INTRODUCCIÓN

A lo largo del tiempo, la fundición y la modelaría se han considerado algunos de

los procesos de fabricación más importantes en la manufactura de piezas

metálicas. Estos procesos se remontan cerca de 2000 años A.C. y han tenido

grandes repercusiones en la historia debido a su gran uso en la industria

metalúrgica y tecnología de la fundición. Y es precisamente, el estudio de estos

procesos de fabricación lo que nos lleva a la realización de este trabajo, el cual es

una aplicación práctica de los conocimientos adquiridos en la asignatura Proyectos

de fundición.

El proyecto tiene como fin la elaboración de un modelo de madera en fundición de

aluminio con sus respectivas normas, para ello es necesario planificar los

procesos que se deben realizar y las operaciones de fabricación.

Finalmente este trabajo puede ser de gran utilidad para los estudiantes de

ingeniería y carreras afines, profesores y además del público en general

interesado en el tema, ya que se expone de manera sencilla y práctica aspectos

importantes, procedimientos e información de la producción de un material que

pude ser de gran uso en la industria de la metalurgia como ejemplo para una celda

de flotación.

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RESUMEN

Con la realización de este proyecto se busca desarrollar los conocimientos

obtenidos a lo largo del curso a través de la fabricación de una pieza de fundición.

Para la obtención de la pieza final se necesitaron de diversos parámetros como:

Tipo de material a fundir, fabricación y la sobredimensión del modelo, tipo y diseño

del molde, tiempo de solidificación y planos de la pieza final.

La fabricación de la pieza se llevó a cabo en las instalaciones del instituto superior

tecnológico público José pardo en el área de fundición con el personal

debidamente capacitado en este tipo de proyectos de fundición como el ingeniero

R. Carbajal. Y el licenciado D. Coras.

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OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Diseñar todo el proceso del modelo de fundición para la fabricación de una

hélice.

Fabricar una hélice de fundición de aluminio aplicando los procesos de

fundición aprendidos en clase.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Desarrollar destrezas y habilidades en la aplicación e implementación de

las técnicas de la fundición ya aprendidas.

Conocer factores importantes que influyen en la selección de parámetros

para los procesos de fundición y maquinado.

Identificar algunos criterios de diseño de moldes.

Implementar lo aprendido en las clases teóricas de proyectos de fundicion.

Calcular estimados del tiempo de solidificación de la pieza en el molde.

Diseñar el modelo requerido para realizar la práctica de la fundición,

teniendo en cuenta las contracciones volumétricas que experimentan los

metales cuando se solidifican. De esta manera, calcular las dimensiones

requeridas para obtener la pieza deseada.

Diseñar el molde en arena para realizar la práctica de la fundición, teniendo

en cuenta las partes que lo componen tales como bebedero de colada (o

canal de alimentación), mazarota, caja superior e inferior.

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MARCO TEÓRICO

Fundición

A continuación se presentan las características principales del proceso de

fundición, que es un proceso de solidificación, como muestra la Fig. 1, y se divide

en fundición en moldes desechables y fundición en modelos permanentes.

Fig Clasificación de la fundición de metales.

Se denomina fundición al proceso de fabricación de piezas, comúnmente

metálicas pero también de plástico, consistente en fundir un material e introducirlo

en una cavidad, llamada molde, donde se solidifica.

El proceso tradicional es la fundición en arena, por ser ésta un material refractario

muy abundante en la naturaleza y que, mezclada con arcilla, adquiere cohesión y

moldeabilidad sin perder la permeabilidad que posibilita evacuar los gases del

molde al tiempo que se vierte el metal fundido.

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Figura Proceso de vertido del metal fundido

Al realizar un proceso de fundición, se deben tener en cuenta diversos factores y

variables. Uno de los elementos de mayor importancia son los moldes. Estos,

contienen las características geométricas de la pieza fundida. Como se observa en

la Fig.

(a) Molde abierto (b) Molde cerrado

Fig. Tipos de moldes para el proceso de fundición. a) Molde abierto b)

Molde Cerrado

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Uno de los moldes más utilizados en la industria, son los moldes para fundación

en arena, cuyos elementos principales se describen a continuación:

Marco superior: Mitad superior del molde

Marco inferior: Mitad inferior del molde

Caja de moldeo: Se divide en la caja de moldeo para el marco superior y en

la caja de moldeo para el marco inferior

Núcleo: Define la forma interior de las piezas (cavidades). Se coloca dentro

de la cavidad del molde.

Sistema de paso: Canales por donde fluye el metal derretido hacia la

cavidad del molde.

Bebedero de vertido: Vaciadero por el que ingresa el metal para conducirse

a la cavidad principal.

Mazarota: Fuente de metal líquido para compensar la contracción del metal

durante la solidificación.

En el marco de este proyecto, se tratarán sólo las fundiciones con molde

desechable, por ser el utilizado para realizar la pieza propuesta.

Fig. Clasificación de la fundición de metales en moldes desechables.

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Las principales características de un molde de arena son:

Resistencia: capacidad de mantener sus características geométricas

Permeabilidad: capacidad de permitir el paso de aire por los vacíos de

arena.

Estabilidad Térmica: capacidad de resistir el agrietamiento y deformación

cuando sea puesto en contacto con el metal fundido.

Colapsabilidad: Capacidad de limpiar con facilidad y quitar la arena del

fundido.

Para los procesos de fundición en arena, como en otros procesos de fundición, se

utiliza un “patrón” que consiste en un modelo en tamaño real de la pieza, con un

margen de sobredimensionamiento, para tener en cuenta las tolerancias por

contracciones y maquinado en el fundido final. En la Fig. 4 se muestran los cuatro

estilos de modelos que existen en la fundición en arena.

Fig. Estilos de modelos para la fundición en arena.

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En el modelo sólido, el tamaño está ajustado para la contracción y el maquinado.

Este modelo posee la misma forma que el fundido. Están limitados para bajas

cantidades de producción.

Los modelos deslizantes constan de dos piezas, las cuales dividen la parte en un

plano coincidente con la línea divisoria del molde. Este tipo de moldes es utilizado

para piezas complejas con cantidades de producción no muy altas.

Los modelos de placas ajustadas constan también de dos piezas que están

ajustadas a los lados opuestos de una placa de madera o metal. La placa contiene

agujeros permitiendo que los marcos superior e inferior se alineen.

En los modelos de capucha y base, se encuentra una situación similar a los de

placas ajustadas, con la diferencia que las mitades no se ajustan a la misma

placa, sino que se fabrican independientemente.

Otro elemento importante del proceso de fundición es el horno. Existen hornos de

combustión directo, cubilotes, crisoles, de acero eléctrico y de aleación. Los más

utilizados son:

Horno de combustión directo: La carga de metal se calienta en un pequeño

hogar abierto con quemadores de combustible que se ubican a un lado.

Pueden alimentarse de gas natural. Los productos de la combustión se

expulsan a través de un cañón.

Cubilotes: Son de forma cilíndrica vertical. Constan de un canal de paso

cerca a su base. Sus mayores usos son para hierros colados.

Crisoles: El metal no hace contacto directo con la mezcla de combustible.

Pueden ser móviles, estacionarios o de volteo.

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Fig. Defectos en el proceso de fundición.

Como se puede observar en la Fig. se relacionan los distintos defectos que se

pueden presentar en el proceso de fundición.

Los vacíos se producen antes de llenar por completo la cavidad del molde, por

mala fluidez del metal derretido, bajas temperaturas de vertido, bajas velocidades

de vertido y bajas secciones transversales de la cavidad del molde.

Los cierres fríos se producen cuando fluyen juntas dos porciones del metal y no se

produce fusión entre ellas porque se solidifican prematuramente, por razones

similares a las de los vacíos.

Los gránulos fríos ocurren por salpicaduras durante el vertido, formando glóbulos

sólidos del metal atrapados en el fundido.

La cavidad de fuga es una depresión en la superficie o un vacío interno en el

fundido. Se forman por fugas en la solidificación restringiendo la cantidad de metal

derretido disponible en la última región que se solidifica.

La microporosidad es una red de vacíos pequeños distribuidos a lo largo del

fundido. Se forman por falta de solidificación localizada del metal derretido final en

la estructura derretida.

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El desgarre caliente, se forma porque el fundido se ve impedido de contraerse por

el molde y este no lo propicia durante las etapas finales de la solidificación, o en

las primeras del enfriamiento.

Otro tipo de defectos, son relacionados con los moldes de arena. Estos son

descritos en la Fig.

Fig. Defectos relacionados con los moldes de arena.

La sopladura es una cavidad de gas en forma de globo que se forma por la

libertad de gases del molde durante el vertido.

Los agujeros de pasador son muchas cavidades pequeñas formadas ligeramente

bajo la superficie por las mismas razones por las que se forman las sopladuras.

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El lavado de arena se ocasiona por la erosión del molde de arena durante el

vertido y consiste en una irregularidad en la superficie del fundido.

Las costras son áreas rugosas en la superficie del fundido.

Las penetraciones son defectos de la superficie por alta fluidez del metal líquido.

El desplazamiento del molde se forma por el movimiento lateral de la capucha con

respecto a la base escalonando el producto fundido en la línea de separación.

El desplazamiento del núcleo consiste en un desplazamiento vertical del núcleo y

se genera por flotación del metal fundido, al igual que el desplazamiento del

molde.

El agrietamiento del núcleo se presenta cuando la resistencia del molde es

insuficiente.

Etapas del proceso

1. Diseño del modelo

El modelo es la pieza que se pretende reproducir, pero con algunas

modificaciones derivadas de la naturaleza del proceso de fundición:

Debe ser ligeramente más grande que la pieza final, ya que se debe tener

en cuenta la contracción de la misma una vez se haya enfriado a

temperatura ambiente. El porcentaje de reducción depende del material

empleado para la fundición.

A esta dimensión se de debe dar una sobremedida en los casos en el que se dé

un proceso adicional de maquinado o acabado por arranque de viruta.

Las superficies del modelo deberán respetar unos ángulos mínimos con la

dirección de desmoldeo (la dirección en la que se extraerá el modelo), con

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objeto de no dañar el molde de arena durante su extracción. Este ángulo se

denomina ángulo de salida .Se recomiendan ángulos entre 0.5º y 2º.

Incluir todos los canales de alimentación y mazarotas necesarios para el

llenado del molde con el metal fundido.

Si es necesario incluirá portadas, que son prolongaciones que sirven para

la colocación del macho.

2. Fabricación del modelo

En lo que atañe a los materiales empleados para la construcción del modelo, se

puede emplear desde madera o plásticos como el uretano hasta metales como el

aluminio o el hierro fundido.

Usualmente se fabrican dos semimodelos correspondientes a sendas partes del

molde que es necesario fabricar.

Compactación de la arena alrededor del modelo: Para ello primeramente se

coloca cada semimodelo en una tabla, dando lugar a las llamadas tablas

modelo, que garantizan que posteriormente ambas partes del molde

encajarán perfectamente.

Actualmente se realiza el llamado moldeo mecánico, consistente en la

compactación de la arena por medios automáticos, generalmente mediante

pistones (uno o varios) hidráulicos o neumáticos.

Colocación del macho: Si la pieza que se quiere fabricar es hueca, será

necesario disponer machos que eviten que el metal fundido rellene dichas

oquedades. Los machos se elaboran con arenas especiales debido a que

deben ser más resistentes que el molde, ya que es necesario manipularlos

para su colocación en el molde. Una vez colocado, se juntan ambas caras

del molde y se sujetan.

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Colada: Vertido del material fundido.

Enfriamiento y solidificación: Esta etapa es crítica de todo el proceso, ya

que un enfriamiento excesivamente rápido puede provocar tensiones

mecánicas en la pieza, e incluso la aparición de grietas, mientras que si es

demasiado lento disminuye la productividad.

Desmolde: Rotura del molde y extracción de la pieza. En el desmoldeo

también debe retirarse la arena del macho. Toda esta arena se recicla para

la construcción de nuevos moldes.

Desbarbado: Consiste en la eliminación de los conductos de alimentación,

mazarota y rebarbas procedentes de la junta de ambas caras del molde.

Acabado y limpieza de los restos de arena adheridos: Posteriormente la

pieza puede requerir mecanizado, tratamiento térmico, etc.

3. Procesos de remoción de material

Estos procesos se utilizan para conformar partes de materiales como metales,

plásticos, cerámica y madera. El maquinado es un proceso que exige tiempo y

desperdicia material. Sin embargo, es muy preciso y puede producir una tersura

de superficie difícil de lograr con otros procesos de formación. El maquinado

tradicional se lleva a cabo con el uso de una herramienta de corte, que remueve el

material de la pieza de trabajo en forma de virutas, con lo cual se le da la

configuración deseada

Los procesos para remoción de material se clasifican como tradicionales o con

formación de virutas y no tradicionales o sin virutas.

En todos los procesos tradicionales para remoción de material, los tres elementos

básicos son la pieza de trabajo, la herramienta de corte, y la máquina herramienta.

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Las funciones básicas de la máquina herramienta son: 1) proveer los movimientos

relativos entre la herramienta de corte y la pieza de trabajo en forma de

velocidades y avances; 2) mantener las posiciones relativas de la herramienta de

corte y de la pieza de trabajo, a fin de que la remoción de material resultante

produzca la forma requerida. Al variar las posiciones y movimientos entre la pieza

de trabajo y la herramienta de corte, se puede efectuar mas una operación en la

máquina herramienta.

Las herramientas de corte son, ya sea, de un solo filo o de filos múltiples.

Con los avenes de la tecnología, se han desarrollado materiales más fuertes y

más duros. El procesamiento eficiente de esos materiales no era posible con los

procesos tradicionales para remoción de material. Por lo tanto, se han creado

varios procesos nuevos y especializados. Al contrario de los procesos

tradicionales en donde la remoción del material necesita una herramienta de corte,

los procesos no tradicionales se basan en los fenómenos ultrasónicos, químicos

electroquímicos, de electro descarga y haces de electrones, láser y iones. En

estos procesos, la remoción de material no esta influida por las propiedades del

material; se puede maquinar material de cualquier dureza. Ahora bien, algunos de

estos procesos se encuentran en la etapa experimental y no se presentan para

elevados volúmenes de producción. En la mayoría de estos procesos, se maquina

una parte cada vez. Los procesos no tradicionales son más complejos y se

requiere considerable pericia y conocimientos para operarlos en forma eficiente.

El fresado consiste principalmente en el corte del material que se mecaniza con

una herramienta rotativa de varios filos, que se llaman dientes, labios o plaquitas

de metal duro, que ejecuta movimientos de avance programados de la mesa de

trabajo en casi cualquier dirección de los tres ejes posibles en los que se puede

desplazar la mesa donde va fijada la pieza que se mecaniza.Con el uso creciente

de las fresadoras de control numérico están aumentando las operaciones de

fresado que se pueden realizar con este tipo de máquinas, siendo así que el

fresado se ha convertido en un método polivalente de mecanizado. El desarrollo

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de las herramientas ha contribuido también a crear nuevas posibilidades de

fresado además de incrementar de forma considerable la productividad, la calidad

y exactitud de las operaciones realizadas.

Figura. Fresadora

4. CNC

Se considera de Control Numérico por Computador, también llamado CNC (en

inglés Computer Numerical Control) (también Control Numérico Continuo

Continuous Numerical Control) a todo dispositivo capaz de dirigir el

posicionamiento de un órgano mecánico móvil mediante órdenes elaboradas de

forma totalmente automática a partir de informaciones numéricas en tiempo real.

Para maquinar una pieza se usa un sistema de coordenadas que especificarán el

movimiento de la herramienta de corte.

Entre las operaciones de maquinado que se pueden realizar en una máquina CNC

se encuentran las de torneado y de fresado. Sobre la base de esta combinación es

posible generar la mayoría (si no son todas) las piezas de industria.

Este es, sin duda, uno de los sistemas que ha revolucionado la fabricación de todo

tipo de objetos, tanto en la industria metalúrgica como en muchos otros ámbitos

productivos.

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Maquina CNC

PROCEDIMIENTOS

Equipos y Materiales

1) Madera (para realizar el modelo)

2) Arena verde para fundición

3) Cajas de moldeo

4) Aluminio 1100 -0

5) Horno de fundición

Procedimiento

A continuación se presenta la pieza que se debe fabricar con los requerimientos

dimensionales especificados por nuestro cliente:

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.

Fig. Plano de helice

En el proceso fundición se tuvieron en cuenta una serie de pasos los cuales dieron

lugar a la pieza fundida fabricada.

Especificaciones de la pieza

El material requerido de la pieza debe ser Aluminio, el cual es ideal para

esta producción, ya que es de fácil maquinado y tiene un bajo costo.

El tipo de fundición que se utilizará, es fundición en molde de arena, pues

en esta se puede colocar casi cualquier metal, no limita el tamaño, forma o

peso y el costo es bajo.

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Análisis de la pieza

Las especificaciones dimensionales de la pieza fueron especificadas

anteriormente en la figura del plano, sin embargo es conveniente utilizar un

software como Solid Works para obtener una mejor visualización con las cotas

requeridas.

Sobredimensiones

El tipo de fundición a ser realizar requiere que se realicen cálculos para

sobredimensionar el modelo con el fin considerar las contracciones de la pieza, al

momento de la solidificación del material. Para esto en necesario tener en cuenta

el material y las dimensiones finales deseadas. Posteriormente en el informe se

presentarán estos cálculos.

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Diseño de la mazarota

Luego de realizar los cálculos de las sobredimensiones, se realizará con la ayuda

de una herramienta como Solid Works la ilustración del modelo. Está ilustración

permitirá calcular el volumen y las áreas superficiales, así como los planos con los

cuales se podrá obtener los tiempos de solidificación, a partir de los cuales se

diseña la mazarota de tal manera que esto sea lo último que se solidifique, y asi

evitar que presente defectos de rechupe y otros. Pero en nuestro caso como la

mazarota era muy pequeña el sistema de alimentación suplía su función.

Diseño del modelo

Para diseñar el modelo es necesario analizar la pieza, sus componentes y las

operaciones que implica realizarla. Esta pieza se realizará por medio de una

operación de fundición y luego será maquinada para obtener la geometría final.

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Figura Modelo del hélice de la pieza

Fabricación del modelo

Planos del modelo sobredimensionado

Luego de realizar los cálculos del sobredimensionamiento, se realiza un plano

ingenieril con las nuevas medidas. Estos planos serán entregados a la persona

encargada de realizar el modelo con las medidas precisas basándose en estos

planos.

Selección del material del modelo

El mejor material del que se puede hacer el modelo es la madera ya que tiene un

bajo costo y es fácil de manipular. Para mejorar la superficie del modelo se utilizo

una película de pintura aplicada uniformemente a lo largo de esta. Para fijar el

modelo en la elaboración del molde utilizamos grafito lo cual evitaba que se

pegara al molde y se hiciera mas fácil sacarlo.

Desarrollo de la fabricación de la pieza

Condiciones de preparación

Las condiciones para fabricar la pieza son extremas por las altas temperaturas

que se trabajan, es necesario garantizar un ambiente seguro para todas las

personas que están en cercanas, además de unas condiciones optimas para el

trabajo. Se deben de tener en cuenta algunos factores:

a) Creación del molde

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Compactación: Se toma una caja de moldeo hecha de dos partes una superior y

otra inferior, dentro de la cual se compactará la arena. La arena utilizada tiene

aglutinantes para compactar. Se coloca el molde y la arena dentro de la caja,

compactando la arena alrededor del molde. Luego se separan las dos tapas y se

extrae el modelo en madera.

Sistema de alimentación: El sistema de alimentación es realizado sobre la caja

superior luego de haber realizado los distintos cálculos que se mostraran

posteriormente en este informe.

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Figura. Molde de arena de la pieza

b) Vertido

Producido ya el molde se procedió a verter el aluminio fundido dentro de este;

para obtener el aluminio en estado liquido se utilizó un horno de cubilote, con el

cual se llevó el aluminio de un estado sólido a un estado liquido con una

temperatura promedio del horno de 850oC. Con ayuda del ingeniero R. Carbajal y

de los auxiliares del laboratorio de fundición se realizó el vertido de metal fundido

al molde. Esta operación implica altos riesgos tanto para el operario por las altas

temperaturas como para la pieza ya que si la velocidad es muy alta generará

turbulencias dentro de las cavidades del molde y se erosionaría, y si se realiza

muy lento es posible que el Aluminio se enfrié durante este tiempo y no logre

llenar por completo el interior del molde.

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Figura a) Aluminio fundido Figura . Vertido del Aluminio

fundido

c) Enfriamiento y solidificación

La etapa de enfriamiento y solidificación es una de las etapas mas criticas del

proceso ya que un enfriamiento muy rápido incurrirá en tensiones dentro de la

pieza e incluso la aparición de grietas, y si es demasiado lento disminuirá la

productividad.

Figura. Solidificacion del aluminio

d) Ruptura del molde

La ruptura del molde o el desmoldeo implica la rotura de este y la extracción de la

pieza. Es necesario tener cuidado en este procedimiento ya que la pieza aunque

está solida, sigue caliente lo cual es riezgoso para las personas involucradas. La

arena es removida junto con la pieza de la caja de moldeo. En un proceso de

producción esta arena puede ser utilizada en otras fundiciones.

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Figura. Ruptura del molde

e) Remoción del sistema de alimentación

Luego de que la pieza se ha solidificado y enfriado se procede a eliminar los

conductos de alimentación, los cuales son reutilizados en la producción de otras

piezas, ya que se pueden fundir otra vez.

f) Limpieza

Para facilitar la manipulación, y el proceso de mecanizado de la pieza es

necesario retirar los residuos de arena adheridos a la pieza.

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g) Maquinado

Las operaciones de maquinado realizadas a esta pieza son: el taladrado y el

fresado las cuales le darán los acabados finales a la pieza. Estas operaciones son

realizadas con la ayuda de una herramienta computacional como Cosmo works o

WSL.

ANALISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS

Cálculos

Para obtener una pieza con los requerimientos de marea y volumen estipulados a

continuación es necesario sobredimensionar la pieza de acuerdo a un factor de

compresibilidad volumétrica k=12.5

Volumen = 60811.64 milímetros^3

Área de superficie = 17033.86 milímetros^2

Volumen sobredimensionado=760145,50 milímetros^3

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Volumen Fina Pieza=79688.61 milímetros^3

Área Superficial pieza Final=19552.99 milímetros^2

En primer lugar se determinan (con ayuda del software SolidWorks), el volumen y

área superficial de la pieza sobredimensionada, que equivalen a 258562.09 mm2 y

36521.46 mm2 respectivamente. Luego se precisa cual es el tiempo de

solidificación más favorable de la mazarota, para proceder con el diseño de la

misma. El grupo ingenieril de la empresa ha determinado por experiencia que para

una optimización del tiempo de producción y un tiempo adecuado de enfriamiento

de la pieza, el tiempo de solidificación de el sistema de alimentacion debe

considerarse como mínimo un 25% adicional al tiempo de la solidificación de la

pieza.

Finalmente para fabricar el molde se cuenta con una cajuela elaborada en

madera de dos tapas, una hembra y una macho. Los planos del molde y de sus

respectivas tapas. Las dimensiones de la geometría interna del molde es la misma

que la del modelo sobredimensionado.

Mecanizado

La pieza que se obtiene de la fundición tiene intencionalmente unas medidas más

grandes que las requeridas, para poder mecanizar sobre dichas superficies. Para

mecanizar la pieza es necesario generar unos códigos (Anexos) con la ayuda del

software SolidCam, el cual se basa en la pieza generada anteriormente en

SolidWorks. Estos códigos le son provisionados al centro de maquinado, en donde

con la ayuda de expertos se posiciona la pieza y se pone a correr el programa en

base a los códigos CNC. Estos códigos son pequeños programas para cada tipo

de herramienta que sea necesario utilizar en el proceso de mecanizado.

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PROCESO ALTENATIVO

Con el fin de determinar un proceso alternativo para la realización de la pieza, se definen las principales características que influyen en el proceso actual, además de aquellas que determinan la pieza, precisadas por los ingenieros a cargo del proceso de fundición, y son:

Grandes cantidades de producción.

Material de trabajo con punto de fusión bajo.

Mínimos tiempos de producción.

Mínima inversión por realización de cada pieza.

Tolerancias bajas

De acuerdo a los parámetros previamente definidos, se observa que el proceso de fundición en arena a pesar de ser muy práctico, (ya que se puede utilizar para fundir piezas de grandes dimensiones y pesos) no es recomendable por:

Ser un proceso de molde desechable.

Requerir de un maquinado posterior a la fundición.

Necesitar de mayores tiempos de fabricación.

Son las dificultades anteriores, las que hacen que los ingenieros a cargo del proceso de diseño y organización de la empresa consideren un replanteamiento del proceso, con el fin de determinar uno más eficiente en cuanto a tiempos de producción y costos por unidad fabricada, sin descartar los equipos que se presentan en la planta actual. Es por esto que en lugar de cambiar en su totalidad el proceso de fundición, se estudia la opción de implantar un proceso de fundición mucho más eficiente tal como lo es uno de inyección en frío, debido a que en un proceso como este:

Son posibles altas velocidades de producción.

Es económica para altas producciones.

Se obtienen piezas con altas tolerancias y buenos acabados superficiales.

El enfriamiento rápido de la pieza permite un tamaño de grano pequeño, y por ende una buena resistencia al fundido.

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Es menos riesgoso para los operarios

El proceso de fundición por inyección (en frío, debido a que las temperaturas de punto de fusión del aluminio son muy altas para una inyección en caliente), consiste principalmente en la inyección de la materia prima fundida en una matriz, cuya forma es la de la pieza a fabricar, como se observa. Teniendo en cuenta que las dos partes de la matriz son aseguradas con el fin de soportar las altas presiones, y diseñadas de tal forma, que permitan la extracción de la pieza sin la necesidad de dañar el molde.

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CONCLUSIONES

Este trabajo permitió aplicar los conocimientos adquiridos sobre procesos de

fabricación, el objetivo fue la elaboración de una helice de aluminio y para ello

aplicamos un proceso de fundición y otro de maquinado. Fue necesario diseñar el

molde, el modelo, la mazarota y calcular las contracciones lineales, la velocidad de

vertido, el caudal, el tiempo de vertido, entre otros. Además, el proyecto le

permitió al grupo el desarrollo de habilidades en la aplicación e implementación de

las técnicas de manufactura, por lo que podemos concluir que fue una experiencia

enriquecedora con la que comprobamos la teoría en la práctica. Algunos aspectos

importantes a destacar que ocurrieron durante el proceso son:

El aluminio posee propiedades atractivas para los fundidos, por ejemplo,

poco peso, un amplio rango de resistencia, facilidad de maquinado y es

económico, es por eso que se eligió este como material base para la pieza.

El proceso de fundición a pesar de ser muy económico con respecto a otros

presenta ciertas desventajas, para el caso particular de este proyecto, por

tratarse de un molde de arena, ocurren limitaciones como porosidad,

errores en la exactitud dimensional y el acabado en la superficie un poco

defectuoso por lo que se hace necesario una operación adicional.

Los defectos en la superficie del fundido como lavado de arena y costras

son producto de la erosión del molde de arena e incrustaciones de arena en

el metal, sin embargo los defectos descubiertos no son demasiado serios,

pues se corrigen en gran parte por medio de pulido.

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