¿Cuál es la diferencia entre la fundición en arena y la fundición a la cera perdida?
¿En qué se diferencian la fundición en arena y la fundición a la cera perdida?
La fundición en arena y la fundición a la cera perdida son procesos de fundición de metales con molde desechable, pero el sistema de molde, el detalle de la pieza, el acabado superficial, el control de tolerancias y la economía de las herramientas son diferentes. El problema práctico en la solicitud de cotización (RFQ) es elegir la ruta de fundición que se adapte al tamaño de la pieza, la aleación, la geometría, el acabado superficial, la tolerancia, el presupuesto de utillaje y la evidencia de inspección.
La fundición en arena utiliza un molde de arena formado alrededor de un modelo, a menudo con machos de arena para cavidades internas. La fundición a la cera perdida utiliza un modelo de cera, una cáscara cerámica, desencerado y vertido de metal en la cáscara cocida. La fundición en arena a menudo se considera para piezas de fundición más grandes, utillaje flexible y geometría más simple. La fundición a la cera perdida a menudo se considera para piezas metálicas complejas, detalles más finos y una mejor forma casi neta.
¿Cómo cambian los moldes de arena y las cáscaras cerámicas el proceso de fundición?
La fundición en arena utiliza arena, aglomerante y equipo de modelo para formar una cavidad de molde. El molde de arena puede ser práctico para componentes más grandes, menor presión de utillaje y proyectos donde la modificación del modelo es útil. Los machos pueden formar pasajes internos, pero se deben revisar el desplazamiento del macho, la rugosidad superficial y el stock de mecanizado.
La fundición a la cera perdida utiliza modelos de cera ensamblados en un árbol, capas repetidas de barbotina cerámica y estuco, desencerado, cocción de la cáscara, vertido y eliminación de la cáscara. La cáscara cerámica puede reproducir detalles finos y superficies más lisas, pero el utillaje del modelo de cera, la construcción de la cáscara, el control de contracción y el acabado posterior a la fundición afectan el costo y el tiempo.
¿Qué ruta se adapta al acabado superficial y al control dimensional?
La fundición a la cera perdida generalmente se selecciona cuando el comprador necesita un acabado superficial más fino, características más detalladas y un control dimensional más ajustado en bruto de lo que la fundición en arena puede proporcionar. La fundición a la cera perdida puede reducir el mecanizado en algunas áreas, pero los puntos de referencia críticos, roscas, caras de sellado y agujeros de precisión pueden necesitar mecanizado CNC.
La fundición en arena puede ser adecuada cuando la pieza puede tolerar una superficie en bruto más rugosa, un mayor margen de mecanizado y una variación dimensional más amplia. La fundición en arena a menudo necesita más mecanizado o acabado posterior en superficies funcionales. El plano debe separar los requisitos en bruto de los requisitos finales mecanizados.
¿Qué proceso se adapta a piezas grandes o geometría compleja?
La fundición en arena a menudo se considera para piezas de fundición más grandes, secciones pesadas, carcasas simples, marcos, bases, cuerpos de bomba y otros componentes donde el tamaño y la flexibilidad del utillaje importan. Las cavidades internas se pueden formar con machos de arena, pero el comprador debe revisar el soporte del macho, el desplazamiento del macho, el acceso para limpieza y el stock de mecanizado.
La fundición a la cera perdida a menudo se considera para piezas complejas pequeñas o medianas con salientes detallados, curvas, características delgadas y requisitos de aleación que se benefician de una ruta de cáscara cerámica. Las piezas fundidas complejas a la cera perdida aún necesitan revisión por contracción, integridad de la cáscara cerámica, grietas en caliente, defectos superficiales y acceso de mecanizado.
¿Cómo afectan la elección de aleación y la cantidad de producción a la selección?
Tanto la fundición en arena como la fundición a la cera perdida pueden soportar una variedad de aleaciones de fundición, sujeto a disponibilidad de material y revisión del proceso. La fundición a la cera perdida a menudo se considera para acero inoxidable, acero al carbono, acero aleado y aleaciones no ferrosas seleccionadas. La fundición en arena a menudo se considera para aluminio, hierro, acero, bronce y otras aleaciones donde el tamaño de la pieza y la estrategia de molde se ajustan al proyecto.
La cantidad de producción afecta el utillaje y el costo unitario. La fundición en arena puede ser práctica para prototipos, trabajo de bajo volumen, piezas grandes o diseños en evolución. La fundición a la cera perdida puede ser práctica cuando el utillaje de cera, el proceso de cáscara y el trabajo posterior están justificados por la geometría, aleación, acabado superficial o necesidades de producción repetitiva.
¿Qué trabajo e inspección posteriores a la fundición se necesitan?
Tanto la fundición en arena como la fundición a la cera perdida pueden necesitar corte, eliminación de bebedero, granallado, tratamiento térmico, enderezado, mecanizado CNC, taladrado, roscado, esmerilado, pulido, recubrimiento y ensamblaje. La fundición en arena puede requerir más stock de mecanizado y limpieza superficial, mientras que la fundición a la cera perdida puede necesitar mecanizado en interfaces funcionales.
La evidencia de inspección puede incluir informe dimensional, inspección CMM, inspección de primera pieza, certificado de material, prueba de dureza, registro de tratamiento térmico, informe de rugosidad superficial, inspección por líquidos penetrantes, inspección por rayos X, inspección por TC, prueba de fugas, prueba de presión o estándar de inspección visual. El paquete de inspección debe coincidir con la función de la pieza y los criterios de aceptación del comprador.
Decisión del comprador | Fundición en arena | Fundición a la cera perdida | Información necesaria en la RFQ |
Ruta del molde | Molde de arena y machos de arena formados alrededor de un modelo | Ruta de molde con modelo de cera y cáscara cerámica | Tamaño de pieza, cavidades internas, necesidades de modelo, necesidades de utillaje de cera y etapa de producción |
Tamaño y geometría de la pieza | A menudo mejor para piezas más grandes, formas más simples y utillaje flexible | A menudo mejor para geometría detallada, características curvas y piezas complejas de forma casi neta | Modelo 3D, plano 2D, secciones de pared, salientes, machos, socavados y acceso de mecanizado |
Superficie y tolerancia | Generalmente superficie en bruto más rugosa y variación dimensional más amplia | Generalmente superficie más lisa y geometría casi neta más ajustada | Tolerancia en bruto, tolerancia final mecanizada, acabado superficial y método de inspección |
Costo y cantidad | A menudo útil para prototipos, bajo volumen, piezas grandes o cambios de diseño | A menudo útil cuando el detalle, aleación, acabado o repetibilidad justifican el utillaje de cera y el trabajo de cáscara | Cantidad, revisiones esperadas, presupuesto de utillaje, cronograma de producción y pasos de aprobación |
Riesgos de calidad | Desplazamiento del macho, inclusión de arena, rugosidad, porosidad y variación del stock de mecanizado | Contracción, defectos de cáscara, grietas en caliente, defectos superficiales y acumulación de tolerancias | Dimensiones críticas, necesidades de presión, superficies cosméticas, necesidades de END y criterios de aceptación |
¿Qué deben proporcionar los compradores antes de elegir fundición en arena o a la cera perdida?
Una RFQ útil debe incluir el plano 2D, modelo 3D, grado de aleación, cantidad esperada, preferencia de ruta de fundición si la hay, etapa de prototipo o producción, tamaño de pieza, espesor de pared, machos internos, dimensiones críticas, margen de mecanizado, acabado superficial, tratamiento térmico, recubrimiento, requisito de fuga o presión, y método de inspección.
Si la ruta es incierta, el comprador debe identificar primero las superficies funcionales de la pieza. Un proveedor de fundición puede entonces comparar fundición de precisión, fundición en arena, fundición a la cera perdida, fundición por gravedad, mecanizado CNC y operaciones secundarias antes de comenzar el utillaje.
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