Los 3 principales métodos de prototipado para fundición a presión

¿Qué necesita obtener de su prototipo?

Actualmente, los consumidores exigen perfección en sus productos. Para lograr este nivel de rendimiento, los fabricantes deben someter sus productos a rigurosas pruebas que garanticen una funcionalidad óptima. En muchos casos, las pruebas se realizan en varias iteraciones y requieren distintos niveles de funcionalidad durante todo el proceso. Cada una de estas pruebas requiere un prototipo eficaz.

¿Necesita verificar la resistencia de su componente? ¿Su producto requiere tolerancias exactas y necesita comprobar el ajuste de la pieza? ¿Necesita revisar el espesor de pared en determinadas secciones de la pieza por motivos de peso o ajuste?

El proceso de fundición a presión no suele ser adecuado para el prototipado de bajo volumen. Sin embargo, esto no significa que no podamos ofrecerle soluciones durante el proceso de prototipado. Hemos elaborado un resumen de los tres principales procesos de prototipado que utilizan nuestros clientes para probar sus componentes de fundición a presión. 

Fundición centrífuga

La fundición centrífuga es un proceso que introduce metal en un molde de caucho mediante fuerza centrífuga. Aunque anteriormente las fundiciones centrífugas se limitaban a materiales formulados específicamente para puntos de fusión bajos, con el tiempo el proceso ha evolucionado para fabricar componentes con materiales similares a los de la fundición a presión. Aunque una fundición centrífuga no pueda utilizar exactamente el mismo material que una fundición a presión, mediante operaciones secundarias de calentamiento, la pieza obtenida por fundición centrífuga puede alcanzar la resistencia de un componente de fundición a presión con sus geometrías exactas. Cuanto más compleja sea la pieza, más ventajoso resultará el proceso de fundición centrífuga.

El prototipado mediante fundición centrífuga es ideal para proyectos de bajo volumen con geometrías complejas que requieren un plazo de entrega rápido. Las piezas obtenidas por fundición centrífuga pueden mantener prácticamente las mismas geometrías que las de fundición a presión, con resistencias similares, por lo que son idóneas para probar el ajuste de un componente durante el proceso de prototipado. Las piezas de fundición centrífuga tienen un plazo de entrega aproximado de 1-3 semanas.

Mecanizado a partir de barra

El mecanizado a partir de barra es un proceso que garantiza rapidez y eficiencia en costes para bajos volúmenes. El proceso es bastante sencillo: un tocho de metal purificado se corta hasta obtener el tamaño y la forma de la pieza mediante un torno o una máquina CNC. En volúmenes bajos, el proceso es más rápido y económico que otros procesos de fabricación porque el material está disponible de inmediato y no es necesario diseñar ni fabricar utillaje. El inconveniente del mecanizado a partir de barra es que la pieza tiene baja ductilidad y las tolerancias están limitadas por el radio de la fresa; en otras palabras, la tolerancia y las geometrías no pueden ser más precisas que la curvatura del propio mecanismo de corte.

Si su prototipo debe superar exigentes pruebas de elongación y tolerancia, el mecanizado a partir de barra no es una opción eficaz. No obstante, es una buena opción de prototipado para proyectos con un presupuesto y un calendario estrictos. Los plazos de entrega del mecanizado a partir de barra pueden ser de tan solo 1 semana.

El mecanizado a partir de barra también permite evaluar eficazmente la resistencia última de los componentes de fundición a presión. En términos generales, las piezas mecanizadas a partir de barra son aproximadamente un 15 % menos resistentes que los componentes de fundición a presión en cuanto a resistencia última y límite elástico, ya que las piezas mecanizadas no cuentan con la «capa superficial» de un componente de fundición a presión. Sin embargo, nuestros clientes han utilizado con frecuencia prototipos mecanizados para probar la resistencia última de sus componentes. Si el prototipo mecanizado supera una prueba de esfuerzo, el componente de fundición a presión soportará un esfuerzo aún mayor. Además, si su componente se fabricará en aluminio mediante producción en serie, el mecanizado con una aleación de mezcla de zinc y aluminio puede igualar la resistencia de un componente de fundición a presión de aluminio.

¿Desea saber cómo igualar la resistencia de un componente de fundición a presión con una aleación mecanizada? Contacte con uno de nuestros ingenieros para conocer las posibilidades de prototipado mediante mecanizado.

Fundición a la cera perdida

Para proyectos que requieren prototipos de réplicas exactas, recomendamos la fundición a la cera perdida. Dado que puede aprenderse mucho de la función de un prototipo, la necesidad de un prototipo de calidad es fundamental. Al diseñar componentes metálicos, una réplica exacta de su pieza final es el mejor prototipo posible. La fundición a la cera perdida permite a los ingenieros de diseño obtener un prototipo con la geometría, tolerancia, resistencia y función exactas del componente final de fundición a presión. Esto es especialmente importante para las piezas de fundición a presión de aluminio destinadas a aplicaciones que se someten a rigurosas pruebas de seguridad.

El proceso de fundición a la cera perdida en su conjunto es adecuado para componentes metálicos de bajo volumen. Sin embargo, el proceso puede modificarse ligeramente para adaptarse a las necesidades de prototipado en una fracción del tiempo. En lugar de fabricar utillaje rígido, los ingenieros de fundición a la cera perdida pueden imprimir en 3D modelos de cera para crear las geometrías de las piezas y reducir el plazo de entrega y los costes. Posteriormente, la pieza puede fundirse de forma habitual utilizando cualquiera de los metales para fundición a la cera perdida. El prototipo resultante es una réplica exacta de la pieza final de fundición a presión, por lo que se le puede aplicar cualquier operación secundaria que requiera el cliente, incluido el montaje, el tratamiento térmico, la soldadura, el chapado y la pintura.

Modelo de cera impreso en 3D y prototipo fabricado internamente con nuestra empresa asociada, Signicast.

Como ocurre con cualquier proceso de fabricación, el precio de un prototipo aumentará a medida que las tolerancias dimensionales y los criterios de inspección sean más exigentes. La participación temprana y las aportaciones de ingenieros técnicos durante la fase de diseño permiten a los clientes superar los problemas tradicionales de tolerancia en fundición asociados al prototipado. Esto se consigue mediante innovación y tecnología líder del sector para proporcionar una conformidad del 100 % con las especificaciones en estado de fundición, con entrega puntual y al menor coste total. Los plazos de entrega de prototipos mediante fundición a la cera perdida varían según la complejidad de la pieza, pero generalmente oscilan entre 5 días y 4 semanas.

¿Qué proceso de prototipado es adecuado para mí?

El mejor proceso de prototipado para su componente de fundición a presión depende de muchos factores. Debe tener en cuenta sus restricciones presupuestarias, las limitaciones de material, el calendario de pruebas y el rigor de las pruebas a las que se someterá su prototipo. Si aún no tiene claro qué proceso es adecuado para usted, póngase en contacto con uno de nuestros ingenieros de Dynacast. Podemos gestionar sus necesidades de prototipado y garantizar que su proyecto disponga de una base sólida para la transición a la producción en serie mediante fundición a presión.