Modelo de cera para Fundición

ISTP “JOSE PARDO”

Autor:

2023

Marco Teórico

La manufactura (del latín manus, mano, y factura, hechura) describe la transformación de materias primas en productos terminados para su venta. También involucra procesos de elaboración de productos semi-manufacturados.Es conocida también por el término de industria secundaria. Algunas industrias, como las manufacturas de semiconductores o de acero, por ejemplo, usan el término de fabricación. El término puede referirse a una variedad enorme de la actividad humana, de la artesanía a la alta tecnología, pero es más comúnmente aplicado a la producción industrial, en la cual las materias primas son transformadas en bienes terminados gran escala. La fabricación se produce bajo todos los tipos de sistemas económicos. En una economía capitalista, la fabricación se dirige por lo general hacia la fabricación enserie de productos para la venta a consumidores con una ganancia. En una economía colectivista, la fabricación está frecuentemente dirigida por una agencia Estatal.

En las economías modernas, la fabricación discurre bajo algún grado de regulación gubernamental. La fabricación moderna incluye todos los procesos intermedios requeridos para la producción y la integración de los componentes de un producto. El sector industrial está estrechamente relacionado con la ingeniería y el diseño industrial. El proceso puede ser manual (origen del término) o con la utilización de máquinas. Para obtener mayor volumen de producción es aplicada la técnica de la división del trabajo, donde cada trabajador ejecuta sólo una pequeña porción de la tarea. Así, se especializa y economiza movimientos, lo que va a repercutir en una mayor velocidad de producción. Aunque la producción artesanal ha formado parte de la humanidad desde hace mucho tiempo (desde la Edad Media), se piensa que la manufactura moderna surge alrededor de 1780 con la Revolución Industrial británica, expandiéndose a partir de entonces a toda la Europa Continental, luego a América del Norte y finalmente al resto del mundo. La manufactura se ha convertido en una porción inmensa de la economía del mundo moderno. Según algunos economistas, la fabricación es un sector que produce riqueza en una economía, mientras que el sector servicios tiende a ser el consumo de la riqueza.

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Fundición

Clases

1. Clasificación de la fundición de metales. Se denomina fundición al proceso de fabricación de piezas, comúnmente metálicas pero también de plástico, consistente en fundir un material e introducirlo en una cavidad, llamada molde, donde se solidifica. El proceso tradicional es la fundición en arena, por ser ésta un material refractario muy abundante en la naturaleza y que, mezclada con arcilla, adquiere cohesión ymoldeabilidad sin perder la permeabilidad que posibilita evacuar los gases del molde al tiempo que se vierte el metal fundido.

2. Proceso de vertido del metal fundido Al realizar un proceso de fundición, se deben tener en cuenta diversos factores y variables. Uno de los elementos de mayor importancia son los moldes. Estos, contienen las características geométricas de la pieza fundida.

3. Tipos de moldes para el proceso de fundición.

a) Molde abierto

b) Molde Cerrado

Uno de los moldes más utilizados en la industria, son los moldes para fundación en arena, cuyos elementos principales se describen a continuación: Marco superior: Mitad superior del molde Marco inferior: Mitad inferior del molde Caja de moldeo: Se divide en la caja de moldeo para el marco superior y en la caja de moldeo para el marco inferior Núcleo: Define la forma interior de las piezas (cavidades). Se coloca dentro de la cavidad del molde. Sistema de paso: Canales por donde fluye el metal derretido hacia la cavidad del molde. Bebedero de vertido: Vaciadero por el que ingresa el metal para conducirse a la cavidad principal. Mazarota: Fuente de metal líquido para compensar la contracción del metal durante la solidificación.

En el marco de este proyecto, se tratarán sólo las fundiciones con molde desechable, por ser el utilizado para realizar la pieza propuesta.

Clasificación de la fundición de metales en moldes desechables. Las principales características de un molde de arena son: Resistencia: capacidad de mantener sus características geométricas Permeabilidad: capacidad de permitir el paso de aire por los vacíos de arena. Estabilidad Térmica: capacidad de resistir el agrietamiento y deformación cuando sea puesto en contacto con el metal fundido. Colapsabilidad: Capacidad de limpiar con facilidad y quitar la arena del fundido. Para los procesos de fundición en arena, como en otros procesos de fundición, se utiliza un “patrón” que consiste en un modelo en tamaño real de la pieza, con un margen de sobredimensionamiento, para tener en cuenta las tolerancias por contracciones y maquinado en el fundido final.

Estilos de modelos para la fundición en arena. En el modelo sólido, el tamaño está ajustado para la contracción y el maquinado. Este modelo posee la misma forma que el fundido. Están limitados para bajas cantidades de producción. Los modelos deslizantes constan de dos piezas, las cuales dividen la parte en un plano coincidente con la línea divisoria del molde. Este tipo de moldes es utilizado para piezas complejas con cantidades de producción no muy altas. Los modelos de placas ajustadas constan también de dos piezas

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que están ajustadas a los lados opuestos de una placa de madera o metal. La placa contiene agujeros permitiendo que los marcos superior e inferior se alineen. En los modelos de capucha y base, se encuentra una situación similar a los de placas ajustadas, con la diferencia que las mitades no se ajustan a la misma placa, sino que se fabrican independientemente.

Otro elemento importante del proceso de fundición es el horno. Existen hornos de combustión directo, cubilotes, crisoles, de acero eléctrico y de aleación. Los más utilizados son: Horno de combustión directo: La carga de metal se calienta en un pequeño hogar abierto con quemadores de combustible que se ubican a un lado. Pueden alimentarse de gas natural. Los productos de la combustión se expulsan a través de un cañón. Cubilotes: Son de forma cilíndrica vertical. Constan de un canal de paso cerca de su base. Sus mayores usos son para hierros colados. Crisoles: El metal no hace contacto directo con la mezcla de combustible. Pueden ser móviles, estacionarios o de volteo.

Los cierres fríos se producen cuando fluyen juntas dos porciones del metal y no se produce fusión entre ellas porque se solidifican prematuramente, por razones similares a las de los vacíos. Los gránulos fríos ocurren por salpicaduras durante el vertido, formando glóbulos sólidos del metal atrapados en el fundido.

La cavidad de fuga es una depresión en la superficie o un vacío interno en el fundido. Se forman por fugas en la solidificación restringiendo la cantidad de metal derretido disponible en la última región que se solidifica. Lamicro porosidad es una red de vacíos pequeños distribuidos a lo largo del fundido. Se forman por falta de solidificación localizada del metal derretido final en la estructura derretida. El desgarre caliente, se forma porque el fundido se ve impedido de contraerse por el molde y este no lo propicia durante las etapas finales de la solidificación, o en las primeras del enfriamiento. Otro tipo de defectos, son relacionados con los moldes de arena.

Defectos relacionados con los moldes de arena

La sopladura es una cavidad de gas en forma de globo que se forma por la libertad de gases del molde durante el vertido.

Los agujeros de pasador son muchas cavidades pequeñas formadas ligeramente bajo la superficie por las mismas razones por las que se forman las sopladuras.

El lavado de arena se ocasiona por la erosión del molde de arena durante el vertido y consiste en una irregularidad en la superficie del fundido.

Las costras son áreas rugosas en la superficie del fundido.

Las penetraciones son defectos de la superficie por alta fluidez del metal líquido. El desplazamiento del molde se forma por el movimiento lateral de la capucha con respecto a la base escalonando el producto fundido en la línea de separación.

El desplazamiento del núcleo consiste en un desplazamiento vertical del núcleo y se genera por flotación del metal fundido, al igual que el desplazamiento del molde.

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Trabajo en cera

ETAPAS MATERIALES MAQUINAS HERRAMIENTAS 1ERA ETAPA -triplay

-vela misionera-goma-pintura

-cierra eléctrico circular

-martillo-escuadra-clavos

2DA ETAPA - masilla y pintura-un dibujo o silueta

-cocina eléctrica -formones-puntas de formas cónicas

3RA ETAPA -polvo separador-arena de contacto-arena de moldeo-agua-aluminio fundido(caldo)

-horno de crisol-mezcladora de arena

-caja de moldeo-lampa-malla tamizador-herramientas de moldeo-carretilla- escoba-tachos de plástico

1) cortar el triplay con las medidas requeridas 20.5 x 15.5 cm para la base del cuadro y 4 tiras de triplay de 20 x 1cm para el marco del cuadro base.

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2) luego pegar las tiras de triplay al cuadro base en forma de marco usando cola en cantidad requerida y para reforzar el pegado se colocaran clavos a los alrededores del marco y se esperara el secado de la cola para retirar los clavos del triplay

3) ya secado el marco del cuadro base se pasara a lijar el marco de triplay para darle ángulo de salida y luego se pasara a masillar todo el contorno exterior del cuadro base para dar un buen acabado, siguiendo con se procederá con lijar pulirlo y por ultimo pintarlo.

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4) derretir el paquete de velas misioneras en una olla quitando la mecha de cada uno de ellas, cuando ya tenemos las velas misioneras bien derretidas en forma de caldo se procede a llenar el cuadro modelo.

5) ya secado el cuadro modelo de cera se pone una imagen, silueta etc. encima del cuadro y se fija bien con cinta para que no se mueva y se pasa a trazar con un punzón adecuado previamente seleccionado. terminado de trazar el dibujo se pasa a retira el papel con la imagen trazada y se empieza a limpiar los contornos de la silueta trazada. Para esto se emplea formones de diferentes medidas o se fabrican de triplay formones de madera

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6) terminado el dibujo sobre la cera empezamos a trabajar con la base de la caja de moldeo. Colocamos nuestro cuadro base de cera ya dentro de la caja de moldeo para copiar y pasmos a llenar con nuestro polvo separador, arena de contacto, arena de moldeo. Aprisionando constantemente con nuestras herramientas ya definidas para esta acción y dejamos todo listo para hacer la colada correspondiente.

7) luego de a ser los pasos anteriores con éxito pasamos a llevar nuestra caja de molde con cuidado al área de vaciado y esperamos el colado del metal liquido (aluminio)

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CONCLUSIONES

Este trabajo permitió aplicar los conocimientos adquiridos sobre procesos de fabricación moldes y modelos, el objetivo fue la elaboración del modelo de aluminio y para ello aplicamos un proceso de fundición. Fue necesario diseñar el molde, el modelo de cera, la mazarota y calcular las contracciones lineales, la velocidad de vertido, el caudal, el tiempo de vertido, entre otros. Además, el proyecto le permitió al grupo el desarrollo de habilidades en la aplicación e implementación delas técnicas de manufactura, por lo que podemos concluir que fue una experiencia enriquecedora con la que comprobamos la teoría en la práctica. Algunos aspectos importantes a destacar que ocurrieron durante el proceso son: El aluminio posee propiedades atractivas para los fundidos, por ejemplo, poco peso, un amplio rango de resistencia, facilidad de maquinado y es económico, es por eso que se eligió este como material base para la pieza. El proceso de fundición a pesar de ser muy económico con respecto a otros presenta ciertas desventajas, para el caso particular de este proyecto, por tratarse de un molde de arena, ocurren limitaciones como porosidad, errores en la exactitud dimensional y el acabado en la superficie un poco defectuoso por lo que se hace necesario una operación adicional.

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BIBLIOGRAFÍA

Ciencia e Ingeniería de los Materiales, tercera edición.

GROOVER, Mikell. Fundamentos de Manufactura Moderna. Tercera Edición. Mc Graw Hill.SMITH, William F. Fundamentos de la Ciencia e Ingeniera de los Materiales, segunda edición, 1996.Base de datos IEEE.KALPAKJIAN, Serope; SCHMID, Steven R. Manufactura: Ingeniería y Tecnología. Ed. 2002. Edit. Pearson Prentice Hall. Diapositivas Ing. Edwin Álvarez Vizcaíno. 36

37. 7. ANEXOS Códigos de maquinado Desbaste cara1 O5000 (DESVASTECARA1.TAP) (MCV-OP) (26-NOV-2008) (SUBROUTINES: O

Contenido

Marco Teórico...................................................................................................................................................2

Clases.................................................................................................................................................................3

Trabajo en cera..................................................................................................................................................5

CONCLUSIONES.................................................................................................................................................9

BIBLIOGRAFÍA....................................................................................................................................................9

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