Técnicas de Moldeo: Una Visión Detallada

Moldeo al CO2: Endurecimiento de Moldes y Machos de Arena

El moldeo al CO2 es un procedimiento para endurecer moldes y machos de arena sin necesidad de cocerlos. El molde o macho se prepara como si fuese de arena en verde (húmeda), utilizando arena extrasilicionsa + silicato sódico.

Proceso:

1. La mezcla de arena se compacta alrededor del molde o placa modelo.
2. Una vez realizado el molde o macho, se gasea con CO2 (gaseado antes de desmoldar o después; añadir a la mezcla algo de arcilla).
3. Preparar el molde, colocar machos (si es necesario).
4. Colada.
5. Una vez solidificado, desmoldear rompiendo el molde.

Ventajas:

• Proceso barato y rápido.
• Se evita cocer machos y moldes.
• Precisión dimensional y acabado superficial mejor que en el moldeo de arena.
• Mejor resistencia de moldes y machos a altas temperaturas (↑Tª).

Inconvenientes:

• La arena preparada endurece por el contacto con el aire.
• Desmoronamiento de machos dificultoso.
• La arena no es recuperable.

Moldeo en Yeso, Escayola o Cemento: Similitudes con el Moldeo en Arena

El moldeo en yeso, escayola o cemento es semejante al moldeo en arena.

Proceso:

1. Sobre la placa modelo metálica se vierte el barro cerámico.
2. Fraguado.
3. Retirada de la placa modelo.
4. Secado en estufa a 120-250°C.
5. Las dos mitades del molde se unen para formar el molde, se ponen los machos si es necesario.
6. Se precalienta el molde.
7. Colada.
8. Solidificación.
9. Desmoldeo, extracción de la pieza rompiendo el molde.

Ventajas:

• Buen acabado superficial.
• Buena precisión dimensional.
• Generalmente, son innecesarias operaciones de acabado posterior.
• El lento enfriamiento evita tensiones internas en la pieza.

Inconvenientes:

• El lento enfriamiento produce estructuras de grano grueso y bajas características mecánicas.
• La poca permeabilidad de los moldes puede originar piezas defectuosas.
• No se pueden fundir metales férreos, ya que el S reacciona con el Fe a temperatura de colada.

Moldeo por Inyección de Plásticos: Producción Masiva Automatizada

El moldeo por inyección de plásticos se utiliza para termoplásticos. Se calienta el material hasta la fase plástica, se inyecta en un molde (acero), se enfría y solidifica. Es ideal para producción masiva, aunque es un proceso costoso, totalmente automatizable, con posibilidad de obtener piezas acabadas y tolerancias dimensionales estrechas.

Fases del Proceso:

1. FASE DE INYECCIÓN
   1. Avance unidad de inyección
   2. Inyección
   3. Aplicación presión remanente
   4. Retroceso unidad de inyección
2. FASE DE ENFRIAMIENTO
3. FASE DE DESMOLDEO
   1. Apertura del molde
   2. Expulsión de la pieza
   3. Cierre del molde
4. FASE DE DOSIFICACIÓN

Velocidad de Inyección:

Es crucial llegar a un equilibrio. Una velocidad alta (V↑) implica:

• Tiempo de inyección corto.
• Viscosidad uniforme.
• Reducción de tensiones internas.
• Cristalización uniforme.
• Fuerza de sujeción de cierre baja (↓).

Una velocidad baja (V↓) implica:

• Buena calidad superficial.
• Evitar cizallamientos excesivos en la masa plastificada al fluir por esquinas o cambios de espesor.
• Evitar arrastrar partículas ya enfriadas.
• No sobrecalentar bebederos.
• Llenados suaves.

Cámara Caliente: Moldeo para Metales de Baja Fusión

La cámara caliente utiliza presiones más bajas (↓p) que las cámaras frías, y se emplea para metales de baja fusión (↓Pf).

Proceso:

1. El metal (líquido) fluye en la cámara con la matriz cerrada y el émbolo levantado.
2. El émbolo fuerza el metal a fluir hacia la matriz, manteniendo la presión durante el enfriamiento y solidificación.
3. Se levanta el émbolo, se abre la matriz y se expulsa la pieza.
4. Obtención de la pieza.

Cámara Fría: Moldeo a Alta Presión

La cámara fría utiliza presiones más altas (↑p) que la cámara caliente.

Proceso:

1. Se vacía el metal (estado pastoso) en la cámara con la matriz cerrada y el pistón retraído.
2. El pistón fuerza al metal a fluir en la matriz manteniendo la presión durante el enfriamiento y solidificación.
3. Se retrae el pistón, se abre la matriz, se expulsa la pieza.

Modelo Mercast: Precisión con Mercurio Congelado

El modelo Mercast utiliza mercurio congelado para lograr alta precisión.

Proceso:

1. Coquilla con placa intermedia de machos.
2. Colada de Hg (mercurio).
3. Enfriamiento de la coquilla (-75º).
4. Separación de las placas.
5. Unión de las 2 mitades del molde sin placa intermedia; los modelos de Hg quedan adheridos por simple presión.
6. Recubrimiento del modelo Hg congelado en un baño de papilla cerámica (-50º).
7. A temperatura ambiente (Tamb), se licua el modelo de Hg y queda el recubrimiento de cerámica.
8. Se cuece el molde a 1000ºC.
9. Colada.
10. Obtención de la pieza.

Modelo de Poliestireno Expandido: Vaporización para la Creación de Cavidades

En el modelo de poliestireno expandido, el modelo se vaporiza al entrar en contacto con el metal fundido.

Proceso:

1. El molde se recubre con un compuesto refractario.
2. El modelo se coloca en la caja del molde y la arena se compacta alrededor de éste.
3. Se vacía el metal fundido; el modelo se vaporiza y el metal llena la cavidad.

Proceso de Desmoldeado:

• Por levantamiento.
• Por inversión.
• Por eclipse.
• Con peine.

Máquinas de Moldear por Presión:

• Apisonado con realce superior: plato rebordeado para mejorar la distribución de la presión en el molde.
• Apisonado con realce inferior: la arena en contacto con la placa de moldeo resulta más comprimida.

Tipos de Prensas de Accionamiento:

• Electromagnético.
• Hidráulico.
• Neumático.

Modelo Mecánico: Uniformidad y Durabilidad

El modelo mecánico ofrece ventajas y desventajas específicas.

Ventajas:

• Densidad de moldes uniforme.
• Dimensiones de piezas más uniformes.
• Las placas modelos incorporan bebederos, mazarotas, etc.
• Las placas modelos duran más que los modelos.

Inconvenientes:

• Coste de adquisición.

Moldeo por Contacto con Aplicación Manual: Recubrimientos Delgados y Reforzados

El moldeo por contacto con aplicación manual es un proceso versátil.

Proceso:

1. Limpieza del molde y aplicación de agente antiadherente.
2. Aplicación de recubrimiento delgado de resina que será la superficie externa de la pieza.
3. Después de que el recubrimiento ha curado parcialmente, aplicación de capas de fibra + resina en forma de tela; pasar un rodillo para impregnar completamente la fibra con resina y evitar burbujas de aire.
4. Curado.
5. Se retira del molde la pieza ya endurecida.

Moldeo con Bolsa: Compactación y Eliminación de Volátiles

El moldeo con bolsa presiona las resinas no curadas contra el molde para compactar la laminación y expulsar sustancias volátiles.

Proceso:

1. Una lámina de plástico flexible se aplica contra la pieza no curada; se practica el vacío para presionar la bolsa contra la pieza mientras se cura.
2. La presión de una corriente de aire presiona la bolsa de elastómero contra la pieza mientras cura.