Fundición por gravedad: Proceso, materiales, aplicaciones y ventajas

La fundición a presión por gravedad es uno de los métodos de fundición de metales más populares. Utiliza la gravedad para llenar los moldes con metal fundido. En cambio, en la fundición a presión por gravedad, la fuerza de arrastre de la gravedad guía el metal hasta la cavidad del molde. Es conocido desde hace tiempo por producir piezas de alta calidad con una buena precisión dimensional y excelentes acabados superficiales. Algunas ventajas de Fundición a presión incluyen la durabilidad, la flexibilidad en el diseño, el coste y tienen una amplia aplicación en las industrias automovilística, aeroespacial y manufacturera. Este artículo tratará sobre el proceso, los materiales, las ventajas, los retos y su aplicación en la fabricación moderna.

¿Cómo funciona el proceso de fundición por gravedad?

El proceso de fundición a presión por gravedad comienza con la preparación de un molde reutilizable de metal -mayoritariamente de acero o hierro fundido-. El molde se compone de dos mitades. En una mitad se encuentra la cavidad que definirá la forma de la pieza. Estos son los pasos a seguir:

El molde se precalienta para evitar el choque térmico y garantizar un flujo uniforme del metal fundido. Se aplica al molde un agente desmoldeante o recubrimiento para facilitar el desmoldeo de la pieza fundida y prolongar la vida útil del molde.

Luego, viene la gravedad que toma ese metal fundido, ya sea aluminio, cobre o incluso magnesio que se vierte en el molde. El precalentamiento de ese molde también rellenará cada pequeño detalle porque ese molde fue especialmente elaborado para que ese objeto muestre todos sus finos detalles.

Una vez lleno el molde, el metal debe enfriarse y solidificarse. Esto depende del tipo de metal y de la complejidad de la pieza. Una vez que se ha solidificado, abra el molde y retire la pieza fundida. Algunos otros pasos del proceso son el recorte o mecanizado, los tratamientos superficiales y otros, dependiendo del cumplimiento de las especificaciones establecidas.

Se prefiere el moldeo por gravedad por su sencillez, eficacia y capacidad de producir piezas con tolerancias ajustadas y excelentes propiedades mecánicas.

Materiales utilizados en la fundición a presión

Una gran variedad de metales y aleaciones pueden utilizarse en materiales de fundición a presión, cada uno con propiedades únicas adaptadas a aplicaciones específicas:

Aleaciones de aluminio

Ligero y resistente a la corrosión, aluminio Las aleaciones se utilizan ampliamente en componentes de automoción y aeroespaciales.

Aleaciones de magnesio: 

Son muy reconocidos por tener una densidad más baja con una relación resistencia-peso muy alta. Son ideales en diseños ligeros.

Aleaciones de cobre: 

Cobre Las aleaciones se utilizan principalmente en aplicaciones eléctricas y térmicas debido a su alta conductividad y mejor resistencia al desgaste.

Aleaciones de zinc: 

Fundición a presión de cinc Las aleaciones son de fundición blanda y relativamente resistentes. Debido a su considerable resistencia a la corrosión, se utiliza para decoración y piezas estructurales.

Acero y hierro:

 Este material es relativamente escaso en la mayoría de las producciones, ya que sus componentes requieren niveles de resistencia muy elevados y, para ello, exigen una larga durabilidad.

La selección del material depende de los requisitos, las características mecánicas, así como del presupuesto para que el producto final funcione de acuerdo con las normas de rendimiento establecidas.

Aplicaciones de la fundición por gravedad

La fundición por gravedad tiene diversas aplicaciones debido a su versatilidad y a la precisión de las piezas. Algunas de las aplicaciones más comunes son las siguientes:

• Industrias del automóvil: Las culatas, los bloques de motor, las piezas de los frenos y las piezas de la suspensión se preparan a medida que muestran resistencia y precisión.
• Aeroespacial: Piezas ligeras y resistentes como los álabes de las turbinas y las piezas estructurales se preparan gracias a la fundición a presión.
• Industria eléctrica: Precisión dimensional, conductividad y calidad de las piezas de conmutación, conectores y carcasas.
• Maquinaria industrial: La fundición por gravedad tiene las características de resistencia y resistencia al desgaste de los materiales para fabricar engranajes, carcasas y otras piezas.
• Bienes de consumo: Artículos decorativos, utensilios de cocina y herrajes para muebles Sus acabados suaves y su durabilidad hacen de la fundición por gravedad el proceso preferido.

El proceso es flexible al tamaño, la complejidad y los requisitos de rendimiento de las piezas.

Ventajas de la fundición por gravedad

Las ventajas de la fundición por gravedad explican por qué se prefiere en la fabricación son que el proceso implica una alta precisión ya que los moldes de metal están seguros de producir calidad y consistencia dimensional, produce un excelente acabado superficial de este proceso porque las piezas tienen un acabado superficial liso, y estos por lo general no requieren mucho mecanizado o acabado superficial, y durabilidad debido a la fuerza y resistencia a la abrasión; capaz de hacer frente a condiciones extremas.

• Rentabilidad: Aunque el coste del utillaje es muy fundición a alta presión al principio, la reutilización de los moldes hace que el proceso resulte económico para grandes tiradas.
• Flexibilidad: El proceso de fundición a presión puede admitir formas complejas y diseños intrincados.
• Gama de materiales: Este proceso admite varios metales y aleaciones, lo que ofrece posibilidades para diversas aplicaciones.
• Respetuoso con el medio ambiente: Utiliza moldes reutilizables y metales reciclables con una generación mínima de residuos, en línea con los objetivos de sostenibilidad.

Por ello, estas ventajas han colocado a la fundición por gravedad como un proceso fiable en la fabricación de componentes de alto rendimiento.

Caras negativas con la fundición a presión

Sólo hay una desventaja, aunque la fundición por gravedad presume de múltiples ventajas en cuanto a su aplicación.

Costes de utillaje. 

Forja técnicas de fundición a presión requiere producir moldes resultan bastante costosos, lo que significa que son los peores para la fabricación de piezas de loran.

Problemas de porosidad

A menos que el molde se enfríe completamente y la forma real no proporcione bolsas de aire, no producirá una resistencia sustancial en él.

No es muy adecuado para piezas grandes, ya que los moldes grandes resultan bastante incómodos de manejar y verter.

Restricción de material:

La fundición por gravedad no puede realizarse en todos los tipos de metales, por lo que sus aplicaciones son limitadas.

Necesita mano de obra altamente cualificada

No se pueden conseguir resultados de calidad sin personal cualificado, lo que incluye el diseño de moldes, la selección de materiales y la supervisión.

Todas las deficiencias mencionadas requieren una actualización de la tecnología, una mano de obra rica en experiencia y una planificación cuidadosa.

Avances de la tecnología de fundición por gravedad

La tecnología de la fundición por gravedad está en constante proceso de mejora y desarrollo. Su eficacia y calidad también han mejorado con el tiempo. Las mejoras clave de los últimos tiempos son las siguientes:

• Sistemas de vertido automático: Garantizan el flujo fluido del metal sin defectos, lo que aumenta la tasa de producción.
• Recubrimientos avanzados para moldes: Mejora la durabilidad de los moldes y la calidad de la superficie.
• Software de simulación: Predice los defectos y optimiza el diseño del molde antes de la producción.
• Procesos híbridos: Una combinación de fundición por gravedad con otros procesos como la fundición en arena para fabricar piezas complejas.
• Hornos energéticamente eficientes: Reduce el consumo de energía y las emisiones de carbono durante la fusión.

Todos estos avances contribuyeron a que la fundición a presión fuera más eficaz, sostenible y flexible.

Por qué la fundición por gravedad sigue siendo popular

Su gran demanda se debe a que la fundición por gravedad logra un equilibrio perfecto entre coste, calidad y versatilidad. Su aplicación es bastante precisa para formas complejas que cualquier industria, por ejemplo, exige su rendimiento, por si acaso, en la producción de tales componentes. Debido a este mínimo desperdicio y materiales reciclables generada en este proceso, la técnica también se hizo muy popular dentro de la configuración actual de fabricación respetuosa con el medio ambiente.

Conclusión

La fundición a presión por gravedad ha sido capaz de poner a prueba el tiempo; es una fabricación probada y fiable con mucho que ofrecer. La calidad, la durabilidad y la precisión en la fabricación de componentes es algo que ofrece la fundición por gravedad. Al ser una técnica probada, constituye un requisito importante en automoción, aeroespacial, y las industrias de maquinaria, aunque se enfrenta a problemas como el elevado coste de las herramientas y las limitaciones relacionadas con los materiales, a los que responden desarrollos tecnológicos cada vez más novedosos. Las nuevas demandas de una fabricación eficiente y sostenible exigirán que la fundición a presión participe aún más en el papel de dar forma a la fundición de metales en lo que será el futuro.

PREGUNTAS FRECUENTESs

¿Cuáles son los metales más utilizados?

Algunos de los metales más comunes utilizados para la fundición por gravedad son el aluminio, el magnesio, el cobre, el zinc e incluso algunas aleaciones de acero porque pueden presentar una combinación de propiedades, como la trabajabilidad en función de la aplicación concreta. 

¿En qué se diferencia la fundición a presión por gravedad de la fundición a presión?

La fundición a presión por gravedad se llena por gravedad, y la fundición a presión se llena por fuerza. La fundición a presión es para formas sencillas, y las tiradas medias son adecuadas.

¿Es adecuada la fundición por gravedad para la producción de grandes volúmenes?

Sí, la fundición por gravedad es económica en producciones de volumen medio a alto, especialmente con el uso eficaz de moldes reutilizables.