DISEÑO Y FABRICACION DE LOS JUEGOS DE MODELOS.

1.-GENERALIDADES.El juego de modelos se compone de:a)Modelos para las piezas de fundición y los elementos del sistema de bebederos.b)Cajas de machos.c)Placas modelos para la colocación y fijación de los modelos y de los sistemas de bebederos.

GENERALIDADES.

El modelo es un dispositivo para obtener en el molde una huella correspondiente a la configuración de la pieza a fundir.

2.- PROPIEDADES DEL JUEGO DE MODELOS.

Deben tener:a)Formas geométricas y dimensiones precisas.b)Alta resistencia y durabilidad.c)Masa mínima y ser comodos en el uso.d)Facilidad de desmoldeo.e)Coste mínimo, incluyendo el de reparación.

PROPIEDADES DEL JUEGO DE MODELOS.

La exactitud, resistencia y durabilidad del juego de modelos dependen de las condiciones de producción: unitaria, en serie, y en gran escala.

3.- CLASIFICACION DE LOS MODELOS.

a)Por su estructura. Pueden ser:Enteros (modelos pequeños) y desarmables.Macisos y huecos (modelos grandes).b)Por el método de moldeo: Para.Moldeo a mano.Moldeo a Máquina.c)Por el material empleado:De Madera. Metálicos. Plásticos.Gasificables. De Yeso. Cemento.

4.- MODELOS DE MADERA.

Propiedades de las maderasPositivas:-Pequeña densidad.-Buena capacidad de elaboración.-Capacidad de aglutinación.-Retención de pinturas y barnices.-Bajo costo.

MODELOS DE MADERA.

Negativas.-Estructura heterogenea.-Absorver y evaporar la humedad, variando su volumen y sus propiedaes mecánicas.-Se deforman.

MODELOS DE MADERA.

Especies de madera.Tilo: Blanda, se labra facilmente, tiene pequeña resistencia, higroscopicidad y gran contracción por secado.Aliso: Relativamente blanda, se labra facilmente, tiene pequeña contracción por secado y deformación.Pino: Blanda, homogénea, se labra muy bien, tiene pequeña contracción por secado, pequeña deformación.

Especies de maderaAbeto: Se labra con dificultad, tiene superficie rugosa, se deforma mucho.Roble: Se labra con dificultad, tiene una alta dureza.Las maderas se dividen en:Tablas.- Si el ancho excede el doble del espesor.Listones.- Si el ancho no es mayor del doble del espesor.Vigas.- Si el espesor y el ancho son mayores de 100 mm.

Secado de la madera.

Se realiza para evitar la deformación de los modelos y las cajas de machos.Secado natural: Se utiliza el movimiento del aire circulante.Para el secado se coloca la madera en pilas bajo un cobertijo.Duracion:Especies blandas; hasta 2 años.Especies duras; hasta 4 años y mas.Ventajas: No requiere equipo especial.

Secado de la madera.

Desventajas: Aumenta la duración del proceso de secado y es posible que se pudra.Secado artificial: El mas empleado es con aire caliente en secadoras.Ventajas:-Se reduce la duración del secado.-Se logra la humedad requerida.-Se eleva la calidad del material.

Secado de la madera.

Desventajas:-Gastos considerables en el equipo.-Gran consumo de vapor.Duración: Depende de la especie de madera, de su espesor y humedad. Para evitar la deformación, se vaporizan previamente con vapor humedo.

Secado de la madera.Especies blandas se secan a 40-75°C durante 5-8 dias.Las especies duras a 35-55°C durante 8-16 dias.Para evitar cambios en la estructura de las capas superficiales de la madera, lo que induce a un aumento de su dureza, la temperatura de secado no debe ser mas de 80 C.La humedad de la madera que se emplea para los modelos no debe exceder de 8-12% .

Criterios para el diseño de modelos de fundición.

*En función de la estructura y del método de fabricación del molde, el modelo puede ser enterizo o desarmable o constar de varias partes.*Para la obtención en el molde de las huellas de las partes de las portadas de los machos, en las que éste se sujeta en el molde, el modelo tiene portadas (partes sobresalientes).

Criterios para el diseño de modelos de fundición.

*Las paredes verticales del modelo y las cajas de macho deben fabricarse con cierta inclinación para evitar la destrucción del molde y el macho o alma al extraer el modelo y la caja de machos respectivamente(~1-3 ).*Se deben redondear los ángulos interiores y exteriores de las superficies del modelo, para facilitar su extracción del molde.

Criterios para el diseño de modelos de fundición.

*El modelo se debe fabricar mas grande que la moldura en la magnitud de la contracción (usando metros de contracción).Contracción: Es la reducción de las dimensiones de la pieza fundida en el molde, al enfriarse y endureserse.Depende de muchos factores: De la composición química de la aleación, de las condiciones de fusión, de la estructura de la moldura y el molde, etc

Criterios para el diseño de modelos.La contracción de las aleaciones se determina por tablas elaboradas a base de datos experimentales y prácticos.*En las superficies que se han de maquinar en la moldura y por tanto en el modelo, deben de haber sobreespesores para el maquinado.Sobreespesor:Capa de metal que se elimina de la superficie de la moldura en el proceso de maquinado, para obtener la dimensiones y rugosidad correspondientes al diseño de la pieza.

Criterios para el diseño de modelos.El valor de los sobreespesores depende: Del material de la pieza fundida, sus dimensiones, del tipo de producción, del método de moldeo, del grado de complejidad de la moldura.Los sobreespesores mas grandes se asignan a las superficies superiores de la pieza ya que tienen inclusiones de materiales no metálicos.Los sobreespesores para el moldeo a mano son mayores que a máquina.Sus valores estan reglamentado por normas.

Pintado de los modelos.Los modelos y cajas de machos o almas se pintan para:-Protejerlos de la humedad.-Elevar la resistencia superficial.-Disminuir la rugosidad de la superficie.-Reducir la adherencia de la mezcla de moldeo y de machos.Incluye las siguientes operaciones:Imprimación: Alisa las irregularidades de la madera despues del maquinado.Se realiza con mezcla de aceite cocido y colorantes.

Pintado de los modelos.

Enmasillado: Se usa para tapar grietas, rajaduras y otros defectos en la superficie del modelo. La masilla esta compuesta de 70% de creta molida, 15-20% de pegamento líquido y 10-15% de aceite cocido.Pintado y marcado.

5.-MODELOS DE METAL.Los modelos de metal y las cajas de machos o almas metálicas se usan en la producción en gran escala y en grandes lotes. Se emplean para el moldeo a máquina.Los elementos principales del juego de modelos metálicos son la placa modelo y las cajas de macho, los elementos adicionales son las planchas de secado, las plantillas de guia para la limpieza y el montaje de los machos.

MODELOS DE METAL.

Las placas modelo de metal se fabrican compuestas y enterizas. Generalmente en las placas junto con los modelos se fijan los elementos del sistema de bebederos: alimentadores, colectores de escoria,etc.Materiales.Los juegos de modelos metálicos se elaboran de aleación de aluminio, de latón, de bronce, fierro fundido etc.

MODELOS DE METAL.

Para modelos de las placas modelo, se usan aleación de plomo, estaño, antimDiseño de los modelos metálicos.Para construir un modelo metálico hay que preparar previamente un primer modelo (madera) llamado premodelo de doble contracción,en el cual se calculan dos contracciones: la del metal del modelo y de la pza definitiva.Preveer los espesores suplementarios de mecanización para uno y otro.

6.MODELOS DE MATERIAL PLASTICO.

El empleo de material plástico para los juegos de modelos permite: Reducir el trabajo de su fabricación; economizar metales no ferrosos.Los modelos de material plástico poseen:a)Alta resistencia a la corrosión.b)Menor masa.c)Mayor resistencia que los de madera.d)Menor coeficiente de rozamiento con la mezcla de moldeo.

MODELOS DE MATERIAL PLASTICO.

Material.Se emplean diversos materiales plásticos a base de Resina epoxidica fenol-formol polieteres, polietileno.Las mas difundidas son los plásticos de endurecimiento en frio, a base de resinas epoxidicas.Diseño.La fabricación de modelos consta de la confección del premodelo, el molde y del modelo.

MODELOS DE MATERIAL PLASTICO.

El premodelo: Se fabrica de madera teniendo en cuenta los sobreespesores, las inclinaciones de moldeo, la contracción total del material plástico y el metal de la moldura.Los moldes pueden ser:Perdidos, de arena y arcilla (se emplea para modelos grandes).Semipermanentes, de yeso (los cuales sirven para varios modelos).El modelo, se prepara de una composición especial de:

MODELOS DE MATERIAL PLASTICO.

Aglutinador (resina epoxídica) que se mezcla con el plastificador (ftalato dibutílico, ácido eleico), quien transmite la viscosidad necesaria.Despues se le añade el rellenador (polvos metálicos y cuarzo el polvo), quien le da la solidez, dureza y resistencia al desgaste y por último se le agrega el endurecedor (polietileno poliamina), quien le da la dureza necesaria.

MODELOS DE MATERIAL PLASTICO.

Esta mezcla se debe utilizar despues de 3-5 min. de su preparación. Los modelos de material plástico se endurecen durante 20-24 horas.Con el fin de mejorar las propiedades plásticas del modelo, despues de su endurecimiento se le somete a un tratamiento térmico, con el siguiente régimen:Modelos pequeños y medios: Calientamiento a 50-100°C durante 4-5 horas, enfriamiento en el aire.

MODELOS DE MATERIAL PLASTICO.

Modelos grandes y complejos:

Calentamiento a 60°C durante 30-32 horas, enfriamiento al aire.

7.- MODELOS GASIFICABLE.

La fabricación de molduras con modelos gasificables es un proceso tecnológico, en el que el modelo se fabrica de un material plástico poroso especial (Espuma de poliestireno), que tiene una pequeña masa volumétrica (0,02 gr/cm), que no se extrae del molde antes del vaciado, sino bajo la acción del calor del metal se funde y se evapora liberando la cavidad del molde para el metal.

MODELOS GASIFICABLE.El modelo reproduce con exactitud la configuración de la moldura, con los respectivos sobreespesores y contracciones; las cavidades, rebajes y orificios en la moldura se hacen sin machos.La Espuma de poliestireno es un material liviano, poroso, de densidad 20-25 Kg/m, temperatura de fusión de 164°C, de evaporación de 316°C y una resistencia a la compresión de 2,5-3Kgf/cm .

Modelos de maderaModelos de madera

Placa modeloPlaca modelo

Pieza a fabricarPieza a fabricar

Modelo de madera Modelo de madera

Pieza y modelo de maderaPieza y modelo de madera

Maquinado de modeloMaquinado de modelo

Cajas de machosCajas de machos

Fabricación de caja da Fabricación de caja da machosmachos

Fabricación de caja de Fabricación de caja de machosmachos

Fabricación de caja de Fabricación de caja de machosmachos

Modelo de madera en 2 Modelo de madera en 2 partespartes

Modelo de madera Modelo de madera compuestocompuesto

Pasadores de centrado de Pasadores de centrado de placa modeloplaca modelo