00-Cubierta F-Dic.07 nº2

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2010

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º23

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Director: Antonio Pérez de CaminoPublicidad: Ana Tocino

Carolina AbuinDirector Técnico: Dr. Jordi TarteraColaboradores: Inmaculada Gómez, José Luis Enríquez,

Antonio Sorroche, Joan Francesc Pellicer,Manuel Martínez Baena y José Expósito

PEDECA PRESS PUBLICACIONES S.L.U.Goya, 20, 4º - 28001 Madrid

Teléfono: 917 817 776 - Fax: 917 817 126www.pedeca.es • [email protected]

ISSN: 1888-444X - Depósito legal: M-51754-2007

Diseño y Maquetación: José González OteroCreatividad: Víctor J. RuizImpresión: Villena Artes Gráficas D. Manuel Gómez

D. Ignacio Sáenz de Gorbea

Asociaciones colaboradorasPor su amable y desinte-resada colaboración en laredacción de este núme-ro, agradecemos sus in-formaciones, realizaciónde reportajes y redacciónde artículos a sus autores.

FUNDI PRESS se publicanueve veces al año (excep-to enero, julio y agosto).

Los autores son los úni-cos responsables de lasopiniones y conceptospor ellos emitidos.

Queda prohibida la repro-ducción total o parcial decualquier texto o artícu-los publicados en FUNDIPRESS sin previo acuerdocon la revista.

Editorial 2Noticias 6Fechador para fundición inyectada • Pilz recibe el premio “Supplier of the Year Award 2010” • Más de 400 em-presas en MATELEC’10 • SYSTEM 4, termómetros en línea de alta precisión • Carburos Metálicos invierte en unanueva planta de licuefacción • FARO con nuevo Laser Tracker ION en la BIEMH.

Información

• La producción española de acero sigue mostrando tendencias a la recuperación en el mes de marzo 10• IED 2010 - altamente reconocida por sus excelencias en el mercado 12• Nuevo robot de pequeño tamaño para una producción flexible y compacta 14• Jornadas sobre Duramax de Carl Zeiss en Metaltest 16• TECNALIA analiza ahorros energéticos en los procesos del sector de Fundición 18• Sistema de recuperación de arena con aglomerante inorgánico, reduciendo el impacto ambiental - Por BERG 20• Una tesis doctoral demuestra que los tratamientos térmicos son prescindibles en las fundiciones de hierro 22• Visionerf y Ribinerf lanzan Eyesberg - Por Xavier Ribalta 24• Novedoso modelo de simulación de generación de gas en los machos para predicción y eliminación en fases

de diseño de defectos por sopladura - Por Simulaciones y Proyectos, S: / FLOW-3D 26• RAPID MANUFACTURING & RAPID PROTOTYPING: Funtional and large prototypes, manufacturing tools and end-

use parts 30• Condiciones de colada en relación con algunos defectos en piezas de fundición producidas en arena en verde - Por

José Expósito 32• Mejoras en el proceso productivo en Fundición Inyectada - Por Jordi Algueró 34• Fabricantes de Máquinas, el fundamento de la industria, para encontrar los profesionales del sector en la Cumbre

de la Industria TATEF 2010 en Estambul, Turquía 38• El papel de la expansión grafítica en la predicción de rechupes. Fundición Gris y Nodular - Por Raúl Pérez de Are-

naza 40• NORICAN Group 43• Proyecto con MIASA: Tratamientos de superficie avanzados para moldes de fundición e inyección - Por Gonzalo

García Fuentes 45• Artículo de un caso de actualidad. CARAT - Colaboración para la productividad - Por Buhler 47• La metalografía como herramienta de trabajo para el análisis de fallo y el control del proceso de las aleaciones de

aluminio moldeadas a presión - Por Luis Testón Ruiz y Tomás Testón Mendoza 50• Acuerdo definitivo para que Stratasys fabrique impresoras 3D con la marca HP 55• Mejora del proceso de fundición inyectada mediante incorporación de sensores en el molde en contacto con el

frente de metal - Por Jörg Gauermann y Juanjo Unanue 56• Inventario de Fundición - Por Jordi Tartera 60Guía de compras 61Índice de Anunciantes 64

Sumario • MAYO 2010 - Nº 23

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Asociaciónde Amigos

de la Metalurgia

ILARDUYA es suministradora integral deproductos para procesos de fundición ycuenta con una amplia gama de produc-tos y, también, a medida en las siguientesáreas:

• Moldeo y machería: aglomerantes, arenasde moldeo y complementos de moldeo.

• Fusión: ferroaleaciones y otros aditivos.• Acabado y Limpieza: abrasivos de limpie-

za y otras aplicaciones.

ILARDUYA, asociado de Hüttenes-Albertusen España, es una empresa moderna quecuenta con una experiencia en el sector de

más de 90 años y que aplica la innovaciónen todos sus procesos con el máximo respe-to por el medio ambiente.

www.ilarduya.comAmorebieta (Vizcaya) – Madrid – Barcelona

Oficinas centrales y Fábrica: Barrio Boroa, s/n Apdo. 35

48340 Amorebieta (Vizcaya) Tel. +34 94 673 08 58Fax +34 94 673 34 54

[email protected]

Pocos eventos se celebran en la fundición inyecta-da, pero este mes “encontramos” uno de ellos, las“Jornadas Técnicas” que organiza TEDFUN en Ma-

drid los días 27 y 28 de Mayo en el Hotel ABBA. Este nú-mero se entrega a todos los asistentes al evento, gra-cias a la colaboración que mantenemos con dichaAsociación.

Igualmente estaremos con stand (Pabellón 2, stand A06) en la BIEMH de Bilbao, la Feria sobre Máquina-He-rramienta tan importante para nuestras fundiciones.Esperemos que dicha Feria marque de una vez por to-das, el punto de inflexión en la economía española, tannecesitada de “movimiento”.

Continuamos nuestro compromiso con el sector, pro-mocionar, difundir y estar presentes en todos los even-tos que se organicen. Y de paso confirmar que somos laúnica revista de fundición presente en ambos eventos.

Antonio Pérez de Camino

Editorial / Mayo 2010

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Editorial

Los principales puntos a favor dela empresa fueron la extraordi-naria calidad de los productos, lafidelidad incondicional de losplazos de entrega y el rigurosocumplimiento de las normativasinternacionales en materia desalud, seguridad y medio am-biente. Como extraordinario secalificó también el concepto delogística, en especial el alto gradode flexibilidad, de esta empresade Suabia.

A esto se sumaba un plazo deentrega sorprendentemente cor-to, de tan sólo cinco días (la fá-brica de prototipos de Pilz traba-ja con plazos de entrega de unsolo día), y el compromiso gene-ral de Pilz a la hora de mejorarmodalidades de entrega.

"Estamos orgullosos de haber me-recido el premio de mejor provee-dor de 2010 y, sobre todo, porquese fundamenta en que valoramosla seguridad en la misma medidaque Vestas Control Systems", afir-ma satisfecho Allan Paulsen, di-rector de Pilz Escandinavia.

Info 2

Más de 400empresasen MATELEC’10El Salón Internacional de Mate-rial Eléctrico y Electrónico, MA-

Noticias / Mayo 2010

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Fechadorpara fundicióninyectadaFabricado en material inoxidableAISI 420 y con una dureza de48÷50 Hrc. permite el marcado enprocesos de inyección de metales.

Ya está disponible en la web laactualización de la gama de fe-chadores Serie compacta y SerieLarga todos los modelos y medi-das en formato 3D.

TELEC’10, que se celebrará del26 al 29 de octubre de 2010, en laFeria de Madrid, organizado porIFEMA, ha confirmado la pre-sencia de más de 400 exposito-res y la contratación de 21.500metros cuadrados.

Unas cifras muy alentadoras, alas que se suman las 410 empre-sas pendientes de adjudicar es-pacio aún, que añadirán otros19.952 metros cuadrados al cer-tamen, y que le confieren la im-portancia nacional e internacio-nal que tiene el principal salónindustrial de nuestro país. A pe-sar de la coyuntura económicaque atraviesa el mercado eléc-trico, electrónico y de telecomu-nicaciones, el apoyo y respaldode las firmas y de las principa-les asociaciones es total, ya quepermitirá congregar en MATE-LEC’10 un número muy repre-sentativo de marcas.

Por todo ello, la organizacióndel certamen prevé que MATE-LEC’10 alcance la presencia demás de 800 empresas partici-pantes, incluidas dos centena-res de firmas extranjeras. Unascifras que consolidan nueva-mente a la feria como el mejorescaparate comercial para la in-dustria nacional y afianza lapresencia foránea con marcasprovenientes de la Unión Euro-pea, EE.UU., Asia y Magreb, en-tre otras áreas.

Con el objetivo de apoyar la par-ticipación, MATELEC ha puestoal alcance de las empresas nu-merosas facilidades, como con-gelación de precios, descuentosinteresantes a la hora de con-tratar servicios vía Internet, y o-tras ventajas en colaboracióncon las principales asociacionesrepresentadas en el Salón Inter-nacional de Material Eléctrico yElectrónico.

Info 3

Desde el area de descarga y sinregistro previo, los clientes pue-den descargarse cualquier in-formación relacionada con tra-zabilidad; fechadores, insertosde reciclaje y marcaje.

Info 1

Pilz recibeel premio“Supplier of theYear Award 2010”Vestas Control Systems, filial deVestas Wind Systems, uno de loslíderes en la fabricación de aero-generadores, distinguió a PilzGmbH & Co. KG de Ostfildern,Stuttgart, con el premio "Supplierof the Year Award 2010". Pilz re-cibió el premio en la categoría desistemas de control.

SYSTEM 4,termómetrosen línea de altaprecisiónLos últimos termómetros de lagama del Sistema 4 de Land pro-porcionan exactitud y flexibili-dad dentro del rango de 0 a 2.600ºC para satisfacer las necesida-des exactas de su proceso.

nueva planta de licuefacción enSevilla. Esta planta formará par-te de la infraestructura ya exis-tente en esta localidad.

Esta nueva planta de licuefac-ción permitirá incrementar sig-nificativamente la capacidad deproducción de nitrógeno y oxí-geno. Gracias a ello, CarburosMetálicos podrá contar con unamayor capacidad de suministroante la creciente demanda de o-xígeno líquido, nitrógeno y ar-gón de la región.

Esta inversión también posibili-tará incrementar la eficienciade la cadena de suministro de lacompañía debido al aumento dela capacidad de producción denitrógeno y oxígeno, garanti-zando la disponibilidad de estosproductos para todos los secto-res, sin depender en ningún ca-so de fuentes externas de apro-visionamiento.

Info 5

FARO con nuevoLaser Tracker IONen la BIEMHFARO, uno de los proveedores lí-deres mundiales de solucionesportátiles de medición y capta-ción de imágenes, presentarápor primera vez en España elnuevo FARO Laser Tracker IONen la BIEMH 2010 en el pabellón5, stand C69.

El Laser Tracker ION, lanzado enotoño del año pasado se destacapor su precisión volumétricaque ha mejorado en un 27% enrelación con el modelo anterior,alcanzando 0,049 mm a 10 me-tros. El rango del diámetro demedición se ha ampliado un36%, hasta 110 metros y el pesoha disminuido un 12%, hasta

17,7 kg. El tracker se emplea pa-ra aplicaciones como alinea-ción, instalación de maquinaria,inspección de componentes, fa-bricación y montaje de herra-mientas, e ingeniería inversa.

En el stand de FARO los visitan-tes podrán también informarsesobre las últimas tecnologías ysoluciones de los brazos portáti-les FaroArm, FARO ScanArm,FARO Gage y FARO Laser Scan-ner Photon y de las diferentessoluciones de software.

El brazo portátil más avanzadodel mercado, es el FaroArmQuantum con una precisión dehasta 0,016 mm adecuado paratodos que buscan soluciones demedición a tolerancias extre-mas. También se presentaránlos FaroArm Platinum y Fusion.El ScanArm combina el Faro-Arm de siete ejes con tecnologíaláser y permite realizar medi-ciones táctiles y sin contacto enuna operación. Todos los brazosde FARO facilitan las medicio-nes más complejas y permitenllevar a cabo alineaciones, cali-braciones, inspecciones, inge-niería inversa y documentacio-nes de inventario.

Info 6

Noticias / Mayo 2010

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• Nuevos modelos de termóme-tros de alta y baja temperatu-ra y Fibroptic.

• Procesadores LANDMARK di-gitales o analógicos; simples omulticanal.

• Salidas industriales 4/20 mA.

• Amplio rango de accesorios demontaje de alta efectividad.

• Termómetros y procesadorescompletamente intercambia-bles.

• Exactos, fiables, medida sin de-riva.

Info 4

CarburosMetálicosinvierte en unanueva plantade licuefacciónCarburos Metálicos, grupo AirProducts, anuncia la inversiónde más de 10 M. de euros en una

Información / Mayo 2010

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Avance de datos de UNESID

La producción de acero bruto en las fábricas españo-las durante el mes de marzo ha ascendido a 1,6 mi-llones de toneladas, un 19,3% más que en el mes defebrero y un 33% más que el mes de marzo de 2009.

Con esta cifra se recupera el nivel de actividad delúltimo trimestre de 2009, tal como se aprecia en elgráfico adjunto. La subida sobre el año pasado es ló-gica, si se tiene en cuenta que la producción de prin-cipios de 2009 fue la más baja de toda la década.

Realizando comparaciones trimestrales, en elprimer trimestre de 2010 se han producido un2,8% más de toneladas que en el cuarto de 2009,y 36,6% más que en el homólogo primer trimes-tre de 2009.

Anualmente, los doce últimos meses (abril-09 amarzo-10), con 15,5 millones de toneladas, si-guen presentando un descenso del 8,1% con res-pecto a los doce meses anteriores (abril-08 amarzo-09), en los que se produjeron 16,9 millo-nes de toneladas.

La producción españolade acero sigue mostrandotendencias a la recuperaciónen el mes de marzo

“La 3 ª Feria Internacional de Dongguan so-bre Fundición y Fundición Inyectada", or-ganizada por la Asociación de Fundición

de Hong Kong y co-organizada por la Expo Mundialdel Comercio Ltd., se celebró con éxito del 17 al 20marzo, Centro de Conferencias Internacional y Ex-hibición de Dongguan en China.

Los organizadores están ampliamente satisfechospor contar con hasta 100 expositores procedentesde Hong Kong, República Popular de China y delextranjero, ocupando una superficie total de expo-sición de 5.000 m2. Una gran cantidad de piezasprocedentes de los países más avanzados, comopor ejemplo, Europa, América, Japón, Corea, Tai-wán, Hong Kong y la RP China fueron exhibidos enla Feria. Como resultado de la campaña de marke-ting global, los compradores y visitantes de todo elmundo fueron atraidos al evento, con una asisten-cia total que supera las 10.000 personas.

La ceremonia de apertura se celebró el 17 de mar-zo de 2010 por la mañana con la presencia de dis-tinguidos invitados del sector como el Sr. Li WanJin, (Presidente de la Asociación de Acabados de

Superficies de Tai-wán), Mr.Zhang LiBo, (Secretario Gene-ral de la AsociaciónChina de Fundición),el Sr. Shen Ji Zheng,(Presidente de la Co-operativa de la In-dustria de Corea), elSr. Steven (Presiden-

te de la filial internacional de la Asociación Nacio-nal de Acabado de Superficies), el Sr. Kam PhohChong, (Presidente de la Asociación de Ingenieríade Superficies de Singapur), etc. También hubo re-presentantes de las asociaciones de comercio deHong Kong, China continental y del extranjerotambién.

Merece la pena destacar que una docena de semi-narios temáticos se llevaron a cabo simultánea-mente en el Salón, con el patrocinio de las marcasmás renombradas y los organismos profesionales,tales como Dow Corning (Shanghai) Ltd., YizumiPrecision Machinery Co., Ltd., Co. Anycasting , Ltd.,y Shenzhen LEADWELL Technology Co., Ltd., etc.

Además, los visitantes que asistieron a la Exposi-ción y Simposio también eran procedentes de mar-cas de renombre mundial tales como, ClamptekEnterprise Co., Ltd., John Richard China Oficina deRepresentación, ABB ( China) Subdivisión deGuangzhou Limited, Casting & Execellent de SdnMetal Industries. Bhd, Foxconn International Hol-dings Ltd., Akzo Nobel Coatings (Dongguan) Co.,Ltd., Singapur Epson Industrial Ltd. de mascotas,KIWA Chemical Co., LTD., etc.

Basándose en el enorme éxito para la atracción decompradores de calidad y amplia gama de exposi-ciones, el volumen de negocio total de 16 millonesde yuanes se registró en la Exposición. Una vezmás, el evento más importante ha sido altamentereconocido por su excelencia en el mercado parafacilitar el comercio industrial y el intercambio detecnología”.


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IED 2010 - altamente reconocidapor su excelencia en el mercado

ABB ha lanzado el más pequeño de sus ro-bots industriales multiuso: el compacto, á-gil y ligero IRB 120 de seis ejes. Disponible

con una nueva versión compacta del popular con-trolador IRC5, el robot sólo pesa 25 kg y puede ma-nejar una carga útil de 3 kg (4 kg con muñeca verti-cal), con un alcance de 580 mm.

El nuevo robot pequeño de ABB ofrece todas lasfunciones y conocimientos técnicos de la gama deABB en un tamaño mucho más pequeño, con loque contribuye a reducir el espacio que ocupan lascélulas robotizadas. Su tamaño, combinado con sudiseño ligero, hace del IRB 120 una opción econó-mica y fiable para generar altos volúmenes de pro-ducción a cambio de una inversión mínima.

El nuevo modelo tiene también un recorrido de 411mm, el mejor de su categoría, y la capacidad de al-canzar 112 mm por debajo de su propia base. Idealpara una amplia gama de industrias, el IRB 120 esel componente perfecto para introducir aplicacio-nes rentables para la manipulación y montaje depiezas pequeñas, especialmente en las situacionesen que el espacio es un aspecto importante.

Para reducir el espacio que ocupa la tecnología ro-bótica, el IRB 120 se puede montar en cualquier án-gulo, en una celda, encima de una máquina o cercade otros robots de la línea de fabricación. El com-pacto radio de giro en el eje 1 garantiza la posibili-dad de montar el robot en estrecha proximidad asu aplicación.

Aumentando aún más su capacidad para mejorar laproductividad, el control de movimiento del IRB 120y su precisión de recorrido —la mejor de su clase—están soportados por el modelo dinámico avanzadodel controlador IRC5 Compact que incorpora el soft-ware de control de movimiento QuickMove y True-Move. Utilizar el nuevo controlador Compact con elIRB 120 garantiza un movimiento de robot previsi-ble, de alto rendimiento, combinado con un recorri-do independiente de la velocidad.

El IRC5 Compact amplía la completa familia decontrol IRC5 y aporta todas las ventajas del mejorcontrolador de robots del mundo. Esto incluye unóptimo movimiento del recorrido, programaciónFlexPendant de fácil uso, un lenguaje RAPID flexi-ble y potentes capacidades de comunicación; y, a-hora, todo ello ocupando un espacio mínimo. En u-na segunda fase, está previsto que a lo largo de2010 el controlador IRC5 Compact esté disponiblepara otros robots de ABB, como el IRB 140 y el IRB360 Flexpicker.

Además de las evidentes ventajas de ahorro de es-pacio, el controlador Compact también permite u-na fácil puesta en marcha gracias a la entrada depotencia monofásica, los conectores externos paratodas las señales y el sistema integrado de 16 en-tradas y 16 salidas ampliables.


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Nuevo robot de pequeño tamañopara una producción flexibley compacta

Durante el pasado mes de noviembre, se ce-lebraron en Metal Test unas Jornadas con elobjetivo de presentar a sus clientes la nue-

va máquina tridimensional de taller DuraMax deCarl Zeiss IMT; así como mostrar las instalacionesde la empresa catalana y los servicios de mediciónque realizan en sus laboratorios.

Procedentes de sectores tan diversos como automo-ción, construcción, grifería o servicios telemáticos,entre otros, los asistentes fueron recibidos con unapresentación interactiva, mediante un concurso dehistoria sobre la presencia de Carl Zeiss a lo largo deltiempo y sobre los logros conseguidos por la multina-cional alemana. A continuación, visitaron el labora-torio de Metal Test e hicieron un recorrido por las ins-talaciones de la empresa. Después se realizaron lasdemostraciones prácticas en el laboratorio, empe-zando con la nueva DuraMax, de ZEISS, que permiteacercar el equipo de control hasta la misma cadenade producción. Además, tiene una gran facilidad demanejo gracias al software Calypso y su módulo GearPro capaz de verificar todo tipo de engranajes. Su ta-maño reducido posibilita el fácil movimiento del e-quipo, ocupando un mínimo espacio en planta.

Los clientes que llevaron piezas propias pudieronverificarlas y observar el comportamiento de la Du-raMax, mostrando su asombro por la sencillez, rapi-dez y eficacia de las mediciones que se realizaron. A-simismo, estuvieron comprobando las prestacionesde la Contura G2, máquina residente en las instala-ciones de Metal Test. El recorrido finalizó con la de-mostración del Faro Gage, a través de la digitaliza-ción de la superficie de la maqueta de un automóvil.

Asimismo, ZEISS ha firmado un acuerdo de colabo-ración con ellos, lo que les permite suministrar elservicio de metrotomografía con el Metrotom. Estaherramienta de la multinacional alemana permite lamedición no destructiva de la pieza, la comparaciónen su totalidad de los valores nominales y medidosdel interior y del exterior. También analiza la porosi-dad y controla los defectos y el montaje; verifica lasmaterias primas ligeras como el magnesio, la cerá-mica, el aluminio o los nuevos composites; controlalos componentes ya montados, hasta culatas de alu-minio fundido; y realiza una comparación rápida yfiable de los datos completos nominales y medidos.

A parte de las demostraciones, los asistentes pu-dieron observar los distintos kits de amarre de pie-zas de la firma Junker&Partner, perteneciente alGrupo Carl Zeiss. Se trata de sistemas completa-mente flexibles que permiten su adaptación a lasdiferentes piezas, no importando la forma que és-tas tengan. Están fabricadas en aleaciones de alu-minio, cumpliendo los más estrictos controles decalidad dentro de un precio muy competitivo.


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Jornadas sobre Duramaxde Carl Zeiss en Metaltest

TECNALIA Corporación Tecnológica participa,junto con otras empresas y Centros Tecnoló-gicos Europeos, en el proyecto `Foundry-

bench´ cuyo principal objetivo es investigar procesosmás eficientes desde el punto de vista de ahorro e-nergético en el sector de Fundición. Su objetivo prin-cipal, que cuenta con un presupuesto de 1,5 millonesde euros, es fomentar la eficiencia energética y el u-so racional de la energía en la fundición, uno de lossectores de mayor consumo energético y, por consi-guiente, un sector con gran potencial de ahorro. Laeficiencia energética se medirá una vez aplicadas lassoluciones y buenas prácticas propuestas, tras el a-nálisis de la herramienta de benchmarking en lasdistintas fundiciones que participan directamenteen el proyecto. Al cierre del proyecto se elaborará unlibro de buenas prácticas que será difundido en to-das las Asociaciones de Fundidores a nivel Europeo.

En el proyecto `Foundrybench´, cuya finalización estáprevista para diciembre de 2011, participan 15 Fundi-ciones referentes de cada tipo de fundición y ochocentros de 7 países europeos (España, Finlandia, Sue-cia, Polonia, Francia, Alemania y Reino Unido), inclui-do TECNALIA. Este proyecto se suma a otros para elsector de Fundición en los que TECNALIA está inmer-so. Entre otros, se puede destacar el proyecto ‘DIO-FUR’, cuyo objetivo es reducir la cantidad de dioxinasque se generan en los diferentes y más usuales me-dios fusores en fundición de metales férreos. Este pro-yecto, nacido desde el sector europeo de la fundicióny dirigido al mismo, ha permitido establecer el proto-colo más adecuado de medida-caracterización-mini-mización en función de las mejores técnicas disponi-bles, así como compartir información. Los resultados

se han obtenido a partir del análisis del contenido endioxinas atrapado dentro de las partículas de polvo e-mitidas y de la captura de la parte contenida en losgases mediante técnicas de adsorción-desorción.

Desde su creación hace ocho años, TECNALIA diri-ge su actividad de I+D+i a aportar valor que se refle-je en los resultados empresariales y en el bienestarde la sociedad. En la actualidad está formada porlos Centros Tecnológicos Azti, Cidemco, EuropeanSoftware Institute (ESI), Fatronik, Inasmet, Labein,Neiker y Robotiker. Además, EUVE se encuentra enproceso de integración en la Corporación.

Con objeto de proporcionar el más completo apoyo ala Industria de la Fundición, TECNALIA creó una U-nidad especializada en este sector en el año 2004. O-frece masa crítica para poder competir, con especia-lización en mercado y tecnología, excelenciatecnológica en proyectos integrados y multidiscipli-nares, aportación de valor al cliente, que se refleja ensus resultados empresariales y en el bienestar de lasociedad. Su inicio de actividad tiene sus comienzosen la ATFG en 1962, origen de la actual Inasmet-Tec-nalia. Por tanto, más de cuarenta años de relacióncon las empresas de este sector avalan la permanen-te apuesta por la generación de conocimiento ytransferencia tecnológica para lograr una presenciacada vez más competitiva de las empresas dedica-das a la Fundición en el mercado.

El conocimiento de los diferentes sectores para losque los fundidores trabajan (eólico, automoción, má-quina herramienta…) le permite gestionar el futuro ylas tendencias del sector de la fundición y tener unamayor capacidad innovadora resolutiva del futuro.


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TECNALIA analiza ahorrosenergéticos en los procesosdel sector de Fundición

La continua presión creciente de los temas am-bientales, tales como humo, olor, y escombre-ras o áreas de deshecho, ha provocado una a-

tención creciente a la necesidad del desarrollo de unproceso para reducir el impacto ambiental en laproducción de piezas.

El Geopol A es un aglomerante inorgánico para laproducción de moldes y machos, que endurecenmediante la adición de acelerante líquido. Esteproceso se diferencia del tradicional silicato sódicopor el mecanismo de formación del aglutinante. ElGeopol A forma un polímero inorgánico amorfo,presentando mayores resistencias a niveles de adi-ción mas bajos, en comparación al proceso de sili-cato que forma un gel de sílice.

Una de las principales ventajas del proceso, compa-rado con otros sistemas inorgánicos, es la capacidadde recuperar alrededor del 75% de arena medianteun equipo mecánico corriente de martillos. Se logra

el completo endurecimiento y mayores resistenciascon menores porcentajes de adición (normalmente2% aproximadamente la mitad de otros habitualesaglutinantes inorgánicos), lo cual mejora el “flow” ofluidez de la arena, el acabado superficial y la colap-sibilidad después de colada. Con la adición de endu-recedor o acelerante de 8 a 16% del peso del agluti-nante puede ajustar el tiempo de desmoldeo sinalterar el “tiempo de banco”.

Comparando con los sistemas de moldes convencio-nales en uso, el nuevo proceso ha reducido drástica-mente el impacto ambiental sin la presencia de com-puestos orgánicos volátiles. Este proceso producemuy poco olor o humo durante la mezcla, la colada odesarenado Fig. 1 muestra un molde acabado de colarde 500 kilos de acero inoxidable, sin humos visibles,mejorando las condiciones de trabajo. Las principalesventajas del nuevo desarrollo en la tecnología de a-glutinante inorgánico puede resumirse como sigue:

• Adiciones reducidas que las correspondientes asistemas convencionales.


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Sistema de recuperación de arenacon aglomerante inorgánico,reduciendo el impacto ambientalPPoorr BBEERRGG

• Muy baja emisión de humos durante y despuésde la colada.

• Prácticamente sin olor en el mezclado.• Muy bajo impacto ambiental (sin compuestos or-

gánicos volátiles).• Control del tiempo de desmodelado sin alterar la

“vida de banco”.

Artículo presentado por Jhon Winter & Co Ltd.en Foundry Trade Journal International

Diciembre 2009

Mayo 2010 / Información

Figura 1.

• La arena muestra una elevada fluidez (flow).• Mejora el acabado superficial.• Mejora la compactibilidad de la arena• Puede recuperarse un 75%.• Mejora la colapsibilidad en relación a los silicatos

convencionales.

El ingeniero Rafael Gonzaga Jarquín ha de-mostrado en su tesis que los tratamientostérmicos son prescindibles en las fundicio-

nes de hierro y que, a través de un balance ade-cuado de los elementos de aleación, se puedenmejorar las propiedades mecánicas del material.El sistema propuesto supone, además, un ahorroenergético y económico. El trabajo doctoral, de-fendido en la Universidad Pública de Navarra y di-rigido por el profesor del Departamento de Inge-niería Mecánica, Energética y de Materiales JavierFernández Carrasquilla, ha obtenido la califica-ción de sobresaliente.

Rafael Gonzaga Jarquín es ingeniero industrial porla Universidad Pública de Navarra y por la Univer-sidad Rusa de los Pueblos (Moscú), donde tambiénrealizó estudios de posgrado sobre construcción demáquinas. Ha presentado ponencias sobre su áreade investigación en diversos congresos y cuentacon tres publicaciones en revistas científicas.

Procesos más económicos

Según explica el autor, en las fundiciones, una vezobtenida la pieza “en bruto de colada” –es decir, di-rectamente extraída del molde–, se le aplican tra-tamientos térmicos de recocido, normalizado, re-venido, temple, en función de las características ypropiedades mecánicas que se quieran obtener.Así, por ejemplo, estos procesos varían si se tratade obtener ferrita, perlita, martensita u otra micro-estructura de fundición de grafito esferoidal.

Sin embargo, si bien es cierto que las propiedadesmecánicas y características de las fundiciones dúc-tiles dependen, en gran manera, de los tratamien-tos térmicos aplicados, el autor apunta que tam-bién juegan un papel importante los aditivos. Enconcreto, la principal aportación de esta tesis doc-toral consiste en demostrar que dichos tratamien-tos térmicos, que resultan costosos en términoseconómicos, “pueden ser reemplazados por un ba-lance adecuado de los elementos de aleación, e in-cluso se pueden conseguir resultados iguales yhasta mejores de las propiedades mecánicas”.

Rafael Gonzaga indica que en la tesis se ha demos-trado, mediante ensayos mecánicos, que con uncontenido adecuado de los elementos de aleaciónse pueden obtener propiedades mecánicas mejoresde las que exigen las normas actuales. “Las propie-dades mecánicas determinadas experimentalmen-te en este trabajo son resultado de un balance ade-cuado del contenido de los elementos de aleación,así como de la velocidad de enfriamiento durante lasolidificación de las fundiciones”, indica.

Además, en este trabajo se concluye que, “cono-ciendo que los valores de resiliencia y de energíaabsorbida dependen de las temperaturas a las quese realiza el ensayo y que también existe una rela-ción respecto a los tratamientos térmicos, que talesvalores de resiliencia y energía absorbida, están di-rectamente asociados a la composición química dedicho material, sobresaliendo el efecto del silicio”.

Asimismo, Rafael Gonzaga señala que, en los estu-dios realizados, se observa que las propiedades de


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Una tesis doctoral demuestraque los tratamientos térmicosson prescindiblesen las fundiciones de hierro

tracción varían, principalmente, por la influenciadel contenido de perlita de la matriz. “El límite e-lástico 0,2% y la resistencia a la tracción crecen, yel alargamiento decrece. Los valores mayores deresistencia a la tracción y límite elástico que pre-senta la fundición con 100% de ferrita, se deben alalto contenido de silicio presente en la misma. Elsilicio endurece la ferrita y aumenta la resisten-cia”.

Por último, apunta que los valores obtenidos detenacidad de fractura en las fundiciones dúctilesde estructura ferrito-perlítica están relacionados,según observaciones realizadas en la investiga-ción, con el contenido de ferrita que rodea los nó-dulos, “pues los valores mayores de tenacidad defractura obtenidos se incrementaron con dichocontenido a temperatura ambiente”. Los valoresmayores de resistencia obtenidos en la fundiciónde matriz completamente ferrítica, se debe al altocontenido de silicio y de níquel. El silicio“endure-ce la ferrita y aumenta las propiedades de resis-tencia”, apunta Rafael Gonzaga.

RIBINERF s.l. es el distribuidor exclusivo para lapenínsula de la firma VISIONERF, y tenemosmás de 20 años de experiencia en soluciones

altamente tecnológicas en visión artificial aplicadasa múltiples sectores: Aeroespacial, Automóvil, fun-dición, ferroviario, armamento, alimentación, agrí-cola, etc… Distribuimos para toda la península elproducto Eyesberg, solución para picking, controldimensional, clasificación y mecanizado de piezas.

Eyesberg

VISIONERF conjuntamente con Ribinerf, tiene enmarcha una serie de soluciones llamadas Eyesberg,con base a una nueva tecnología 3D. El principio bá-sico es, asociar nubes de puntos 3D adquiridos porel controlador de la visión en tiempo real, con elmodelo CAD de la pieza. Escaneando una parte de lapieza, (como si fuera la punta de un iceberg), es sufi-ciente para identificar toda la pieza y ubicarla en laescena de trabajo. Eyesberg también nos permite lamedición 3D en línea, contra el modelo CAD.

Este sistema pone fin a la programación pieza apieza, pues es suficiente el modelo en CAD de lamisma para programar rápidamente un nuevomodelo. Reduciendo costes y mejorar la ergonomíade los operarios.

Medición 3D en línea

Este primer módulo proporciona un control di-mensional de las piezas en la línea de producción,a menor coste, pues la programación de nuevosformatos es extremadamente rápida.

La pieza es escaneada en 3D y la comparación conel modelo en CAD nos permite el control superfi-cial de la pieza (faltas o excesos de material, di-mensiones, defectos de planitud, de forma, etc…).Este control no se ve afectado por manchas de óxi-do o cambios de colores, pues la tecnología aplica-da obtiene la forma física de la pieza. El resultadopermite la expulsión de la pieza no conforme.

Reposicionado 3D para mecanización

Este módulo permite un guiado 3D del robot quedebe desbarbar o mecanizar una pieza.

El sistema tiene en cuenta que el tamaño real de lapieza difiere del modelo teórico o de la ruta teóricadel robot. Para un correcto desbarbado / mecaniza-do, indica al robot la nueva ruta a seguir. Por tanto,Eyesberg tiene en cuenta tanto el error de posicio-nado de la pieza, como su deformación o diferenciade tamaño. Parámetros que afectan a la precisiónde desbarbado/mecanizado con robot.

Reduce significativamente los costes de automati-zación, ya que además la programación de un nue-vo formato se realiza en un tiempo mínimo, preci-sando solamente el modelo en CAD de la pieza.


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Visionerf y Ribinerflanzan EyesbergPPoorr XXaavviieerr RRiibbaallttaa ((DDiirr.. CCoommeerrcciiaall))

El sistema permite en desbarbado, pulido y fresa-do, una facilidad de programación y calidad de a-cabado nunca conseguido hasta la fecha.

Reconocimiento y clasificación

Es el tercer módulo. En un flujo heterogéneo depiezas, identifica el modelo escaneado de los cien-tos de referencias que figuran en la base de datosEyesberg. Esta base de datos está compuesta porcada superficie 3D de modelos CAD. Esta soluciónpermite reconocer el modelo y su posición 3D. Paralíneas de pintura, clasificado, etc.


BinPicking 3D

Este módulo, permite a un robot la cogida de la pie-za directamente de un contenedor, estando estasde forma totalmente aleatoria. Una vez escaneadala superficie 3D, teniendo el modelo en CAD de lapieza y el modelo en CAD de la pinza, se determinauna pieza en quela pinza, sin coli-sionar, pueda co-ger. El sistemacontrola que éstano está anidadacon otras piezasy que al retirarlano haya colisio-nes con la caja uotras piezas. La programación de un nuevo modeloes simplemente introduciendo el modelo en CADde la pieza.

Esta solución nos permite reducción de costes deproducción y programación, así como reduccióndel espacio, al ser el robot el que coge directamen-te la pieza del contenedor.

Resumen

La fundición en arena aglomerada con resinas hacosechado en muchas ocasiones estrepitosos fra-casos a lo largo de su dilatada historia. Existen al-gunos procesos, todavía no comprendidos, quepueden causar problemas en la calidad en el fundi-do. Por ejemplo, los aglomerantes químicos en laarena pueden producir gas cuando su temperaturaaumenta a causa del metal fundido. Si ese gas noes venteado adecuadamente, el gas puede fluir almetal provocando un defecto de porosidad.

A través del software de simulación de procesos defundido se puede ahora simular la formación deeste gas en los machos de arena. De esta manerase pueden diseñar convenientemente los venteosque permitan evacuar el gas producido por los a-glomerantes.

En la práctica se unen dos tipos principalmente: aglo-merantes basados en resinas orgánicas (resinas fenó-licas, de fenol-formaldehido, formaldehido de urea,formaldehido de úrea/alcohol furfurílico, isocianatofenólico e isocianato alquílico) y aglomerantes basa-dos en resinas inorgánicas, como por ejemplo el sili-cato de sodio y otros. Los de tipo orgánico pueden cu-rarse a temperatura ambiente, con ayuda de uncatalizador, o a mayor temperatura (thermosetting).

El modelo de simulación de formaciónde gas en los machos

Los factores más importantes que contribuyen a laformación del gas en los machos los describe

Campbell en “Castings” (Butterworth-Heinemann,2000), páginas,105-109. El gas se produce en unrango de temperaturas de entre 500 y 700 ºK paraaglomerantes basados en resinas. El gas fluye ha-cia los venteos a través de la arena porosa con unapérdida de presión asociada. La porosidad de la a-rena llega hasta un 40%. El venteo puede ocurrir deforma natural hacia el exterior del molde o bien a-yudado a través de un orificios practicados hastalos soportes del macho en el molde.

La velocidad microscópica del gas ucg está gober-nada por la ecuación del flujo en medios porosos:

(1)

pcg presión del gas.

K permeabilidad intrínseca (10-10 m2 a temperatu-ra ambiente según Donald A. Nield and AdrianBejan, “Convection in Porous Media” (Springer,2006).

µ viscosidad del gas.

Se desprecian en el modelo de simulación, los e-fectos inerciales y la dependencia en temperaturade la viscosidad del gas.

La densidad del gas está gobernada por la ecuaciónde transporte de masa:

(2)


26

Novedoso modelo de simulaciónde generación de gasen los machos, para prediccióny eliminación en fases de diseñode defectos por sopladuraPPoorr SSiimmuullaacciioonneess yy PPrrooyyeeccttooss,, SSLL // FFLLOOWW--33DD

proximación debido al alto contenido de ca-lor de la parte sólida del macho respecto a laparte gaseosa y adicionalmente debido a laalta superficie por unidad de volumen queestá del orden de 10-4 m-1 en arenas para ma-chos.

La conversión del aglomerante sólido en gas estádescrita por la ecuación de Arrhenius de acuerdocon estudios de descomposición de polímeros,fuentes: Kalayan Annamalai and Ishwar K. Puri,“Combustion Science and Engineering” (CRC Press,2007), R. Font et. al., “Pyrolysis study of polyuretha-ne,” Journal of Analytical and Applied Pyrolysis,58-59, (2001).

Cb Constante empírica de reacción.

Eb Energía de aglomeración.

R Constante universal del gas.

T Temperatura del macho.

ρcg densidad microscópica del gas.

ρb densidad macroscópica del aglomerante.

Se supone que el gas es compresible.

La ecuación (2) debe ser resuelta numéricamentecon un método implícito de acoplamiento de la e-cuación de velocidad para asegurar estabilidadcomputacional a un time-step razonable. Esto seconsigue usando una variante del método ICE (Im-plicit Continuous-fluid Eulerian).

La densidad del gas se considera a través de la leyde los Gases Ideales que describe de manera ade-cuada el gas producido en el aglomerante, espe-cialmente a altas temperaturas.

(3)

Rcg Constante del gas obtenida de la calibracióndel modelo.

T Temperatura del gas que se asume igual a latemperatura del macho. Esta es una buena a-


Caso de estudio – Bloque motor General Motors, machospara refrigeración líquida del bloque

te del 3% en peso. La fundición completa tambiéncontiene un molde en dos partes, sin embargo so-lamente se han simulado los machos internos ensu posición relativa.

El llenado se realiza por la parte inferior a una ve-locidad de llenado correspondiente al tiempo dellenado, que es 1,5 segundos, usando una condi-ción de contorno dependiente del tiempo en la en-trada. Al final del llenado, la pendiente de la rampade la presión de entrada se incrementa, alcanzan-do la columna de presión en el llenado. Esto se re-aliza para reducir la presión del metal al final delllenado y permitir que algo de gas se escape delmacho al metal a efectos demostrativos.

En el modelo se supone que no existe condensa-ción en el gas generado. Para la mayor parte de loscasos, si se produjera condensación no afectaría ala presión del gas en las primeras etapas de gene-ración (momento en el cual existe la mayor proba-bilidad de defectos). Asimismo se ignoran en elmodelo los efectos endo/exo-térmicos de la des-composición del aglomerante.

Calibración del modelo

Las técnicas experimentales que cuantifican lacantidad de gas generado en la fundición se divi-den en dos: Métodos de desplazamiento (el gas ge-nerado desplaza aceite en un colector) y métodosde presión (el gas generado se almacena en un ha-bitáculo de volumen fijo midiéndose el aumentode presión).

El método de simulación se ha calibrado a travésde métodos de presión. A través de este método secalcula la constante del gas R para resinas aglome-rantes tipo PUCB.

Aplicaciones industriales reales del modelo

Caso de estudio – Válvula

Para demostrar la utilidad del modelo de simula-ción de formación de gas en los machos, se mues-tran algunos resultados de una fundición de hierrocon dos machos de arena internos. Los dos machosinternos tienen un contenido en resina aglomeran-


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Representación de la presión del gas (izquierda) y del flujo degas (derecha) al metal a los 5 segundos. El tiempo de llenado es1,5 segundos. La presión en el macho en anillo es aproximada-mente el doble de la que es en el macho en T. El taladro verticalen el macho en T junto con el apoyo ventilado es muy efectivopara ventilar el gas producido. El macho en anillo está inade-cuadamente ventilado en este diseño.Simulaciones realizadas mediante FLOW-3D, cortesía de FlowScience Inc.

En la simulación se puede comprobar cómo, a la derecha, apa-rece coloreado el flujo de gas en el macho.Simulaciones realizadas mediante FLOW-3D, cortesía de FlowScience Inc.

A la izquierda: histórico de presiones a la entrada para el mate-rial por el punto inferior del dominio. A la derecha: geometríade los dos machos. El macho en “anillo” en el plano horizontalestá próximo pero no toca el macho en “T”. Las zonas verdes in-dican los soportes de los machos en el molde donde además seencuentran los venteos (a excepción del apoyo de la derecha).Asimismo hay un taladro central en el macho en “T” que llegahasta aproximadamente el centro de dicho macho.

Arriba se representa la configura-ción del conjunto en el que se puedever el macho sin ningún tipo deventeo. En la imagen de la izquier-da cuando se produce el vertido dematerial, se manifiesta la genera-ción de gas que fluye a través delmetal fundido hasta la superficieformando grandes burbujas super-ficiales.

A la izquierda se representan lostaladros realizados para ventilarlos machos. En la simulación rea-lizada se comprueba cómo desa-parece el flujo de gas producido enlos machos. Simulaciones realizadas medianteFLOW-3D, cortesía de Flow Scien-ce Inc.

En este caso se ha realizado la simulación de lafundición de un bloque motor de General Motorscon los machos correspondientes a la refrigeraciónlíquida del mismo.


Análisis y Simulación(AyS) lleva 20 años su-ministrando tecnolo-

gía de ingeniería consiguien-do en el mercado del diseño yde la simulación una impor-tante presencia, más de 500clientes y un reconocido pres-tigio en el campo de la simu-lación virtual.

El pasado año se incorpora alos productos suministradoscon AyS la línea de productos “Fortus” de la Multi-nacional Stratasys.

Stratasys es la compañía líder en 3D Printing y For-tus. Fundada en 1989, abarca más del 60% del mer-cado de la industria. Le avalan más de 8.000 clien-tes y su facturación anual alcanza los 124 millonesde Euros.

La Tecnología de fabrica-ción FDM (Fused DepositionModeled), es utilizada parala obtención de piezas oprototipos tangibles esen-cialmente funcionales ysusceptibles de ser utiliza-das en montaje. El procesode obtención de los compo-nentes plásticos se realizamediante una boquilla quedeposita capa a capa el ter-moplástico en estado semi-

fundido. Los componentes obtenidos pueden serensayados, pintados, mecanizados, pulidos, arena-dos, deposiciones metálicas …

Sus dimensiones oscilan entre 355 x 255 x 254 mm3

hasta 914 x 609 x 914 mm3.

La relación de materiales y máquinas es la siguien-te:


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RAPID MANUFACTURING &RAPID PROTOTYPING: Funtional and large prototypes,manufacturing tools and end-use parts

Las ventajas de los componentes obtenidos así co-mo de la tecnología son:

• Obtención de piezas partiendo de 3D.• Precisión de ±0.0762 mm.• Fabricación desasistida.• Escaso mantenimiento de máquina.• Sin necesidad de personal cualificado.• Obtención de piezas funcionales.• Método de fabricación para series medias.• Elevada flexibilidad de los modelos.• Posibilidad de post-acabados.


En este trabajo el autor enfoca el mismo a laspiezas fabricadas en fundiciones de base hie-rro grafíticas.

La importancia que tiene el efecto de la temperatu-ra de colada, bien directamente o en combinacióncon otros factores, además de los tiempos de cola-da, tienen un pronunciado efecto sobre muchos delos defectos observados en las piezas, y todas laspiezas o familias de piezas tienen una gama ópti-ma de temperatura y tiempos de colada.

Ante cualquier “plaga” de defectos en las piezas ypuesto que con los actuales equipos de colada, es fá-cil el modificar y mantener los parámetros arriba in-dicados, el autor considera que la primera y rápidamedida a tomar, sería el variar las temperaturas decolada y posteriormente de acuerdo con los resulta-dos obtenidos, el cambiar o no los tiempo de colada.

Es de suponer que los cambios en las condiciones decolada, ayudarán a reducir o eliminar dichos defec-tos, para posteriormente estudiar en un clima demayor tranquilidad otras posibles soluciones a apli-car, en función de los orígenes del o de los defectos.

Un progresivo aumento en la temperatura de cola-da, puede conducir a una mayor tendencia a los si-guientes defectos:

1. Flotación de Carbono y Grafito “Chunky”.Reducir el tiempo de colada.

2. Inclusiones de Arena, Erosiones y Dartas de E-rosión.Reducir la velocidad / tiempo de colada.

3. Degeneración del Grafito en Fundición Esferoi-dal.En este caso es conveniente reducir el tiempode colada.

4. Hinchamiento de Moldes. Rechupes con Super-ficies dendríticas. Variación del peso y Dimen-siones de las piezas.Reducir el tiempo de colada.

5. Grietas/Fisuras en caliente.Reducir el tiempo de colada.

6. Defectos de dilatación : Colas de Rata, Bucles yDartasReducir el tiempo de colada.

7. Defectos de Dilatación : Veining, Finning oCresta de Gallo.En el caso del moldeo químico, normalmentese emplean arenas de sílice de alta pureza y sedebe reducir la temperatura de colada.Conviene reducir el tiempo de colada.

8. Penetración Metálica, Química y Superficie Ru-gosa.Reducir la velocidad / tiempo de colada.

9. Defectos Superficiales debidas al contenido enFlúor en la arena de moldeo.Es conveniente reducir el tiempo de colada.

10. Sopladuras de Ángulo.Al igual que en el defecto anterior es conve-niente reducir el tiempo de colada.

11. Rechupes Externos e Internos. Defectos de In-sanidad internos (porosidad interdendrítica) y


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Condiciones de colada en relacióncon algunos defectosen piezas de fundiciónproducidas en arenaen verdePPoorr JJoosséé EExxppóóssiittoo

piezas, es adecuado el aumentar la temperatura decolada y a la inversa.

Además de influir en las temperaturas de colada elespesor de las piezas, también influyen en las mis-mas, el tipo de los gases en la formación de los pinho-les, ya que pueden ser debidos al H, N, H+N, CO, Esco-rias, Aspiraciones de aire durante la colada, etc. y elorigen de los gases, los cuales si son endógenos es re-comendable aumentar la temperatura de colada, locual al retrasarse la solidificación aumenta el tiempodisponible para expulsar los gases, y si estos son de o-rigen exógeno es adecuado reducir la temperatura decolada, para evitar una mayor toma de gases.

Debido a todo lo anteriormente expuesto, no es posi-ble establecer el hecho de que un incremento o unareducción en la temperatura de colada, promoverá ono los defectos del tipo pinhol, por lo que se debe ex-perimentar tal como se ha indicado al inicio de estetrabajo con aumentar o reducir la temperatura decolada, para así encontrar la mejor temperatura decolada para una pieza o una familia de piezas.

Externos como Rechupes o hundimientos demetal.Reducir el tiempo de colada.

12. Defectos de Fisuras debidas al Nitrógeno.Reducir el tiempo de colada.

Una progresiva reducción en la temperaturade colada, puede conducir a una mayortendencia a los siguientes defectos:

1. Inclusiones de Escoria.En cuanto al tiempo de colada, es convenientereducir el mismo.

2. Inclusiones de Carbono Brillante.Igualmente es conveniente reducir el tiempode colada.

3. Falta de Llenado, Juntas Frías, Piezas Incom-pletas.También aquí es conveniente reducir los tiem-pos de colada, sin interrupción de la misma.

4. Penetración por Expansión o Exudación Eutéc-tica sobre la superficie de la pieza.Reducir el tiempo de colada.

5. Defectos de Dilatación: Veining, Finning oCresta de Gallo.Estos defectos se reducen cuando se incremen-ta la temperatura de colada en el moldeo enverde, cuya arena contiene materiales funden-tes y plásticos, tales como la bentonita y el pro-ducto carbonoso.Reducir el tiempo de colada.

6. Sopladuras de CO e Inclusiones de Escoria deReacción MnS y Grafito.Emplear temperaturas > 1.360ºC.Reducir el tiempo de colada.

7. Defectos de Gas, Sopladuras Superficiales.Reducir el tiempo de colada.

8. Penetración Metálica y Sopladuras debidas aExplosión en los Moldes.

Reducir la velocidad de colada / Aumentar eltiempo de colada

Defectos de pinholes tanto en Hierros Grises comoen Hierros Esferoidales.

Es recomendable que la temperatura de colada nosea inferior a 1.350 ºC.

En cuanto que vaya en aumento el espesor de las


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Tel.: 917 817 776

Fax. 917 817 126

Suscripción anual 20109 números115 euros

Suscripción anual 20109 números115 euros

Justo ahora, cuando parece que pueda tocar finla crisis económica mundial, estamos entran-do en un período de oportunidades sin prece-

dentes y prácticamente ilimitado para la indus-tria de la fundición inyectada de aluminio. Paralos fabricantes de automóviles en todo el mundoes urgente el rediseño y reorganización para pro-ducir vehículos más pequeños y más ligeros, quevan a costar menos y a consumir menos combus-tible. El hecho de que si el peso de un vehículo sereduce en un 10%, el consumo de combustible sereduce en un 6-8% significa que la proporción defuerza/peso del acero, plástico y aluminio paratodos los componentes de estos nuevos modelosestá siendo cuidadosamente comparado. Esto, i-nevitablemente, se traducirá en una demandamucho mayor para el producto de aluminio in-yectado.

Objetivo: mejorar los procesos, bajar costes,aumentar productividad

Con el fin de cumplir los requisitos actuales de laindustria y después de muchos años de desarrollo,ALLPER está en una situación para responder a lasnecesidades de los clientes, es decir, piezas cadavez más ligeras de fundición o nuevas piezas defundición que permiten reducir el peso del coche.

Esto comienza desde el estudio específico de la a-plicación del contenedor, hasta la unidad de lubri-cación con su nuevo desarrollo de aceite de altadensidad, pasando por el sistema de pistón y en-contrando la solución para cada aplicación.

El aumento de la productividad puede ser alcanza-do a través de un proceso de fundición coherente.Un movimiento libre en todo momento del pistónen su contenedor es la condición previa. Aluminioen el contenedor, deformación o expansiones dife-rentes en sus apoyos son impedimentos para con-seguir un funcionamiento libre.

En el molde, la zona de entrada del aluminio, undesequilibrio de temperaturas, el desmoldeante,son responsables de la calidad y por lo tanto de laproductividad.

Las siguientes preguntas tienen que ser respondi-das:

— ¿Cómo se puede mantener un proceso de fundi-ción regular y continuo?

— ¿Cómo se puede aumentar la vida útil de lasdistintas piezas de desgaste?

— ¿Qué cantidad y que tipo de lubricante se nospermite aplicar?

— ¿Cómo se hace un vacío regular en fundicióninyectada con vacío?

1. Contenedor

Equilibrio de la temperatura bajo condiciones detrabajo del contenedor, apoyo y centraje entre elmolde y el plato de la máquina, son los puntos másimportantes para llegar a un proceso de fundiciónregular y continuo. El necesario diseño del conte-nedor es uno de los desarrollos más importantes.


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Mejoras en el proceso productivoen Fundición InyectadaPPoorr JJoorrddii AAllgguueerróó,, AAllllppeerr SSppaaiinn SS..LL..

aplica a nivel mundial en más de 2.000 máquinasde fundición a presión. Durante estos años, otrossistemas han aparecido en el mercado.

El nuevo sistema modular de Allper (pendiente depatente) ha sido introducido con rapidez en el merca-do, prueba de ello son las más de 200 máquinas queestán trabajando con este nuevo pistón modular.

Contenedores construidos y estudiados teniendoen cuenta todo aquello que lo rodea. Contenedoresintegrales, termorregulación de los mismos, inser-to intercambiable, son elementos que nos puedenaportar una mejora en la vida útil de los mismos,así como ayudar en realizar inyecciones más regu-lares y favorecer la calidad de las mismas.


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Contenedor integral termorregu-lado con inserto intercambiable.

Inserto intercambiable.

2. Lubricación

El desarrollo de una unidad de lubricación así co-mo del lubricante de alta densidad, permiten con-seguir con un alto rendimiento, unos resultadosexcepcionales, así como también respetar y tenercuidado de las necesidades actuales relacionadascon el medio ambiente. Para cada aplicación la me-jor solución es posible.

Allper Combi-Lub (ACL).

El lubricante adecuado aplicado en el lugar correc-to, teniendo como resultado ambiente limpio y elrendimiento previsto.

3. Sistema de pistón

El primer sistema de pistón con anillo-elástico in-tercambiable llegó al mercado en el año 1990 y se

Pistón AMP-R con Allper Combi-Lub (ACL).

Pistón con anillo Allper (ARP).

Se compone de dos partes: la cabeza, en acero detrabajo en caliente y el cuerpo en una aleaciónespecífica de cobre. Ambas partes están conecta-das y el cuerpo absorbe el calor generado sobrela cabeza. Este sistema permite el montaje demás de 1 anillo elástico, en respuesta a las nece-sidades reales de piezas de fundición con altovacío.

Como no puede penetrar el aluminio entre el anilloy el contenedor, tenemos como resultado gran re-gularidad y constancia en los movimientos.

4. Vertido con Typhoon

El desgaste del contenedor en la zona del vertidodel aluminio es otra de las causas que acortan lavida del propio contenedor, así como la vida de lospistones.

El desarrollo del typhoon (patente pendiente) redu-ce la velocidad de impacto, así como el sobrecalen-tamiento local.

Se ha desarrollado tanto para hornos como paracargadores con cuchara. Hay una solución para ca-da aplicación mano derecha o izquierda, desde 1hasta 40 kg de fundición.

Las ventajas son:

• Aumentar la vida del contenedor, así como delpistón.

• Posibilidad de reducir el tiempo de espera.

• Medio ambiente más limpio.


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Pistón modular con multiples anillos (AMP-RDR).

Typhoon con canal. Typhoon montado en contenedor.

Desgaste después de 8.000 inyectadas sin Typhoon. Mismo contenedor después de uso del Typhoon.

rran con la información de posición del pistón,normalmente antes de llegar a la 2ª fase.

Con válvulas mejoradas, contenedores con controltérmico en combinación con pistones con capaci-dad de sellado mayor y utilizando una cantidad mí-nima de lubricante, podemos conseguir aumentarla calidad y productividad.

El desarrollo de las herramientas para la inyecciónde alta presión de aluminio, responde a las últimasnovedades tecnológicas y tiene una solución paracada aplicación.

Por lo tanto, será posible aumentar la vida de todaslas piezas de desgaste, el contenedor, así como elpistón, dando como resultado una consistencia e-levada del proceso de inyección.

Permitir al cliente obtener el sistema de herra-mientas completo de un solo proveedor, le dará lasolución adecuada para su aplicación.

5. Vacío

Piezas cromadas, pintadas o con revestimiento enpolvo, piezas con paredes muy finas, exigenciasextremas de porosidad, en todas ellas el aire atra-pado o inclusiones de gas suelen dar lugar a re-chazo.

La porosidad también afecta a las propiedades me-cánicas del producto. En aplicaciones estructura-les, la porosidad puede actuar como un concentra-dor de la tensión y crear un sitio donde se puedenproducir grietas.

Un problema adicional es el hecho de que la poro-sidad en una pieza no siempre es evidente de in-mediato.

Si se descubre después de su transformación pos-terior, provoca una insatisfacción de los clientesque puede ser extrema.

Vacío es la solución

Hace apenas unos años el uso del vacío provocóuna desconfianza total sobre el sistema, ya que losperiodos de inactividad de las máquinas eran ma-yores que los beneficios obtenidos por su uso.

Hoy en día, Allper encolaboración con VDS,tiene una válvula quees más fuerte, tienemenos piezas móvi-les y requiere unmantenimiento mí-nimo.

Anteriormente, la ma-yoría de las válvulasde vacío requeríanmantenimiento des-pués de 3.000 a 6.000inyectadas. Con la vál-vula de hoy, se consi-gue un mantenimien-to después de 20.000 a40.000 inyectadas.

Válvulas actuadaspor flujo de metal yválvulas controladaselectrónicamente enconjunción con lamáquina, es decir di-chas válvulas se cie-


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13ª Exposición Internacional de Tecnologíasde la Industria del Metalurgia TATEF 2010 vaa reunir a los líderes de fabricación en el Cen-

tro de Exposiciones de Estambul, Cnrexpo.

TATEF, conocida como la mayor exposición de Tur-quía en su campo y la 4ª cumbre industrial másgrande en el mundo, va a compartir con los visitan-tes el poder de la industria de máquinas de fabrica-ción turca con el apoyo de las sociedades sectorialesentre 12-17 octubre de 2010.

El evento se llevará a cabo con el apoyo de TIAD (A-sociación de Empresarios de Máquinas ") y MIB (A-sociación de Fabricantes de Maquinaria) y KOSGEB(Organización de Desarrollo de Pequeña y MedianaIndustria). Las empresas primeras locales e inter-nacionales participarán en este evento notable delsector.

La última tecnología de maquinaria que disminuyalos costes de fabricación, lleve una alta eficienciaen poco tiempo y disminuiya los costes de inventa-rio estará en el escaparate en TATEF. Los fabrican-tes turcos de máquinas mostrarán la variedad deproductos y la calidad atraerá la atención como a-contecimiento más importante de la región y queresponda a las expectativas.

TATEF se celebra con la presencia de los fabri-cantes de maquinaria líder de Turquía y los visi-tantes procedentes de Siria, Egipto, Irán, Rusia,Kazajstán, Azerbaiyán, India, los Balcanes, Euro-pa y Oriente Medio. Los participantes del evento,por el contrario proceden de Japón, Taiwán y laIndia, además de Oriente Medio y los países euro-peos.

Los productos principales que se pueden ver enTATEF son: bancos de herramientas, maquinariapara el procesamiento de chapa de metal, máqui-nas de la prensa, tecnologías de tratamiento de su-perficies, equipos de corte y agarre, máquinas desoldadura y robots, automatización de fábricas,bancos de electro-erosión, máquinas con presióndel aire, abrasivos y papel de lija, cad / vidrio, hor-nos de tipo industrial y equipos y sistemas indus-triales de lavar por ultrasonidos.

Los grupos de visitantes de la exposición incluyen:fabricantes de maquinaria especial, fabricantes dela industria de defensa y empresas de la industriasubsidiaria, la industria subsidiaria de maquinariade corte de metales, la industria subsidiaria departes de automotriz, los fabricantes de equipos


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Fabricantes de Máquinas,el fundamento de la industria,para encontrar los profesionalesdel sector en la Cumbre de la IndustriaTATEF 2010 en Estambul, Turquía

Francia, Austria, Dinamarca, República Checa, Gre-cia, Japón, Taiwán, Rusia, Países Bajos, Reino Uni-do, Polonia, China, Suiza, Corea del Sur, EE.UU. ,Bulgaria, Rumania, Hong Kong, Tailandia y Canadáestarán representados en TATEF 2010. TATEF esconsiderado como el 4º evento más grande del sec-tor en el mundo.

Más de 70.000 compradores de másde 70 países

Miles de compradores calificados procedentes de70 países diferentes tendrán la oportunidad de ha-cer tantas reuniones como sea posible durante 6días, con el fin de establecer y desarrollar nuevoscontactos comerciales.

Gracias a su programa de comprador, la exposi-ción TATEF pretende acercar delegaciones de im-portantes compradores de todo el mundo y pro-mover el negocio de los tomadores de decisionesen la industria de las herramientas de rápido cre-cimiento en Turquía, así como las regiones cir-cundantes.

TATEF 2010, 13ª Exposición Internacional de In-dustria Metalurgia está lista para abrir sus puer-tas a los profesionales del sector entre el 12-17octubre de 2010 en Estambul, Turquía.

del transporte y apilamien-to, los fabricantes de equi-pos eléctricos o electróni-cos y ferretería técnica, ylos fabricantes de herra-mientas.

Sobre la Industria deMaquinaria en Turquía

Máquinas herramientas (má-quinas de procesamiento demetal y madera), que las lla-man "máquinas que produ-cen máquinas" son otro sec-tor bien establecido en laindustria turca.

Hoy en día los fabricantesturcos de máquinas herra-mienta son capaces de sa-tisfacer la demanda de losmercados de exportación,así como del mercado local.El subsector de máquinas-herramienta de Turquíatiene alta tecnología y capacidad de innovación dela oferta en la demanda de máquinas herramien-tas de ingeniería a sus clientes extranjeros.

El valor de exportación de maquinaria de metalur-gia llegó a 502,8 millones de dólares en 2008. Lasexportaciones de máquinas de procesamiento depiedra, madera, plástico duro, corcho, y partes yaccesorios de máquinas herramientas fueron 171millones dólares en 2009.

La industria turca de máquinas herramientasexportó sus productos a más de 150 países en to-do el mundo en 2009. Los principales destinos deexportación son Alemania, la Federación de Ru-sia, Brasil, Polonia, España, Italia, Bulgaria y losEE.UU.

Una de las 5 mayores exposicionesdel mundo

Los productos de última tecnología y las marcas a-proximadamente unas 2.000 serán presentadaspor más de 750 empresas expositoras de TATEF,13ª Exposición Internacional de Tecnologías de laIndustria de Metalurgia en Estambul, Turquía.

Además de una participación turca enorme, mu-chos otros países como Alemania, España, Italia,


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Debido a esta búsqueda de competitividadvinculada a la cada vez mayor exigencia in-dustrial en el campo de la simulación, Análi-

sis y Simulación y ESI Group vuelcan todos sus es-fuerzos al continuo desarrollo de modelos de cálculomás avanzados que ayudan a predecir aspectos co-mo tensiones generadas durante la solidificación yel enfriamiento, predicción de deformaciones, mi-croestructura de la aleación o predicción de micro-porosidad asociada a los gases disueltos.

CÁLCULOS CON MODELO TÉRMICO BÁSICO

En la fundición de hierro dúctil y laminar, durantela solidificación, no sólo se produce una contrac-

ción del material, sino que éste también sufrirá unaexpansión debido a la grafitización según el diagra-ma estable. Esta expansión grafítica podrá contra-rrestar en mayor o menor medida la contracciónnatural del material, pudiendo de esta manera dis-minuir o incluso eliminar la probabilidad de rechu-pe en algunas zonas de la pieza colada.

En el análisis de predicción de porosidad, cuandosu origen es la contracción, el hecho de producirseuna expansión grafítica hace más complejo el cál-culo numérico, ya que existe la necesidad de teneren cuenta este efecto.

Una posibilidad de tener en cuenta este efecto utili-zando únicamente un modelo térmico, es la de in-cluir una disminución de densidad en función de la


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El papel de la expansión grafíticaen la predicción de rechupes.Fundición Gris y NodularPPoorr RRaaúúll PPéérreezz ddee AArreennaazzaa –– AAnnáálliissiiss yy SSiimmuullaacciióónn

Análisis y Simulación presentó las últimasaplicaciones en la simulación de fundiciónen el congreso de Fundición Ibérica

El VI congreso de la Fundición Ibérica fue el marcoescogido por la Ingeniería Análisis y Simulación,con 18 años de experiencia en la implantación desoluciones específicas para el sector de fundición,(gravedad, baja presión y HPDC, microfusión, co-lada continua, semisólidos …), para presentar alsector las últimas aplicaciones en simulación.

Como responsables para España y Portugal deQuikCAST y ProCAST de ESI-Group, se confirmaque el cliente que compra la pieza fundida de-manda un Valor Añadido adicional a los tradi-cionales cálculos y análisis de llenado, solidifi-cación y defectos asociados a estas dos fases.

Curva de densidad para un material que expande.

temperatura en las curvas de caracterizacióntérmicas del material. De este modo durante elcálculo de porosidad por contracción, se tendráen cuenta si el material contrae o expande encada zona de la cavidad y cada instante en fun-ción de la temperatura a la que se encuentre.

CÁLCULOS CON MODELO BÁSICOACOPLADO CON MÓDULODE MICROESTRUCTURAS Y BASE DEDATOS TERMODINÁMICA

Utilizando únicamente un módulo térmico no esposible tener en cuenta la historia local de en-friamiento en cada zona de la pieza. Esta mismapieza enfriará a velocidades de enfriamiento dis-tintas en cada zona debido por ejemplo a una di-ferencia de espesores o al efecto de enfriadores.Las velocidades de enfriamiento distintas con-llevarán a una microestructura distinta y portanto a curvas de densidades en función de la

Con materiales que expanden la superficie libre puede ba-jar de nivel primero (rechupe) y subir a continuación (debi-do a la expansión).

ProCAST_Velocidades de enfriamiento distintas conllevancurvas de densidades distintas (que pueden llevar desdetotal contracción hasta total expansión).


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“Tensiones residuales a aplicar en el cálculo estructural tras a-pertura de molde”.

“Simulación del tratamiento térmico aplicado teniendo en cuen-ta la microestructura de la pieza tras la solidificación el enfria-miento y el desmoldeo”.

temperatura o tiempo distintas. Un ejemplo claropodría ser una zona que enfriada a velocidades muyelevadas no siga el diagrama de fases estable y por lotanto no se forme grafito y el material no expanda.

Gracias a la opción de ProCAST de acoplar un cál-culo de microestructura al cálculo térmico, es posi-ble diferenciar y tener en cuenta cómo solidifica yqué curva de densidades sigue el material en cadazona concreta de la cavidad. De esta forma y te-niendo en cuenta la microestructura local se pue-den obtener resultados de porosidad por contrac-ción mucho más exactos y realistas en el caso defundición nodular y gris.

“El enfriamiento en el punto 1 es más rápido que en el punto 4. Poresta razón hay mucha fase metaestable formada en este punto”.

CÁLCULOS EN CADENA. VALOREN SIMULACIÓN

Siendo ya estos cálculos avanzados una realidad,la tendencia es a continuar simulando el productoobjeto de estudio más allá en la cadena productiva,lo que se viene denominando cálculos en cadena.De aquí que cada vez exista un mayor interés ensimular, por ejemplo un tratamiento térmico te-niendo en cuenta la microestructura de la aleacióndespués de ser fundida, o realizar un análisis es-tructural teniendo en cuenta las tensiones resi-duales debidas al proceso de fundición.

Es precisamente con este Valor Añadido, donde laFundición puede adentrarse en una porción mayordel ciclo de desarrollo de producto, posicionándoseno sólo en precio. De siempre, la responsabilidadsobre el comportamiento mecánico en uso del con-junto, subconjunto o componente recaía sobre eldueño del mismo, sobre el cliente. Es ahora cuandoeste sector se está diferenciando de la competen-cia mundial con la diferenciación técnica y asu-miendo nuevas responsabilidades.


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El 1 de Mayo de 2009, el Grupo DISA y el GrupoWheelabrator se fusionaron, para dar lugar ala compañía líder mundial en la mejora de

tratamiento de piezas metálicas, bajo el nombrecorporativo de NORICAN GROUP.

La organización, en su conjunto, acumula más de200 años de experencia y cuenta con 2.200 emplea-dos en los 5 continentes, en 5 centros tecnológicos(Canadá, Dinamarca, Alemania, Suiza, Francia) yen 5 fábricas adicionales (India, República Checa,China, Estados Unidos y Polonia).

Para continuar creando valor con nuestras dosmarcas, DISA y Wheelabrator, y para establecer unvínculo concreto entre las marcas, se ha añadido lalínea Shaping industry (transformando la indus-tria) a nuestros logos.

Shaping industry es un enunciado claro, positivo.Es lo que representamos, en lo que creemos y hasurgido pensando en el cliente. Mediante cambiosen la ingeniería, la creación de sostenibilidad y unatecnología líder podemos influir en el cambio in-dustrial para conseguir mejores tecnologías y pro-cesos más limpios, y poder ofrecerle dichos benefi-cios a nuestros clientes.

De forma conjunta, y asociados con usted, DISA yWheelabrator tienen la fuerza, experiencia e inno-vación para transformar la industria en el futuro.

Unidos, con más fuerza

DISA y Wheelabrator tienen dos ofertas de produc-

tos complementarios, aunque cada una presentasu oferta particular según sus propios criterios:

• DISA: la marca de soluciones de moldeo, tecnolo-gía de arena y machos de funcición.

• Wheelabrator: la marca de soluciones de trata-miento de superfices (las soluciones actuales

NORICAN Group

DISA, Fundada en la innovación

Líder mundial en el suministro de soluciones com-pletas para el sector de la fundición.

• Fundada en 1900.

• Tecnologías especializadas: máquinas de moldea-do horizontales y verticales, tecnología de placasmodelo, soluciones de arena y machos.

• Hace hincapié en los sectores industriales, el sec-tor de la fundición y el metalúrgico.

Wheelabrator, Preparada para el futuro

Líder mundial en soluciones de tratamiento de su-perficies.

• Fundada en 1908.

• Tecnologías especializadas: granallado por turbi-na, chorreado por aire comprimido, chorreadoen medio húmedo, shot-peening y acabados porvibro-abrasión.

• Da servicio a diversos sectores, como el sectoraeroespacial, el de automoción, el de astilleros,el de tecnología médica, el de la energía o el fe-rroviario.

para el tratamiento de superficies que ofreceDISA se comercializarán bajo la marca Wheela-brator).

• Wheelabrator Plus: la marca de los repuestos pa-ra el tratamiento de superficies, la reparación yel mantenimiento.

El objetivo que compartimos: reducir el coste porpieza, disminuyento el coste del proceso y/o mejo-rando la calidad de la pieza, de forma que aumen-te su duración.

Principales cambios ocasionados por la fusión:

• Las solucionies de tratamiento de superficies ac-tualmente ofrecidas por DISA se comercializaránbajo la marca Wheelabrator.Las máquinas para el tratamiento de superficies,los diseño y las piezas de repuesto actuales deDISA seguirán ofertándose; simplemente adop-tarán el nombre de Wheelabrator.

• Los productos para moldeado y servicios de DISAno sufren cambios.

Beneficios para usted

La fuerza combinada de DISA y Wheelabrator puede:

• Obtener más avances en la reducción del costepor pieza.

• Ofrecerle una gama de productos más amplia, ycompartir tecnología, conocimiento y desarrollos.

• Crear las mejores y más amplias soluciones detratamiento de superficies y moldeado.

• Ofrecer una mejor atención al cliente para susequipos, al aumentar el número de oficinas, dis-tribuidores y asociados – especialmente en áreasdonde no teníamos presencia directa.

• Compartir prácticas en nuestras operaciones in-ternas, y ofrecerle este beneficio – mejores esta-blecimientos, mejor producción y mejor factura-ción.

Norican Group es la compañía matriz con el si-guiente organigrama:

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MANUFORM

El proyecto titulado "Desarrollo de tratamientosde superficie avanzados para moldes de fundicióne inyección es un proyecto coordinado entre dosPYMEs, una perteneciente a Navarra (MIASA) y o-tro de lo región italiana de Piarnonte (GENTA-PLA-TIT), en el que participa, como coordinador, elCentro de Ingeniería Avanzada de Superficies deAIN. El proyecto tiene como objetivo el desarrollode nuevos métodos avanzados de revestimiento

superficial que mejoren el rendimiento de proce-sos de fabricación de molde por gravedad y moldepor inyección.

MIASA

MIASA (Mecanizado Industria Auxiliar, S.A.) es unaempresa Navarra dedicada a la fabricación decomponentes metalúrgicos para la automoción,siendo su actividad principal, en la actualidad, lafundición y mecanizado de horquillas de cajas decambio. La empresa fue fundada en el año 1968 pa-ra la fabricación de componentes mecánicos de ba-se cupro-aluminio para diferentes sectores, entrelos que destacan la automoción y la electricidad.En el año 1992, la empresa desplazó todos sus re-cursos hacia líneas de diseño y producción máscercanos al sector de la automoción extendiendode esta forma su volumen de negocio, tanto nacio-nal como de exportación de forma significativahasta la actualidad. Además de la planta actual(Landaben), MIASA gestiona otro centro de trabajosatélite (Drive Components) dedicado a la produc-ción de ejes para cajas de cambio.

El diseño y fabricación de piezas se centra princi-palmente en dos procesos de transformación: lainyección por presión de aleaciones de aluminio, yel moldeo por gravedad de aleaciones de cupro-a-luminio. Mediante estas tecnologías la empresa fa-brica componentes de alto valor añadido comohorquillas para cajas de cambios, cajas tránsfer pa-ra turismos y vehículos industriales, así como o-tras piezas y componentes que requieren un pro-

Proyecto con MIASA:Tratamientos de superficieavanzados para moldesde fundición e inyecciónPPoorr GGoonnzzaalloo GGaarrccííaa FFuueenntteess

• Análisis, control y caracterización tribológica delos recubrimientos.

• Coordinación del proyecto.

Moldeo e inyección de aluminio

Los procesos de conformado tratados en este pro-yecto son especialmente agresivos con los utillajesde moldeo. Por ejemplo, la inyección de aluminio serealiza a alta temperatura y produce un gran des-gaste en las superficies de los moldes. Además eldeterioro de estos moldes puede producir efectosde gripaje que dificultan las operaciones de desmol-deo. En el caso de los moldes de fundición por gra-vedad, los problemas asociados al proceso de pro-ducción están ligados a efectos de fatiga debido a lapresencia de ciclos térmicos extremos.

Se han desarrollado diferentes estrategias, tantodesde el punto de vista de la selección de materialesbase para los moldes, como de aquellos tratamien-tos de superficie que optimicen el comportamientode los mismos en servicio. Los recubrimientos, encada uno de los casos abordados, presentan diferen-tes características. Por ejemplo, en el caso de losmoldes de inyección de aluminio, se ha optado porestudiar capas basadas en la tecnología de deposi-ción física en fase vapor (Physical Vapour Deposi-tion, PVD). En particular se están investigando recu-brimientos basados en titanio-aluminio de granresistencia al desgaste a alta temperatura. En el ca-so de los moldes de fundición por gravedad se estáninvestigando tanto nuevos materiales base para lospropios moldes así como recubrimientos del tipobarrera térmica.

ceso de diseño previo complejo y un acabado depropiedades muy exigente.

Programa Europeo MANUNET

La colaboración se enmarca en el programa Euro-peo MANUNET de apoyo a proyectos tecnológicosde I+D desarrollados por PYMEs del sector de laproducción. El marco está apoyado por los gobier-nos de más de 15 regiones europeas. A nivel nacio-nal, Navarra, Cataluña y País Vasco participaron enla primera convocatoria de proyectos del año 2007.Aragón y la Comunidad de Valencia lo han hechocomo regiones asociadas al programa. En el año2009, se cerró la tercera convocatoria de estos pro-yectos, con una creciente presentación de pro-puestas. En Navarra, el programa MANUNET estágestionado y apoyado financieramente por el De-partamento de Innovación, Empresa y Empleo delGobierno de Navarra.

El proyecto MANUFORM se centra en el estudio denuevos materiales y revestimientos para mejorarel rendimiento de moldes de conformado. En parti-cular, se están investigando los moldes y matricesde procesos de inyección de aluminio y de fundi-ción por gravedad de aleaciones para aplicacionesen automoción.

Colaboración de AIN en el Proyecto

El Centro de Ingeniería Avanzada de Superficies deAIN se ha hecho cargo de las siguientes actividadesdel proyecto MANUFORM:

• Estudio de los procesos de desmoldeo y de des-gaste.

• Desarrollo y aplicación de recubrimientos PVDsobre moldes.

• Aplicación de otros tratamientos alternativospor técnicas de proyección.

Imagen transversal de un recubrimiento PVD Ti-Al depositadosobre acero de trabajo en caliente. La imagen está tomada conun microscopio electrónico de barrido(FE-SEM) de AIN.

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Las noticias sobre los éxitos de la capacidadtecnológica provienen a veces de lugares im-previstos. Aunque trabaja en un entorno más

bien conservador, Wagner AG, una empresa Suizaindependiente de fundición a presión, presenta sucara moderna e innovadora.

En general, se considera que los suizos son extrema-damente conservadores; la región de Appenzell tienefama de albergar la población más conservadora.«Como si el tiempo se hubiese detenido» – es el eslo-gan turístico de Appenzell. Sin embargo, Wagner AG,es una innovadora empresa de fundición a presiónde la pequeña ciudad de Waldstatt (AR) va por otrocamino. Los costes salariales suizos son de los másaltos del mundo y teniendo en cuenta la presióncompetitiva de los países con costes salariales bajos,una empresa de fundición a presión sólo puede sub-sistir con éxito en Suiza con una alta productividad ylargas tiradas de producción. La mayor parte de laproducción de Wagner va destinada a la industria dela automoción, sin embargo, en este sector se ejerceuna gran presión sobre los proveedores: se exigenprecios muy reducidos y documentación detalladade cada inyección. Al mismo tiempo se exige una ca-lidad óptima y un plazo de entrega muy ajustado ypuntual. Esto obligó a Wagner a reducir los costes defabricación incrementando la productividad. «Sólopudimos conseguirlo gracias a nuestra colaboracióncon Bühler Druckguss AG», explica Marc Fuchs, Di-rector de Ventas e Ingeniería de Wagner. El grupoBühler, con sede en Suiza y fundado en 1860 comoun taller de fundición de hierro, tiene actualmentesus puntos fuertes en la tecnología y las máquinas detransformación para los sectores más diversos de ali-

mentación. El negocio de la fundición a presión re-presenta, aproximadamente, el 10 % de las ventas to-tales. Bühler tiene experiencia de más de 80 años eneste campo y está representada en todo el mundo.Su gama de productos comprende células completasde fundición a presión, incluidos todos los equipos yproductos relativos a este campo, así como ampliasprestaciones de servicio técnico y un extenso soportetecnológico. El elemento central para aumentar laproductividad en la empresa Wagner fue la puestaen funcionamiento de la célula integrada de fundi-ción a presión Bühler. «Desde 1975 compramos má-quinas de fundición a presión Bühler», explica el Sr.Fuchs. «Sus células de fundición a presión represen-tan una solución integrada, según nuestros emplea-dos resultan especialmente fáciles de manejar y per-

Artículo de un caso de actualidad.CARAT – Colaboraciónpara la productividadPPoorr BBuuhhlleerr

Producción: Dat@net Carat 105 Compact

— Velocidad del piston: 4.5 m / s.

— Presión del metal: 500 bares.

— Piezas / hora: ~200.

Tanto el molde, así como los parámetros de inyec-ción y solidificación son idénticos.

Ciclo de trabajo – mayor productividad

Además, se comprobó que con Carat 105 Compact,las piezas se producían en ciclos de trabajo consi-derablemente más cortos que con la anterior má-quina de fundición a presión Evolution 84D. Estareducción del tiempo de ciclo se logró gracias a laoptimización de los siguientes procesos:

— Ciclo general de la máquina más rápido.

— Movimientos rápidos de la máquina gracias a e-lementos optimizados.

— Movimientos optimizados de los periféricos yparalelos al movimiento de la máquina.

— Periféricos integrados.

Apunte del Sr. Fuchs: Si comparamos la mismaproducción realizada en una máquina 84D, con laefectuada en una Carat 105 Compact con periféri-cos integrados, ahorramos aproximadamente 18 -23% en el tiempo de ciclo. Adicionalmente a estefactor tan importante, la reducción de costes esmuy positiva, dada la mayor carga de trabajo, co-mo el menor requerimiento de espacio de la célulade producción. La nueva célula de fundición a pre-sión ha cumplido totalmente nuestras expectati-vas y estamos realmente satisfechos.

miten un cambio rápido de la producción. Además,si se produce alguna avería es conveniente tener enBühler un interlocutor central, ya que facilita consi-derablemente la coordinación y la comunicación». Lapuesta en marcha de la máquina de fundición a pre-sión Carat con periféricos integrados fue finalizadasatisfactoriamente a finales de septiembre de 2008.Después de la fase de pruebas en producción duran-te tres meses, pudieron sacarse las primeras conclu-siones concretas sobre la productividad y la calidadalcanzada. Comparando una Dataspeed Evolution84D existente con la Dat@net Carat 105D Compact dedos platos, pueden constatarse los resultados positi-vos que se describen a continuación.

Menos proyecciones y un proceso estable

La nueva tecnología de dos platos usada en Caratreduce la formación de proyecciones y mejora deeste modo la estabilidad del proceso de inyección.Esto se debe a que se mejoraron considerablemen-te tanto la rigidez a la torsión del sistema de cierre,así como la distribución de la fuerza de cierre.

Producción: Dataspeed Evolution 84D

— Velocidad de piston: 4.5 m / s.

— Presión del metal: 500 bares.

— Piezas / hora: ~160.

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RESUMEN

El estudio del proceso de moldeo por presión ha per-mitido establecer criterios metalúrgicos de saneidad ymejora de propiedades mecánicas en la caracteriza-ción estructural de aleaciones de aluminio Al9Si3Curefusión, obtenidas en el tratamiento del metal líqui-do, y las correspondientes a las condiciones de solidi-ficación de la aleación fundida en el molde.

Se han establecido criterios de calidad en la obten-ción de piezas de aleación de aluminio moldeadasa presión con estructuras exentas de heterogenei-dades físicas vinculadas con microporosidad y re-chupe interno, dispersión homogénea del eutécti-co Al-Si y fases representativas de la aleación,exentas de constituyentes primarios en la matrizde aluminio, teniendo en cuenta la variación im-portante de espesores de pared que presenta elproducto y las diferentes velocidades de solidifica-ción del metal líquido en el molde.

INTRODUCCIÓN

Uno de los defectos de rechazo más importantes e-xigidos a las piezas de aluminio moldeadas a pre-sión es el contenido de porosidad del producto. Elensayo de recuento de poros, diámetro máximo ydistancia mínima entre los mismos es un requisitode calidad exigido por los fabricantes a las piezasmoldeadas a presión, en zonas de complicado dise-ño, de acuerdo con normas internas de aceptacióno rechazo establecidas para cada tipo de productoen función de su aplicación posterior.

La caracterización estructural realizada en piezasinyectadas de aluminio pone de manifiesto el efec-to vinculante de la compactación del metal líquidoen el molde, con tipos de fractura, caracterizaciónestructural, y valores de resistencia mecánica re-sultantes en zonas con diferentes espesores de pa-red de la pieza, que permiten la corrección y pues-ta a punto de parámetros de inyección de máquinacuando se aprecia aumento de inutilidad del pro-ducto o existe incidencia repetitiva de fallo.

Así mismo, se ha puesto de manifiesto la impor-tancia del tamaño de los constituyentes en la es-tructura de la pieza inyectada, en función de latemperatura del metal líquido y la relación presiónespecífica/superficie de la huella, en máquinas condiferente fuerza de cierre.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

En el moldeo de las aleaciones de aluminio por pre-sión intervienen factores importantes relacionadosentre sí, que determinan la funcionalidad del proce-so. Se pueden clasificar por orden secuencial: Calidadestructural de la materia prima, tratamiento del me-tal líquido y condiciones del proceso de inyección.

Propiedades de la materia prima

Es fundamental partir de lingotes de aleaciones dealuminio con estructuras metalográficas acepta-bles, requisito de calidad establecido en la normade aceptación de materia prima en la fabricaciónde productos moldeados a presión.


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La metalografía como herramientade trabajo para el análisis de falloy el control del proceso de las aleacionesde aluminio moldeadas a presión

PPoorr LLuuiiss TTeessttóónn RRuuiizz yy TToommááss TTeessttóónn MMeennddoozzaa.. AACCEEMMSSAA,, CCeennttrroo MMeettaallooggrrááffiiccooddee MMaatteerriiaalleess,, MMaaddrriidd.. LLaabboorraattoorriioo ddee eennssaayyoo aaccrreeddiittaaddoo ppoorr EENNAACC

ción de gasicidad, rechupe interno y constituyentesprimarios aciculares.

La obtención de dichas estructuras vienen condi-cionadas, en gran medida, por el estado y naturale-za de la carga empleada, características del hornofusor, condiciones del proceso de fusión (secuen-cias de temperaturas y tiempos de permanenciamás favorables).

La protección del baño se efectúa con flux de co-bertura que protege al metal líquido de la accióndirecta de la llama y mejora el rendimiento delproceso por efecto de la descomposición de los óxi-dos de aluminio en el metal fundido.

El trasvase del material del horno fusor a la cucha-ra se efectúa a través de filtro cerámico para elimi-nar las impurezas sobrenadantes.

La limpieza del metal líquido en cuchara se realizacon flux de limpieza para depurar el metal líquido,eliminando de la superficie la formación de esco-rias como resultado de la reacción del fundente.

La desgasificación posterior con nitrógeno eliminala gasicidad ocluída en el material por arrastre me-cánico.

La estructura que se observa en el metal sólido vie-ne ya condicionada por la que tenía en su fase lí-

Las propiedades tecnológicas del lingote vienen de-terminadas, principalmente, por la calidad de lamateria prima empleada en su fabricación, natura-leza de las cargas, equipo técnico disponible y con-diciones del proceso de fusión aplicado.

La aleación de aluminio fundida no se podrá colarhasta que la masa líquida sea totalmente homogéneay la composición química se ajuste a los estándaresde calidad establecidos en la norma de la aleación.

El lingote debe presentar estructura dispersa y ho-mogénea, exentas de fases primarias, morfologíadel eutéctico de acuerdo con los agentes dispersan-tes empleados en el tratamiento del metal líquido yausencia de gasicidad.

Cuando en la materia prima se observan estructu-ras groseras, segregación de fases o inclusiones nometálicas, es muy probable que las piezas moldea-das a presión incluyan dichos constituyentes. Se-rán piezas de baja calidad, presentarán fragilidad ycomportamiento abrasivo en la mecanización yprecisión dimensional difícil de conseguir.

Tratamiento del metal líquido

La calidad de la aleación de aluminio viene determi-nada fundamentalmente por la dispersión homogé-nea de las fases representativas de la aleación, exen-


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Fotografías 1, 2, 3. Presencia de porosidad y constituyentes primarios. Fotografía 4. Fases representativas de la aleación.

Fotografías 5, Fases representativas de la aleación. Fotografías 6, 7, 8, Presencia de inclusiones, constituyentes primarios y gasicidadinterna.

quida, y las características del metal dependeránde la estructura metalográfica resultante.

Generalizando, se puede predecir, que una alea-ción de aluminio es de buena calidad, cuando ensu estructura no se observan constituyentes pri-marios, tanto si el metal fundido es enfriado deforma lenta o rápidamente.

Fabricación del producto

El moldeo a presión de la aleación de aluminioconsiste básicamente en introducir el materialfundido procedente del horno de mantenimientoen el recinto del contenedor, cuando se ha efectua-do el cierre de los semimoldes. El metal líquido esempujado por el pistón de inyección hasta la en-trada del molde (Fase de aproximación).

A continuación, es introducido rápidamente en lacavidad del molde por la acción de la fuerza de unacumulador de presión (Fase de llenado) donde seenfría rápidamente.

Antes de que la solidificación del material alcanceun valor crítico es compactado bruscamente por lapresión adicional de un multiplicador de presión(Fase de compactación).

Transcurridos unos segundos se efectúa la apertu-ra del molde y la pieza se retira del semimolde mó-vil ayudada por la acción de un mecanismo de ex-pulsión.

Control estructural del producto inyectado

Realizada la descripción del proceso de forma bási-ca y sencilla parece fácil la fabricación de piezas dealeación de aluminio moldeadas a presión. Nadamás lejos de la realidad.

Intervienen variables fundamentales en el proce-so, que bajo determinadas condiciones, pueden in-

fluir positivamente en la optimización de la cali-dad de la pieza inyectada, o negativamente, en elfallo de la misma.

Podemos citar entre otras defectologías: falta de lle-nado, deformaciones, rechupes y gasicidad interna,formación de grietas, solidificación precoz, falta decompactación, etc., vinculadas con las condicionesparamétricas del proceso de inyección, comporta-miento de trabajo del molde, propiedades del metallíquido y equipo periférico.

El seguimiento programado del control de la es-tructura del producto inyectado, proporciona in-formación valiosa, respecto a las condiciones desolidificación del metal en el molde.

El examen micrográfico de los diferentes espesoresde la pieza inyectada, permite establecer criterios desaneidad y compactación respecto a los parámetrosde inyección aplicados en la fabricación del producto.

Uno de los defectos de rechazo más importantes e-xigidos a las piezas de aluminio moldeadas a pre-sión es el contenido de porosidad del producto.

Estructuras de aleaciones de aluminio moldeadaspor presión, con presencia importante de gasicidadasociada con rechupe interno, pueden producir la i-nutilidad del producto en su aplicación, como con-secuencia del debilitamiento de la resistencia me-cánica.

Fotografías 9-12 referentes al grado de gasicidad enla pieza inyectada antes y después de corregido eltratamiento.

La fotografía 12 muestra estructura compacta y ho-mogénea exenta de heterogeneidades físicas unavez corregido el proceso del tratamiento del metallíquido, temperatura del metal en el horno de man-tenimiento y comportamiento del molde en la se-cuencia del proceso.


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Fotografías 9, 10, Presencia importante de gasicidad en material inyectado. Fotografía 11, Rotura de pieza inyectada en servicio (for-mación de grietas). Fotografía 12, Estructura de la misma pieza inyectada corregido el tratamiento.

solidificación rápida, cambios de estructura, o fuerteengrosamiento del tamaño de grano, están vincula-das con velocidades bajas en la sección de ataque.

La programación de fases en el proceso de inyec-ción se calcula, de forma, que la temperatura de lamasa de material en la cavidad del molde presenteun estado pastoso para hacer efectiva la compacta-ción final.

Los ensayos de flexión y de rotura efectuados encárters de dirección en aleación de aluminio mol-deados a presión, con espesores masivos en zonade aplicación del producto, muestran aspectos im-portantes en cuanto a valores de resistencia mecá-nica obtenidos en los ensayos.

Permiten establecer criterios comparativos, entreaspectos de la fractura, resistencia a la rotura y mi-croestructura resultante del producto inyectado,vinculados con valores de saneidad, presencia defases representativas de la aleación y compacta-ción del metal líquido en el molde.

Una vez establecido el tratamiento del metal líquidoen el proceso de trabajo, que proporcionan estructu-ras metalúrgicas correctas y valores de resistenciamuy superiores a la especificación del producto, losresultados obtenidos vienen condicionados por eltipo de máquina y presión específica aplicada en lainyección.

El tiempo transcurrido en el llenado del molde es unvalor fudamental en la compactación correcta de lapieza, que ha de ser inferior al tiempo de solidifica-ción de la pieza en el molde. Por este motivo, la tem-peratura del metal en el horno de mantenimiento esun factor importante a controlar, especialmente,cuando existan piezas con espesores variables de pa-red que pueden originar estructuras con tamaño, for-ma y dispersión heterogénea de los constituyentes acausa de las diferentes velocidades de enfriamiento.

Piezas de aleación de aluminio inyectadas, que pre-sentan estructuras con indicaciones de solidifica-ción heterogénea en el recinto del molde están vin-culadas con tiempos incorrectos de llenado delmetal líquido en el molde, disminuyen la calidad delproducto y aumentan el rechazo interno por falta decompactación del producto.

La desincronización de fases de inyección con cierrede molde, temperatura del material fundido y sec-ción de ataque son factores vinculantes con anoma-lías en piezas con diferentes espesores de pared.

Si se incrementa el tiempo de llenado del materialen el molde, decrece su temperatura en función in-versa al intervalo de tiempo en el llenado, aumen-tando, por tanto, la resistencia del material al des-lizamiento en su recorrido.

Estructuras de piezas que presentan indicaciones de


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Fotografías 13-16, Estructuras con solidificación heterogénea en material inyectado.

Fotografías 17-20 y 17a-20a Piezas inyectadas con zonas masivas. Relación comparativa entre carga de rotura, tipo de fractura y mi-croestructura de la aleación de aluminio.Fotografía 17, Rotura 2.025 Kg, fotografía 18 Rotura 2.150 Kg, fotografía 19 Rotura 2.350 Kg, fotografía 20 Rotura 2.600 Kg.

En el diseño del molde existen masas de gran volu-men, si se comparan éstas con el espesor medio dela pieza. Si estas zonas carecen de insertos refrige-rados que compensen la velocidad de solidificacióncon el resto de la pieza o el diseño de los canales derefrigeración, no homogenizan la temperatura delmolde y pueden encontrarse estructuras heterogé-neas con diferentes velocidades de enfriamiento.

Estructuras que presentan cambios de orientación,formación dendrítica o dispersión heterogénea defases constituyentes están asociadas con velocida-des de solidificación diferentes en el molde.

En la caracterización estructural de las aleacionesde aluminio moldeadas a presión, se observan endeterminadas circunstancias, tamaños muy finosdel eutéctico AlSi y fases presentes en la estructura.

Un factor importante a tener en cuenta es la capaci-dad de máquina respecto a la superficie de la huella.Normalmente esta relación es suficiente para el ta-maño o número de huellas en el mismo molde quese quieren fundir.

Una presión de compactación que supere los valoresestablecidos para un determinado producto, incidedesfavorablemente en la compactación final de lapieza con espesores delgados de pared, incrementala formación de tensiones internas, proporciona ma-yor fragilidad y tendencia al agrietamiento.

CONCLUSIONES

Las aleaciones de aluminio para moldeo por presióndeben presentar estructuras con dispersión homo-génea de fases representativas de la aleación, exen-tas de constituyentes primarios y fases acicularesen los stándares de aceptación de materia prima.

Estos tipos de estructuras presentan buen compor-tamiento en el moldeo de la pieza. La dispersiónhomogénea de fases proporciona excelente viruta-bilidad y precisión dimensional en el proceso demecanizado.

El seguimiento programado del control de la estruc-tura del producto inyectado, proporciona informa-ción valiosa, respecto a las condiciones de trata-miento del metal líquido en el proceso de fusión ysolidificación de la pieza en el molde, permitiendoestablecer criterios de saneidad y compactaciónrespecto a los parámetros de inyección aplicadosen la fabricación del producto.

El propósito de este trabajo ha sido resaltar el papelrelevante que desempeña la Metalografía aplicadaen fundición de aluminio moldeada por presión,como medida de control y diagnosis de fallo, en lacaracterización estructural de las aleaciones de a-luminio, en las diferentes etapas del proceso de in-yección, resultados que deben comtemplar la me-jora continua de la calidad del producto moldeadoy la reducción de costos de fabricación.


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Fotografías 17a- 20a Se corresponden con las fracturas 17-20. Ausencia de porosidad y constituyentes aciculares en las estructuras delas piezas inyectadas. Mejor relación entre resistencia / tamaño del eutéctico.

Fotografías 21-24. Piezas inyectadas con espesores delgados de pared. Variación del tamaño de los constituyentes en función de la po-tencia de cierre de máquina y presión específica de inyección empleada.


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Este fabricante de impresoras 3D y de siste-mas de producción 3D, ha anunciado hoyque ha firmado un acuerdo definitivo con HP

para que Stratasys fabrique una impresora 3D conla marca HP. Utilizadas por diseñadores de produc-tos y arquitectos, las impresoras 3D de Stratasyscrean modelos tridimensionales de plástico direc-tamente desde diseños digitales en 3D.

Según las condiciones del contrato, Stratasys desa-rrollará y fabricará para HP una línea exclusiva deimpresoras 3D basadas en la tecnología de modela-do por deposición fundida (FDM, Fused DepositionModeling) patentada por Stratasys. Este mismo año,HP comenzará a introducir gradualmente las impre-soras 3D en el mercado del diseño mecánico (M-CAD) en determinados países y dispone de los dere-chos para extender la distribución a escala mundial.

“Creemos que éste es el momento adecuado parala popularización de la impresión en 3D”, afirma S-cott Crump, Presidente y Consejero Delegado de S-tratasys. “Creemos también que las inigualablescapacidades de distribución y venta de HP y la tec-nología FDM de Stratasys son la combinación per-fecta para lograr una mayor utilización de impre-soras 3D en todo el mundo. HP ha realizado ya unmovimiento de mercado similar a éste, alcanzandouna posición dominante en el mercado de las im-presoras en 2D de gran formato. Juntos esperamosrepetir este éxito con las impresoras en 3D”.

“Hay millones de diseñadores en 3D que utilizan im-presoras en 2D y que están preparados para dar vidaa sus diseños en 3D”, afirma Santiago Morera, Vice-presidente y Director General de la División de Im-

presión en Gran Formato de HP. “La tecnología FDMde Stratasys es la plataforma ideal para que HP entreen el mercado de la impresión de MCAD en 3D y co-mience a capitalizar esta oportunidad sin explotar”.

La División de Soluciones Gráficas de HP, parte delGrupo de Imagen e Impresión (Imaging and Prin-ting Group) de de la empresa valorado en 24 milmillones de dólares estadounidenses, ejecutará elcontrato de distribución. HP es un importante pro-veedor de las soluciones de impresión de gran for-mato Designjet y Scitex, soluciones digitales Indigopara impresión comercial e industrial, solucionesde producción de chorro de tinta a alta velocidad ysistemas de impresión especializados.

Contexto en la industria

Los diseñadores y arquitectos que diseñan con CAD(Diseño asistido por ordenador) utilizan las impreso-ras 3D como dispositivos periféricos para “imprimir”o crear modelos tangibles en 3D utilizando plástico uotro material. El modelo se crea directamente a par-tir de un diseño digital CAD. Los diseñadores, inge-nieros y arquitectos utilizan los modelos para verifi-car la forma, los ajustes y las característicasfuncionales de sus diseños antes de llevar dichos di-seños a la etapa de producción o de construcción.

La tecnología para producir modelos en 3D directa-mente desde un diseño digital ha estado en el mer-cado desde hace más de 20 años, pero los últimosavances en impresoras 3D han reducido significa-tivamente su coste y mejorado su facilidad de usoy su fiabilidad.

Acuerdo definitivopara que Stratasys fabriqueimpresoras 3D con la marca HP

En la actualidad, para mejorar la calidad delproceso de producción de las piezas inyecta-das es necesario comunicar la información

de la máquina de inyección con información sobreel molde. Para este fin, CONIEX, S.A. distribuidorde la firma Electronics GmbH, dispone de una am-plia gama de modernos sensores, como por ejem-plo los sensores de contacto con el frente de metal,sensores de temperatura en contacto con el frentede metal, sensores de control de llenado del molde,sensores de gas residual y sensores de cantidad devacío.

El desarrollo de una fase de inyección regulable pa-ra las máquinas de fundición a presión a lo largode los últimos años ha establecido un estándar que

limitará la posibilidad de introducir mejoras técni-cas. No obstante, sigue siendo necesario mejorar lacalidad de las piezas inyectadas. Esto nos lleva a lasiguiente cuestión: ¿Es posible introducir mejorasen el proceso de inyección a presión?

Hasta ahora, en los estudios correspondientes seha dejado de lado el molde como fuente importan-te de información. Los datos recogidos en el moldetienen la misma prioridad para el proceso de in-yección que los parámetros adecuados en la má-quina inyectora. Por tanto, si se desea seguir opti-mizando la calidad de las piezas de fundicióninyectada es imprescindible comunicar la informa-ción de la máquina con datos obtenidos en el mol-de (Figura 1).

Obtención y procesamientode la información

No cabe duda que el mecanizado yperforado en los complejos moldesde fundición para colocar los senso-res constituye una dificultad. Por o-tro lado, el esfuerzo resulta rentablesi se tiene en cuenta la informaciónque puede captarse de ese modo. Esposible obtener y procesar a conti-nuación distintos tipos de informa-ción sobre el molde. Un sensor decontacto de frente de metal (Figura 2)integrado en el molde es capaz de ge-nerar una señal en el momento enque la metal inyectado alcanza el ni-


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Mejora del proceso de fundicióninyectada mediante incorporaciónde sensores en el moldeen contacto con el frente de metalPPoorr JJöörrgg GGaauueerrmmaannnn ((EElleeccttrroonniiccss GGmmbbHH)) yy JJuuaannjjoo UUnnaannuuee ((CCoonniieexx SS..AA..))

Por otro lado, la señal del sensor de contacto delfrente de metal tiene que procesarse y utilizarse entiempo real, con independencia del ciclo de lecturadel mando PLC / PC. Esto es especialmente impor-tante si se tiene en cuenta que las funciones de lamáquina –por ejemplo, la conmutación durante lafase de llenado llenado– tienen que implementarsecon una tolerancia del orden de diez milisegundos,y que no pueden admitirse retrasos en la respues-ta.

El sistema de control transmite solamente las fun-ciones de seguridad. De ese modo es posible lograruna velocidad muy alta de llenado y una elevadareproducibilidad, dos de los objetivos de la fundi-ción inyectada.

Registro rápido de la temperatura

La temperatura del molde es uno de los paráme-tros más importantes durante el llenado: no sólodesde el punto de vista estadístico, sino tambiéncon relación a la influencia de la temperatura so-bre el comportamiento del metal fundido duranteel llenado. Es evidente que esto requiere un regis-tro rápido de la temperatura, posible solamentecon un sensor de temperatura en contacto con elfrente de metal de respuesta rápida (Figura 3). Estemismo sensor puede utilizarse para medir la tem-peratura del molde en el punto de ensamblado y la

vel del sensor durante el proceso de llenado. Portanto, es posible visualizar la posición del metal lí-quido en un momento determinado. También esposible utilizar el sensor para enviar una señal a lamáquina para conmutar las fases del proceso deinyección. Este tipo de mediciones en tiempo reales mucho mejor que los programas de simulaciónutilizados últimamente para facilitar la compren-sión del proceso de llenado.

Los resultados mejoran en función del número desensores colocados en el molde. Es suficiente condos o tres sensores para lograr una mejora impor-tante.

Por ejemplo, es posible utilizar sensores de contac-to con el frente de metal para las siguientes funcio-nes:

— Un sensor instalado en el canal de llenado parainiciar la segunda fase.

— Como punto de conmutación para modificar lavelocidad de llenado durante la inyección.

— Para decelerar el cilindro de inyección.

— Para desconectar la válvula de vacío.

— Para conmutar la fase de multiplicación.

— Para la fase de multiplicación en el molde.

— Para supervisar el comportamiento de flujo delmetal fundido dentro del molde a la hora de de-finir los parámetros.


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Figura 1. Es posible optimizar lacalidad de las piezas inyectadascombinando la información de lamáquina con datos suministra-dos por sensores integrados en elmolde.

Figura 2. Los sen-sores de contactocon el frente demetal son, confrecuencia, mu-cho más útilesque los progra-mas de simula-ción.

temperatura del metal durante el proceso de llena-do.

Con ayuda de un sensor de control de llenado delmolde (Figura 4) puede controlarse la fase comple-ta de llenado. Se trata de un sensor que detectacualquier cambio en la velocidad durante la fasede inyección: debido, por ejemplo, al reflujo de lacolumna de metal líquido ascendente.

Los datos captados constituyen una «huella digi-tal» del proceso de llenado del molde. Por tanto, esposible determinar con gran precisión la sensibili-dad con que el proceso de llenado reacciona antedeterminadas influencia. Esta información es desuma importancia, sobre todo para la fabricaciónde componentes de seguridad de alta calidad.

El sensor de gas residual mide la concentración delgas en la cavidad del molde. En la reacción de loslubricantes y agentes de desmoldeo con el metal lí-quido se forman dióxido de carbono, siloxanos, á-cido carboxílico y alquenos. Estos productos gaseo-sos combustibles pueden quedar incluidos en lamasa fundida durante el proceso de inyección, ori-ginando defectos en las piezas, como por ejemplorechupes.

Puede ser conveniente utilizar un sensor de hume-dad si, por diferentes motivos, un exceso de hume-

dad en el molde conduce a la formación de vapor y,en consecuencia, a defectos de calidad debidos aburbujas en las piezas. Esto afecta también a la tem-peratura superficial y a varios efectos asociados.

Hay numerosas teorías y enfoques en torno a la e-vacuación del aire en los moldes para fundición in-yectada. En cualquier caso, la cuestión central si-gue siendo: ¿cuánto aire hay que extraer del moldey en qué periodo de tiempo? Aquí reside precisa-mente el problema, dada la dificultad de realizarmediciones dentro del molde. Es un hecho conoci-do que, con las instalaciones de vacío utilizadas ac-tualmente, un filtro atascado origina valores eleva-dos de depresión en los instrumentos, pero no en elmolde. En cambio, no es tan sabido que el efectoVenturi puede crear turbulencias que dependen dela combinación entre el volumen de escape de airey la apertura de la válvula. Estas turbulencias pue-den conducir a un cierre hermético de la aperturade la válvula, interpretado erróneamente como va-cío. Por tanto, es de utilidad medir el flujo de aire u-tilizando un sensor de caudal de aire (Figura 5). Elvolumen de aire extraído es el único dato fiable pa-ra poder evaluar la evacuación del molde. Estossensores pueden utilizarse también para determi-nar las fugas de aire causadas por un molde no es-tanco y dimensionar correctamente el tiempo de e-vacuación necesario. Este método proporciona


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Figura 3. Un sensor de tempera-tura de contacto con el frente demetal permite recoger con rapi-dez datos sobre la temperaturadel metal y del metal fundido.

Figura 4. La medición con un sen-sor de control de llenado del moldeproporciona una «huella digital»del proceso de llenado.

ción. Antes de adquirir un instrumento de medi-ción (Figura) hay que tener en consideración los si-guientes factores:

— El número creciente de sensores conduce a lanecesidad de aumentar las entradas analógicas.

— Se precisan entradas y salidas digitales, así co-mo entradas para medición de temperatura.

— Hay que considerar la velocidad de muestreo(número de mediciones por segundo); debe serposible operar al menos con 5 kHz por canal.

El instrumento de medición debe permitir ajustesen el software, de acuerdo con las especificacionesdel cliente, para tener en cuenta diversas circuns-tancias de la producción. Las unidades de mediciónbaratas no pueden aportar la información sobre losprocesos internos de colada y de la máquina que su-ministra un instrumento de medición profesional.resultados significativos y seguros, y garantiza una

mejora de la calidad de las piezas coladas.

Sistemas avanzados de medición

Las exigencias planteadas a los sistemas de capta-ción de datos han crecido en la misma medida quese han desarrollado los sensores. Actualmente, lossistemas de medición se utilizan solamente paraelaborar un protocolo con determinados paráme-tros básicos de la máquina: la carrera del émbolo,la velocidad calculada del émbolo, la presión de ac-cionamiento y determinados valores digitales cal-culados a partir de los datos de los sensores. En elfuturo, esto no será suficiente, y por tanto es nece-sario introducir mejoras e innovaciones en el cam-po de los sistemas de medición.

En la mayoría de los casos, en las mediciones no setiene en cuenta en la medida debida la velocidadde muestreo (número de mediciones por segundo).Para una medición normal hay que utilizar una ve-locidad de muestro mínima de 2 kHz, a fin de po-der visualizar e interpretar las secuencias más im-portantes. Si la velocidad de muestreo es inferior,las curvas obtenidas son muy similares entre sí yno se logran los objetivos perseguidos con la medi-


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Figura 5. Sistema de medición con múltiples conducciones de airey sensores de gas residual, de humedad y de volumen de aire.

A la hora de adquirir un instrumento de mediciónhay que exigir un producto de alta calidad para a-plicaciones profesionales.


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SISTEMAS DE LLENADO

Mejora de los conocimientos sobre filtración paraaumentar el rendimiento de fundición

Adams, A., O. Davila-Maldonado, L. Oliviera y B. Al-quist. En inglés. 4 pág.

Habiendo sido aceptado que el uso de filtros cerá-micos reduce las inclusiones en la fundición dúctil,el siguiente paso que se aborda en este artículo, esconocer el mecanismo de la filtración a fin de opti-mizar su rendimiento. Con este motivo se desarro-lló un modelo matemático en 3D, basándose en la2ª ley de Newton, para determinar la trayectoria delas inclusiones y la probabilidad de que se adhie-ran al filtro. Se construyó un molde de plásticotransparente con su correspondiente sistema dellenado y se utilizó agua con partículas de poliami-da de tamaños comprendidos entre y 100 µm ensuspensión, para representar lo que sucede en losmetales. Tras comprobar la buena correlación en-tre los ensayos y el modelo matemático se observóque la dinámica de las inclusiones viene goberna-da por la flotabilidad, la resistencia aerodinámica,las fuerzas de arrastre y las fuerzas ascensionales.El mecanismo de captura de las inclusiones inclu-ye la adhesión por choque directo, la adhesión porflotación, el impacto al desviarse del flujo principaly la retención dentro del filtro al finalizar el llena-do. Aproximadamente el 90% de las inclusiones detodos los tamaños quedan retenidas en los prime-ros 15 mm en un filtro de 22 mm de espesor. La efi-cacia del filtro depende de la trayectoria que debeseguir la inclusión dentro del filtro. Con altas velo-cidades de llenado las partículas de 2 µm no sonretenidas. Queda por comparar si con un metal lí-quido el modelo matemático reproduce el fenóme-no con la misma eficacia que con agua.

Foundry Trade Journal 184 nº 3673 (2010) p. 86-89

ARENAS

Tres métodos para reducir el polvo de carbón me-diante la adición de grafito a los moldes de arenaen verde

LaFay, V. y G. Crandell. En inglés. 18 pág.

El polvo de carbón ha tenido, con cierta razón, mu-chos detractores desde el punto de vista medioam-biental. Para reducir las emisiones que producedurante la colada de las piezas dentro del Progra-ma de Reducción de Emisiones en Fundición(CERP) en el que participa la Administración esta-dounidense, la Agencia de Protección Ambiental(EPA), la AFS y varias fundiciones emprendieron u-na serie de ensayos para sustituirlo por grafito. Lasadiciones de grafito se realizaron de tres manerasdiferentes: 1ª) Añadiendo grafito a la bentonita; 2ª)Pulverizando el grafito, vehiculizado en agua y noen disolvente orgánico, sobre el molde y 3ª) Disuel-to en el desmoldeante que se aplica al modelo. Laspruebas llevadas a cabo en una fundición experi-mental equipada para tomar muestras y analizartodos los efluentes importantes –más de 25– per-mitieron constatar una reducción del 77% de las e-misiones orgánicas, 81% de los gases polucionan-tes y 93% de los policíclicos en el caso de adición ala bentonita, del 89%, 87% y 80% respectivamentepara la pulverización y del 79%, 74% y 88% para eldesmoldeante. Esto puede explicarse por la reduc-ción entre el 20 y el 50% de polvo de carbón. Las di-ferencias entre los distintos métodos de adición sepueden considerar poco significativas. Aunque to-davía no se han hecho públicos, los ensayos indus-triales llevados a cabo en distintas fundiciones du-rante la colada, el enfriamiento y el desmoldeohan permitido corroborar los resultados de la fun-dición experimental.

AFS Transactions 113 (2009) p. 789-805

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SIMULACIONES Y PROYECTOS . . . . . . . 21

SPECTRO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

TALLER DE MODELOS Y TROQUELES . . 53

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Próximo número

INDICE de ANUNCIANTES

00-Cubierta F-Dic.07 nº2

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