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Fundición de cera de aluminio: proceso de fundición a la cera perdida y guía de aleación

Contenido

Aluminio fundido a la cera , más precisamente conocido como fundición a la cera perdida o fundición a la cera perdida de aleaciones de aluminio, es un proceso de fabricación que produce piezas de aluminio con forma neta o casi neta vertiendo aluminio fundido en una carcasa de cerámica construida alrededor de un patrón de cera desechable. La respuesta directa a la pregunta que la mayoría de los compradores hacen primero: sí, el aluminio se puede fundir a la cera perdida, y cuando la geometría de la pieza es compleja, de paredes delgadas o requiere tolerancias dimensionales estrictas sin un mecanizado secundario pesado, el aluminio fundido en cera suele ser la ruta más rentable para llegar a ese componente final.

Esta guía explica cómo funciona realmente el proceso en una planta de producción, qué aleaciones de aluminio se comportan bien en una carcasa de patrón de cera, dónde el proceso supera a la fundición a presión o a la fundición en arena y dónde no, qué tolerancias y acabados superficiales son realistas, cómo aparecen y se previenen los defectos, y qué debe preguntarle un comprador a un proveedor antes de realizar una orden de compra. Cada sección está escrita para ser utilizada directamente, no solo para leer.

Datos clave sobre la fundición a la cera perdida de aluminio de un vistazo

Parámetros de proceso típicos para la fundición de cera de aluminio en una fundición de producción.
Parámetro Rango típico Notas
Peso de la pieza 0,02 kilogramos – 25 kilogramos Es posible que haya piezas más pesadas, pero menos comunes debido a los límites de resistencia de la carcasa.
Grosor de la pared 1,5 mm – 50 mm Por debajo de 1,5 mm existe riesgo de llenado incompleto (mal funcionamiento)
Tolerancia lineal ±0,13 mm a ±0,25 mm por 25 mm Más apretado que la fundición en arena, más suelto que el mecanizado CNC
Rugosidad de la superficie (como fundición) Ra 1,6 – 3,2 micrómetros Comparable a la fundición a presión, mejor que la fundición en arena.
Temperatura de vertido 680 grados C – 760 grados C Dependiente de la aleación; El A356 normalmente vierte cerca de 705 grados C
Temperatura de precalentamiento de la carcasa 150 grados C – 550 grados C Un precalentamiento más alto mejora el llenado de secciones delgadas
Plazo de entrega típico (herramientas más primer artículo) 4 – 8 semanas Las herramientas rápidas o los patrones impresos en 3D pueden acortar este tiempo a 1 o 2 semanas.

Cómo funciona realmente el aluminio fundido con cera, paso a paso

El proceso de fundición a la cera perdida para el aluminio sigue la misma lógica subyacente utilizada para las fundiciones a la cera perdida de acero o aleaciones de cobre, pero las temperaturas de vertido, el diseño de la entrada y la composición de la carcasa se ajustan porque el aluminio se comporta de manera diferente en un molde cerámico que los metales ferrosos. A continuación se muestra la secuencia por la que realmente pasa una pieza desde un archivo 3D hasta un acabado. fundición de aluminio .

Paso 1: Inyección de patrones de cera y herramientas

Se mecaniza una matriz de aluminio o acero para herramientas endurecido según la forma de la pieza, ligeramente sobredimensionada para tener en cuenta la contracción tanto de la cera como del aluminio. Se inyecta cera fundida, generalmente una mezcla de parafina y resinas naturales, en este troquel a baja presión y se enfría hasta que se solidifica en una réplica de cera de la pieza final. Para prototipos o tiradas de producción cortas, el patrón de cera se produce cada vez más mediante la impresión 3D directa de una resina moldeable similar a la cera, lo que elimina por completo el paso de herramientas y acorta significativamente el tiempo de entrega.

Paso 2: ensamblar el árbol de cera

Se adjuntan múltiples patrones de cera a un bebedero de cera central, formando lo que las fundiciones llaman un árbol o racimo. El diseño de compuertas y canales en esta etapa determina qué tan uniformemente el aluminio fundido llenará cada cavidad, y una compuerta deficiente es una de las causas fundamentales más comunes de porosidad y errores de funcionamiento más adelante en el proceso.

Paso 3: construcción de la carcasa de cerámica

El árbol de cera se sumerge repetidamente en una suspensión cerámica y luego se recubre con arena refractaria fina a gruesa, acumulando capa por capa con un tiempo de secado entre cada inmersión. Una carcasa típica para fundición de aluminio requiere de 5 a 9 capas, menos que las 8 a 12 capas comunes para las piezas fundidas de acero, ya que la temperatura de vertido más baja del aluminio genera menos estrés térmico en la carcasa.

Paso 4: desparafinado

La cáscara, ahora completamente endurecida, se coloca en un autoclave de vapor o en un horno instantáneo donde la cera del interior se derrite y se recupera para su reutilización. Este paso es el motivo por el cual el proceso se llama fundición a la cera perdida; El patrón de cera se sacrifica para que su forma negativa exacta permanezca dentro de la carcasa de cerámica.

Paso 5: disparo y precalentamiento del proyectil

La carcasa de cerámica vacía se cuece a alta temperatura para quemar los restos de cera y humedad y luego se precalienta inmediatamente antes de verterla. La temperatura de precalentamiento es una palanca crítica para el aluminio: debido a que el aluminio se solidifica rápidamente en comparación con el hierro o el acero, una carcasa demasiado fría provocará una congelación prematura antes de que las secciones delgadas se llenen por completo.

Paso 6: Verter

El aluminio fundido, generalmente de aleación A356, A357, 355 o 713, se vierte en la carcasa precalentada por gravedad o con la ayuda del vacío o la fuerza centrífuga para ayudar a rellenar paredes delgadas y detalles intrincados. El vertido asistido por vacío es común específicamente para el aluminio porque el metal es propenso a la formación de una película de óxido y al atrapamiento de gas, y una atmósfera controlada reduce ambos.

Paso 7: eliminación y corte de la cáscara

Una vez enfriada, la cubierta de cerámica se rompe mediante vibración, chorro de agua o golpe mecánico, dejando al descubierto el árbol de aluminio. Luego se cortan las piezas individuales del bebedero utilizando una sierra de cinta o un disco de corte abrasivo.

Paso 8: Operaciones de acabado

Las puertas están al ras del suelo, las piezas se tratan térmicamente si la aleación y la aplicación lo requieren, y una inspección final verifica las dimensiones con el dibujo. Los pasos de acabado comunes para las fundiciones de aluminio incluyen tratamiento térmico T6, granallado, recubrimiento de conversión química, anodizado o recubrimiento en polvo, según el uso final.

¿Qué aleaciones de aluminio se utilizan realmente en la fundición a la cera?

No todas las aleaciones de aluminio son buenas candidatas para la fundición a la cera perdida. Las aleaciones de fundición están formuladas con contenido de silicio específicamente para mejorar la fluidez, ya que el aluminio fundido necesita viajar a través de finos conductos cerámicos antes de solidificarse. La siguiente tabla enumera las aleaciones que aparecen con mayor frecuencia en cotizaciones de producción reales.

Aleaciones de fundición de aluminio comunes utilizadas en fundición a la cera perdida y sus aplicaciones típicas.
aleación Composición clave Caso de uso típico
A356.0 Al-7Si-0,3Mg Soportes aeroespaciales, carcasas estructurales, piezas de precisión en general.
A357.0 Al-7Si-0,5Mg (mayor pureza que A356) Piezas aeroespaciales y de defensa que requieren mayor resistencia después del tratamiento con T6
355.0 Al-5Si-1.3Cu-0.5Mg Carcasas de bombas, componentes hidráulicos que necesitan resistencia moderada
713.0 Al-7.5Zn-0.7Cu Piezas que requieren fundición sin tratamiento térmico, herrajes marinos.
354.0 Al-9Si-1.8Cu-0.5Mg Componentes aeroespaciales y de deportes de motor de alta resistencia

Entre estos, El A356 sigue siendo la opción predeterminada para la mayoría de las piezas de fundición de aluminio comerciales. porque equilibra la moldeabilidad, las propiedades mecánicas después del tratamiento térmico y el costo. Los compradores que necesitan ahorrar peso en comparación con las piezas de fundición de hierro o acero, pero que aún necesitan la precisión dimensional del proceso de inversión, generalmente comienzan su conversación sobre la aleación con A356 antes de considerar las opciones de mayor rendimiento mencionadas anteriormente.

Propiedades mecánicas de las aleaciones de aluminio fundido después del tratamiento térmico

La tolerancia de embutición es sólo la mitad de lo que un comprador necesita saber antes de aprobar una aleación de fundición; la otra mitad es lo que esa aleación realmente puede llevar en servicio una vez que ha pasado por su ciclo de tratamiento térmico. Las fundiciones de fundición a la cera perdida generalmente informan propiedades en dos condiciones, como fundición (temperatura F) y tratada térmicamente (temperatura T6), y la diferencia entre las dos es lo suficientemente grande como para que especificar el temple incorrecto en un dibujo sea una de las causas más comunes de que una pieza falle en el campo a pesar de tener las dimensiones correctas.

Propiedades mecánicas típicas de las aleaciones de fundición a la cera perdida de aluminio comunes en la condición T6
aleación / Temper Resistencia a la tracción Fuerza de producción Elongación Dureza Brinell
A356-T6 228 MPa 165MPa 3,5 por ciento 75 HB
A357-T6 317 MPa 248 MPa 5 por ciento 95 HB
355-T6 241 MPa 172 MPa 2 por ciento 80 HB
713-F (como fundido) 207 MPa 145MPa 3 por ciento 70 HB
354-T6 310MPa 260 MPa 2 por ciento 100 HB

Estas cifras son valores representativos extraídos de hojas de datos de aleaciones de fundición de asociaciones de aluminio de larga data utilizadas en toda la industria; Los resultados individuales de la fundición variarán un poco dependiendo de la limpieza de la fundición, la velocidad de enfriamiento a través de la sección y el programa de envejecimiento específico utilizado durante el tratamiento T6. A357, que contiene controles más estrictos sobre las adiciones de hierro y berilio en comparación con A356, es la aleación elegida siempre que un proyecto necesita la relación resistencia-peso más alta disponible en una aleación de fundición a la cera perdida estándar.

El rendimiento ante la fatiga es a menudo la propiedad que realmente decide la elección de una aleación para componentes giratorios o vibratorios. Tanto el A356 como el A357 funcionan bien en fatiga en relación con el aluminio fundido a presión porque el proceso de fundición a la cera perdida, combinado con el prensado isostático en caliente cuando se especifica, cierra la porosidad interna que de otro modo actuaría como un sitio de inicio de grietas bajo carga cíclica. Para las piezas que experimentan ciclos de fatiga genuinos en servicio, como componentes de suspensión o carcasas giratorias, vale la pena discutir el prensado isostático en caliente con la fundición, aunque agrega costos, porque la mejora resultante de la vida útil a la fatiga suele ser sustancial.

Opciones de acabado y revestimiento de superficies para piezas de fundición a la cera perdida de aluminio

La superficie recién fundida de una fundición a la cera perdida de aluminio ya es más suave que una fundición a presión o una fundición en arena recién salida de la carcasa, pero la mayoría de las aplicaciones comerciales aún requieren un tratamiento superficial secundario, ya sea para protección contra la corrosión, apariencia cosmética o para preparar la superficie para el ensamblaje con otros componentes.

Granallado y acabado vibratorio

El primer paso más común después de retirar la compuerta es el granallado con vidrio u óxido de aluminio, que produce una textura mate uniforme y elimina cualquier residuo restante de la superficie. Para las piezas producidas a granel en un árbol, a menudo se utiliza el movimiento vibratorio con medios cerámicos, que es más económico por pieza pero menos controlable en geometrías internas complejas.

Recubrimiento de conversión química

Se aplica un recubrimiento de conversión con o sin cromato para mejorar la resistencia a la corrosión y proporcionar una capa base para la pintura posterior. Esto es común en piezas aeroespaciales y de defensa donde luego se pintará la fundición o donde se requiere resistencia a la corrosión en un ambiente suave.

Anodizado

La anodización con ácido sulfúrico tipo II y la anodización con capa dura tipo III se utilizan en piezas de aluminio fundido, aunque las fundiciones generalmente recomiendan tener en cuenta el contenido de silicio y la porosidad, ya que las aleaciones de fundición con alto contenido de silicio, como la A356, se anodizan hasta obtener un acabado ligeramente más opaco y más gris que las aleaciones de aluminio forjado. El anodizado de capa dura agrega una resistencia significativa al desgaste a la superficie de una pieza fundida y con frecuencia se especifica para piezas que experimentan contacto deslizante en servicio.

Recubrimiento en polvo y pintura húmeda

Para piezas donde el color cosmético importa más que la resistencia a la corrosión base de la propia capa de óxido de aluminio, el recubrimiento en polvo sobre un recubrimiento de conversión proporciona un acabado duradero y uniforme prácticamente en cualquier color, y es común en carcasas orientadas al consumidor y componentes de equipos para exteriores.

Mecanizado después de la fundición

Cualquier superficie que coincida con otra pieza, se selle contra una junta o tenga un orificio roscado generalmente se deja con material adicional en el patrón de cera y se termina en una fresadora o torno CNC después de la fundición. Especificar solo las superficies que realmente requieren mecanizado, en lugar de mecanizar la pieza completa, es una de las formas más sencillas de mantener bajo el costo unitario total y al mismo tiempo alcanzar las tolerancias funcionales donde importan.

Métodos de control de calidad utilizados en la fundición a la cera perdida de aluminio

Debido a que la solidez interna no se puede juzgar desde el exterior de una pieza fundida, las fundiciones dependen de una combinación de métodos de inspección distribuidos a lo largo del proceso de producción en lugar de una única verificación final.

Métodos comunes de inspección aplicados a las fundiciones de aluminio y lo que detecta cada uno
Método de inspección Lo que detecta Cuando se usa
Control visual y dimensional Defectos superficiales, rebabas, desviación dimensional. Cada lote de producción
radiografía de rayos X Porosidad interna, contracción, inclusiones. Componentes críticos o relacionados con la seguridad
Inspección de tintes penetrantes Grietas que rompen la superficie Piezas con requisitos de fatiga o presión.
Pruebas de presión o fugas Porosidad a través de la pared que afecta el sellado. Carcasas hidráulicas y neumáticas.
Verificación de la máquina de medición de coordenadas Dimensionado geométrico preciso Inspección de primer artículo y auditorías periódicas.
Verificación de la composición química Confirma que la aleación coincide con la especificación. Materia prima entrante y controles periódicos de fusión.

Un hábito útil para cualquier comprador que adquiera piezas de fundición de aluminio por primera vez es solicitar un informe de inspección del primer artículo junto con el envío inicial. Este informe vincula las dimensiones reales medidas en piezas reales con el dibujo, y es la forma más rápida de detectar un problema de tolerancia de contracción o de herramientas antes de que se convierta en una producción completa de piezas fuera de tolerancia.

Eficiencia de materiales y reciclaje en fundición a la cera perdida de aluminio

El aluminio es uno de los metales industriales más reciclados del mundo y el proceso de fundición a la cera perdida respalda ese ciclo directamente a nivel de fundición. Los bebederos, canales, elevadores y piezas rechazadas se recogen, limpian y vuelven a fundir en la carga del horno, y el aluminio reciclado requiere aproximadamente una fracción de la energía necesaria para producir aluminio primario a partir del mineral de bauxita, lo que mantiene la huella energética general de una pieza de aluminio fundido más baja de lo que muchos compradores suponen inicialmente.

El material cerámico en sí, una vez separado de la fundición, en muchas instalaciones puede triturarse y reutilizarse como agregado o recuperarse para lechada de estuco en futuras carcasas, lo que reduce aún más el volumen de residuos del proceso que salen de la fundición. La cera se recupera durante el paso de desparafinado en un autoclave de vapor y se filtra y se reutiliza para futuras inyecciones de patrones, por lo que muy poco del material del patrón original se consume como desperdicio por pieza producida. Para los compradores que evalúan a los proveedores por motivos de sostenibilidad, preguntar directamente qué porcentaje del material de la carcasa y la cera se recupera en el sitio es una pregunta más concreta que preguntar sobre la política ambiental general.

Tendencias actuales que dan forma a la producción de fundición de cera de aluminio

  • La impresión 3D directa de cera moldeable y patrones de resina a base de PMMA está reemplazando las herramientas duras para prototipos y pedidos de bajo volumen, lo que reduce el tiempo de entrega de patrones de semanas a días.
  • El software de simulación de solidificación ahora se usa rutinariamente antes de cortar una herramienta, prediciendo las ubicaciones de la porosidad de contracción y permitiendo a los ingenieros ajustar la sincronización en la computadora en lugar de hacerlo después de un primer artículo fallido.
  • Los métodos de vertido asistido por vacío y contragravedad están experimentando una adopción más amplia específicamente para el aluminio porque reducen el arrastre de la película de óxido que es la principal causa de defectos de fundición específicos del aluminio.
  • Los programas de aligeramiento en los sectores automotriz y aeroespacial continúan impulsando más componentes de acero y hierro fundido a fundición de aluminio a medida que los diseñadores buscan piezas que mantengan una geometría compleja y al mismo tiempo reduzcan la masa.
  • El prensado isostático en caliente, que alguna vez estuvo reservado casi exclusivamente para piezas aeroespaciales críticas, tiene un precio cada vez más accesible para pedidos industriales de volumen medio que necesitan piezas fundidas sin porosidad para aplicaciones críticas por fatiga.

Preguntas que debe hacerle a un proveedor antes de realizar un pedido de fundición de cera de aluminio

Una breve lista de preguntas directas durante la etapa de cotización evita la mayoría de los problemas de abastecimiento que aparecen más adelante en el programa.

  1. ¿Qué aleación específica recomienda para esta aplicación y por qué esa en lugar de las alternativas?
  2. ¿Qué rango de espesor de pared ha producido realmente con éxito en este tamaño y geometría, no solo de qué es teóricamente capaz el proceso?
  3. ¿La pieza requerirá tratamiento térmico y cómo afecta eso al tiempo de entrega y al precio?
  4. Qué métodos de inspección se incluyen en la cotización estándar versus los que se ofrecen como una opción de costo adicional.
  5. ¿Cuántas piezas caben en un solo árbol de cera para esta pieza? ¿Ese número cambia el precio unitario cotizado en diferentes cantidades de pedido?
  6. ¿Cuál es la tasa esperada de desperdicio o rechazo para una parte de esta geometría y cómo se maneja típicamente esa tasa comercialmente?
  7. ¿Puede proporcionar un informe de inspección del primer artículo con datos dimensionales vinculados al dibujo antes de que se envíe la producción completa?

Fundición de cera de aluminio versus fundición a presión versus fundición en arena

El punto de decisión más común para un comprador no es si utilizar aluminio, sino qué proceso de fundición utilizar para esa pieza de aluminio. Cada proceso tiene un perfil de costos y capacidad realmente diferente, y elegir el incorrecto es el error de abastecimiento más frecuente en esta categoría.

Comparación de fundición a la cera perdida, fundición a presión y fundición en arena para piezas de aluminio
factores Fundición a la cera perdida fundición a presión Fundición en arena
Costo de herramientas moderado Alto Bajo
Mejor volumen de producción 50 – 10.000 piezas 5.000 piezas 1 – 500 piezas
Precisión dimensional Alto muy alto Bajo to moderate
Espesor mínimo de pared 1,5 milímetros 0,5 milímetros 4mm
Solidez interna bueno Propenso a la porosidad del gas. moderado
Complejidad de diseño soportada muy alto, including internal passages Alto, but limited by die pull direction moderado
Plazo de entrega típico para piezas nuevas 4 – 8 semanas 10 – 16 semanas 3 – 6 semanas

Para una pieza que necesita una precisión similar a la de la fundición a presión, pero un volumen de producción demasiado bajo para justificar una matriz de fundición a presión endurecida, el aluminio fundido en cera se encuentra en el espacio entre los otros dos procesos y con frecuencia es la mejor opción económica para tiradas de prototipos a volúmenes medios.

Pautas de diseño que realmente afectan el costo y el rendimiento

Las fundiciones cotizan cada trabajo de fundición a la cera perdida de aluminio en función de un puñado de factores geométricos. Hacerlos correctamente en la etapa de dibujo evita costosos rediseños una vez que las herramientas ya están cortadas.

  • Mantenga el espesor de la pared lo más uniforme posible; un salto repentino de 3 mm a 12 mm crea un punto caliente que se contrae de manera desigual y, a menudo, forma una porosidad interna justo en la transición.
  • Agregue filetes en cada esquina interna; Los ángulos internos agudos concentran la tensión en la carcasa cerámica durante el enfriamiento y son una fuente común de agrietamiento de la carcasa que se manifiesta como una aleta o una rebaba en la pieza fundida.
  • Evite salientes pesados ​​y aislados que no estén alimentados por un elevador; estos se solidifican al final y extraen el material de la pared circundante, dejando una porosidad de contracción exactamente donde luego se perfora el orificio para un perno.
  • Especifique sólo las tolerancias que la función realmente necesita; cada tolerancia más estricta que el valor predeterminado del proceso de aproximadamente más o menos 0,005 pulgadas por pulgada agrega costos de inspección y riesgo de rechazo.
  • Agrupe el material de mecanizado solo en superficies que realmente necesitan una dimensión de acabado, ya que las superficies fundidas son más baratas y, para esta familia de aleaciones, cosméticamente aceptables para la mayoría de los usos industriales.

Defectos comunes en las piezas fundidas de cera de aluminio y cómo los previenen las fundiciones

Porosidad de los gases

El aluminio absorbe fácilmente el hidrógeno mientras está fundido, y si ese hidrógeno no se elimina antes de verterlo, sale de la solución a medida que el metal se enfría y forma huecos internos redondeados. El método de prevención estándar es desgasificar la masa fundida con un gas inerte como nitrógeno o argón, combinado con un material de carga limpio y seco.

Porosidad de contracción

A diferencia de la porosidad del gas, la porosidad por contracción tiene una forma irregular y ocurre en la última área de una sección en solidificarse. La principal defensa es la colocación adecuada del elevador y la solidificación direccional controlada, diseñadas en el sistema de compuerta incluso antes de que se construya el árbol de cera.

Mal funcionamiento y cierre en frío

Estos ocurren cuando el aluminio fundido comienza a solidificarse antes de llenar completamente una sección delgada, dejando una pieza fundida incompleta o una costura visible donde dos frentes metálicos se unieron pero no se fusionaron por completo. La mayoría de los casos se resuelve elevando la temperatura de precalentamiento de la carcasa y la temperatura de vertido, o ensanchando la compuerta en ese lugar.

Inclusiones

Pequeñas partículas de película de óxido o material de cubierta refractaria pueden quedar atrapadas en la pieza fundida. La filtración de la corriente de metal a través de un filtro de espuma cerámica colocado en el sistema de compuerta es ahora una práctica estándar en la mayoría de las fundiciones de aluminio para atraparlos antes de que lleguen a la cavidad del molde.

Industrias y piezas donde se utiliza aluminio fundido con cera

Industrias representativas y componentes típicos de fundición a la cera perdida de aluminio
Industria Componentes típicos
Aeroespacial Conjuntos de soporte, carcasas de actuadores, cuerpos de colectores hidráulicos
Automoción y deportes de motor Carcasas de turbocompresor, componentes de frenos, muñones de suspensión
Armas de fuego y defensa. Bajoer receivers, optic mounts, trigger housings
Equipo medico Carcasas para equipos de imágenes, mangos de instrumentos quirúrgicos
Hardware marino Cornamusas, carcasas de cabrestante, cuerpos de bombas
Equipos industriales Cuerpos de válvulas, impulsores de bombas, tapas de cajas de cambios

¿Qué impulsa el costo de una cotización de fundición a la cera perdida de aluminio?

Los compradores que solicitan cotizaciones a menudo se sorprenden de que dos piezas visualmente similares puedan diferir en precio en un 30 por ciento o más. Los siguientes factores explican la mayor parte de esa propagación.

  • Volumen y rendimiento de la pieza: la proporción de metal utilizable en la pieza terminada versus el metal total vertido en el árbol, incluidos los bebederos y las mazarotas que luego se desechan y se vuelven a fundir.
  • Número de piezas por árbol de cera: más cavidades por árbol reducen la mano de obra por pieza para la construcción de la cáscara, el desparafinado y el vertido.
  • Stock de mecanizado y operaciones secundarias: cualquier superficie que requiera acabado CNC después de la fundición añade un coste fijo independientemente de la complejidad de la fundición.
  • Requisito de tratamiento térmico: el tratamiento T6 agrega un ciclo de horno y, por lo general, un plazo de entrega de 3 a 5 días.
  • Nivel de inspección: las piezas que requieren inspección con rayos X o tintes penetrantes para comprobar su solidez interna conllevan un cargo adicional de inspección por pieza.

Preguntas frecuentes sobre la fundición de cera de aluminio

¿Es la fundición a la cera perdida de aluminio más fuerte que la fundición a presión de aluminio?

La resistencia depende más de la aleación y el tratamiento térmico que del proceso de fundición en sí, pero las piezas de fundición a la cera perdida generalmente tienen una menor porosidad del gas que las piezas fundidas a presión, lo que mejora la resistencia a la fatiga y permite un tratamiento térmico que las piezas fundidas a presión a menudo no pueden someterse sin ampollas.

¿Cuál es la cantidad mínima de pedido para la fundición de cera de aluminio?

La mayoría de las fundiciones aceptan pedidos a partir de 25 a 50 piezas para una nueva herramienta, aunque cada vez hay más piezas prototipo disponibles que utilizan patrones sustitutos de cera impresos en 3D que omiten por completo el uso de herramientas duras.

¿Se pueden anodizar las piezas de fundición a la cera perdida de aluminio?

Sí, tanto el A356 como el A357 se anodizan bien después de una preparación adecuada de la superficie, y el anodizado es un acabado común para las piezas de fundición a la cera perdida de aluminio aeroespacial y de consumo.

¿Cómo afecta el espesor de la pared al precio de una pieza fundida de aluminio?

Las paredes más delgadas requieren temperaturas de vertido y precalentamiento de la carcasa más altas y conllevan un mayor riesgo de desperdicio debido a errores de ejecución, por lo que las secciones muy delgadas por debajo de 2 mm generalmente aumentan el precio unitario a pesar de que usan menos metal.

¿Qué tolerancia puedo esperar en una fundición a la cera perdida de aluminio?

Un valor predeterminado realista es de más o menos 0,13 mm a 0,25 mm por 25 mm de dimensión, con tolerancias más estrictas que se pueden lograr en características críticas específicas mediante mecanizado secundario.

¿La fundición de cera de aluminio requiere tratamiento térmico?

No siempre. Las aleaciones como 713.0 se utilizan específicamente porque alcanzan una resistencia aceptable en la condición de fundición, pero A356 y A357 generalmente pasan por una solución T6 y un tratamiento de envejecimiento para alcanzar sus propiedades mecánicas completas.

¿Cuál es la diferencia entre la aleación de fundición de aluminio A356 y A357?

El A357 contiene controles de composición más estrictos, incluida una pequeña adición de berilio y un menor contenido de hierro permitido, que en conjunto producen un mayor límite elástico y de tracción después del tratamiento con T6 en comparación con el A356. El A357 normalmente cuesta más por kilogramo de materia prima, por lo que generalmente se reserva para aplicaciones donde la resistencia adicional justifica esa prima.

¿Qué tan delgada puede ser una pared en una fundición de aluminio?

La mayoría de las fundiciones pueden mantener paredes de manera confiable hasta aproximadamente 1,5 mm con vertido por gravedad estándar, y el vacío especializado o el vertido asistido por centrífuga pueden empujar ese espesor más delgado en áreas limitadas, aunque una pared delgada constante en una superficie grande aumenta el riesgo de mal funcionamiento independientemente del método de vertido.

¿Se pueden soldar o reparar las piezas de fundición de aluminio?

A veces, los defectos cosméticos menores se pueden reparar con soldadura TIG utilizando una varilla de relleno adaptada a la aleación base, aunque generalmente se evita la soldadura de reparación en áreas de carga o de presión crítica en favor del desecho de la pieza, ya que una reparación de soldadura cambia la microestructura local y puede introducir nuevas concentraciones de tensión.

¿Cómo se compara el precio de la fundición a la cera perdida de aluminio con el mecanizado CNC a partir de palanquillas?

Para geometrías simples en cantidades bajas, el mecanizado a partir de palanquilla suele ser más barato porque no hay costos de herramientas, pero a medida que aumenta la complejidad de las piezas o la cantidad del pedido supera aproximadamente las 50 a 100 piezas, la fundición a la cera perdida generalmente se convierte en la opción de costo total más bajo, ya que elimina la mayor parte del material que el mecanizado de otro modo cortaría como chatarra.

¿Qué causa una superficie rugosa o granulada en una fundición de aluminio?

Una superficie granulada como moldeada suele ser el resultado de la arena de estuco gruesa utilizada en las capas exteriores de la cubierta o de una cubierta que no se curó completamente antes de verterla; Esto generalmente se resuelve solicitando una suspensión más fina para superficies cosméticas durante la etapa de cotización.

¿Es la fundición a la cera perdida de aluminio adecuada para piezas que contienen presión?

Sí, siempre que la pieza fundida esté diseñada adecuadamente para la solidificación direccional y, cuando sea necesario, verificada mediante rayos X o pruebas de presión, las piezas fundidas de aluminio se utilizan habitualmente para colectores hidráulicos y carcasas de bombas que deben mantener la presión interna sin fugas.

¿Cuánto tiempo lleva obtener una primera muestra de fundición de cera de aluminio?

Utilizando un patrón sustituto de cera impreso en 3D en lugar de herramientas duras, a menudo se puede producir una primera muestra en 1 a 2 semanas; con herramientas de inyección convencionales, espere de 4 a 6 semanas para que se construya la herramienta antes de que se vierta la primera capa.

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