La fundición en coquilla es un proceso de fundición de metales para crear piezas metálicas a medida, similar a la fundición en arena. La fundición en coquilla crea un molde duradero formado por la aplicación de un material resistente al calor alrededor de un patrón reutilizable, que luego se calienta y se llena con metal fundido para producir componentes metálicos precisos. Durante el proceso de fundición en coquilla, el molde es una fina cáscara endurecida de arena y aglutinante de resina termoendurecible, apuntalada por otros materiales. En comparación con la fundición en arena, el proceso de moldeo en coquilla se caracteriza por una mayor precisión dimensional, un mayor índice de productividad y una menor implicación de mano de obra. Además, hay que señalar que existen muchas diferencias entre el proceso de fundición en arena y el de moldeo en coquilla.
Aunque la arena se ha utilizado tanto en el proceso de moldeo de conchas como en el de fundición en arena, en este último se forma una cavidad dentro de la arena en un matraz. En cambio, en el proceso de moldeo en coquilla, se puede crear un molde utilizando la arena mezclada con una resina aglutinante para cubrir un patrón calentado. Mediante el proceso de moldeo en coquilla se fabrican muchas piezas o componentes, como culatas, bujes, engranajes, cuerpos de válvulas, etc.
Aunque parezca complicado, el proceso de moldeo de conchas es relativamente sencillo y consta de los siguientes pasos. Describiré cada paso con más detalle.
PASO 1: Creación del patrón
En el proceso de moldeo de conchas, el primer paso es crear un patrón de moldeo de conchas. Diferentes fábricas utilizan diferentes técnicas para fabricar el patrón. Pero, esencialmente, estas fábricas tienen el mismo objetivo: fabricar un patrón de moldeo en coquilla que se parezca mucho a la pieza o componente que se va a moldear.
En el proceso de moldeo en coquilla, el patrón suele estar compuesto por dos piezas de metales diferentes, concretamente hierro o acero, con la forma deseada para la pieza o componente acabado. Además del acero y el hierro, a menudo se utilizan otros materiales, como el aluminio para la producción en bajo volumen o el grafito para moldear los materiales reactivos.
PASO 2: Creación del molde
Una vez que el patrón de moldeo de conchas está listo, es el momento de preparar un poco de arena recubierta de resina. Mientras tanto, la temperatura debe fijarse en unos 550 grados F. El patrón se calienta a unos 550 grados F y se cubre de arena. A continuación, los granos de arena recubiertos de resina se unirán y comenzarán a sedimentarse y solidificarse.
Después de varios minutos, hay suficiente arena pegada a las paredes de la caja de machos. En este momento, se puede verter el resto de la arena, dejando un núcleo hueco. En general, las paredes de arena de un molde de concha oscilan entre 7 y 8 mm de grosor.
PASO 3: Montaje del molde
En el proceso de fundición de moldes de concha, el molde de concha está completo sólo después de que las dos mitades de la concha se unen totalmente mediante el uso de pegamento u otros elementos de fijación y se sujetan firmemente.
Cuando tanto el núcleo como el molde de la cáscara están listos, llega el momento de ensamblarlos. Se extrae el molde de la cáscara de su patrón y el núcleo de su caja. Las dos mitades se cierran herméticamente utilizando pegamento o cola en compañía de otros elementos de fijación.
Si es necesario insertar un núcleo, deberá hacerse antes de cerrar el molde. A continuación, el molde se coloca en una mufla y se apuntala con un trozo de material de soporte.
PASO 4: Vertido
El cuarto paso del proceso de fundición en coquilla consiste en verter metal fundido en la cavidad del molde. En el proceso de fundición en coquilla, los metales y las aleaciones son de distintos tipos, como el acero y el hierro. Independientemente de sus propiedades, los metales o aleaciones se calientan hasta alcanzar un estado líquido, que luego se vierte en la cavidad del molde de la carcasa, formando una carcasa endurecida.
Un punto al que debe prestarse atención es que los metales o aleaciones deben calentarse a temperaturas extremadamente altas dentro de la máquina de moldeo por cáscara. La temperatura específica depende de los tipos de materiales. Por ejemplo, la aleación de acero suele verterse a 3.000 grados F. Además, una vez vertido, el metal fluido debe experimentar varios minutos de reposo hasta solidificarse.
PASO 5: Refrigeración
Tras el paso anterior, se deja que los metales fundidos se enfríen y se solidifiquen en la forma del proceso final de fundición en coquilla. En general, las piezas patrón deben enfriarse a temperatura ambiente. Acompañando el enfriamiento de las piezas patrón, el metal fundido se convertirá gradualmente en una cáscara dura.
PASO 6: Desmontaje del molde
En el proceso de fundición en coquilla, éste es el último paso: la extracción del molde de fundición en coquilla. Una vez enfriado el metal fundido, se puede romper el molde exterior y extraer la pieza fundida. Antes de este proceso, hay que intentar recortar y limpiar los procesos para eliminar el metal sobrante del sistema de alimentación y la arena del molde de concha.
El proceso de moldeado de la cáscara implica el uso de un patrón de dos piezas, el moldeado de la cáscara se expulsa fácilmente "abriendo" el patrón. Cuando las partes superior e inferior del patrón están separadas entre sí, la nueva pieza moldeada puede expulsarse simultáneamente.
Conclusión:
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