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Fundición de metaleses un eslabón indispensable e importante en el desarrollo de la industria de fabricación de equipos. Es un método de fabricación de uso común con bajo costo de fabricación y alta flexibilidad de proceso. Puede obtener formas complejas y fundiciones a gran escala, y ocupa una gran proporción en la fabricación de maquinaria. Entonces, ¿en qué industrias juega un papel importante la fundición de metales? Hoy, el equipo de Longsheng te llevará a descubrirlo. ¡Empecemos!

¿Qué es la fundición de metales?

La fundición de metales es un proceso de fabricaciónque consiste en verter metal fundido en moldes para crear piezas metálicas en 3D. El molde contiene cavidades de la geometría deseada y el metal fundido se enfría para formar la pieza solidificada.
La palabra "fundición" también se refiere a las piezas fabricadas mediante un proceso de fundición, que se remonta a 6.000 años. Históricamente, los procesos de fundición se han utilizado para crear piezas complejas y grandes que serían difíciles o costosas de crear utilizando otros procesos de fabricación.

La fundición es la primera opción para geometrías complejasporque es más rentable y el proceso es más sencillo en comparación con, por ejemplo,Mecanizado CNC.Pero la fundición también se usa ampliamente para las formas más simples debido a su rápido tiempo de respuesta y grandes capacidades de producción. Hoy en día, el uso de productos de yeso está tan extendido que, independientemente del entorno en el que se encuentre, no puede evitar el uso de productos de yeso. Algunos ejemplos de productos de metal fundido incluyen bloques de motor, bocas de incendio, motores eléctricos, herramientas, semáforos, alcantarillas, tuberías, válvulas y varios accesorios.

 

¿Cuáles son las aplicaciones clave de la fundición de metales?

Como un proceso de fabricación importante,La fundición de metales es ampliamente utilizada en muchas industrias.Las siguientes son las principales aplicaciones de la fundición de metales en diferentes campos:

1. Industria automovilística

En la industria automotriz, las piezas de fundición de metal juegan un papel clave indispensable. La industria automotriz ha propuesto mayores requisitos de calidad y rendimiento para los materiales. Por lo tanto, las fundiciones de metal se utilizan cada vez más. Por ejemplo, los componentes clave como los bloques del motor, los discos de freno y los engranajes a menudo se fabrican utilizando técnicas de fundición de metales. Además, las piezas de automóviles también son un tipo especial de piezas estructurales. Piezas como las carcasas de la caja de cambios, las columnas de dirección y los parachoques tienen formas complejas. Estos componentes no solo deben tener un alto grado de fuerza y resistencia al desgaste, sino que también deben tener una excelente capacidad de disipación de calor y un control dimensional preciso. Los métodos tradicionales no pueden garantizar las características anteriores, por lo que se deben utilizar procesos avanzados de fundición de metales para lograr los objetivos anteriores. A través de la tecnología de fundición de metales, podemos cumplir con estos estándares para garantizar una alta calidad y un rendimiento sobresaliente de las piezas automotrices.

2. Aeroespacial y defensa

En los campos aeroespacial y de defensa, la tecnología de fundición de metales se utiliza para fabricar componentes con formas geométricas complejas, como componentes de motores de aviones, componentes de misiles, etc. Estos componentes incluyen rotores de compresores, álabes de turbinas, toberas de motores de cohetes, cámaras de combustión, recipientes de alta presión, etc. Estos componentes deben ser capaces de soportar temperaturas y presiones extremadamente altas, al tiempo que requieren una precisión y fiabilidad extremas. Debido a la gran cantidad de poros, cavidades de contracción y grietas dentro de las piezas fundidas metálicas, sus propiedades mecánicas son muy diferentes a las de los materiales metálicos convencionales, convirtiéndose así en uno de los principales obstáculos para la fabricación de materiales estructurales de alto rendimiento. La tecnología de fundición de metales tiene la capacidad de producir piezas fundidas de alta calidad y alta precisión que cumplen con los estrictos estándares de la industria aeroespacial y de defensa para las propiedades de los materiales, la gestión del peso y la seguridad.

3. Industria de la construcción

En el campo de la construcción, los métodos de fundición de metales se utilizan ampliamente en la fabricación de componentes de fundición como accesorios de tubería, válvulas y soportes de construcción. Estos incluyen piezas de hierro fundido, tuberías de hierro fundido, fundiciones de acero y otros tipos de fundiciones de metal. Las piezas fundidas no solo debían tener suficiente resistencia mecánica y durabilidad a largo plazo, sino que también debían tener una excelente resistencia a la corrosión y propiedades de sellado. Para garantizar los requisitos anteriores, se debe mejorar y optimizar el proceso de fundición de metales. La tecnología de fundición de metales tiene la capacidad de producir piezas fundidas que cumplen con estos estándares, lo que garantiza que los equipos de construcción puedan funcionar de manera segura y confiable.

4. Aplicaciones médicas y de atención médica

En los sectores médico y sanitario, la tecnología de fundición de metales se utiliza para producir piezas de fundición de metal personalizadascomo los implantes ortopédicos. Estos implantes deben estar estrechamente integrados con los huesos y tejidos del paciente y requieren una buena biocompatibilidad y resistencia a la corrosión. La tecnología de fundición de metales puede proporcionar piezas fundidas de alta precisión y alta calidad que cumplen con los requisitos de rendimiento y seguridad de los materiales de los campos médico y sanitario.

5. Productos electrónicos y bienes de consumo

En las industrias de electrónica y productos de consumo,Las técnicas de fundición de metales se utilizan para producir materiales conductores térmicosy carcasas y componentes resistentes al calor. A medida que los requisitos de los consumidores para el rendimiento y la apariencia del producto continúan aumentando, la tecnología de fundición de metales puede proporcionar productos con un excelente rendimiento de disipación de calor, una apariencia hermosa y durabilidad. Por ejemplo, las carcasas y los disipadores de calor de productos electrónicos como teléfonos inteligentes y tabletas a menudo se fabrican utilizando tecnología de fundición de metales.

6. Obras de arte y esculturas

La fundición de metales también tiene su lugar en la creación artística. Los artistas utilizan esta tecnología para transformar prototipos de esculturas diseñadas en obras de arte de bronce, latón y otros metales a través de procesos como el método de la cera perdida. Estas obras no solo tienen un alto valor artístico, sino que también pueden conservarse durante mucho tiempo y convertirse en importantes portadores de herencia cultural. Además, la fundición de metales también se utiliza en la producción de medallas y monedas conmemorativas. A través de finas técnicas de fundición, a estos artículos se les da una textura única y un significado histórico.

¿Cuáles son las ventajas y desventajas de la fundición de metales?

Como proceso de conformado de metales con una larga historia,La fundición de metales juega un papel vital en la fabricación moderna. No solo es capaz de producir piezas metálicas con formas complejas y dimensiones precisas, sino que también tiene una alta utilización de materiales y rentabilidad. Sin embargoLa fundición de metales también tiene algunos desafíos y limitaciones inherentes.

Ventajas de la fundición de metales

1. Los procesos de fundición de metales pueden fabricar piezas de trabajo con formas complejas, especialmente cavidades internas complicadas, como cajas, bloques de cilindros, etc.;
2. Amplia gama de adaptaciones;
3. ElEl proceso de fundición de metales puede utilizar hierro de bajo costoy chatarra de acero, escombros de molienda, etc., y el equipo de fundición es relativamente bajo.
4. El tamaño y el peso son casi ilimitados con las piezas de fundición de metal;
5. La forma y el tamaño de las piezas fundidas están muy cerca de la pieza de trabajo. Por lo tanto, el proceso de fundición de metales reduce la cantidad de trabajo de mecanizado adicional y ahorra los materiales metálicos.

Desventajas de la fundición de metales

1. Las operaciones de producción relativamente más complicadas hacen que los procesos de fundición sean más difíciles de controlar por completo;
2. Las piezas de fundición son más propensas a sufrir defectos de fundición;
3. Consistencia dimensional y precisión relativamente pobres;
4. En comparación con las piezas forjadas del mismo tamaño y forma, la calidad intrínseca de las piezas fundidas es más débil y la capacidad de carga es menor que la de las piezas forjadas;
5. Ambiente de trabajo deficiente con alta temperatura, polvo y alta intensidad de trabajo.

Comparación de diferentes técnicas de fundición para diversas aplicaciones

Las diferentes tecnologías de fundición tienen sus propias características únicas en las aplicaciones de productos. La siguiente es una comparación de la fundición en arena y la fundición a presión, la fundición a la cera perdida y la fundición centrífuga:

1. Fundición en arena

La fundición en arena es un proceso de fundición universal que se puede utilizar para fundir cualquier aleación metálica, ya sean ferrosos o no ferrosos. Es ampliamente utilizado en la producción en masa en unidades industriales como piezas de fundición de metal automotriz como bloques de motor, culatas, cigüeñales, etc.

El proceso utiliza moldes hechos de materiales a base de silicona, como arena unida naturalmente o arena sintética, para crear una superficie de molde lisa. La superficie del molde tiene dos partes, el molde superior (parte superior) y el molde inferior (parte inferior). Se utiliza una taza de vertido para verter metal fundido en el molde, donde se solidifica para formar la forma final. Finalmente, el exceso de metal se recorta para completar el producto final de fundición de metal.

2. El casting

Si bien la fundición en arena puede derretir aleaciones con puntos de fusión más altos, puede usar la fundición a presión para dar forma a metales con puntos de fusión más bajos. Después de cambiar el material de sólido a líquido fundido caliente, puede inyectarlo en un molde de fundición a presión de larga duración hecho de acero endurecido. Estas herramientas constan de una cavidad, un núcleo y, a veces, un inserto. A diferencia del moldeo por inyección de plástico, el mecanizado de las características laterales después de la fundición es a veces más factible que el uso de acciones laterales. La fundición a presión se remonta al siglo XIX.

Desde su aparición en el mundo de la fabricación, se han desarrollado dos tipos de programas para su uso. La primera es una cámara caliente, que cuenta con un horno incorporado dentro de la máquina para fundir el material. Si utiliza el proceso de cámara fría, el segundo procedimiento, funde el material en un horno separado y luego mueve el material fundido a la cámara de inyección. Puede implementar la fundición a presión para la producción de gran volumen de piezas aeroespaciales y de automoción, así como de juguetes, muebles y productos electrónicos. La fundición a presión se proporciona a través de los servicios principales de Longsheng, y las cotizaciones se pueden crear a través del motor de cotizaciones instantáneas.

3. Fundición en arena vs. fundición a presión

1. Tiempo de inicio

En primer lugar, el tiempo de inicio de estos procesos puede ser muy diferente. Los moldes de arena se pueden hacer muy rápidamente si el patrón deseado ya está a mano. Sin embargo, la fabricación de un troquel de acero para fundición a presión lleva más tiempo, ya que debe diseñarse, mecanizarse, probarse y fijarse al equipo, lo que puede llevar mucho tiempo.

La configuración y la maquinaria requerida para la fundición a presión también significan costos iniciales mucho mayores que la fundición en arena. La inversión en equipos de fundición a presión generalmente solo tiene sentido para volúmenes de producción más altos.

2. Acabado superficial

Otra diferencia entre la fundición en arena y la fundición a presión es el acabado superficial de las piezas fundidas hechas con estos métodos. La fundición en arena deja superficies rugosas en las piezas porque la arena compactada imprime su textura en el molde. Las arenas especializadas y otras medidas pueden reducir la rugosidad, pero esto tiene un costo adicional. Sin embargo, los productos de fundición a presión cuentan con un acabado superficial de muy alta calidad debido tanto a la suavidad de las paredes internas de la matriz como a la presión utilizada para llenar la matriz. Tenga en cuenta que las texturas diseñadas también se pueden agregar a las piezas fundidas a presión si lo desea.

3. Complejidad de las piezas

Si bien ambos métodos pueden crear formas de piezas complejas, la fundición a presión suele ser el proceso preferido para este tipo de fundiciones. Gracias a la inyección a presión del aluminio fundido, la fundición a presión puede fabricar componentes con paredes muy finas. La inyección a presión también conduce a una mayor precisión dimensional para las piezas fundidas en relación con la fundición en arena.

 

1. Fundición a la cera perdida

Fundición a la cera perdida, también conocida como fundición a la cera perdida, utiliza un patrón de cera desechable recubierto con material cerámico que se solidifica en la forma de la fundición. El primer paso en este proceso de fundición es crear un patrón de cera, generalmente hecho de cera o plástico. Debido a que el proceso requiere mediciones precisas, múltiples pruebas y errores hacen que la fundición a la cera perdida sea un proceso de fabricación costoso. La cera se vierte en el molde, se retira con cuidado y luego se recubre con adhesivo o material refractario para formar una cáscara gruesa. Además, se ensamblan varios modelos en la puerta principal. Una vez que la cáscara se ha endurecido, se le da la vuelta al modelo y se calienta en el horno para eliminar la cera. El metal fundido se vierte en la carcasa restante y se solidifica en la forma del molde de cera. Además, la carcasa refractaria se rompe para revelar la fundición terminada. Este proceso de fundición se usa comúnmente para fabricar componentes de generación de energía, automotrices y aeroespaciales.

2. Fundición centrífuga

La fundición centrífuga, también conocida como fundición por rotación, es un proceso que utiliza la fuerza centrífuga para fabricar piezas cilíndricas de forma industrial. Este tipo de fundición de metales utiliza un molde giratorio precalentado en el que se vierte el metal fundido. La fuerza centrífuga ayuda a dispersar el metal fundido dentro del molde a alta presión.
Hay tres tipos de fundición centrífuga: proceso de fundición centrífuga verdadera, proceso de fundición semicentrífuga y proceso de fundición centrífuga vertical. La fundición semicentrífuga difiere de la verdadera fundición centrífuga en que utiliza una compuerta para llenar completamente el molde. Sin embargo, en la verdadera fundición centrífuga, el metal fundido se adhiere a los lados debido a la rotación continua. Por el contrario, la fundición centrífuga vertical, como su nombre indica, utiliza el moldeo direccional, siguiendo el mismo proceso que la verdadera fundición centrífuga.
Por lo general, la fundición centrífuga produce una forma giratoria que se asemeja a un cilindro. Especialmente piezas como cojinetes, discos de embrague, segmentos de pistón y camisas de cilindros. Además, verter metal en el centro del molde ayuda a reducir defectos como la porosidad, la contracción y las bolsas de aire. Sin embargo, no funciona con todo tipo de aleaciones metálicas.

Fundición a la cera perdida vs. fundición centrífuga

Característica	Fundición a la cera perdida	Fundición centrífuga
Proceso y precisión	Conocido por su precisión, adecuado para formas complejas con detalles intrincados. Consiste en crear un modelo de cera y un molde de cerámica, lo que permite una alta precisión.	Adecuado para piezas cilíndricas, utiliza la fuerza de rotación para la uniformidad. Menos versátil en complejidad de forma.
Material y calidad	Versátil con materiales, apto para diversas aleaciones. Ideal para piezas que soportan condiciones extremas como altas temperaturas.	Produce piezas con alta integridad del material, expulsa las impurezas, lo que da como resultado un metal denso y de alta calidad.
Aplicaciones	Se utiliza en equipos aeroespaciales, automotrices y médicos para piezas complejas y de precisión como álabes de turbina, cajas de engranajes, herramientas quirúrgicas.	Común en la producción de componentes cilíndricos grandes como tuberías, cojinetes y bujes, utilizados en los sectores automotriz, marino y de maquinaria.
Costo y eficiencia	Puede ser costoso y llevar mucho tiempo debido al intrincado proceso, pero rentable para tiradas pequeñas o piezas que requieren precisión.	Más rápido y más rentable para la producción a gran escala de piezas cilíndricas, más eficiente en el uso de materiales.
Flexibilidad y limitaciones	Ofrece flexibilidad en el diseño de piezas, pero requiere más pasos, lo que añade complejidad y tiempo de producción.	Limitado a formas simétricas, proporciona un proceso sencillo, eficiente para producir piezas grandes.

¿Qué materiales y moldes se utilizan en la fundición de metales?

Todo depende del tipo de fundición que estés haciendo, pero estos son los materiales más comunes que usarás al usar estos métodos de fundición:

• Metales: Ciertos métodos de fundición se pueden adaptar al metal que desea fundir, como el hierro, el aluminio, el cobre y el zinc.
• Aleaciones: Una variedad de aleaciones, como el bronce y el latón, se pueden fundir y fundir, ya sea mediante fundición en arena o moldes de metal.
• Cerámica: Estos materiales se utilizan comúnmente en aplicaciones de alfarería e incluyen arcilla o porcelana.
• Plásticos: Estos materiales flexibles también se pueden moldear mediante fundición.
• Materiales compuestos: Las mezclas de resinas y fibras y otros materiales compuestos son otra opción adecuada que puede utilizar en su proceso de fundición.
• Caucho: Para piezas que son elásticas y flexibles, el caucho se puede usar en la fundición.
• Vidrio: Si necesita obras de arte o artículos de paredes delgadas, el vidrio se puede incorporar a ciertos procesos de fundición.
• Hormigón: Esta es una opción común cuando se fabrican productos de construcción y fundiciones decorativas.

Preguntas frecuentes

1. ¿Cuáles son las principales aplicaciones de la fundición de metales en la industria?

La fundición de metales tiene una amplia gama de aplicaciones en la industria. Por ejemplo, la fundición de metales se puede utilizar en la fabricación de maquinaria para producir piezas mecánicas de varias formas y tamaños, como engranajes, cojinetes, cajas, etc. La fundición ocupa un lugar importante en la industria automotriz y se utiliza para producir componentes clave como bloques de motor, culatas, cigüeñales y transmisiones. En el campo aeroespacial, la tecnología de fundición se utiliza para producir piezas de alto rendimiento y alta precisión, como álabes de motor, turbinas y carcasas. La fundición se utiliza en la construcción naval para producir piezas estructurales del casco, componentes del motor, etc. para garantizar la resistencia y durabilidad del barco. La fundición se utiliza en la industria energética para producir componentes clave como estatores de generadores, rotores y núcleos de transformadores.

2. ¿Qué tipos de metal se funden típicamente?

Los tipos de metales comúnmente utilizados en el proceso de fundición incluyen: Hierro fundido: El hierro fundido es uno de los materiales más utilizados en la fundición. Tiene buenas propiedades de fundición y propiedades mecánicas y se puede utilizar para producir una variedad de piezas estructurales y mecánicas. Acero fundido: El acero fundido tiene alta resistencia y tenacidad y es adecuado para producir piezas que pueden soportar cargas e impactos pesados, como puentes, componentes de construcción, etc. Aleaciones de metales no ferrosos: incluidas aleaciones de aluminio, aleaciones de cobre, aleaciones de magnesio, etc. Estas aleaciones tienen excelentes propiedades de fundición y propiedades físicas y se pueden utilizar para producir varias piezas de precisión y piezas de paredes delgadas.

3. ¿En qué se diferencia la fundición en arena de otros métodos de fundición?

En comparación con otros métodos de fundición, la fundición en arena tiene las siguientes diferencias: Material del molde: La fundición en arena utiliza arena como material del molde, mientras que otros métodos de fundición, como la fundición en molde de metal, la fundición a la cera perdida, etc. utilizan materiales como el metal o la cerámica como molde. Características del proceso: El proceso de fundición en arena es flexible y adecuado para producir piezas de varias formas y tamaños; Otros métodos de fundición pueden estar limitados por la forma y el tamaño del molde. Costo: Los costos de fundición en arena son relativamente bajos porque la arena está fácilmente disponible y se puede reutilizar como material de molde; Otros métodos de fundición pueden requerir costos de molde más altos. Ámbito de aplicación: La fundición en arena es adecuada para producir lotes más grandes de piezas, mientras que otros métodos de fundición pueden ser más adecuados para producir piezas de alta precisión y pequeño volumen.

4. ¿Cuáles son las ventajas de utilizar la fundición en la fabricación?

Las principales ventajas de la fundición de metales son que puede fabricar piezas de trabajo con formas complejas, especialmente cavidades internas complejas, como cajas, cilindros, etc.; Tiene un amplio rango de adaptabilidad; El proceso de fundición de metales puede utilizar chatarra de acero de bajo costo, chatarra de molienda, etc., y el equipo de fundición es relativamente bajo. Casi no hay restricciones en el tamaño y el peso de las piezas de trabajo de fundición de metal; La forma y las dimensiones de las piezas fundidas coinciden estrechamente con las piezas de trabajo. Por lo tanto, el proceso de fundición de metales reduce la carga de trabajo del mecanizado posterior y ahorra materiales metálicos.

Resumen

La fundición de metales desempeña un papel vital en la industria automotriz, aeroespacial y de defensa, construcción, aplicaciones médicas y sanitarias, electrónica y productos de consumo, arte y escultura. En resumen, como proceso antiguo y en constante innovación, la fundición de metales no solo ocupa una posición fundamental en la fabricación moderna, sino que también desempeña un papel insustituible en la promoción del progreso científico y tecnológico y en la promoción de la modernización industrial. Con el desarrollo de la ciencia de los materiales, la tecnología de simulación por computadora y la tecnología de automatización, la tecnología de fundición de metales se está moviendo hacia una mayor precisión, una mayor eficiencia y una mayor protección del medio ambiente.

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Este artículo fue escrito por varios colaboradores de Longsheng. Longsheng es un recurso líder en el sector manufacturero, conMecanizado CNC,Fabricación de chapa metálica,Impresión 3D,moldeo por inyección,Estampación de metalesy mucho más.