Módulo 2: Procesos comunes de conformado

Objetivo:

Que el alumno se familiarice con los conceptos de moldeo por arena y aprenda a utilizar la herramienta SolidEdge ST9 para elaborar moldes.

Desarrollo:

• Abrir BlackBoard y leer las instrucciones de la actividad 3.
• Investigar los conceptos y hacer el mapa mental con los mismos.
• Resolver el caso planteado.
• Hacer la simulación.
• Recopilar los resultados en rúbrica de reporte.
• Entregar.

Resultados:

Parte 1. Comprendiendo la fundición en arena

1. Busca en fuentes confiables de Internet, como la Biblioteca Digital, los siguientes conceptos:

1. Proceso de fundición en arena.

Este proceso consta de seis pasos:

1. Colocar un diseño en la arena para crear un molde.
2. Incorporar el patrón y la arena en un sistema de cajas.
3. Sacar el diseño.
4. Llenar la cavidad del molde con metal fundido.
5. Dejar enfriar el metal.
6. Romper el molde de arena y sacar la pieza.

1. Las características del proceso de fundición en arena.

El moldeo de arena es el proceso de molde desechable más utilizado para la obtención de piezas metálicas con una amplia variedad de formas y tamaños. Se pueden producir piezas de poco valor añadido pero muchas aplicaciones, es un proceso de gran importancia industrial.

1. Las limitaciones del proceso de fundición en arena.

• La precisión y acabado
• Productividad (tasa de producción baja)
• Defectos en piezas: poca fiabilidad mecánica.
• El retrabajo es casi siempre requerido

1. Elementos de un molde para fundición en arena.

• Cajas superior e inferior
• Bebedero, canales y ataques
• Machos
• Portadas
• Mazarotas
• Enfriadores[pic 2]

1. Fundición gris.

Se le denomina fundición gris porque el aspecto de su fractura, es de color gris. Encontrando el carbono en alto grado o en su totalidad en estado libre en forma de grafito laminar. La mayoría de las fundiciones grises son aleaciones que contienen entre 2.5 y 4% de carbono.

1. Fundición en arena seca.

Un molde de arena seca se fabrica con aglomerantes orgánicos en lugar de arcilla. El molde se cuece en una estufa a temperaturas que fluctúan entre 204 °C y 316 °C. El cocido en estufa refuerza el molde y endurece la superficie de la cavidad. El molde de arena seca proporciona un mejor control dimensional en la fundición que los moldes de arena verde. Casi todas las aleaciones pueden fundirse en arena; de hecho, es uno de los pocos procesos que pueden usarse para metales con altas temperaturas de fusión, como el acero, el níquel y el titanio.

1. Modeladora.   

Los materiales para los modelos pueden ser madera, metálicos (hierro fundido) y resinas.

1. Machos.

Funciones: evitar que el fundido ocupe zonas internas (agujeros) y resolver contrasalidas, zonas poco resistentes, etc.

1. Acero inoxidable AISI-316.

Es de los más utilizados por su amplia variedad de propiedades, se obtiene agregando níquel a la aleación, por lo que la estructura cristalina del material se transforma en austenita y de aquí adquieren el nombre.

Propiedades básicas: excelente resistencia a la corrosión, excelente factor de higiene y limpieza, fáciles de transformar, excelente soldabilidad, no se endurecen por tratamiento térmico, se pueden utilizar tanto a temperaturas criogénicas como a elevadas temperaturas.

1. Elabora un mapa mental que refleje la relación de cada uno de los conceptos anteriores.

[pic 3]

Parte 2. Diseñando el molde

1. Reúnanse en equipo y resuelvan el siguiente caso.
   
   Poleas El triunfo es una empresa que elabora poleas náuticas con acero inoxidable AISI-316 para cargas de trabajo de 1400kg. El gerente general los ha contratado para realizar el diseño de un nuevo molde de una polea con rodamiento de bola simple para velero de regata, para cargas de trabajo de 2500 kg.

1.  Realicen lo siguiente:

1. Definan los pasos del proceso de fabricación del molde de arena.

1. Colocar las cajas de moldeo (de madera, acero, …)
2. La caja superior y la inferior (o de fondo). Ambas se unen con clavijas durante el moldeo.
3. Se rellena la caja inferior con arena y se compacta
4. Se introduce el modelo (El modelo está dividido en dos mitades)
5. Se introduce la mitad del modelo
6. Se repite el proceso con la otra mitad, incorporando un canal, llamado bebedero por el que entrará el metal fundido.
7. Se deja otro canal llamado mazarota que asegura la evacuación de los gases
8. Se abre el molde
9. Se retiran los modelos
10. Se vuelven a unir las dos mitades sin olvidar los machos que ocupan el lugar de los huecos de la pieza final.
11. Cuando se seca el molde, se retiran las cajas de moldeo
12. Se vierte el metal fundido hasta rellenar el hueco originado por el modelo
13. Se deja transcurrir el tiempo necesario para que el metal solidifique
14. Se rompe el molde y se elimina la arena que haya quedado adherida a la pieza, incluido el macho.

1. Mencionen cuáles son los elementos necesarios para fabricar el molde de arena.

• El material elegido para la fabricación de la pieza
• Arena de moldeo: arena, arcilla, agua

• Modelo [pic 4]

• Cajas superior e inferior

• Bebedero, canales y ataques

• Machos

• Portadas

• Mazarotas

• Enfriadores

1. Definan los componentes del sistema.

• Refractario (forma y tamaño de grano)

• Aglutinante

• Propiedades:
• Refractariedad
• Cohesión
• Moldeabilidad
• permeabilidad

• Agua

• Aditivos/Recubrimientos

1. Características de la arena requerida para fabricar el molde.

• 90% de Sílice (SiO2)
• 7% de arcilla
• 3% de agua

• Si se utiliza arena de contacto:

Tras su primera utilización esta mezcla es reutilizable como arena de relleno, la cual al añadirle agua vuelve a recuperar las condiciones para el moldeo de piezas. De esta manera, se puede crear un circuito cerrado de arenería.

• Si se utiliza preparado de la arena:

Se considera preparado comercial,  es  una mezcla de arena de sílice con aceites vegetales y otros aditivos. Este tipo de preparado no es reutilizable, ya que tras su utilización dichos aceites se queman perdiendo así las propiedades para el moldeo.

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