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UNIVERSIDAD RICARDO PALMA

FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE ING. INDUSTRIAL CURSO:

INGENIERIA DE

TEMA:

FUNDICION AL VACIO VP

DOCENTE:

ING. SEBASTIAN CALVO,

MATERIALES

CARLOS INTEGRANTES: CARDENAS PAREDES, STYVEN DAVID LORENZO SALAS, JEAN PIERRE SOLIS AMAYA, LOURDES OSORIO , JEAN CARLOS

2018-II

Universidad Ricardo Palma

Ingeniería de Materiales

INDICE

Contenido INTRODUCCION ..................................................................................... 3 FUNDICIÓN AL VACÍO .......................................................................... 4 CONCEPTO: ................................................................................ 4 PROCESO DE CONFORMACION: .............................................. 5 ETAPAS DE LA FUNDICION AL VACIO: .................................... 6 CARACTERISTICAS DEL PROCESO ......................................... 9 REQUISITOS APLICABLES PARA EL PROCESO DE FUNDICION ............................................................................... 9 VENTAJAS .............................................................................. 10 DESVENTAJAS ....................................................................... 10 EQUIPO NECESARIO................................................................ 11 APLICACIONES......................................................................... 14 BIBLIOGRAFIA ..................................................................................... 15

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INTRODUCCION

La fundición es uno de los procesos más antiguos empleados en la industria, se encarga de llevar los metales hasta el punto de fusión en una cavidad o molde para que este adopte la forma deseada a través de este. Existen diversos métodos para fundición de formas, lo cual hace que este proceso sea uno de los más versátiles en manufactura.

Existen dos tipos de moldes, el molde abierto, en el cual el metal liquido se vacía simplemente hasta llenar la cavidad abierta, y el molde cerrado, que contiene una vía de paso llamada sistema de vaciado que permite el flujo del metal fundido desde fuera del molde hasta la cavidad.

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FUNDICIÓN AL VACÍO

CONCEPTO:

En el proceso de fundición al vacío o proceso de baja presión contra la gravedad, se moldea una mezcla de arena fina y de uretano sobre dados de metal, que se cura con vapores de amina. El molde es sujeto después con un brazo robótico y se sumerge parcialmente en metal fundido que se encuentra en un horno de inducción. El metal se puede fundir al aire o en vacío. El vacío reduce la presión del aire en el interior del molde aproximadamente dos terceras partes de la presión atmosférica, succionando por tanto el metal fundido en las cavidades del molde a través de un canal de alimentación en la parte inferior del molde. El metal fundido en el horno está a una temperatura, por lo general, de 55° por encima de la temperatura liquidus; en consecuencia, empieza a solidificarse en una fracción de segundo. Una vez lleno el molde, se retira del metal fundido. Este proceso el alternativo a la fundición por revestimiento de la fundición por moldeo cascara y de la fundición en arena verde, y es particularmente adecuado para formas complejas de pared delgada (0.75mm: 0.03 pulg.) con propiedades uniformes. Con este método se han fundido al vacío, piezas de acero al carbono de baja y alta aleación y de aceros inoxidables con un peso hasta 70 kg. Las piezas fundidas al aire se fabrican fácilmente en volúmenes elevados y a un costo relativamente bajo. Las piezas fundidas en vacío implican habitualmente el uso de metales reactivos aluminio, titanio, circonio, hafnio.

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PROCESO DE CONFORMACION:

En esta técnica de moldeo, uno de los pasos más importantes es la preparación del molde en el que se va a realizar la colada, pues es de vital importancia que éste cumpla con las condiciones necesarias para obtener la pieza con las características deseadas, tanto a nivel dimensional como en calidad. 1. En primer lugar, debe tenerse la pieza inicial que se quiere reproducir seccionada en dos mitades. En la mitad superior, se le adherirá una pieza de material con el fin de posteriormente obtener el bebedero.

2. Posteriormente, se creará el vacío entre una de las mitades de la pieza y una fina película de plástico mediante el empleo de un sistema de acoplamiento de placa o doble placa.

3. Tras esto, se le colocará una caja de moldeo y se llenará de arena, dejando libre de ésta el volumen necesario para que el bebedero sea practicable. Hay que tener en cuenta que la caja de moldeo debe contar con orificios mediante los cuales se pueda succionar y crear el vacío.

4. Se colocará encima otra película de plástico, y se procederá a crear el vacío en la arena mediante los equipos necesarios (la presión oscilará entre 200 a 400 mm Hg (27 a 53 kPa)). Mediante esta práctica, se consigue la alta compactación del molde sin necesidad de ningún aglutinante.

5. Una vez compactado, se retirará el vacío ejercido sobre la pieza y la película de plástico, y se retirará el molde obtenido. Tras ello, se pasará a realizar el mismo proceso con la mitad inferior de la pieza, pero en este caso sin necesidad de dejar bebedero alguno en el molde.

6. Cuando están ya listas las dos partes, se ensamblan y se deja de aplicar el vacío en ambas partes.

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7. Se realiza la colada, sin necesidad de retirar las películas de plástico, ya que estas se queman cuando entran en contacto con el metal fundido.

8. Finalmente, se dejará reposar la colada el tiempo suficiente hasta que esté completamente solidificada la pieza.

ETAPAS DE LA FUNDICION AL VACIO:

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CARACTERISTICAS DEL PROCESO REQUISITOS APLICABLES PARA EL PROCESO DE FUNDICION

La fundición al vacío cumple requisitos ventajosos para reducir decisivamente la porosidad gaseosa, ya que el aire se evacua del molde. En función de la aleación empleada, los valores solicitados se alcanzan en el proceso de fundición al vacío sin necesidad de un tratamiento térmico adicional. No obstante, si éste fuera necesario, producirá fallos superficiales con baja porosidad gaseosa que no se tolerarán en el producto final.

Éstos son los requisitos a los que se somete un proceso óptimo de fundición al vacío: 

Para garantizar una alta seguridad de proceso, el equipamiento de vacío debe ser eficiente, y los elementos de moldeo y fundición deben estar bien sellados.



Los perfiles de velocidad y presión deben regularse de forma precisa y reproducible, algo natural en las máquinas Bühler Evolution y Carat.



Otros factores de influencia, como dosificación de metales, templado de moldes, engrase de pistón de inyección y proceso de pulverización de moldes, también se han optimizado para asegurar un alto grado de calidad.

En relación con los requisitos anteriormente mencionados, el proceso de fundición con apoyo de alto vacío alcanza su objetivo con gran seguridad. Cada uno de los pasos se ha optimizado para reducir aún más la porosidad gaseosa en comparación con la aplicación al vacío existente hasta ahora.

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VENTAJAS 

Es posible la reutilización de la arena, ya que no se emplea ningún aglutinante y además ésta no entra en contacto en ningún momento con la fundición.



Ausencia de defectos debidos a la humedad y a burbujas de aire.



Pueden obtenerse altas precisiones dimensionales.



Casi todos los tamaños y formas de piezas son practicables, así como piezas de pequeñas secciones (hasta aproximadamente unos 2,3 mm) o reproducción de pequeños detalles.



Alta fluidez del metal durante la colada debido a la baja conductividad térmica de la arena.



Bajo coste de dicha operación.



La vida de la pieza patrón es muy larga, ya que la arena nunca entra en contacto directamente con ella.

DESVENTAJAS



Lentitud del proceso.



Difícil automatización.

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EQUIPO NECESARIO



Caja de moldeo con un sistema de orificios para posibilitar la creación de vacío en su interior. Además, deberá contar con un sistema de acoplamiento de placa en su parte inferior.

La duración de los modelos y cajas de moldeo es sensiblemente mayor que hasta ahora, pues cabe contar con menor desgaste de los utillajes de moldeo porque este no se pone ya en contacto con la arena del molde. Las sacudidas y prensado desaparecen y el desmoldado se efectúa sin vibrador y con escaso esfuerzo.se pueden emplear más baratos en la construcción de los modelos, como maderas o plásticos, con el consiguiente ahorro de costos. Es factible la utilización de los modelos disponibles, reutilizándolos.

El mantenimiento de una conicidad determinada en este caso indiferente, y en casos especiales (fundición artística) son también desmoldables las contrasalidas ligeras .solo en la fabricación en serie es más complicada que hasta ahora, la configuración de las cajas de moldeo .El desgaste de la caja es sustancialmente menor, porque no hay ninguna aplicación en el modelo y desmoldeo. 

Arena común como aglutinante.

Elección de la granulometría de la arena: Los criterios para seleccionar el tamaño del grano de la arena más apropiado para el moldeo al vacío difieren de los usuales. Todo volumen de la caja de moldeo está sometido a constante aspiración por efecto del vacío aplicado, por lo que para obtener una buena superficie de pieza podrán elegirse mezclas de arena de grano relativamente fino, aunque su permeabilidad sea escasa.

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Es importante tener en cuenta que intensificando el vacío crece la resistencia a la compresión y empeora la superficie de la pieza fundida. Las películas de plástico más gruesas aumentan la resistencia a la compresión sin influir perceptiblemente sobre dicha superficie. Cabe afirmar que el resultado más importante es que puedan emplearse arenas más finas de lo que es corriente en los procedimientos de moldeo en verde actuales, lográndose así mejorar las superficies en la pieza fundida.

Como en el circuito de la arena se registran pérdidas muy bajas del orden solo de 1 a 2 %, es factible el uso de arenas más caras como las de Zirconio, Cromita u Olivina, que en algunos casos resultan rentables. En relación a las arenas de sílice, se puede decir que cualquier arena con un contenido sobre 90%de SI O2 es aceptable y con referencia a la forma de los granos la subangular es la preferida con cualquier tipo de arena. La fineza AFS de las arenas utilizadas en el moldeo al vacio “”VMP Puede variar entre 100 y 170.Sin em bargio, de acuerdo con las aleaciones por vaciar, las finezas más comúnmente empleadas son: o ALUMINIO 100 AFS, sin pintura o recubrimiento o PARA FIERRO FUNDIDO,

100

A

120

AFS,

con

pintura

o

recubrimiento o PARA ACERO FUNDIDO, 80 AFS, con pintura o recubrimiento 

Películas de termoplástico de un espesor entre 0,076 a 0,20 mm.



Metal fundido



Bomba de vacío acoplada a la placa de la parte inferior y a los orificios de los laterales de la caja de moldeo. Una bomba de vacío extrae moléculas de gas de un volumen sellado, creando un vacío parcial. Esta fue inventada en 1650 por Otto von Guericke, estimulado por el trabajo de Galileo y Torricelli, usando los

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Hemisferios de Magdeburgo (Consisten en dos bóvedas metálicas huecas, de unos 500 litros de capacidad, de forma hemisférica que se ajustan una con otra formando una esfera. Del interior se extrae el aire con una máquina neumática, provocando un vacío).

Las aplicaciones del vacío tanto en la industria como en los laboratorios de investigación son numerosas y variadas; trabajan solamente en un rango de presiones limitado; por ello la evacuación de los sistemas de vacío se realiza en varias etapas, usándose para cada una de ellas una clase de bomba diferente. El funcionamiento de una bomba de vacío está caracterizado por su velocidad de bombeo, y la cantidad de gas evacuado por unidad de tiempo. Tienen una presión mínima de entrada, que es la presión más baja que puede obtenerse, y también, un límite superior a la salida o presión previa. Si la presión previa aumenta por encima de este valor, el bombeo cesa.

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APLICACIONES 

Este tipo de moldeo se emplea mucho en la fabricación de prototipos o piezas de las que no se requiere fabricar un gran número, ya que permite modificar el molde con facilidad. Además, al tratarse de un proceso muy lento no sería rentable implantarlo en sistemas de conformado en los que se requiere un gran volumen de producción de la misma pieza.



También se conoce como moldeo en vacío o vacuum forming al conformado de piezas con polímeros, con una técnica de creación de vacío entre la pieza patrón y el termoplástico, sin el empleo de ningún tipo de molde. Esta técnica está muy empleada para la fabricación de envoltorios para alimentos, utensilios de cocina, juguetes, etc.

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BIBLIOGRAFIA



Callister, William D. Introducción a la Ciencia e Ingeniería de Materiales Ed. Reverté



Carlos Vila Pastor, Fernando Romero Subirón, Gracia M. Bruscas Bellido, Julio Serrano Mirá. Tecnología Mecánica: Metrología y procesos de conformado de metales sin arranque de viruta. Castellón: Publicaciones Universitat Jaume I, Nº233

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Carmelo Javier Luis Pérez, Miguel José Ugalde Barbería, Ignacio Puertas Arbizu, Lucas Álvarez Vega PROCESOS DE CONFORMADO POR FUNDICIÓN. Moldeo en arena (2.ª edición aumentada)

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