Fundicion en arena verde

INTRODUCCION

El modelo en arena es un procedimiento que desde sus orígenes esta directamente relacionado con la evolución del hombre y su apropiación de técnicas metalúrgicas para trabajar los metales y aleaciones.  El modelo de piezas en arena verde es relevante para la fabricación de un amplio abanico de productos, con distintas aplicaciones en diferentes industrias, ya que no solo nos procura precisión, sino la posibilidad de llevar a cabo series productivas cortas, medias y largas. Este proceso de fundición en arena verde posibilita abarcar muchas posibilidades en el moldeo de piezas con formas específicas que a través de otros procesos seria imposible realizarlo. En la mayoría de las operaciones de fundición se utiliza arena como material para el molde, porque es accesible y adecuada para este propósito por su elevado punto de fusión.

MOLDEO EN ARENA VERDE

El moldeo en arena verde es un proceso que consiste en la elaboración de moldes partiendo de la mezcla de arena de sílice y bentonita a un 30 - 35 % con una cantidad moderada de agua.

Se trata de un procedimiento puramente artesanal en el que la habilidad del moldeador es fundamental en el resultado final de la pieza, requiere gran especialización para un optimo resultado. Básicamente consiste en el vaciado del metal fundido en un molde de arena que reproduce un modelo de la pieza que se desea, dejar que se produzca la solidificación y enfriamiento para posteriormente procede al desmoldeo y obtener la pieza. Este procedimiento requiere de instrumentación y técnicas particulares, así como una teoría aplicable en el diseño de cada uno de los sistemas involucrados.

PROPIEDADES DE LA ARENA VERDE

Las arenas del modelo han de cumplir con las siguientes propiedades:

• Plasticidad para reproducir con fidelidad los detalles de la superficie del modelo.
• Cohesión para que el moldeo conserve su forma cuando se retire el modelo y se cuele la aleación liquida.
• Refractariedad o capacidad para resistir la elevada temperatura del metal colado en el molde sin que esta funda y se vitrifique en la superficie de la pieza.
• Permeabilidad o capacidad para dejar pasar por su interior los gases que se originan durante la colada.
• Conductividad calorífica que regula la velocidad de enfriamiento del metal en el molde, y con ello, su estructura. La arena seca posee menor conductividad calorífica que la húmeda. También se puede disminuir la conductividad de la arena acondicionándola con carbón mineral molido.
• Flexibilidad o capacidad de deformarse para permitir la contracción de la pieza durante su enfriamiento.
• Desmoldeabilidad: capacidad de la mezcla de disgregarse con facilidad para permitir que se desaloje la pieza después de enfriada y que le comunique buen aspecto superficial.
• Fluidez: capacidad para fluir en el molde hacia todas sus partes en función de los esfuerzos del apisonado.

COMPOSICION DE LA ARENA VERDE

La arena verde incluye los siguientes componentes en su estructura:

• Arena reciclada: es la arena verde de moldeo recuperada después de una fundición y que puede ser reutilizada.
• Arena nueva: arena de silice (SiO2) nueva que puede ser tarida de ríos, mar o arena mineral de canteras.
• Carbonilla: material extraído de minas carboníferas y se utiliza en forma pulverizada o granulada. Provee el acabado de la pieza y ayuda a reducir la ocurrencia de penetración del metal y proporciona permeabilidad.
• Bentonita: componente indispensable para aglutinar la mezcla de la arena verde. Proporciona resistencia, moldabilidad y plasticidad a la mezcla de la arena verde.
• Agua: fundamental para la activación de la bentonita, también permite cohesionar a todos los elementos en mezcla la arena verde. Debe ser cuidadosamente controlada, ya que niveles bajos de la misma no otorgara resistencia, plasticidad ni cohesión a los demás componentes. Y de manera excesiva puede hacer una arena demasiado plástica y húmeda afectando la resistencia.

CLASIFICACION DE LAS ARENAS POR LA FORMA DEL GRANO[pic 1]

• Angulosos: son los mejores, ya que facilitan el proceso de apisonado, presentan mayor permeabilidad, resistencia, disminuyen propiedades abrasivas y ofrecen la oportunidad de reducir defectos en las piezas fundidas.
• Redondos: muestran mejor plasticidad y permeabilidad que los angulares, pero tienen mayor tendencia a trabarse produciendo brumos no deseables.
• Compuestos: requieren de mayores cantidades de aglomerante y tienden a quebrarse cuando son sometidos a energía mecánica o térmica, por tanto, son los menos recomendables.

PROCESO DE FUNDICION DE MOLDEO EN VERDE

Este proceso comienza con la mezcla de arena -arcilla aglutinante- agua. Esta mezcla por el contenido de humedad se denomina moldeo en arena verde, y puede obtenerse manualmente (tipo artesanal) o en maquina (patrón). La arena verde se comprime alrededor del objeto que sirve de modelo incrementando la presión y manteniendo la temperatura ambiente, estas regulaciones aseguran la conformación modeladora durante el proceso de fundición. La arena mezclada se compacta alrededor del patrón, tomando la forma del molde deseado.[pic 2]

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