Procesos de fundición de aluminio

Procesos Industriales

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U U UN N NI I IV V VE E ER R RS S SI I ID D DA A AD D D N N NA A AC C CI I IO O ON N NA A AL L L D D DE E E I I IN N NG G GE E EN N NI I IE E ER R RÍ Í ÍA A A

2 2 20 0 00 0 0X X X Y Y YY Y Y

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL Y DE SISTEMAS

ALUMNA:

NNN UUUU NNNNN

PROFESOR:

ING. PARRA OSORIO, HERNAN

CURSO:

PROCESOS INDUSTRIALES I


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“ ALIANZA METALÚRGICA S. A. “

1. OBJETIVOS DE LA VISITA.

§ Conocer e identificar los diferentes procesos de producción de piezas

fundidas; en este caso de aluminio.

§ Reconocer los equipos y herramientas usados para la elaboración de las

piezas.

2. FUNDAMENTO TEÓRICO

2.1. ALUMINIO

El Aluminio es un metal no ferroso. Es el tercer elemento más común

encontrado en la corteza terrestre. Los compuestos de aluminio forman el 8%

de la corteza de la tierra y se encuentran presentes en la mayoría de las rocas,

de la vegetación y de los animales. En estado natural se encuentra en muchos

silicatos (feldespatos, plagioclasas y micas). Como metal se extrae del mineral

conocido con el nombre de bauxita, por transformación primero en alúmina

mediante el proceso Bayer y a continuación en aluminio mediante electrólisis.

Este metal posee una combinación de propiedades que lo hacen muy útil

en ingeniería mecánica, tales como su baja densidad (2.700 kg/m3) y su alta

resistencia a la corrosión. Mediante aleaciones adecuadas se puede aumentar

sensiblemente su resistencia mecánica (hasta los 690 MPa). Es buen

conductor de la electricidad, se mecaniza con facilidad y es relativamente

barato. Por todo ello es el metal que más se utiliza después del acero.

Fue aislado por primera vez en 1825 por el físico danés H. C. Oersted.

El principal inconveniente para su obtención reside en la elevada cantidad de


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energía eléctrica que requiere su producción. Este problema se compensa por

su bajo coste de reciclado, su dilatada vida útil y la estabilidad de su precio.


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3. ASPECTOS GENERALES DE LA EMPRESA

3.1. HISTORIA

“ALIANZA METALÚRGICA S. A. Es desde 1985, una empresa peruana

dedicada a la fabricación de piezas fundidas en aluminio.

A través de todos estos años, Alianza Metalúrgica ha desarrollado

diversas tecnologías, procesos y aleaciones, que le han permitido colaborar

decididamente en el cumplimiento de los objetivos y metas de sus clientes,

participando en conjunto en la solución de problemas y aportando los productos

adecuados para la satisfacción de sus necesidades.

Actualmente, Alianza Metalúrgica provee a los más importantes

fabricantes nacionales y exporta algunos de sus productos, compitiendo a nivel

internacional.

La planta, los equipos y personal altamente calificado, les permite

ofrecer los mayores volúmenes y la mejor calidad de aluminio fundido del Perú.

No sólo ofrecen piezas fundidas de aluminio; también cuentan con

instalaciones que tienen todas las facilidades para dar los mejores acabados de

acuerdo a las exigencias del cliente, además de ofrecer servicios de

maquinado, pintura y ensamblaje, hasta lograr productos terminados de alta

calidad, reconocida a nivel internacional.


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3.2 MISIÓN Y VISIÓN

3.2.1. Misión

Los compromisos centrales de Alianza Metalúrgica son:

1. Satisfacer las necesidades y expectativas del cliente, suministrándole

soluciones integrales con productos fundidos en duraluminio, garantizando

su eficacia en el tiempo, para mantenernos como líderes en servicio y

rentabilidad.

2. Promover, el mejoramiento de la calidad de vida de su personal, impulsar la

innovación tecnológica y el desarrollo de nuevos productos, asegurando el

permanente progreso de la empresa y la retribución adecuada y justa para

los miembros de la organización, sus familias, los accionistas, la sociedad y

el Estado.

3.2.2. Visión al 2011

1. Nos vemos con productos y servicios que satisfacen las necesidades de los

clientes, convirtiéndonos en una importante opción en el mercado por la

calidad, agilidad, precio, innovación y por flexibilidad del sistema.

2. Nos vemos aumentando nuestra producción en peso fundido en un 70%,

para lo cual contaremos con otro terreno industrial más amplio, habiendo

implementado nuevas tecnologías productivas.


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3. Nos vemos duplicando nuestra facturación, incrementando nuestra

participación en el mercado exterior en un 17% de las ventas totales.

Además participaremos en nuevos rubros del mercado, comprando una

representación extranjera, ofreciendo la comercialización (importación /

distribución) de otros productos afines y vendiendo productos propios.

4. Nos vemos con un sistema certificado de gestión de calidad.

3.3 POLÍTICA DE CALIDAD

En Alianza Metalúrgica, la calidad está presente en todas las fases del

proceso de fabricación de productos fundidos en aluminio, desde la preventa,

fabricación hasta la postventa, con la participación de todos los trabajadores

comprometidos con la mejora continua del sistema. La calidad de sus

productos y la satisfacción plena de las necesidades de sus clientes.


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3.3.1. Control de Calidad

Contamos con un departamento de control de calidad que garantiza, a

través de tecnología de última generación, la calidad de las aleaciones de

aluminio y duraluminio, para que cumplan con los requerimientos físico

mecánicos y químicos, tanto en placas como en las piezas fabricadas por

fundición.

Esta calidad es el resultado de la aplicación de tecnología de última

generación que ayuda a cumplir con el exigente programa de control:

§ Análisis químico del duraluminio, realizado con un equipo de última

generación (espectrómetro de emisión de lectura directa) con patrones

certificados.

§ Grado de porosidad del duraluminio, con una bomba de vacío Gas Tech.

§ Refinamiento del grano de la estructura del duraluminio, con el grain size

test.

§ Inclusiones de escoria en el duraluminio, con el equipo Kmoldtester.

§ Grado de dureza del material, con un durómetro.

§ Evaluación de microestructura del duraluminio, a través del ensayo

metalográfico con el espectrómetro de emisión de lectura directa.

§ Análisis visual de atributos, evaluando formas y detalles.

§ Medición de dimensiones, cuidando que se encuentren dentro de las

especificaciones acordadas con el cliente.

Cuentan con técnicos altamente calificados en procedimientos de control

de calidad, tanto durante el proceso productivo como también para la


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aprobación final del producto antes de su despacho. El personal tiene todas las

habilidades y los equipamientos necesarios para garantizar que sus clientes

únicamente reciban productos de alta calidad.

3.4 UBICACIÓN

La planta se encuentra ubicada en la calle San Enrique, Zárate – San

Juan de Lurigancho, Lima – Perú. Esta planta cuenta con todas las

instalaciones requeridas por una fundición moderna y además utiliza las últimas

tecnologías para ofrecer piezas de aluminio de alta calidad; tanto para el

mercado local como para el internacional.


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4. PROCESO PRODUCTIVO

4.1. EQUIPOS

Con un total de 140 empleados, contamos con todas las capacidades para

adminitrar y operar con eficiencia y profesionalismo los siguientes equipos:

§ Fusión

§ Moldeo y Fundición

§ Matricería y Maestranza

§ Acabados y Ensamblaje

§ Modelería y Maquetería

Fusión

§ 4 hornos reverberos (capacidad total de 3400 kg)

§ 2 hornos de crisol basculantes (capacidad total de 600 kg)

§ 2 hornos de mantenimiento para máquinas inyectoras (capacidad de 200kg)

§ 2 equipos de desgasificado estáticos

§ 1 equipo de desgasificado FDU (en proceso de adquisición)

Moldeo y Fundición

3 máquinas mezcladoras de arena

2 máquinas inyectoras (Bühler, Triulzi)

5 máquinas de moldeo

1 máquina de aluminio granulado

3 prensas de colada


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3 hornos de tratamiento térmico

4 puentes grúa (2, 3 y 4 Ton.)

Matricería y Maestranza

3 Fresadoras

3 pantógrafos

3 taladros

2 tornos

1 máquina inyectora de PVC (para pruebas de moldes)

1 máquina de soldar TIG

1 CNC (en proceso de adquisición)


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Acabados y Ensamblaje

1 cabina de pintura electrostástica

1 cabina de arenado

1 cabina de granallado

1 horno de pintura

1 plegadora

1 guillotina

3 prensas excéntricas

1 máquina combinada 5 en 1

1 cortadora de discos

1 escariadora

Modelería y Maquetería

1 torno de madera

2 sierras cinta verticales

5 lijadoras verticales

1 lijadora horizontal de 2 bandas

1 lijadora "boneca"


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1 máquina tupí

1 cepillo

1 máquina planeadora

1 taladro de pie

1 máquina caladora

1 máquina desgruesadora de caucho

1 prensa de grabados

1 cabina de pintura

4.2. PROCESO DE ELABORACION DE SUS PRODUCTOS

Alianza Metalúrgica brinda a sus clientes los siguientes Servicios

§ Diseño Industrial

§ Modelería Industrial

§ Maquetería de Calzado

§ Fundición en Arena

§ Fundición de Precisión

§ Fundición en Coquilla

§ Fundición a Presión

§ Tratamiento Térmico

§ Maquinado

§ Matricería

§ Acabados

§ Arenado y Granallado


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§ Corte y Doblez de Planchas

§ Pintura Electrostática

§ Ensamblaje

§ Análisis Químico de Aleaciones de Aluminio

Diseño Industrial

Alianza Metalúrgica cuenta con un equipo de diseñadores

especializados para diferentes líneas de producción: piezas fundidas en

general, moldes y matrices para suelas de calzado y envases de plástico, todos

asistidos por computadora con software apropiado para cada producto.

Pueden desarrollar el diseño y modelaje de cualquier tipo de molde y

pieza fundida en 3D, visualizar el sólido y el montaje virtual como componente

de un equipo.


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Modelería Industrial

La fundición en arena requiere de un modelo, es decir un patrón de

tamaño real de la pieza, en el cual se toma en cuenta las tolerancias por

contracción, maquinado y además el ángulo de salida del mismo, para facilitar

la extracción del modelo del molde sin ocasionar defectos en el molde y por

consiguiente en la pieza fundida.

La calidad de una pieza fundida se inicia en el modelo. Contamos con

personal altamente capacitado y con una vasta experiencia en la fabricación de

modelos de todos los tamaños y complejidades, utilizando los mejores equipos

y materiales del mercado.

Maquetería de Calzado

El proceso de Presicion Casting o Fundición de Precisión requiere de

una maqueta, que de forma similar a la fundición en arena, representa el patrón


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de la futura suela de calzado. También en este caso se deben considerar

tolerancias por contracción y maquinado, aunque no es necesario considerar el

ángulo de salida porque por este proceso se puede moldear piezas fundidas

con todas las contrasalidas.

Esta fase del proceso requiere una alta capacitación del personal;

tenemos la certeza de contar con los mejores maqueteros del mercado.

Fundición en Arena

Se llama así cuando el metal fundido se vierte en un molde de arena.

Una vez que el metal se solidifica, debe destruirse el molde a fin de extraer la

pieza fundida.


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Alianza Metalúrgica cuenta con el proceso de moldeo manual y el de moldeo

en máquina, dependiendo del tamaño y de la complejidad del modelo, además

del volumen del pedido.

La fundición se realiza con diversas aleaciones, dependiendo de las

exigencias mecánicas de la pieza.


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Fundición de Precisión

Este tipo de fundición se realiza en moldes de yeso refractario, en el cual

se obtienen piezas de excelente acabado superficial y de dimensiones más

estables y precisas. Este proceso es más lento que el proceso de fundición en

arena, porque se tiene que secar el molde de yeso en un horno para eliminar

totalmente la humedad. Con este proceso se fabrica las matrices para suelas

de calzado, además de las matrices para la industria plástica en general.

Fundición en Coquilla

En este tipo de fundición, el molde es una coquilla de fierro fundido, que

se puede reutilizar muchas veces. Nuestro proceso de fundición de coquilla es

por gravedad.


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Las ventajas de la fundición con moldes permanentes incluyen buen

acabado de la superficie y control dimensional más preciso. La solidificación

más rápida ocasionada por el molde metálico da como resultado una estructura

de grano más fino, por lo que se producen piezas fundidas más resistentes, es

decir de mejores propiedades mecánicas.

Fundición a Presión

Proceso de fundición con molde permanente (matriz) en el que se

inyecta a presión elevada metal fundido a la cavidad del molde. Se logra a

través de una máquina llamada inyectora.


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Las ventajas de la fundición a presión son:

1. Excelente acabado superficial

2. Son posibles secciones delgadas, menores de 3 mm.

3. El enfriamiento rápido proporciona un tamaño pequeño del grano y buenas

características de resistencia mecánica en la pieza fundida.

4. Se pueden tener tolerancias estrechas de ± 0.1 mm para piezas pequeñas.

5. Son posibles altos niveles de producción

6. Es económica para cantidades grandes de producción.

Su limitación, además de las aleaciones por fundir, es la forma de la

pieza, ya que su geometría debe permitir el retiro de la cavidad de la matriz.


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Tratamiento Térmico

Se refiere a varios tipos de ciclos de calentamiento y enfriamiento que se

ejecutan sobre un metal para cambiar en forma benéfica sus propiedades.

Operan con la alteración de la microestructura básica del metal, que a su vez

determina las propiedades mecánicas.

Maquinado

El maquinado es el proceso de manufactura que determina la geometría

final y las dimensiones de la pieza, así como la textura de la superficie. Esto se

alcanza a través de un pool de máquinas herramientas modernas y de alta

precisión, en excelentes condiciones de mantenimiento. Realizan el maquinado

de piezas fundidas, entregando piezas listas para su uso final.


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Matricería

En esta sección se realiza la última etapa del proceso de fabricación de

las matrices o moldes para suelas de calzado, desde el pre asentado,

fabricación de canales de inyección, asentado y pruebas hasta el ajuste final,

quedando listo para la producción de las suelas.


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Fabrican también, matrices o moldes para envases plásticos, para artículos

domésticos, para artículos artísticos, entre otros.

Acabados

Se refiere a las operaciones adicionales, posteriores a la solidificación de

la pieza fundida y a su retiro del molde. Consiste en el recorte de los canales

de colada y alimentadores, remoción de las rebabas, almas y cualquier exceso

de metal de la pieza fundida. Contamos con un Área completamente equipada

y capacitada para dichos fines.


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Arenado y Granallado

El arenado consiste en la aplicación de arena con aire a presión sobre la

superficie de la pieza fundida, obteniéndose una textura superficial uniforme y

mate. Contamos con 2 equipos para dichos fines.

Además en Alianza Metalúrgica ofrecemos el servicio de granallado, con

dos tipos de materiales:

1. Granallado con micro esfera de vidrio, el cual también se aplica con aire a

presión, dejando en la pieza fundida una textura fina y brillante.

2. Granallado con corindón, que ofrece una textura de grabado más

acentuada, agresiva y brillante.


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Corte y Doblez de Planchas

Realizamos el servicio de conformado de planchas metálicas, corte,

doblado con rodillos y compresión, estampado con prensas excéntricas,

matrices de corte y guillotinas mecánicas.

Pintura Electrostática

Las pinturas en polvo son horneables y de reducido impacto ambiental,

de aplicación electrostática para uso interior y exterior y para acabados

especiales. Tienen mayor resistencia a la corrosión, abrasión, impacto y a la

deformación lenta, permitiendo obtener mejores acabados a costos más

reducidos en comparación con las pinturas líquidas horneables.


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En Alianza Metalúrgica contamos con un área de pintura electrostática,

con un horno y con stock de colores y variedades.

Ensamblaje

Esta sección ensambla cuenta con las capacidades y herramientas

necesarias para realizar el ensamblaje final de todo tipo de equipos, incluyendo

en ellos las piezas fundidas en Alianza Metalúrgica. Actualmente utiliza buena

parte de sus capacidades en el ensamblaje final y embalaje de equipos de

iluminación para Philips.


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Análisis Químico de Aleaciones de Aluminio

Alianza Metalúrgica realiza el análisis químico de las aleaciones de

aluminio con un espectrómetro de emisión de lectura directa de última

generación, el cual analiza 16 elementos químicos en 30 segundos, con

patrones de comparación certificados.


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4.3 PROCESO DE UN MOLDE DE CALZADO

A. DISEÑO

La empresa cuenta con experimentados modelistas, con amplia

experiencia en diseño de calzado, aparado y armado de capelladas. Ofrecemos

una calificada atención al cliente, que incluye vistas e computadora de las

suelas.


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B. MAQUETERÍA

Cuentan con personal altamente especializado, con más de 6 años de

experiencia en elaboración de maquetas, trabajando con excelente precisión y

acabado.

C. FUNDICIÓN

Fabrican los moldes en aleaciones especiales de aluminio denominado

DURALUMINIO (D32 para la base y D10E para la tapa), desarrollado acuerdo

a normas internacionales, que presenta alta resistencia mecánica y al impacto,

buena estabilidad dimensional y acabado superficial.


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D. MATRICERÍA

El personal tiene amplia experiencia en la mecanización de moldes de

fundición directa. Los moldes son probados en una máquina inyectora antes de

entregarlos al cliente, Además, un matricero de la empresa acompañará al

cliente para realizar la prueba final en su máquina.


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5. PRODUCTOS

Aluminio Granulado y Lingotes

Granos de aluminio macizos, esféricos y de medida uniforme, además

de lingotes; utilizados en acerías para la desoxidación del acero, como

elemento aleante en la producción de aleaciones de zinc y para la remoción de

As y Sb de estaño.


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Placas y Barras

Elaboradas a través del proceso en coquilla, en aleaciones de

duraluminio maquinables para la fabricación de matrices, ejes, bocinas, etc.

Industria del Calzado

Moldes para inyección de suelas de PVC, caucho, poliuretano, TR, EVA

y moldes de inyección directa al corte; hormas en aluminio.


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Matrices

Matrices para inyección de plástico (para menajes, útiles de oficina, etc.),

soplado en preforma y manga (envases plásticos), termoformado (bandejas,

bancos, envases de alimentos, tejados, avisos publicitarios en relieve, etc.),

rotomoldeo (bancos de playa, sillas, tachos de basura, kayak, etc.) y

poliestireno expandido o teknopor (cajas de helados, tablas de surf, tablas

morey, etc.).


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Accesorios de Cocina

Parrilleras y quemadores para cocinas a gas, quemadores para cocinas

industriales, accesorios para cocinas broaster, sandwicheras personales para

picnic.

Ferretería Eléctrica

Grapas de suspensión, grapas angulares, grapas tipo pistola y tipo puño,

mordazas de suspensión, conectores, amortiguadores, poleas de arrastre para

cableado.


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Iluminación y Semáforos

Semáforos para señalización. Luminarias industriales, comerciales,

deportivas y de uso doméstico, en interiores y exteriores.


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Ventilación Industrial y Minería

Impulsores, masas de ventilador, paletas, carcazas de ventilador.

Servicios Mineros

Moldes para forros, impulsores de bombas para minas.


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Pesca

Macacos para redes de pesca, acoples para mangueras de succión,

carcazas y cuellos para absorbentes.


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Industria en General Maquinarias y Equipos

Partes para la industria envasadora, mezcladora, selladora,

embotelladora, panificadora, agrícola, textil y automotriz; partes y piezas para

equipos de odontología, lustradoras, etc.


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6. OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES

§ No cuentan con un sistema certificado de gestión de calidad, porque según

mencionaron el mercado no les exige; sin embargo hay que resaltar que las

certificaciones son muy importantes.

§ La empresa cuenta con amplia experiencia en la elaboración de moldes

monocolor y bicolor, para los siguientes tipos de materiales: PVC rígido,

PVC expanso, caucho, poliuretano (PU), thermoplastic rubber (TR) y etil –

vinil acetato (EVA).

§ Los trabajadores no cuentan con los implementos necesarios para una

buena seguridad, por tal están propensos a sufrir accidentes de trabajo. Es

necesario que cada trabajador tenga un vestuario de acorde al trabajo que

realiza; como guantes, fajas, etc.

§ No hay una buena distribución de las áreas de trabajo por lo que se pudo

notar que en caso de algún percance, habría embotellamiento en los

pasillos de salida.

§ Hay mucha merma, esto se debe a la poca eficiencia que tiene las

máquinas. En caso del aluminio; la merma que queda es utilizada para

reprocesar; pero el yeso es desechado.

§ No hay maquinas automatizadas todo se hace manualmente.

§ Es necesario máquinas de mayor tecnología; por ejemplo en el caso del

horno de crisol basculante, esta máquinas se nota que ya cumplieron su

etapa y necesitan ser cambiados o en todo caso hacerle un mantenimiento.

§ Los fabricantes de suelas ahorran tiempo y dinero al no requerir maquinar

sus moldes.


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§ No solo ofrecen productos; sino también brindan asesoría técnica y servicio

de postventa de un selecto equipo de profesionales.

7. CONCLUSIONES

§ Con el proceso especial de moldeo en arena se pueden obtener moldes de

gran tamaño y excelente acabado superficial.

§ El proceso CNC es importante para obtener moldes de alta precisión y a

corto tiempo de entrega.

§ Por el proceso de fundición directa (precisión casting) se obtienen diseños

muy complejos, sumamente difíciles de fabricar por el proceso tradicional de

maquinado.

§ El análisis químico de duraluminio es realizado con un espectrómetro de

emisión de lectura directa.

§ Elaboran 8 tipos de aleaciones especiales de aluminio, denominados

DURALUMINIO. Para los moldes de plásticos se requiere de aleaciones con

alta resistencia mecánica y buena mecanización.

§ La fortaleza de esta empresa es que sus trabajadores cuentan con años de

experiencia en la fundición de aluminio, igualmente para hacer los

respectivos controles de calidad en cada proceso.

BIBLIOGRAFÍA

www.duraluminio.com

Procesos de fundición de aluminio

Technology

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