Determination of electrical properties of materials used in microwave heating of foundry moulds and cores

Determinación de las propiedades eléctricas de los materiales utilizados en el calentamiento por microondas de moldes y núcleos de fundición

El calentamiento por microondas de arenas de moldeo y machos, respetuoso con el medio ambiente y rentable, abre la posibilidad de utilizar plásticos y madera para estructuras de instrumentación de fundición, en las que la transparencia a las microondas es el principal requisito. Se presentan los resultados de una investigación preliminar para determinar las posibilidades de utilizar materiales seleccionados en el campo de las microondas. Desde el punto de vista de la especificidad de este proceso, el parámetro básico es la capacidad de absorber o transmitir la radiación de microondas. Se determinaron las siguientes propiedades eléctricas: tangente del ángulo de pérdida dieléctrica y permitividad de los materiales seleccionados. Los materiales se clasificaron en función de su transparencia a las radiaciones electromagnéticas con el fin de elegir los adecuados para los utillajes aplicados en los procesos de fundición.

INTRODUCCIÓN

La aplicación de microondas para la fabricación de moldes y machos de fundición de alta calidad plantea dificultades relacionadas con la selección de materiales con propiedades físico-químicas y vida útil adecuadas para el utillaje de fundición. Hoy en día se dispone sin problemas de dispositivos de microondas equipados con grandes cámaras de trabajo en las que se crea un campo electromagnético de densidad uniforme y frecuencia f = 2,45 GHz. Sin embargo, la selección adecuada de los materiales para el utillaje de fundición a utilizar en este proceso supone una barrera importante a la hora de difundir esta tecnología ecológica y económica de secado o endurecimiento de arenas de moldeo y machos [1].

En la bibliografía especializada se puede encontrar que un material sometido a la acción de un campo eléctrico variable con una intensidad y frecuencia específicas refleja y transmite una parte de la energía emitida, y la parte restante es absorbida y convertida en calor. La energía absorbida para calentar el material es directamente proporcional al producto de la intensidad y la frecuencia del campo, así como a las propiedades eléctricas (permitividad del espacio libre ε₀, permitividad relativa ε_r y factor de pérdida dieléctrica tgδ) [2]. El conocimiento de las propiedades eléctricas, como la permitividad y el factor de pérdida, de los materiales utilizados habitualmente en la práctica de la fundición permitirá seleccionar y controlar los parámetros del calentamiento por microondas de las arenas de moldeo y de machos, en particular en el caso de los sistemas laminares que son interfaces entre la arena de moldeo y los materiales del utillaje de fundición.