Modelos desechables. fundición

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 Modelos desechables En la fabricación de moldes con modelos desechables, el modelo, que es usualmente de una pieza, es colocado en el tablero y la base de la caja se moldea en la forma convencional. Se agregan unos agujeros para ventilación y la base se voltea completamente para el moldeo de la tapa. Casi siempre la arena en verde es el material común más usado, aunque pueden usarse arenas especiales para otros propósitos, como arena de cara que se utiliza de inmediato alrededor del modelo. La arena en la línea de partición no se aplica en la tapa de la caja y la base no puede ser separada hasta que la fundición es removida. En cambio, la tapa es llenada con arena y se apisona. En cualquiera de los casos la colada es cortada en el sistema de alimentación o ambas, como usualmente sucede, esta es una parte del modelo desechable. Se hacen los agujeros para ventilación y se coloca algo de peso para oprimir la tapa. Los modelos de poliestireno, incluyen la alimentación y el sistema de colado como se muestra en la figura. La colada es vaciada rápidamente en la pieza moldeada; el poliestireno se vaporiza; y el metal llena el resto de la cabida. Después de enfriado la fundición es eliminada del molde y limpiada. El metal es vaciado lo suficientemente rápido para prevenir la combustión del poliestireno, con el resultado de residuos carbonosos. En cambio, los gases, debido a la vaporización del material, son manejados hacia fuera a través de la arena permeable y los agujeros de ventilación. Un recubrimiento refractario se aplica comúnmente al modelo para asegurar un mejor acabado superficial para la fundición y le agrega resistencia al modelo. Es obligatorio a veces que los pesos para oprimir los moldes sean parejos en todos los lados para combatir la alta presión relativa en el interior del molde. Las ventajas de este proceso incluyen los siguientes aspectos:: Para una pieza no moldeada en maquina, el proceso requiere menos tiempo. No requieren que hagan tolerancias especiales para ayudar a extraer el modelo de la arena y se requiere menor cantidad de metal. El acabado es uniforme y razonablemente liso. No se requiere de modelos complejos de madera con partes sueltas. No se requiere caja de corazón y corazones. El modelo se simplifica grandemente. Las desventajas de este proceso incluyen los siguientes aspectos: El modelo es destruido en el proceso. Los modelos son más delicados de manejar. El proceso no puede ser usado con equipos de moldeo mecánico. No puede ser revisado oportunamente el modelo de la cavidad. http://www.geocities.com/usmindustrial/Fundicion.htm

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Modelos desechables

En la fabricación de moldes con modelos desechables, el modelo, que es usualmente de unapieza, es colocado en el tablero y la base de la caja se moldea en la forma convencional. Seagregan unos agujeros para ventilación y la base se voltea completamente para el moldeo de latapa. Casi siempre la arena en verde es el material común más usado, aunque pueden usarse

arenas especiales para otros propósitos, como arena de cara que se utiliza de inmediatoalrededor del modelo. La arena en la línea de partición no se aplica en la tapa de la caja y labase no puede ser separada hasta que la fundición es removida. En cambio, la tapa es llenadacon arena y se apisona. En cualquiera de los casos la colada es cortada en el sistema dealimentación o ambas, como usualmente sucede, esta es una parte del modelo desechable. Sehacen los agujeros para ventilación y se coloca algo de peso para oprimir la tapa. Los modelosde poliestireno, incluyen la alimentación y el sistema de colado como se muestra en la figura.

La colada es vaciada rápidamente en la pieza moldeada; el poliestireno se vaporiza; y el metalllena el resto de la cabida. Después de enfriado la fundición es eliminada del molde y limpiada.

El metal es vaciado lo suficientemente rápido para prevenir la combustión del poliestireno, con

el resultado de residuos carbonosos. En cambio, los gases, debido a la vaporización delmaterial, son manejados hacia fuera a través de la arena permeable y los agujeros deventilación. Un recubrimiento refractario se aplica comúnmente al modelo para asegurar unmejor acabado superficial para la fundición y le agrega resistencia al modelo. Es obligatorio aveces que los pesos para oprimir los moldes sean parejos en todos los lados para combatir laalta presión relativa en el interior del molde.

Las ventajas de este proceso incluyen los siguientes aspectos::

Para una pieza no moldeada en maquina, el proceso requiere menos tiempo.

No requieren que hagan tolerancias especiales para ayudar a extraer el modelo de la arena yse requiere menor cantidad de metal.

El acabado es uniforme y razonablemente liso.

No se requiere de modelos complejos de madera con partes sueltas.

No se requiere caja de corazón y corazones.

El modelo se simplifica grandemente.

Las desventajas de este proceso incluyen los siguientes aspectos:

El modelo es destruido en el proceso.

Los modelos son más delicados de manejar.

El proceso no puede ser usado con equipos de moldeo mecánico.

No puede ser revisado oportunamente el modelo de la cavidad.

http://www.geocities.com/usmindustrial/Fundicion.htm

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a. Perdido (transitorio) En este caso el molde se hace comprimiendo arena de fundiciónalrededor de l modelo colocando en el interior un bastidor adecuado llamado cajadespués de la colada ; se levanta la caja y se rompe el molde para extraer la pieza.Para hacer otra pieza es necesario rehacer el molde .

http://www.monografias.com/trabajos7/fuco/fuco.shtml

En la fundición inversa, una adaptación del proceso de cera perdida para la fabricación

de piezas fundidas ornamentales, el modelo se construye en cera, a menudo con una

máquina de fundido a presión, y se recubre con una pasta de material refractario que se

deja secar. Esta capa refractaria, con el modelo de cera dentro, se recubre de arena y

después se cuece todo el molde. La cera se derrite y se vierte fuera del molde, con lo

que éste queda listo para recibir el metal. Las piezas fabricadas con este proceso tienen

una gran precisión y reproducen bien detalles finos.

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Proceso de fundición a la cera perdida

Es un proceso muy antiguo para la fabricación de piezas artísticas. Consiste en

la creación de un modelo en cera de la pieza que se requiere, este modelo debe

tener exactamente las características deseadas en la pieza a fabricar. Elmodelo de cera es cubierto con yeso o un material cerámico que soporte el

metal fundido. Para que seque ese material cerámico se introduce a un horno,con ello el material cerámico se endurece y el modelo de cera se derrite. En el

molde fabricado se vacía el metal fundido y se obtiene la pieza deseada. Es un

 proceso que es utilizado para la fabricación de piezas ornamentales únicas o

con muy pocas copias.

http://www.aprendizaje.com.mx/Curso/Proceso1/Temario1_V.html#dos

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Tabla 7a. Panorama de posibles procesos de moldeo y vaciado con moldesdesechables

Tipo de

molde

Moldes desechables

Tipo de

modelo

Modelos fijos Modelos de un solo uso

Proceso Moldes

manuales

Moldes de

máquina

Moldes

con

máscaras

Moldes de

cerámica

Fundición

fina

(Procesos

de

fundición

de cera)

Moldes de

fundición para

obtener piezas

macizas sin

cavidades o

huecos

Materiales

a procesar 

Todos los

metales

Todos los

metales

Todos los

metales

Todos los

metales

Todos los

metales

Todos los

metalesRango de

 peso

(Valores

aprox.)

Sin límite,

los equipos

 para

transportar y

la capacidad

de fundición

determinan

los límites

Hasta

varias

toneladas,

limitado

 por el

tamaño de

los

equipos

Hasta 150

kg

Hasta 1000

kg

1 g hasta

varios kg

(En casos

especiales

hasta 100

kg)

Sin límite,

(Limitado por 

la capacidad del

transporte):

especialmente

apto para partes

 pesadas

Rango de

cantidades

(Valores

aprox.)

Partes

individuales,

series

 pequeñas

Series

 pequeñas

hasta

grandes

Series

medianas

hasta

grandes

Partes

individuales,

series

 pequeñas

hasta

medianas

Series

 pequeñas

hasta

grandes

Partes

individuales,

series

 pequeñas, en

caso de partes

adecuadas

 producción en

serie

http://www.cepis.ops-oms.org/eswww/fulltext/publica/resipeli/resita7a.html

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Esta técnica basada sencillamente en la fabricación inicial de un modelode espuma depoliestireno, copia fiel de la pieza que se desea moldear, que es a su vezrecubierta con unapintura refractaria o capaz de soportar altas temperaturas para

finalmente ser revestida porel metal fundido, se convierte en una efectiva salida para incursionar enmercados exigentesy competitivos.Con copiados perfectos de los moldes, disminución tanto del materialparticulado como delos desechos en la planta de producción y una reducción de hasta un 70por ciento delmecanizado de las piezas, esta desconocida pero efectiva técnica defundición empieza aposicionarse en el país.

Ventajas del Lost Foam (espuma perdida)

• Simplifica el manejo de la arena y reduce costos al prescindir del usode aditivos yaglomerantes.•Permite la eliminación de machos y la posibilidad de fabricar piezas concontrasalidas y formas complejas.• Espesores menores para el mecanizado.

• Elimina las juntas y por lo tanto la posibilidad de desplazamientos.• Los costos de mantenimiento se minimizan debido a la eliminación demolino ybandas transportadoras.http://www.colciencias.gov.co/agenda/pdfs/pn_135.pdf 

El modelo de espuma perdida permite tomar en cuenta las propiedades de material de laespuma, el gas generado cuando se quema la espuma y la perdida de calor en el frentedel metal.

Las fundiciones de precisión con frecuencia usan el proceso de fundición a la cera

 perdida para hacer los moldes. En este proceso, los moldes se hacen construyendo una

cáscara compuesta de capas alternativas de suspensiones refractarias y estucos, como

sílice fundida, alrededor de un patrón de cera. Las cáscaras de cerámica se colocan al

fuego para remover el patrón de cera y precalentar las cáscaras para la colada.

Otro proceso de elaboración de moldes en arena que está encontrando aceptación

comercial utiliza un patrón de espuma de poliestireno embutido en arena tradicional

suelta sin aglomerante. El patrón de espuma dejado en el molde de arena es

descompuesto por el metal fundido, por lo tanto el proceso es llamado "moldeo con patrón evaporante" o "proceso de espuma perdida".

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 Residuos de fundición a la cera perdida 

Las cáscaras de fundición a la cera perdida sólo pueden ser usadas una vez y su

disposición se realiza en rellenos sanitarios como residuos no peligrosos a menos de que

existan en las cáscaras condensados de metales pesados de las aleaciones. Las ceras que

son retiradas de las cáscaras de fundición a la cera perdida pueden ser recicladas en las

mazarotas y los burletes de cera para su reutilización o pueden ser enviadas a la línea de

reciclaje de cera para su recuperación

http://www.cepis.ops-oms.org/eswww/fulltext/epa/meta/metaca22.html#pcera

El método convencional de vaciado por gravedad comparado con los procesos

exclusivosde fundición de contragravedad deHitchiner VACIADO PORGRAVEDAD

 por completo cada una de las secciones. La CLA

 permite controlar la velocidad de llenado del molde

con temperaturas del metal y del molde más bajas que

aquellas que se requieren en un vaciado por gravedad;

se logra así una estructura más fina del grano y el

mejoramiento de las propiedades mecánicas.

Luego de un breve período de espera que permite

que las piezas y parte de los alimentadores se solidi-fiquen,

se elimina el vacío y el resto del metal fluye

hacia al horno. Sólo una pequeña pestaña del alimen-tador,

que se puede pulir con gran facilidad, queda en

la pieza fundida.

Ya que no hay necesidad de considerar el claro de

corte para la sierra en el diseño de un molde de

fundición CLA, el rendimiento es considerablemente

más alto que el que se logra

con un bebedero convencio-nal.

La CLA produce piezas

de fundición con mucho

menos defectos de escoria e

inclusiones no metálicas, ya

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que el molde es llenado con

flujo laminar, sin turbulen-cia

y además con metal lim-pio

que se encuentra por de-bajo

de la superficie del baño.

En pruebas comparativas de

maquinado, efectuadas encondiciones bajo control, se ha demostrado que este

metal, al ser más limpio, reduce el desgaste de herra-mientas.

Desde su desarrollo, el proceso CLA ha tenido

muchas variantes diseñadas para aplicaciones especí-ficas.

Entre ellas, los procesos CLV, CLI, CV y el

CLA con soporte de arena.

l método de llenado de moldes por vaciado de

gravedad ha cambiado muy poco a través de la

historia. A pesar de ser tan simple, esta antigua

 práctica tiene sus limitaciones.

Cuando se cuela el metal

fundido, la turbulencia y sal-picaduras

hacen que el aire semezcle con el metal. El acero

es sumamente reactivo al aire,

lo que causa que el metal ex-puesto

se oxide y esto produ-ce

 pequeños defectos de óxi-do

en la fundición.

El metal vaciado por gra-vedad

viene por lo general

acompañado de escoria. Esta

se forma y flota en la superfi-cie

del baño metálico, se ad-hiere

a las paredes interiores

del horno y se vierte en la ollacuando esta es llenada.

Además, un molde que

se llena utilizando el método

de vaciado por gravedad, requiere del aumento de la

 presión para forzar el metal líquido en las cavidades

de la pieza. El aire queda atrapado en pequeñas

secciones del molde creando contrapresión que resis-te

el flujo del metal e impide el llenado del molde.

Hitchiner ha desarrollado y utiliza en su produc-ción

un proceso de fundición que se conoce con las

siglas “CLA”, Fundición al Aire con Contragravedad

y Baja Presión (en inglés, Countergravity Low pres-sure

 Air mel t). En este proceso, el molde se coloca en

una cámara de vacío. De la cámara sobresale un tubo

de llenado que se hace descender dentro de la porción

central y limpia del baño metálico. Se aplica el vacío

que permite que el metal fundido ascienda, llenandoPROCESO CLA

Las ventajas delproceso a la ceraperdida...

Fundamentos del

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proceso a la ceraperdidaas réplicas en cera de la pieza por fundir se

 producen utilizando el proceso de moldeo

 por inyección. Estas réplicas se denominan patrones.Los patrones se fijan a

un vástago central de cera,

denominado bebedero, para

formar un árbol.

La cáscara se forma al

sumergir el árbol en una

suspención cerámica y lue-go

en una cama de arena

sumamente fina. De esta

manera se aplican hasta ocho capas.

Una vez que la cerámica está

seca, se derrite la cera de la cáscara,

formando así un molde hueco.

En el proceso convencional,

la cáscara se llena con el metal

fundido utilizando el proceso de

vaciado por gravedad. A medida

que se enfría el metal, las piezas,

los alimentadores y el bebedero se

convierte en una pieza fundida só-lida.

Se rompe la cáscara de cerámica y se separan las

 piezas del bebedero

cortándolas con una

sierra de fricción de

alta velocidad.Luego de peque-ñas

operaciones de ter-minado,

las piezas de

fundición, idénticas a

los patrones de cera

originales, están listas

 para enviarse al

cliente.

 L E s FLEXIBILIDAD DE DISEÑOLa fundición por medio del proceso a la cera

 perdida proporciona piezas “con dimensiones

finales casi exactas,” lo cual permite a los

diseñadores e ingenieros la libertad de diseñar 

en una amplia variedad de aleaciones. El pro-ceso

es capaz de producir detalles exactos y

dimensiones precisas tanto en piezas de mucho

 peso como en aquellas que sólo pesan unos

 pocos gramo s.

s AMPLIA SELECCION DE ALEACIONESHitchiner regularmente funde más de 120 alea-ciones

ferrosas y no ferrosas.s ELIMINACION DEL MONTAJE DELHERRAMENTAL

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Los costos del montaje del herramental se redu-cen

drásticamente o se eliminan por completo

cuando se ofrece una configuración “con di-mensiones

finales casi exactas.”

s DISMINUCION DE LOS COSTOS DEPRODUCCION

Las costosas operaciones de maquinado se re-duceny muchas veces se eliminan. No es nece-saria

la inversión en bienes de capital para

 producir piezas en nuestras instalaciones.

s REDUCCION DE LAS OPERACIONES DEMONTAJESe pueden fabricar varias partes en una sola

fundición, reduciendo así los costos de manejo,

montaje e inspección.

s CAPACIDAD PARA PRODUCIRGEOMETRIAS DIFICILESSe pueden fundir ranuras, barrenos, protube-rancias,

letras, ranuras de estrangulación,

 pasadores, estrías y hasta algunas roscas.INYECCION CERAPREPARACION DE LASCASCARASCONJUNTO

En el proceso de reproducción se conjugan dos factores muy importantes, una técnica depurada con el

 paso de los años, y una elaboración artesanal, que dan a cada pieza un trato individualizado.

Se utiliza este método, por su probada fiabilidad a la hora de reproducir cualquier superficie. La calidad

del bronce una vez terminado es la copia exacta de la obra que salió de manos del artista, cumpliendo por lo tanto con las máximas exigencias.

Proceso de Cera Perdida

Arcilla a cera a bronce—el proceso de ceraperdida es un método para cambiar una esculturahecha de arcilla suave a un material más duro talcomo el bronce. Al cambiar la arcilla a bronce serequieren dos moldes para cada escultura. Elprimer molde (hecho de yeso y caucho) rinde uncasco de cera de la escultura. Vaciando la cera amano determina el espesor, y por lo tanto el peso,del bronce final.

Sumergiendo el casco de cera en un materiallíquido cerámico forma la base del segundomolde. Al endurecerse, el material puede soportar la alta temperatura del bronce fundido. Después,el molde se calienta hasta que la cera se derrita odesaparezca. Ya que la cera desaparece, llega aser "cera perdida" como lo implica el nombre delproceso. El espacio que deja la cera perdida en elsegundo molde forma un "vacío"—con la forma dela escultura—a cual se llena de bronce fundidodespués.

 

1. Arcilla original (a veces un año parahacerse).

2. El molde principal cubre la arcilla. Elcaucho líquido vertido alrededor dela arcilla endurece. El yesomantiene el caucho en su lugar.

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El Molde Maestro (Primer Molde)

El primer molde se llama molde maestro ya quese deriva de la arcilla original (figura 1). Estáhecho de un caucho especial sostenido por uncasco de yeso (figura 2). El caucho registra los

detalles esculpidos en la arcilla (figura 3). Cuandola escultura de arcilla suave se remueve delmolde maestro (arruinándose en el proceso), elvacío resultante se llena con cera caliente (figura4).

El Segundo Molde Cerámico

Cuando la cera re-trabajada se perfecciona(figura 5), se encajona en el segundo molde decerámica (figura 6). Este molde se hace dematerial de cerámica porque debe soportar la altatemperatura del bronce fundido (sobre 1204°C).

Después, el molde de cerámica—con el casco decera adentro—se coloca en un horno industrialpara derretir la cera (figura 7). De esta forma, lacera se convierte en "cera perdida" mientras quese derrite y desaparece.

Entonces, el bronce fundido es vertido en el vacíodejado por la cera derretida (figura 8). Despuésde enfriarse, el molde se martilla cuidadosamentepara separar y exponer el casco de bronce.

Las verjas para verter deben de ser molido, y el

bronce perfeccionado por soldadura cuidadosa,limado, molido, y pulido (figura 9).

El Acabado y la Etapa de la Pátina

En esta etapa, Harvey visita otra vez la fundiciónpara agregar los toques finales de acabado albronce para que satisfaga sus estándaresexigentes. Cuando él considera que el bronceestá perfecto, se agrega la pátina o color. Esto seaplicada manualmente calentando el bronce yaplicando combinaciones de productos químicosque controlan el color del proceso natural de

oxidación (figura 10). La atención cuidadosa a lapátina da resultado a profundos, ricos colores quese convierten en parte permanente de laescultura.

Finalmente, el número de edición y la marca defundición se martillan en el bronce y la esculturase encera para proteger la pátina (figura 11).

El arduo proceso de fabricación de casco—unmolde para hacer la cera, y un molde para hacer el bronce—debe de repetirse en cada moldeo oparte de la escultura. André Harvey no lo haría deotra manera. Él está convencido de que el tiempoinvolucrado en moldeo y las energías gastadas—

3. La arcilla es removida, creando unespacio vacío. El caucho capturalos detalles esculpidos en la arcilla.

4. La cera caliente se vierte enel molde, adquiriendo los detallesque el caucho capturó de la arcilla.

5. La cera endurece cuando se enfríay se quita del molde. Harveyperfecciona, agrega los detalles."Verjas" para verter son agregadas.

6. El segundo molde de cerámicacubre la cera y endurece.

7. En el horno, la cera se derrite ysale del molde convirtiéndose en"cera perdida".

8. El bronce fundido (1204°C) sevierte en el molde de cerámica.

9. Etapa del Acabado: el molde sesepara con martillazos, las "verjas"son removidas, el metal es soldado,

10. Etapa de la Pátina (Color): losácidos aplicados al broncecalentado le dan ricos colores.

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una escultura pequeña toma generalmente ochosemanas—son bien dignos del esfuerzo. Una vezen bronce, la escultura alcanza una permanencia—una clase de inmortalidad—que abarca lasgeneraciones y los siglos. Quizás, un día en elfuturo distante, esto pueda ayudar a explicar a

personas todavía no nacidas cómo era vivir unavida hoy.

limado, pulido. Harvey perfeccionael acabado del metal.

11. Bronce acabado.

http://www.andreharvey.com/spanish/wax.html

DESCRIPCIÓN DE LA PRÁCTICA

- Primeramente se debe realizar el modelo con espuma flex para poder realizar la

fundición.

- Luego la arena de fundición debe ser tamizada y pasada a otro aparato que

 permite obtener una mejor arena de fundición, se debe añadir agua en pequeñas

cantidades por el orificio

- Después se coge dos cajas y se colocan en el suelo, cabe señalar que la caja de

abajo se colocan al lado contrario

- Se coloca el modelo dentro de la caja y se echa la arena de fundición obtenida al

final hasta cubrir por completo el modelo

- Después de haber cubierto todo el modelo se coloca arena de relleno

- Luego de haber alcanzado una altura de arena hasta el tope de la caja se debe

moldear la arena con un palo en diferentes direcciones, tres veces.

- Se añade después de ser moldeado, más arena de relleno hasta que sobrepase la

altura de la caja y se moldea nuevamente como se mencionó en el paso anterior 

- Se quita el exceso de arena mediante una lámina cuya longitud sea mayor que la

de la caja hasta que quede bien aplanada

- Después y con mucho cuidado, se da la vuelta a la caja y se coloca la otra

encima, además se vierte sílice sobre el modelo

- Se colocan los modelos de las entradas a una distancia razonable y que permitan

la buena entrada del metal

- Sobre la superficie del modelo se echa arena obtenida al final hasta cubrir el

modelo para luego rellenar mediante la arena de relleno hasta una altura igual de

la de la caja evitando mover las entradas.

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- Se moldea como se mencionó anteriormente y se vuelve a echar arena de relleno

- Se moldea nuevamente y se realiza el aplanado de la arena quitando el exceso.

- Se quitan los modelos de las entradas y se realiza la forma de un cono en los

huecos de las entradas

- Se quita con mucho cuidado la caja superior y se realizan los canales de

circulación del metal empezando por el hueco de las entradas hasta el modelo de

espuma flex.

- Se debe tomar en cuenta que en este proceso el modelo no debe ser quitado,

razón por lo cual a este proceso se lo conoce como de modelo perdido

- Se coloca nuevamente la caja superior y se traslada las cajas con mucho cuidado

hasta un lugar cerca del horno basculante

- Luego se echa el aluminio en una de las entradas y se espera hasta que se

 produzca la solidificación del aluminio.