Molde de fundición a presión

El ciclo del proceso de fundición a presión consta de cinco etapas principales, que se explican a continuación. El tiempo total del ciclo es muy corto, típicamente entre 2 segundos y 1 minuto.

1. Reprimición 

   - El primer paso es la preparación y sujeción de las dos mitades del troquel.Cada mitad de matriz se limpia primero de la anteriorproceso de inyeccióny luego lubricado para facilitar la expulsión de la siguiente pieza. El tiempo de lubricación aumenta con el tamaño de la pieza, así como con el número de cavidades y núcleos laterales. Además, es posible que no se requiera lubricación después de cada ciclo, sino después de 2 o 3 ciclos, según el material. Después de la lubricación, las dos mitades del troquel, que están unidas dentro de la máquina de fundición a presión, se cierran y se sujetan de forma segura. Se debe aplicar suficiente fuerza a la matriz para mantenerla bien cerrada mientras se inyecta el metal. El tiempo requerido para cerrar y sujetar el troquel depende de la máquina: las máquinas más grandes (aquellas con mayores fuerzas de sujeción) requerirán más tiempo. Este tiempo se puede estimar a partir del tiempo de ciclo de secado de la máquina.

2. Inyección 

   - El metal fundido, que se mantiene a una temperatura determinada en el horno, se traslada a continuación a una cámara donde se puede inyectar en la matriz. El método de transferencia del metal fundido depende del tipo de máquina de fundición a presión, ya sea que se utilice una máquina de cámara caliente o de cámara fría. La diferencia en este equipo se detallará en la siguiente sección. Una vez transferido, el metal fundido se inyecta a altas presiones en la matriz. La presión de inyección típica oscila entre 1000 y 20 000 psi. Esta presión mantiene el metal fundido en los moldes durante la solidificación. La cantidad de metal que se inyecta en la matriz se denomina inyección. El tiempo de inyección es el tiempo necesario para que el metal fundido llene todos los canales y cavidades de la matriz. Este tiempo es muy corto, normalmente menos de 0,1 segundos, para evitar la solidificación temprana de cualquier parte del metal. El tiempo de inyección adecuado puede determinarse por las propiedades termodinámicas del material, así como por el espesor de la pared de la fundición. Un mayor espesor de pared requerirá un mayor tiempo de inyección. En el caso de que se utilice una máquina de fundición a presión de cámara fría, el tiempo de inyección también debe incluir el tiempo para verter manualmente el metal fundido en la cámara de inyección.

3. Enfriamiento 

   - El metal fundido que se inyecta en la matriz comenzará a enfriarse y solidificarse una vez que entre en la cavidad de la matriz. Cuando se llena toda la cavidad y el metal fundido se solidifica, se forma la forma final de la fundición. La matriz no se puede abrir hasta que haya transcurrido el tiempo de enfriamiento y la fundición esté solidificada. El tiempo de enfriamiento se puede estimar a partir de varias propiedades termodinámicas del metal, el espesor máximo de pared de la fundición y la complejidad de la matriz. Un mayor espesor de pared requerirá un mayor tiempo de enfriamiento. La complejidad geométrica de la matriz también requiere un mayor tiempo de enfriamiento debido a la resistencia adicional al flujo de calor.

4. Expulsión 

   - Después de que haya pasado el tiempo de enfriamiento predeterminado, las mitades del molde se pueden abrir y un mecanismo de eyección puede empujar la fundición fuera de la cavidad del molde. El tiempo para abrir la matriz se puede estimar a partir del tiempo de ciclo seco de la máquina y el tiempo de expulsión se determina por el tamaño de la envoltura de la fundición y debe incluir el tiempo que tarda la fundición en caer de la matriz. El mecanismo de expulsión debe aplicar algo de fuerza para expulsar la pieza porque durante el enfriamiento la pieza se encoge y se adhiere al troquel. Una vez que se expulsa la fundición, la matriz se puede cerrar con abrazaderas para la siguiente inyección.

5. Guarnición 

   - Durante el enfriamiento, el material en los canales del molde se solidificará adherido a la fundición. Este exceso de material, junto con cualquier rebaba que se haya producido, debe recortarse de la fundición, ya sea manualmente mediante corte o aserrado, o utilizando una prensa de recorte. El tiempo requerido para recortar el exceso de material se puede estimar a partir del tamaño de la envolvente de la fundición. El material de desecho que resulta de este recorte se descarta o se puede reutilizar en el proceso de fundición a presión. Es posible que el material reciclado deba ser reacondicionado a la composición química adecuada antes de que pueda combinarse con metal no reciclado y reutilizarse en el proceso de fundición a presión.