Un diseño excelente del molde de arena es la clave del éxito del producto final. De lo contrario, resultará muy costoso. Además de tener en cuenta el presupuesto, debemos cumplir con los requisitos funcionales reales. Es decir, debemos poder aplicarlo a la fundición del producto real. Por lo tanto, basándonos en décadas de experiencia en fundición, nosotros descubrimos que hay ocho puntos cruciales en el proceso de diseño de la fundición en arena. A continuación los analizaremos en detalle uno por uno según su importancia.
Elementos clave del diseño de la fundición en arena:
- Ángulo de calado
- Recortes y machos
- Línea de separación
- Esquinas y ángulos
- Grosor de la pared
- Secciones transversales
- Diseño de cruces
- Tolerancias de colada
Ángulo de desmoldeo en arena
El ángulo de desmoldeo en arena se refiere al ángulo perpendicular al modelo que puede extraer fácilmente el contenido del frágil y quebradizo molde de arena sin dañar la pared exterior. La base para juzgar el ángulo de tiro de la fundición en arena es el proceso de moldeo del producto, cómo diseñamos la fundición y la profundidad del modelo dentro del molde. Sin embargo, en el diseño de la fundición en arena, muchos diseñadores tienden a pasar por alto la importancia del ángulo de tiro de la fundición en arena. La elección de un ángulo de desmoldeo adecuado aumentará la utilidad de la superficie cónica en el diseño de piezas moldeadas en arena.
Además, puede reducir los costes de procesamiento debido al elevado flujo de metal. Por lo tanto, el ángulo de desmoldeo estándar del molde de arena debe cumplir con la norma ISO y no afectará a la función del diseño del molde de arena. De esta manera, su empresa puede producir más moldes de arena y más baratos con estándares consistentes. Normalmente, el ángulo de desmoldeo estándar es de 2 grados. El ángulo de inclinación mínimo con características externas e internas es de aproximadamente 1 grado.
Línea de separación
Determinar la posición de la línea de separación es un paso crucial en el diseño de la fundición en arena. Es la línea divisoria del desmoldeo. Nos basamos en ella para distinguir si debemos cambiar la dirección. El diseñador de ingeniería debe comprender la ubicación de la línea de partición y marcarla en el plano de fundición porque determina el coste de producción final y la calidad de las piezas fundidas. No basta con confiar únicamente en la experiencia práctica de los trabajadores de la fundición para colocar la línea de partición.
Sabemos que al colocar la línea de partición, ésta debe estar lo más baja posible, y debe ser ancha, corta y plana. Si la línea de partición no coincide, el margen de extensión entre ella y las rebabas de la costura no debe ser superior a 0,020. Además, el material máximo de extensión de las rebabas de costura de la línea de partición que hemos seleccionado es de aproximadamente 0,015. Preste atención si cambia la posición de la línea de separación. El uso del núcleo, la posición de vertido, el peso de la colada y la precisión dimensional también se verán afectados.
Socavados y machos
El socavado desempeña un papel en el diseño de la fundición en arena para evitar la extracción del modelo durante la fase de fabricación del molde. El uso del núcleo aumentará el tiempo y el coste de producción de la fundición. Por lo tanto, en el diseño de la fundición en arena debemos reducir la frecuencia de uso de las piezas con núcleo de arena o evitarlo por completo. De hecho, la definición de la línea de partición dada por los expertos en los primeros días es útil para nosotros para entender las características del producto y evitar la situación de socavado. Ahora que está más afinada, no está claro el equilibrio y la interacción entre las distintas partes. Por ello, debemos comprender las reglas y normas del diseño de la fundición en arena.
Secciones transversales
Generalmente, una sección transversal uniforme o un grosor de pared uniforme es una ventaja. Pero no debe aparecer en el diseño de la fundición en arena porque los cambios bruscos de sección no son factibles en la creación de muchos productos de fundición. En principio, sólo la parte más gruesa de la pieza fundida no debe formarse aisladamente cuando se enfría, y la sección transversal puede considerarse efectiva. Esto sucede porque estas partes más gruesas tardan más tiempo en enfriarse. Cuando el metal circundante se ha solidificado, permanecen intactas. La parte más gruesa se solidificará a continuación, pero no podrá separarse del entorno. Provocará defectos como porosidad o desgarros en la pieza fundida. Por lo tanto, le recomendamos que consulte el límite de grosor de su producto con su fundición de metales local antes de realizar un diseño de fundición en arena.
Espesor de pared
En el diseño de la fundición en arena, es vital obtener una solidificación uniforme del modelo y evitar la formación de cavidades. ¿Cómo hacerlo? Está relacionado con la relación entre el volumen y la superficie del molde de arena. Normalmente, exigimos que la velocidad de solidificación de las piezas fundidas sea proporcional al cuadrado de su relación. Esto se debe a que la pieza con una superficie específica de menor volumen se solidifica más rápidamente durante la colada del producto, y viceversa. Muchas fundiciones de metal aumentan el grosor total o añaden algunos materiales en la posición de carga para resolver este problema. Sin embargo, lo correcto sería utilizar refuerzos y cartelas. Porque aunque los primeros aumentan la resistencia, se reduce el espesor local de la pared. Y de este modo, el material fundido en el molde de arena fluirá, y la sección pesada también sufrirá tensiones o se agrietará.
Esquinas y ángulos
Como todos sabemos, las características de enfriamiento del material utilizado para hacer moldes de arena también afectarán seriamente a la calidad de las piezas fundidas en arena. Por lo tanto, este problema debe tenerse en cuenta a la hora de diseñar la fundición en arena. Cuando el efecto de enfriamiento de la propia fundición o del molde de arena no es bueno, la intersección de la esquina afilada y la esquina de la pieza generará localmente calor. Como resultado, la pieza fundida siente una fuente concentrada de tensión, que se deformará, encogerá y agrietará en el proceso posterior, lo que afectará a la calidad del producto final. El diseño del molde de fundición en arena debe evitar esto.
Diseño de cruces
Debido a la particularidad del diseño del molde de fundición en arena, la forma de la pieza puede ser muy complicada. Suele haber muchos puntos de conexión. Los llamamos empalmes. Hay cinco tipos de unión: L, X, V, Y y X-T. Como ya se ha dicho, estas uniones también producen concentraciones locales de masa. Y habrá grietas, contracción, estiramiento, etc. El método ideal de diseño de la fundición en arena es reducir la excesiva concentración local de masa causada por la unión. Al final, debe encajar muy bien en el producto.
Tolerancias de colada
En primer lugar, debemos comprender que la mayoría de los metales sufren una reacción de contracción durante la solidificación, como el acero común, el cobre, el aluminio, el magnesio y el zinc. Al considerar la gestión del diseño de las piezas moldeadas en arena, hay que tener en cuenta que debe haber una tolerancia de mecanizado en la interfaz entre dos piezas moldeadas en arena. En otras palabras, debemos evitar los bordes curvos en la interfaz de las piezas moldeadas en arena. Esto se debe a que su contracción está relacionada con el punto de congelación del material y la relación entre el volumen y la superficie de la pieza fundida. Para más detalles, puede consultar las recomendaciones sobre tolerancia de mecanizado de la norma ISO 8062.
