes de producción medios a altos. | Altamente rentable para producción a gran escala. |
| Aplicaciones comunes | Piezas de automoción (ruedas, bloques de motor), componentes aeroespaciales, piezas estructurales | Componentes automotrices, electrónica, bienes de consumo y más |
Conclusión
Elegir entre fundición a baja presión La elección entre fundición a presión a baja presión (LPDC) y fundición a presión a alta presión (HPDC) depende de sus necesidades de fabricación específicas y sus objetivos de producción. La fundición a presión a baja presión (LPDC) es ideal para piezas que necesitan excelentes propiedades mecánicas y geometrías complejas. Sin embargo, la fundición a presión a alta presión (HPDC) se destaca en la producción de gran volumen con tiempos de ciclo rápidos. Comprender estas diferencias lo ayudará a elegir el proceso que mejor se adapte a sus requisitos de producción y demandas de aplicación.
Genial, juntos
