En la fabricación moderna, la fundición a la cera perdida se ha convertido en un método muy preciso y versátil para fabricar piezas metálicas complejas de alta calidad. Esta antigua técnica, también conocida como fundición a la cera perdida, se ha perfeccionado a lo largo de muchos años para satisfacer las necesidades de diversas industrias, desde la aeroespacial y de defensa hasta la automovilística y médica.
Proceso de fundición a la cera perdida
El proceso de fundición a la cera perdida comienza con la creación de modelos de cera. Se vierte cera a alta temperatura en un metal fundición de precisión molde diseñado a partir de un molde maestro que se ajusta con precisión al producto final, teniendo en cuenta cualquier contracción que pueda producirse en etapas posteriores. En esta fase pueden añadirse núcleos para crear piezas muy complejas con cavidades o canales internos.
Una vez terminados, los modelos de cera individuales se montan en un sistema de guías, formando una estructura similar a un árbol. Este sistema es crucial porque permite que el metal fundido fluya libremente por todas las partes de la pieza. Para productos finales pequeños, un único sistema de inyección puede contener varios modelos de cera, mientras que para piezas muy grandes, un único sistema de inyección puede contener sólo uno.
El siguiente paso consiste en crear un revestimiento cerámico. Los modelos de cera se sumergen repetidamente en una lechada cerámica, que también puede hacerse con mortero refractario granular. Hay que dejar que cada capa de lechada cerámica se endurezca antes de aplicar la siguiente. El grosor de la capa cerámica depende de varios factores, como el tamaño y la forma del producto final y la temperatura del metal fundido que se vierte después. Al final, la capa de cerámica seca se endurece lo suficiente para retener el metal fundido.
Una vez formada la cáscara cerámica, hay que retirar la capa de cera. La cáscara cerámica se somete a un tratamiento especial para fundir y eliminar la cera, dejando una cavidad que se ajusta perfectamente a la forma de la pieza deseada. Este paso suele denominarse desparafinado.
Una vez eliminada la cera, la cáscara cerámica se calienta a una temperatura adecuada, normalmente entre 1.000 y 2.000 grados Fahrenheit. A esta temperatura, la resistencia del revestimiento cerámico aumenta, la cera restante se funde por completo y la humedad del revestimiento se evapora. A continuación, el metal fundido, normalmente a una temperatura muy superior a la del molde, se vierte en el revestimiento cerámico precalentado. La alta temperatura del metal garantiza que fluya por todos los rincones del revestimiento cerámico antes de solidificarse.
Tras el vertido, el revestimiento cerámico se enfría de forma natural a medida que el metal se solidifica. La velocidad de enfriamiento puede controlarse mediante factores como el grosor de la capa cerámica y la temperatura ambiente. El proceso de solidificación puede durar desde unos minutos hasta varias horas.
Una vez solidificado el metal, se retira el revestimiento cerámico mediante un proceso de desmoldeo. Al mismo tiempo, también se retiran las compuertas y los patines que guían el metal dentro del revestimiento cerámico. A continuación, la pieza de metal se somete a procesos de acabado, como el chorro de arena para eliminar el material cerámico residual, el tratamiento térmico para modificar las propiedades del metal o la puesta a punto para conseguir las dimensiones finales.
Por último, las piezas se inspeccionan para garantizar que cumplen todas las especificaciones. Los métodos de inspección pueden incluir inspección visual, comprobaciones dimensionales o métodos de ensayo no destructivos más avanzados.
Ventajas de la fundición a cera perdida
Uno de los principales ventajas de la fundición a cera perdida es su capacidad para producir piezas con una precisión y repetibilidad extremadamente altas. Este proceso suele eliminar la necesidad de mecanizado secundario, lo que reduce los costes generales de producción. Además, otorga a los fabricantes un alto grado de libertad de diseño, lo que les permite crear piezas complejas y delicadas que son difíciles o imposibles de producir con otros métodos de fundición. La fundición a la cera perdida tiene una amplia gama de aplicaciones y puede utilizarse con diversos materiales, entre ellos acero inoxidablealuminio, cobalto, acero al carbono, latón, bronce y diversas aleaciones de alta temperatura.
En la industria aeroespacial, la fundición a la cera perdida se utiliza para fabricar componentes críticos como álabes de turbina que deben soportar temperaturas y presiones extremas. Mediante la creación de complejos canales de refrigeración internos en estas palas a través de fundición de precisiónLa eficacia y la vida útil de los productos pueden mejorarse. En el ámbito médico, fundición de precisión se utiliza para fabricar prótesis e instrumentos quirúrgicos de alta precisión y superficie lisa. La industria del automóvil también se beneficia de la fundición a la cera perdida, que utiliza para fabricar componentes de motores, piezas de transmisión y otras piezas complejas que requieren tolerancias estrictas.
Gracias a los continuos avances tecnológicos, el mercado de la fundición a presión sigue creciendo a un ritmo constante. También se espera que el propio proceso de fundición a la cera perdida experimente nuevas mejoras. Por ejemplo, la aplicación de materiales avanzados, herramientas más precisas de diseño y simulación asistidos por ordenador y tecnologías de fabricación innovadoras pueden mejorar aún más la eficiencia y la calidad de la fundición por inversión, abriendo así nuevas perspectivas para su aplicación en más industrias.
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