Fundición en arena

La fundición en arena es uno de los métodos de fundición de metales más utilizados y más prácticos. Preferida en numerosos ámbitos de la industria desde hace muchos años, ocupa un lugar importante tanto por su carácter económico como por permitir la producción de piezas en una amplia gama de tamaños y geometrías.

En este método, se prepara un molde que reproduce la forma de la pieza a fundir. El metal fundido se vierte en la cavidad formada dentro del molde de arena. Una vez que el metal se ha enfriado y solidificado, el molde se rompe y la pieza fundida se extrae. A continuación se aplican procesos adicionales como limpieza, desbarbado, inspección y, cuando es necesario, tratamiento térmico.

Una de las principales razones por las que la fundición en arena está tan extendida es que la arena, el material del molde, es fácil de moldear y ofrece una ventaja de costes. Constituye una solución especialmente flexible para producir piezas de formas complejas y de pesos y dimensiones variables.

¿Qué es la fundición en arena?

La fundición en arena es el proceso de verter metal fundido en un molde de arena para obtener la forma de pieza deseada. En este método, primero se prepara un modelo adecuado a la pieza que se va a producir. Alrededor del modelo se compacta arena de fundición especial para crear la cavidad del molde. A continuación, el modelo se retira del molde y el metal líquido se vierte en la cavidad resultante.

El metal se enfría dentro del molde y se solidifica. Una vez completada la solidificación, el molde de arena se rompe y la pieza se extrae. Según los requisitos de producción, la pieza fundida obtenida puede someterse a operaciones adicionales como rectificado, granallado, mecanizado, tratamiento superficial o tratamiento térmico.

La fundición en arena es un método flexible que permite producir fundición gris, fundición dúctil, acero, acero inoxidable, bronce, aluminio y diversos metales aleados. Por esta razón es la opción preferida en muchos campos, desde la automoción hasta la fabricación de maquinaria, y desde los equipos agrícolas hasta la industria de bombas.

¿Cómo se realiza la fundición en molde de arena?

La fundición en molde de arena consta, en general, de unas pocas etapas básicas. Primero se preparan el plano técnico y el modelo de la pieza a producir. El modelo se diseña teniendo en cuenta las creces de contracción y las tolerancias de mecanizado que pueden presentarse después de la fundición.

A continuación, se prepara la arena de moldeo y se compacta alrededor del modelo. Se forman un sistema de alimentación que permite que el metal fluya a través del molde y mazarotas que garantizan la correcta alimentación de la pieza. Si la pieza tiene cavidades internas o formas especiales, se utilizan machos.

El metal líquido, llevado a la temperatura adecuada, se vierte en el molde preparado. Una vez finalizada la colada, se deja solidificar el metal. La pieza solidificada se extrae del molde, se limpia y se somete al proceso de control de calidad.

Las etapas de la fundición en molde de arena

Aunque la fundición en arena pueda parecer sencilla, cada paso debe realizarse con cuidado para lograr un resultado de calidad. Las etapas generales de producción son las siguientes:

• Se realizan el diseño de la pieza y la preparación del modelo.
• Se prepara el molde de arena.
• Si es necesario, se fabrican y posicionan los machos.
• Se forma el sistema de alimentación y mazarotas.
• El metal fundido se vierte en la cavidad del molde.
• Se deja enfriar y solidificar el metal.
• El molde se rompe y la pieza se extrae.
• Se aplican limpieza, rectificado y granallado.
• Se realizan controles de calidad dimensionales y visuales.
• Se aplica tratamiento térmico o mecanizado si es necesario.

Cada una de estas etapas afecta directamente la calidad de la fundición. En particular, la calidad de la arena de moldeo, la temperatura del metal, la velocidad de colada, el diseño del sistema de alimentación y el proceso de enfriamiento son determinantes para el rendimiento final de la pieza.

Ventajas de la fundición en molde de arena

En comparación con muchos métodos de producción, la fundición en arena ofrece ventajas significativas. Uno de sus mayores puntos fuertes es que resulta adecuada para producir piezas de distintos tamaños y geometrías complejas.

Las principales ventajas de la fundición en molde de arena son:

• El material del molde ofrece una ventaja de costes.
• Se adapta a la producción de piezas a pequeña, mediana y gran escala.
• Permite producir piezas con geometrías complejas.
• Permite trabajar con diferentes metales y aleaciones.
• Puede adaptarse tanto a necesidades de prototipos como de producción en serie.
• Las modificaciones del modelo pueden realizarse con relativa facilidad.
• Es un método eficaz para producir piezas grandes y pesadas.

Gracias a estas ventajas, la fundición en arena se utiliza como una solución fiable tanto en la producción industrial clásica como en fabricaciones especiales basadas en proyectos.

¿Cuáles son los tipos de fundición en arena?

La fundición en arena se divide en varios métodos diferentes. El método elegido depende del tamaño de la pieza, el tipo de material, las expectativas de acabado superficial, el volumen de producción y los requisitos de propiedades mecánicas.

Los principales tipos de fundición en arena son:

Molde de arena en verde

El moldeo en arena en verde es uno de los métodos de moldeo más utilizados en la industria de la fundición. En este método, la arena de moldeo se prepara a partir de una mezcla de arena, bentonita, agua y ciertos aditivos. La mezcla se compacta alrededor del modelo para formar el molde.

El moldeo en arena en verde se prefiere con frecuencia porque es económico, adecuado para la producción en serie y reciclable. Es especialmente común para las piezas de fundición gris y fundición dúctil.

En este método, el contenido de humedad, la resistencia, la permeabilidad y las propiedades de compactación de la arena de moldeo son muy importantes. Una arena que no posea las propiedades deseadas puede provocar defectos superficiales, problemas de gases, roturas de molde y pérdidas de producción.

Molde de arena seca

Los moldes de arena seca se preparan de forma similar a los moldes de arena en verde, pero se secan a determinadas temperaturas antes de la colada. Este proceso aumenta la resistencia del molde y puede prevenir algunos defectos que pueden producirse durante la fundición.

Los moldes de arena seca pueden preferirse especialmente para aplicaciones que requieren mayor calidad superficial, mejor permeabilidad a los gases y una estructura de molde más resistente. Sin embargo, el proceso de preparación puede ser más largo que el del moldeo en arena en verde.

Molde de arena con resina

El moldeo en arena con resina es un método en el que se añaden aditivos de resina y endurecedor a arena de sílice seca. Se prefiere para piezas que requieren alta precisión dimensional y una calidad superficial más lisa.

Los moldes de arena con resina ofrecen una ventaja especialmente en la producción de piezas fundidas complejas y de precisión. Al ser el molde más resistente, conserva mejor su forma durante la colada. Por esta razón puede utilizarse para producir piezas de bronce, acero inoxidable y aleaciones especiales.

Factores que afectan la calidad en la fundición en arena

Para que una operación de fundición en arena sea exitosa, verter el metal en el molde no basta por sí solo. Numerosos factores técnicos determinan la calidad. Entre los principales figuran el diseño correcto del molde, la selección adecuada de la arena, una fusión controlada, la temperatura de colada correcta y un proceso de control de calidad eficaz.

Los principales factores que afectan la calidad en la fundición en arena son:

• Estructura granular y contenido de humedad de la arena de moldeo
• Resistencia del molde y permeabilidad a los gases
• Temperatura de colada del metal
• Diseño del sistema de alimentación y mazarotas
• Calidad y colocación de los machos
• Proceso de enfriamiento y solidificación
• Operaciones de limpieza e inspección posteriores a la fundición

Gestionar correctamente estos procesos mejora la calidad del producto y, a la vez, reduce las pérdidas de producción.

¿Qué piezas se pueden producir con fundición en arena?

La fundición en arena permite producir piezas para muchas industrias diferentes. Según el diseño de la pieza, el material que se vaya a utilizar y los requisitos técnicos, pueden aplicarse distintas soluciones de fundición.

En Bordomet ofrecemos soluciones de producción en fundición en arena para diferentes necesidades de materiales e industrias. Los principales grupos de materiales que pueden producirse mediante fundición en arena son:

• Piezas de fundición gris
• Piezas de fundición dúctil
• Piezas de acero fundido
• Piezas de acero inoxidable fundido
• Acero inoxidable dúplex
• Fundiciones de alto contenido de cromo
• Bronces al estaño
• Bronces al aluminio

Estos materiales se seleccionan según los requisitos de resistencia, resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión, comportamiento a temperatura y propiedades mecánicas.

Industrias que utilizan la fundición en arena

Dado que la fundición en arena tiene un amplio campo de aplicación, desempeña un papel importante en los procesos de producción de numerosas industrias. Se prefiere especialmente para piezas duraderas, de diseño personalizado y con altos requisitos técnicos.

Entre las industrias en las que la fundición en arena se utiliza ampliamente se encuentran:

• Industria automotriz
• Fabricación de maquinaria
• Industria de defensa
• Industria marítima y naval
• Maquinaria agrícola
• Industria de bombas y válvulas
• Sector energético
• Minería
• Maquinaria de construcción
• Industria de procesos

Las piezas fundidas utilizadas en estas industrias pueden diseñarse específicamente según las condiciones de operación, los casos de carga y los efectos ambientales.

Soluciones de fundición en arena con Bordomet

Bordomet opera con un enfoque de producción que ofrece soluciones de fundición en arena para las necesidades de diferentes industrias. Los requisitos técnicos se tienen en cuenta en todos los procesos, desde el diseño de la pieza y la preparación del modelo hasta la colada y el control de calidad.

En la fundición en arena, el objetivo no es únicamente producir la pieza. El verdadero propósito es obtener piezas duraderas y listas para su uso mediante la correcta selección del material, un diseño de molde adecuado, una producción controlada y un proceso de calidad fiable.

En Bordomet adoptamos un enfoque orientado a soluciones para la producción basada en proyectos, la evaluación técnica, la selección de materiales y los procesos posteriores a la fundición según los requisitos del cliente. Que las piezas producidas se adecuen a su aplicación, su precisión dimensional y su rendimiento mecánico figuran entre nuestros criterios prioritarios.

Operaciones posteriores a la fundición

Una vez finalizado el proceso de fundición en arena, es posible que las piezas no estén directamente listas para su uso. Por esta razón, las operaciones posteriores a la fundición son muy importantes para la calidad de la producción.

Entre las operaciones que pueden aplicarse después de la fundición se encuentran:

• Granallado
• Rectificado
• Desbarbado
• Tratamiento térmico
• Mecanizado
• Pintura
• Recubrimiento
• Inspección dimensional
• Inspección visual
• Ensayos no destructivos (END)

Estas operaciones se determinan según la aplicación de la pieza y su especificación técnica. El mecanizado y los procesos detallados de control de calidad son especialmente importantes para las piezas que requieren dimensiones precisas.

Conclusión

Gracias a su flexibilidad, su carácter económico y su amplia gama de opciones de materiales, la fundición en arena es uno de los métodos de fundición más utilizados en la industria. Con este método pueden producirse muchos productos diferentes, desde piezas pequeñas hasta piezas fundidas grandes y pesadas.

Con un diseño de molde correcto, una arena de calidad, una selección de metal adecuada y un proceso de producción controlado, la fundición en arena puede alcanzar una alta eficiencia. Bordomet aspira a ofrecer soluciones fiables a diferentes industrias con su capacidad de producción y su enfoque técnico en fundición en arena.

Para las piezas fundidas que necesita, póngase en contacto con Bordomet para obtener información detallada sobre el material, el método de producción y la solución técnica más adecuados para su proyecto.