Optimization of the investment casting process

Optimización del proceso de fundición a la cera perdida

La creación rápida de prototipos es una técnica importante para la fabricación. Este trabajo se refiere a la fabricación de patrones huecos de materiales poliméricos mediante tecnologías de prototipado rápido para su utilización en la preparación de moldes cerámicos en el proceso de fundición a la cera perdida. Este trabajo se centra en el desarrollo de un proceso para la fabricación de patrones diferentes a los que existen actualmente debido a su diseño interior hueco, permitiendo su uso directo en la fabricación de moldes cerámicos; evitando el agrietamiento y fractura durante el proceso de fundición a la cera perdida, el cual es un proceso importante para la industria de la fundición.

INTRODUCCIÓN

La fabricación de moldes es un paso muy importante del proceso de fundición, con el fin de obtener una pieza de superficie no defectuosa, se deben utilizar moldes de alta calidad durante el proceso para obtener una buena fundición [1,2].

Este trabajo consiste en la fabricación de patrones huecos de materiales poliméricos, utilizando tecnologías de prototipado rápido. Dichos patrones se utilizan en el proceso de fundición a la cera perdida para fabricar moldes cerámicos.

El proceso de fundición a la cera perdida consiste en la fabricación de un modelo, utilizado en la fabricación de los moldes de cera. Este modelo se recubre con materiales cerámicos y se seca. A continuación, se retira la cera para obtener una cáscara en la que se vierte el metal líquido [3].

Los patrones que se utilizan actualmente en el proceso de fundición a la cera perdida son demasiado complejos y requieren una gran precisión de tamaño. Estos patrones están hechos de materias primas con puntos de fusión bajos como: cera, geles, estaño, bismuto, antimonio, etc. [4]. Sin embargo, durante la extracción de estos patrones del interior del molde cerámico, es común el desarrollo de grietas o, en casos más severos, la fractura del molde debido a la expansión de la materia prima con el aumento de la temperatura [5]. Por lo tanto, esta innovación de patrones interiores huecos de materiales poliméricos tiene la ventaja de evitar el agrietamiento y la fractura del molde cerámico durante la extracción del patrón, en el cual, la expansión térmica de la materia prima es hacia el interior por diferencia de presión y no hacia el exterior encerrado por las paredes del molde cerámico.

En base a lo anterior, la fabricación de modelos huecos de materiales poliméricos por cualquier técnica de prototipado ahorra tiempo y material cuando se utilizan directamente como patrones en la fabricación de moldes cerámicos para el proceso de fundición a la cera perdida, evitando la fabricación de patrones de cera y la aparición de grietas o fracturas.