Procesos de fundición a presión y de chapa metálica: Principales operaciones de fabricación

La fundición a presión y la chapa metálica son la columna vertebral de los procesos de fabricación modernos y garantizan la precisión y la eficacia en la producción de componentes de alta calidad. La fundición a presión es el proceso en el que el metal fundido se inyecta con fuerza en la cavidad de un molde a alta presión para dar formas complejas con una excelente precisión dimensional. Los procesos de chapa metálica incluyen el corte, doblado y conformado de chapas metálicas para darles algunas formas específicas. Ambos garantizan la producción de una gran cantidad de productos, que son piezas de automóviles y artículos electrónicos de consumo. La comprensión de los procesos de fundición a presión y de chapa metálica y del concepto de tolerancia en la fabricación es, por tanto, bastante necesaria, ya que está directamente relacionada con una producción óptima y garantiza una producción de calidad.

Comprende la fundición a presión

La fundición a presión es un proceso de fabricación en el que el metal fundido se inyecta a alta presión en la cavidad del molde.  Fundición a presión es uno de los procesos flexibles para fabricar piezas metálicas complicadas con un alto grado de precisión y repetibilidad. El aluminio, el zinc y el magnesio son los componentes de sus productos. El proceso incluye fundir el metal, forzar el metal fundido a presión en un molde y luego dejarlo enfriar y endurecer en la forma deseada.

Historia

Se trata de un proceso conocido como fundición a presión que comenzó a mediados del siglo XIX pero que mejoró mucho con el tiempo debido a los rápidos avances tecnológicos. Se pasó de máquinas totalmente manuales a sistemas altamente automáticos que producen piezas bastante complejas. La introducción de nuevos materiales, así como el diseño de moldes, amplían las capacidades de la fundición a presión.

Componentes básicos de la fundición a presión

Existen básicamente tres componentes de la fundición a presión y la chapa, a saber, la propia matriz, el sistema de inyección y el sistema de refrigeración. El molde de fundición a presión se fabrica normalmente en acero y se rompe en dos secciones para formar una mitad de la cavidad del molde. La inyección utiliza la presión sobre el metal fundido forzado en el interior por la matriz de fundición y hace uso de un sistema de refrigeración para permitir que se endurezca más rápido y también de forma más uniforme.

Tipos de procesos de fundición a presión

Existen varios tipos de procesos de fundición a presión, y cada uno es adecuado para una aplicación y un material específicos.

Fundición a presión en cámara caliente

La fundición a presión en cámara caliente se utiliza con metales que tienen un punto de fusión relativamente bajo, como el zinc y el magnesio. Este proceso sumerge el mecanismo de inyección en metal fundido. Se trata de un proceso eficaz que puede ciclar rápidamente, lo que lo hace ideal para la producción de grandes volúmenes.

Fundición a presión en cámara fría

Los materiales para la fundición a presión en cámara fría son aquellos cuyo punto de fusión es muy alto como en el caso del aluminio, el cobre, y el metal fundido se vierte en un horno situado fuera del sistema de inyección. Su velocidad es mucho más lenta en comparación con la del método de fundición a presión en cámara caliente. Esto se debe a que la mayor parte del material es vulnerable a sufrir daños en el mecanismo de inyección si se somete a un proceso de este tipo.

La fundición a presión en vacío es el proceso en el que se extrae el aire presente en el interior de la cavidad del molde para minimizar la porosidad y maximizar la calidad de las piezas fundidas. Se aplica a la producción de componentes de alta integridad que deben fabricarse con una porosidad mínima y una resistencia máxima.

Ventajas de la fundición a presión

La fundición a presión ofrece las mayores ventajas que pueden explicar el elevado ritmo al que se prefiere este proceso en numerosas industrias.

Buena exactitud y precisión

Las piezas fundidas mediante el proceso de fundición a presión tienen precisión en cuanto a tamaño y acabados superficiales; por tanto, esto disminuye enormemente las operaciones secundarias necesarias mediante procesos de mecanizado posteriores. Las piezas son siempre precisas para satisfacer tolerancias y especificaciones muy ajustadas.

Rentable

La fundición a presión y en chapa es también una de las técnicas de producción en serie más económicas, con altos índices de producción y una mano de obra relativamente baja. Su capacidad para producir formas complicadas en una sola operación reduce al mínimo el desperdicio de material y el tiempo de mecanizado.

Incluye amplios tipos de metales que se pueden utilizar, como aluminio, zinc, magnesio, cobre, por nombrar algunos, entre los que se puede elegir el que se utilizará y ofrece mucho margen para la selección del material según la aplicación del mismo.

Comprende los procesos de la chapa metálica

Incluye el corte, el doblado y el moldeado de la chapa para darle diversas formas. El proceso se utiliza en la fabricación de piezas y componentes a partir de chapas muy finas. Este proceso de chapa metálica se aplica en las industrias del automóvil, aeroespacial y de la construcción. Fabricación de chapas metálicas El procesado es una de las técnicas básicas y versátiles que se aplican en la fabricación, mediante la cual se pueden moldear y dar forma a las chapas metálicas hasta conseguir las formas requeridas.

Antecedentes históricos

El uso de la chapa metálica es tan antiguo como la historia, pero el proceso moderno se ha desarrollado con la mejora de las maquinarias y otras tecnologías. En la antigüedad, la chapa se cortaba manualmente, pero en la actualidad se procesa con máquinas muy avanzadas que pueden ofrecer precisión y eficacia en los trabajos.

Cortar, doblar, estampar y conformar son algunas de las técnicas más utilizadas en chapa metálica. Las diversas técnicas exigen diferentes herramientas y equipos. Este conocimiento le indica a uno qué técnica es la preferida para una aplicación específica.

Técnicas comunes de chapa metálica

Hay muchas técnicas comunes que intervienen en el proceso de fundición a presión y de chapa metálica. Todas estas técnicas tienen sus aplicaciones y ventajas, respectivamente.

Corte

Corte Proceso de retirar material de la chapa para darle la forma deseada. Otra técnica de corte es la cizalla, corte por lásery corte por plasma. Cada una tiene sus méritos: por ejemplo, en el corte por láser una técnica ofrece una gran precisión. Del mismo modo, en el corte por plasma se trabaja a gran velocidad. 

Doblar

Es el proceso de deformación por el que la chapa metálica se dobla con un eje recto para formar un ángulo o una forma según se requiera. Sus aplicaciones se utilizan principalmente en la fabricación de soportes, cerramientos, marcos y muchas otras formas y figuras diferentes. Una estampación puede prepararse en una prensa plegadora o en un rodillo flexión equipamiento especial.

El estampado es el proceso en el que una chapa metálica se introduce a la fuerza en una matriz para crear una forma o un patrón específicos. La producción de piezas con geometría complicada y detalles finos puede realizarse mediante el estampado. Algunos procesos de estampación son el punzonado, el troquelado, el estampado en relieve y el acuñado.

Significado de la tolerancia en la fabricación

Tolerancia es una palabra importante utilizada en la fabricación que indica la cantidad de variación aceptable en las dimensiones de una pieza.

Definición de tolerancia

La tolerancia es la variación máxima admisible en las dimensiones de una pieza para que las piezas puedan ensamblarse correctamente y funcionen como se espera. Las especificaciones de tolerancia se definen en función de las necesidades de la aplicación y la capacidad del proceso de fabricación.

Papel de la tolerancia en el control de calidad

La única forma de garantizar que la pieza fabricada cumpla la calidad y el rendimiento exigidos es mediante la fundición a presión y la sujeción de la chapa con tolerancias estrechas. En los controles de varianza de la producción, todas las piezas se mantienen con las tolerancias ajustadas especificadas. En estos procesos de conformidad como la inspección y la prueba que se consideran en el curso del control de calidad, se establece si dicha pieza cumple o no las tolerancias previstas.

Efectos en el proceso de fabricación

Las tolerancias afectan a diferentes aspectos del proceso de producción de la fundición a presión y la chapa metálica. Van desde la selección del material hasta las operaciones de mecanizado y la inspección en términos de calidad. Se necesitan materiales de mayor calidad y un mecanizado más ajustado para obtener tolerancias más estrechas. Una tolerancia más holgada acaba siendo más barata en la producción y, por tanto, más barata en el coste.

Tipos de tolerancia en la fundición a presión y la chapa metálica

Hay muchos tipos de tolerancias que se utilizan en la fundición a presión y en la chapa metálica.

Tolerancia dimensional

La tolerancia dimensional define la cantidad de variación de tamaño y forma que puede existir en una pieza. Garantizará que todas las piezas cumplan sus requisitos y encajen perfectamente entre sí. En dimensión de las tolerancias es tan esencial ya que son necesarias para garantizar que cada pieza funcione y, por tanto, sea utilizable.

Tolerancia geométrica

La tolerancia geométrica se refiere en la fundición a presión y la chapa metálica a la variación en la que se tolera la forma, la orientación y los elementos posicionales de las características de una pieza. De este modo, se garantiza que las piezas funcionen correctamente dentro de una aplicación. Las tolerancias geométricas se aplican dentro del control de la forma, pero sobre todo de la posición de los orificios, las ranuras y las superficies

Tolerancia del acabado superficial

Tolerancia en el acabado superficial: La tolerancia en la textura superficial de la pieza se denomina acabado superficial tolerancia. Afecta al aspecto, la funcionalidad y la vida útil de la pieza. En las aplicaciones de superficies selladas o piezas estéticas, las tolerancias de acabado superficial desempeñan un papel importante.

Aplicaciones de los procesos de fundición a presión y chapa metálica

Los procesos de fundición a presión y de chapa metálica se aplican ampliamente en diversas industrias y aplicaciones.

Industria del automóvil

La producción utilizada por el automoción industria es para las piezas producidas mediante fundición a presión en diferentes partes del motor, piezas de transmisión y piezas estructurales. Los procesos de chapa metálica fabrican todos los paneles de la carrocería, las piezas del chasis y las piezas interiores. En el sector aeroespacial, tanto la precisión como la eficiencia deben cumplir estas normas.

Las piezas proceden de una fundición a presión ligera y resistente y de chapas metálicas que incluyen suelen tener láminas unidas para procesos de chapado metálico que producen armazones estructurales de superficies de control y revestimiento en aviones. La capacidad de las formas ajustadas significa que, desde un punto de vista, deben parecer mínimamente diferentes de las que tienen especificaciones para funcionar de forma óptima sin seguridad.

Electrónica de consumo

Se trata de los procesos de fundición a presión y de fabricación de chapas metálicas en los que el consumidor electrónica en su mayoría se abastecen de sus piezas para la fabricación, como carcasas, bastidores e incluso disipadores de calor. Ambos son garantías de que el equipo electrónico será a la vez preciso y duradero. Esto requiere la capacidad de aportar la complejidad y la brillantez que el mercado desea a través de la electrónica de consumo.

Conclusión

En resumen, la fundición a presión y la chapa son dos de las tecnologías más críticas en la fabricación: precisión, eficacia y versatilidad en la fabricación. Estos procesos y la importancia de la tolerancia hacen que los fabricantes optimicen su producción con una reducción de costes y una mejora de la calidad del producto. La tecnología de la fundición a presión y la chapa metálica sigue dando lugar a innovaciones en muchas otras industrias, lo que hace que estos dos procesos sean necesarios en la fabricación moderna. Dominar los procesos de fundición a presión y de chapa metálica le pone a uno a la altura de cualquier otra entidad en la fabricación, ya sea de automoción, aeroespacial o electrónica de consumo.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la fundición a presión?

Es uno de los diversos procesos de fabricación de fundición a presión y de chapa metálica por el que se inyecta metal líquido a alta presión en la cavidad del molde para fabricar piezas metálicas complejas con inmensa precisión.

¿Qué son las técnicas comunes de chapistería?

Hay cuatro técnicas comunes que cortan, doblan, estampan y forman que se utilizan para crear piezas y componentes a partir de chapas finas.

¿Por qué es importante la tolerancia en la fabricación?

La tolerancia en la fabricación es fundamental, ya que describe la mayor variación que se puede tener sobre la dimensión de una pieza, garantizando así que las piezas encajen bien entre sí y funcionen adecuadamente. Unas tolerancias estrictas garantizan la calidad y la fiabilidad del producto final.