Preguntas frecuentes sobre diseño para fabricación: Opiniones de expertos

Diseñar para fundición a presión requiere un equilibrio cuidadoso entre funcionalidad de las piezas, fabricabilidad y eficiencia de costes. Preguntas como "¿Qué tan delgadas pueden ser las paredes?", "¿Dónde deberían colocarse las puertas?" o "¿Cuál es la mejor manera de evitar la porosidad?" son habituales durante el desarrollo de productos, y ahí es donde el Diseño para la Fabricación (DFM) juega un papel fundamental.

Nos sentamos con Max Gondek, Ingeniero Senior de Aplicaciones en Dynacast, que tiene una licenciatura en Ingeniería Mecánica por la Universidad de Purdue y cuenta con más de una década de experiencia en fundición a presión. A continuación, Max responde a las preguntas más frecuentes sobre DFM y cómo una colaboración temprana con Dynacast puede optimizar el diseño de piezas, las herramientas y los resultados generales de producción. Preguntas recurrentes sobre diseño para fabricación a continuación:

¿Por qué es importante el Diseño para la Fabricación (DFM)?

Max Gondek: Es fundamental colaborar con un ingeniero de Dynacast lo antes posible en la fase de diseño. Incluso pequeños ajustes de diseño pueden tener un gran impacto en la calidad de las piezas, la vida útil de la herramienta y la eficiencia de producción.

DFM no trata de rediseñar tu pieza, sino de perfeccionarla. Ajustes menores como la uniformidad del grosor de la pared, los ángulos de tirado y la colocación de elementos pueden mejorar drásticamente el flujo del material, reducir los tiempos de ciclo y eliminar costosos mecanizados secundarios.

Por ejemplo, al optimizar la geometría del metal saver y aumentar el grosor uniforme de las paredes, hemos mejorado la calidad de la fundición, prolongado la vida útil de la herramienta y mejorado el flujo general de materiales, resultando en piezas mejores y más consistentes.

¿Dynacast tiene un equipo dedicado para el soporte de DFM?

Max Gondek: Absolutamente. DFM es lo que hacemos cada día. Nuestros equipos de ingeniería se especializan en analizar diseños de fundición y colaborar estrechamente con los clientes para hacer recomendaciones basadas en datos.

Revisamos cada diseño en función del tipo de aleación, tamaño de la pieza, necesidades de tolerancia y requisitos de calidad. La red global de ingeniería de Dynacast trabaja conjuntamente semanalmente, aprovechando la experiencia de múltiples instalaciones para ofrecer los mejores resultados.

También utilizamos software avanzado de simulación de fundición (MAGMA) para modelar el rendimiento de las piezas, optimizar la compuerta y la refrigeración, y predecir posibles problemas antes de que comience la producción.

¿Cómo ayuda el DFM a evitar la porosidad por contracción?

Max Gondek: Uno de los mayores retos en la fundición a presión es la porosidad por contracción — pequeños vacíos que se forman a medida que el metal se solidifica y contrae. La clave para minimizar la porosidad es mantener un grosor uniforme de la pared y eliminar el exceso de masa siempre que sea posible.

Al usar estratégicamente protectores de metal o ahorradores de peso, promovemos una solidificación uniforme y un mejor flujo metálico. Esto reduce la porosidad, mejora la integridad superficial y acelera el tiempo de ciclo, permitiendo producir más piezas por hora y reduciendo el coste total de la pieza.

En resumen: paredes uniformes = enfriamiento uniforme = menos defectos.

¿Cómo afecta el borrador al diseño de piezas en la fundición a presión?

Max Gondek: Una vez definida la geometría general, añadir corriente de aire (un ligero estrechamiento en las paredes) es el siguiente paso crucial. El tirado permite que la pieza se desprenda limpiamente de la herramienta sin que se pegue ni cause daños.

Piensa en las bandejas antiguas para cubitos de hielo, y cómo los laterales cónicos facilitan quitar los cubos. El mismo principio se aplica a la fundición a presión. Sin corriente de aire, corres el riesgo de dañar el molde o la pieza durante la eyección, lo que puede provocar tiempos de inactividad y acabados superficiales deficientes.

Después de añadir el draft, normalmente pasamos a radios, filetes y redondeos para optimizar aún más.

¿Cuáles son las ventajas de los filetes y radios en el diseño de piezas?

Max Gondek: Las esquinas afiladas son concentradores de tensión y siempre deben evitarse (excepto en la línea de separación). Filetes y radios:

• Mejora el flujo metálico y la consistencia del relleno
• Reducir las concentraciones de tensión
• Evitar grietas durante la solidificación
• Alarga la vida útil de la herramienta y mejora la resistencia de las piezas

Las transiciones redondeadas permiten que el metal fundido fluya de forma más suave, minimizando la turbulencia y asegurando una distribución consistente del material a lo largo de la pieza.

¿Y si mi pieza sigue fallando en las pruebas? ¿Cómo puede ayudar el DFM?

Max Gondek: Definitivamente — y este es un escenario común. Cuando una pieza falla en el análisis por elementos finitos (FEA), el instinto suele ser hacer las paredes más gruesas. Pero más grueso no siempre significa más fuerte.

En lugar de añadir masa, buscamos oportunidades de refuerzo estructural: nervillas, bandelas, refuerzos y trayectorias optimizadas de carga. Estas características aumentan la rigidez sin comprometer el flujo ni introducir porosidad, asegurando que la resistencia y la manufacturabilidad funcionen de la mano.

¿Cuál es la función de los bosses de pasadores eyectores?

Max Gondek: Los pasadores eyector empujan físicamente la fundición terminada fuera del dado tras la solidificación. Para evitar daños, las piezas suelen incluir clavijas eyector — pequeñas áreas reforzadas donde estos pasadores hacen contacto.

Diseñar los pasos de los pinos de eyección adecuados garantiza una expulsión suave de las piezas, protege las características delicadas y favorece la automatización durante el postprocesado. A menudo integramos estos directamente en áreas estructurales como las costillas o las aletas del disipador de calor.

¿Por qué son tan importantes las tolerancias en la fundición a presión?

Max Gondek: Un modelo CAD impecable no garantiza una pieza fabricable. Incluso con el tiraje y los filetes adecuados, las tolerancias deben ajustarse a los límites del proceso de fundición a presión.

Ayudamos a los clientes a evaluar:

• Diseño de línea de separación
• Configuración de herramientas
• Efectos térmicos y contracción lineal
• Control dimensional y repetibilidad

La fundición a presión ofrece una excelente repetibilidad y a menudo puede eliminar el mecanizado secundario — pero solo cuando las tolerancias están definidas correctamente desde el principio.

¿Cómo afecta la selección de materiales al DFM?

Max Gondek: La elección de materiales es tan crítica como la geometría. La aleación adecuada afecta a todo, desde la conductividad térmica y la relación resistencia-peso hasta el acabado superficial.

La herramienta selectora de metales de Dynacast ayuda a los diseñadores a comparar aleaciones como zinc, aluminio y magnesio según las necesidades específicas del proyecto. Permite la evaluación en tiempo real de las propiedades térmicas, mecánicas y de densidad, ayudando a los ingenieros a tomar decisiones informadas y basadas en datos sobre los materiales.

Puntos clave: Por qué importa la colaboración temprana con Dynacast

• Involucrar a expertos en DFM desde el principio para reducir la reestructuración y mejorar la fabricabilidad
• Céntrate en un grosor uniforme de la pared para minimizar los defectos
• Utiliza tiradores, filetes y costillas para mejorar la resistencia de las piezas y la vida útil de las herramientas
• Definir tolerancias y elecciones de materiales basándose en datos reales de lanzamiento
• Aprovecha las herramientas de simulación para una validación óptima del diseño

El diseño para la fabricación no es solo una lista de verificación de ingeniería, sino un proceso estratégico que impulsa la eficiencia, la consistencia y el ahorro de costes a lo largo de todo el ciclo de producción.

Dynacast combina décadas de experiencia, ingeniería de precisión y simulación de vanguardia para ayudar a los clientes a diseñar piezas más resistentes, ligeras y fáciles de producir.

Para saber más sobre nuestros procesos y mejores prácticas, consulta nuestra página de preguntas frecuentes sobre Dynacast para obtener más información sobre el diseño, los materiales y la excelencia en la fabricación de fundición a presión.