La fundición de metales es crucial en la fabricación moderna. Desde el punto de vista técnico, está dando forma al mundo entero. Como sabe, con este método se puede crear una amplia gama de piezas metálicas. La fundición a alta presión es uno de los métodos de fundición de metales más populares.

Un método típico de fundición de metales vierte metal fundido en un molde para crear formas complejas y precisas. Todas las industrias necesitan estas piezas de fundición para muchas aplicaciones. Pueden necesitarlas para soporte estructural o en sus productos principales.

Una forma popular de dar forma al metal es a través de la fundición a presión, y la fundición a presión de alta presión es uno de los métodos de fundición a presión más comunes. Este artículo trata principalmente de este método. Aprenderá cómo se fabrican, sus ventajas y cómo pueden utilizarse. También descubrirá en qué se diferencian la HPDC y la LPDC.

Visión general de la fundición a alta presión (HPDC)

HPDC son las siglas en inglés de fundición a alta presión. Como su nombre indica, este método de fundición de metales requiere alta presión. La fundición HPDC es adecuada para fabricar muchas piezas metálicas con tolerancias elevadas.

En la fundición a presión HPDC, el metal fundido se inyecta en un molde o matriz de acero a alta velocidad y presión. Como resultado, se pueden crear cientos de piezas de fundición en menos tiempo. La presión necesaria aquí es para garantizar que el metal fundido llene la característica detallada de la matriz. Por eso, la fundición a alta presión es adecuada para la producción de grandes volúmenes.

Una máquina de fundición a alta presión está formada por varios componentes primarios. Todos ellos son muy importantes para el sistema. Aunque también puede haber otras piezas. Sin embargo, estas cuatro piezas son las más importantes en el proceso de fundición a alta presión. Suelen decidir lo buenas que son las piezas de fundición al final.

Moldes de fundición a presión

Los moldes de fundición a presión, o matrices, son piezas de la máquina de fundición a presión que generalmente determinan la forma final. Tienen dos mitades principales: una fija y otra móvil. Suelen estar fabricados en acero de alta resistencia. La fabricación de estos moldes de fundición a presión HPDC se denomina utillaje de fundición a presión de alta presión. Tenga en cuenta que el utillaje HPDC es crucial para obtener la mejor calidad en la fundición de metales.

Pasadores eyectores

Los pasadores eyectores son otro componente importante de los moldes de fundición a alta presión. Facilitan la extracción de la colada solidificada de la matriz. Estos pasadores se encuentran en la mitad móvil de la matriz. Una vez que la pieza fundida se ha enfriado y solidificado, puede accionar estos pasadores para extraerla. Desempeñan un papel crucial en el ciclo de producción.

Máquina de fundición a presión de cámara fría

La máquina de fundición a presión de cámara fría es una de las máquinas más importantes que cuenta con un sistema de inyección, un sistema de prensa, sistemas de expulsión, etc. Todo el proceso de fundición a presión se realiza mediante esta máquina de fundición a presión de cámara fría.

Componentes de calefacción

Los componentes de calentamiento pueden incluir hornos y elementos calefactores. Normalmente no funden el metal, sino que mantienen la temperatura constante. El objetivo principal de esta pieza de la máquina de fundición a alta presión es garantizar que el metal esté en estado líquido. Tenga en cuenta que un calentamiento constante es crucial para la calidad y consistencia de las piezas fundidas finales.

¿Cómo funciona la fundición a alta presión?

Generalmente, la fundición a alta presión funciona en cinco pasos. Cada paso es crucial para la calidad final de las piezas fundidas. Por lo tanto, al iniciar un proceso de fundición a presión, inspeccione siempre el dispositivo. Compruebe si hay defectos o tornillos sueltos. Ajuste siempre el aparato a su configuración óptima. Compruebe si el sistema de refrigeración funciona correctamente o no.

Una vez que haya comprobado correctamente su dispositivo, puede proceder al proceso primario de fundición a alta presión. Lleve siempre equipo de seguridad, como guantes, ropa y gafas.

Paso #1 Preparación del molde de fundición a presión

Puede preparar el molde de fundición a alta presión en dos pasos principales. En primer lugar, si ya se ha fabricado, compruebe que no tenga defectos ni esté contaminado antes de utilizarlo. En segundo lugar, diseñar el molde es necesario para productos personalizados.

El diseño de un molde de fundición a presión consta de varias etapas. En primer lugar, puede dibujar su diseño utilizando software 3D como SolidWorks, AutoCAD, etc. Asegúrese de haber organizado correctamente el canal de entrada y la base del molde al diseñarlo. El sistema de refrigeración también es una parte crucial de este proceso de diseño. Por último, compruebe el sistema de ventilación y expulsión.

Una vez terminado el diseño, proceda al análisis del proyecto. Puede comprobar su funcionalidad en varios programas de simulación. Tras las pruebas y la inspección de calidad, puede utilizar el utillaje de fundición a presión para su producción final.

Paso #2 Inyección de metal fundido

En este proceso de fundición HPDC, la máquina inyecta metal fundido en la cavidad de la matriz. A diferencia de otros métodos, la fundición a alta presión utiliza alta presión y velocidad para este trabajo, por lo que se denomina fundición a alta presión.

En primer lugar, conecta firmemente las dos mitades del molde de fundición a presión. A continuación, con sólo pulsar un botón, la máquina HPDC fuerza la entrada del metal fundido en la cámara. Esta presión garantiza técnicamente que el metal fundido llene toda la cavidad. Una vez realizada la inyección, se deja enfriar y solidificar el metal fundido.

En el sistema de fundición a presión HPDC se utilizan dos métodos principales de inyección. Puede elegir el método correcto para el trabajo en función de las necesidades de su proyecto.

Inyección en cámara caliente

Cuando el mecanismo de inyección se sumerge en el depósito de metal fundido, se denomina inyección en cámara caliente. Cuando el émbolo se mueve, arrastra el metal fundido hacia la cámara y lo inyecta en la cavidad de la matriz. Este tipo de inyección es adecuado para metales con puntos de fusión bajos. A menudo máquina de fundición a presión de cámara caliente se utilizan aleaciones de zinc y magnesio.

Inyección en cámara fría

En cambio, la inyección en cámara fría utiliza un horno de fusión independiente. Se puede verter el metal fundido mediante un sistema manual o automático. En la fabricación, el sistema automático suele funcionar mediante un émbolo hidráulico. Éste fuerza al metal fundido a introducirse en la cavidad del molde. La inyección en cámara fría es una técnica habitual para la fundición de aluminio HPDC.

Paso #3 Enfriamiento y solidificación

Tras la inyección, el metal fundido se enfría rápidamente dentro de la cavidad de la matriz. Algunas fábricas, como CNM TECH, utilizan el enfriamiento controlado. Durante este tiempo, debe garantizar una solidificación adecuada.

Tenga en cuenta que una refrigeración adecuada es necesaria sobre todo para evitar defectos. Como sabe, se producen varios defectos debido a un enfriamiento inadecuado. Algunos defectos son los puntos calientes, los cierres en frío o los errores de fabricación, la contracción y la porosidad.

Los canales de refrigeración dentro del molde suelen estabilizar la temperatura. Hay que asegurarse de que estas cavidades están correctamente diseñadas cuando se diseña un molde de fundición a presión. En la fábrica de fundición a alta presión CNM, nuestros experimentados ingenieros comprueban siempre estos sistemas de refrigeración. Así, nuestra fundición de metal tiene casi cero defectos.

Paso #4 Expulsión

Una vez que la pieza de aleación metálica se haya enfriado y solidificado dentro de la matriz, expúlsela utilizando los pasadores eyectores. Realice este paso con cuidado para evitar cualquier daño externo. Los pasadores expulsores suelen facilitar este proceso de extracción. Se encuentran en la parte móvil del molde de fundición a presión.

Paso #5 Recorte y acabado

Tras retirar la parte metálica, es posible que encuentre material sobrante en la carrocería. Es posible que necesite algunos procesos de acabado adicionales para dejarla en buen estado. Puede realizar recortes, rectificados u otros métodos de tratamiento de superficies.

El método de recorte suele eliminar el material sobrante de la pieza metálica. Puede ser manual o automatizado. Sin embargo, una superficie lisa puede necesitar rectificado, lijado o mecanizado. Estos métodos pueden ayudarle a conseguir las dimensiones deseadas.

Si necesita más acabado, puede utilizar diferentes tratamientos de la superficie del aluminio. Hay muchas formas de hacerlo. Estas técnicas pueden ayudar a que sus piezas de fundición HPDC sean más robustas y menos propensas a oxidarse. Los métodos más comunes son el negro o el aluminio anodizado transparentepintura, revestimiento en polvo, revestimiento electrónico, etc.

Después de todo esto, es posible que sus piezas de fundición HPDC necesiten pruebas para obtener certificaciones. Tenga en cuenta que las certificaciones generan confianza en el cliente y fiabilidad en aplicaciones reales.

¿Cuáles son las principales características de la fundición a alta presión?

En la sección anterior, hemos tratado en detalle el proceso de fundición a presión HPDC. Como sabe, en el proceso de fundición HPDC, la máquina vierte metal fundido en la cavidad de la matriz o molde a alta presión y velocidad. Esto aporta técnicamente varias ventajas. Veámoslas una a una.

Característica #1 Piezas metálicas de alta precisión

Una de las mejores ventajas del proceso de fundición HPDC es la precisión. Con esta tecnología se puede conseguir una precisión muy alta. Según expertos de diversos sectores, esta tolerancia oscila entre ± 0,016 mm y ± 0,12 mm.

Característica #2 Trabajar con diseños más complejos

El proceso de fundición a presión HPDC también le permite trabajar con diseños más complejos. Como sabe, la alta presión obliga al metal fundido a llenar una cavidad de molde detallada. Esto significa que estos metales fundidos pueden llegar a todos los detalles del diseño. La mayoría de las piezas metálicas intrincadas de aluminio se fabrican mediante el proceso de fundición HPDC.

Característica #3 Mejor acabado superficial

El proceso de fundición HPDC también produce un mejor acabado superficial. El metal fundido llena todos los rincones de la cavidad del molde a alta presión. Debido a esta presión, la densidad de la pieza metálica también se mantiene igual. Por ello, la superficie obtiene un mejor resultado después de enfriarse.

Característica #4 Mayor productividad

El proceso de fundición a alta presión es muy rápido. En algunas fábricas, este proceso está totalmente automatizado. Sin embargo, ya sea manual o automatizado, sigue siendo más rápido que otros métodos. Gracias a ello, puede fabricar cientos de piezas metálicas en menos tiempo. Esto aumenta su productividad y reduce los costes.

Característica #5 Trabajar con productos de pared más fina

De nuevo, el metal fundido a alta presión llena todos los rincones de la cavidad del molde. Esta tecnología permite trabajar con productos de paredes más finas. Algunos ejemplos típicos son los componentes de motores, carcasas y disipadores térmicos.

Característica #6 Mejor calidad

Las piezas de fundición a alta presión son famosas por su alta calidad y consistencia. Los parámetros de proceso controlados y los moldes precisos proporcionan siempre piezas de fundición uniformes. Esta calidad uniforme garantiza mejores propiedades mecánicas. En concreto, las piezas metálicas de fundición pueden tener más resistencia y durabilidad.

Característica #7 Troqueles duraderos

Por último, las herramientas utilizadas en la fundición HPDC suelen ser de buen acero. Estos moldes o matrices pueden soportar fácilmente altas presiones en repetidas ocasiones. En general, las matrices duraderas eliminan la necesidad de sustituirlas con frecuencia. Una vez creadas, pueden fabricar miles de piezas metálicas repetidamente, lo que reduce los costes de producción.

¿Qué materiales son compatibles con la fundición a alta presión?

Aunque la fundición HPDC puede funcionar con la mayoría de los tipos de metales, es poco común. Los materiales más comunes que se suelen utilizar son el aluminio, el magnesio y el zinc. Los metales ferrosos no son ideales porque son más propensos a oxidarse.

Aluminio

El aluminio es uno de los materiales más utilizados en la fundición HPDC. Este metal tiene una elevada relación resistencia-peso y es 100% reciclable. El aluminio también es famoso por su excelente resistencia a la corrosión. En comparación con su peso, el aluminio puede soportar grandes cargas. Puede encontrar su uso en la construcción, la automoción y la industria aeroespacial.

Además, el aluminio tiene una buena conductividad térmica y eléctrica. Por eso se utiliza a menudo en electrodomésticos y diversos aparatos eléctricos.

Magnesio

El magnesio también es un metal ligero utilizado en la fundición HPDC. Aunque no es tan famoso como el aluminio, el magnesio también prevalece en muchas aplicaciones. Es especialmente adecuado cuando la reducción de peso es crucial. Se puede utilizar en asientos de vehículos, carritos, ordenadores portátiles o cámaras.

El magnesio es resistente y fácil de mecanizar. Se le pueden dar formas complejas y detalles intrincados. Además, se puede utilizar para diversas aplicaciones de amortiguación.

Zinc

Las aleaciones de zinc son otro famoso material utilizado en la fundición a alta presión. Suelen ser famosas por su excelente fluidez y su bajo punto de fusión. Sin embargo, las aleaciones de zinc tienen una mayor estabilidad dimensional. Se pueden crear formas complejas con paredes finas.

Las aleaciones de zinc también son resistentes a los impactos y adecuadas para trabajos de larga duración. Se utilizan principalmente en decoración, pero otras aplicaciones incluyen herramientas de bloqueo, engranajes y diversas piezas de automóvil.

El uso de la fundición HPDC en diversas industrias

Las piezas de fundición a presión HPDC están muy extendidas en muchos sectores. Son versátiles y la gente las utiliza en muchas aplicaciones. Dado que HPDC ofrece varias características, podemos encontrar su uso en los siguientes sectores:

Industria del automóvil

La automoción es un lugar habitual para las piezas de fundición HPDC. Son típicos los bloques de motor, engranajes de transmisión, carcasas de cajas de cambios y otras piezas de aluminio. Al igual que los asientos de coche, la fundición a alta presión también puede utilizarse para diversos soportes estructurales.

Como sabe, la fundición HPDC fabrica piezas resistentes y ligeras, lo que es muy importante en la industria automovilística.

Electrónica de consumo

Otro lugar popular para las piezas de fundición HPDC es la electrónica de consumo. Puede encontrar estas piezas fundidas en smartphones, portátiles, cámaras y otros dispositivos electrónicos.

Como sabe, el proceso de fundición a alta presión garantiza que estos componentes cumplan tolerancias estrictas. Otros métodos de acabado pueden lograr un atractivo estético.

Equipos médicos

En el campo médico es crucial utilizar materiales ligeros y precisos. La fundición HPDC le permite fabricar piezas metálicas de gran calidad y que cumplen tolerancias estrictas.

Varios dispositivos de diagnóstico y equipos quirúrgicos también utilizan piezas moldeadas HPDC. Además, varias carcasas de dispositivos también se fabrican con piezas fundidas a alta presión.

Industria de defensa

La necesidad de piezas ligeras es fundamental en defensa. Hacen que los camiones militares sean más móviles, más rápidos y consuman mejor el combustible. Gracias a ello, las operaciones son más eficientes y más fáciles de mover y montar.

Y lo que es más importante, los materiales ligeros aportan ventajas tácticas en diversos combates. Las armas, los vehículos militares y los artilugios de comunicación son ejemplos de ello.

Industria aeroespacial

Esta industria se basa principalmente en piezas de fundición HPDC. La mayoría de los aviones necesitan piezas resistentes y ligeras. Piezas de motor, carcasas y soportes son artículos comunes de HPDC para aviones.

¿Qué es la fundición de aluminio HPDC?

La fundición de aluminio HPDC es la fundición a alta presión más común. El proceso es el mismo, pero el material es aluminio. Sin embargo, el aluminio HPDC es adecuado por varias razones.

Las piezas de aluminio HPDC están de moda porque son precisas. Su acabado de alta calidad también las hace ideales para muchos trabajos. Como se ha comentado en la sección anterior, estas piezas se utilizan en muchos campos.

Además, las piezas fundidas de aluminio HPDC son fuertes y duran mucho tiempo. Son fuertes para lo ligeras que son en comparación con su resistencia. Así que puedes utilizarlas en muchos lugares donde se necesita apoyo, como los asientos de los coches.

Como sabe, la fundición de aluminio HPDC funciona con alta presión y velocidad. Así, puede producir cientos de piezas en menos tiempo. Por lo tanto, la fundición a presión de aluminio de alta presión es barata por unidad.

Las aleaciones de aluminio HPDC también son frecuentes en diversas aplicaciones estructurales. Algunas de las piezas estructurales de su coche están hechas de aleaciones de aluminio HPDC, así como los bloques de motor y el chasis.

Las aleaciones de aluminio más utilizadas en HPDC son A380, A383 y A360. El A380 o el A383 son adecuados por su solidez y resistencia a la corrosión. Por su parte, la A360 ofrece una excelente estanqueidad a la presión. Estas aleaciones presentan ventajas únicas en los procesos de fundición HPDC.

Fundición a presión de alta presión frente a fundición a presión de baja presión (HPDC frente a LPDC)

Tanto la fundición a alta presión como la fundición a baja presión son frecuentes en las aplicaciones del mundo real. Sin embargo, cada una tiene sus ventajas y usos únicos. Ya hemos aprendido mucho sobre HPDC. Comparemos la fundición a presión HPDC con la LPDC en la siguiente tabla.

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Preguntas frecuentes

¿Puede fundirse a presión el acero?

Se puede fundir a presión acero inoxidable, pero rara vez ocurre. El aluminio, el magnesio y el zinc son metales populares que pueden utilizarse para la fundición a presión a alta presión (HPDC). El acero tiene un punto de fusión elevado. En pocas palabras, sus cualidades lo hacen inadecuado para la fundición a alta presión. Todavía se puede hacer la fundición a presión, pero podría costar más de lo que pensaba hacer.

¿Qué productos se fabrican mediante fundición a alta presión?

Puede crear una gran variedad de productos utilizando la tecnología HPDC. Como sabe, la fundición a alta presión utiliza alta presión y velocidad para fabricar cada componente. Como resultado, se pueden crear diseños más complejos y de mayor calidad. Algunas piezas de fundición HPDC son bloques de motor, equipos quirúrgicos, ordenadores portátiles, etc.

¿Qué es la presión de colada en HPDC?

La presión de fundición suele ser la fuerza utilizada en el proceso de fundición HPDC. Esta presión suele obligar al metal fundido a llegar a todos los rincones de la cavidad del molde. Sin embargo, suele oscilar entre 1500 y 2500 psi. La presión exacta depende del tipo de diseño y de los metales.

¿Qué grado de aluminio se utiliza para la fundición a alta presión?

El grado más común de aluminio utilizado para la fundición HPDC es el A380. El A380 es la aleación más común en la fundición a presión porque es resistente y fácil de trabajar. Esta aleación suele tener más fluidez que la A360. Por lo tanto, la A380 es más adecuada que la A360 para el proceso de fundición a alta presión. Además, la A380 ofrece una excelente estabilidad dimensional y conductividad.

Resumen

La fundición a alta presión (HPDC) crea piezas metálicas a alta presión y velocidad. La presión suele oscilar entre 1500 psi y 2500 psi. La fundición HPDC es un método rápido y eficaz para fabricar formas complejas.

La fundición de aluminio HPDC es la más común. En este caso predomina la aleación de aluminio A380. El aluminio es fuerte, ligero y ofrece una excelente resistencia a la corrosión. Por ello, suele utilizarse en muchas aplicaciones.

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