Los 3 principales métodos de prototipado para la fundición a presión

¿Qué necesitas de tu prototipo?

Hoy en día, los consumidores exigen perfección en sus productos. Y para lograr este nivel de rendimiento, los fabricantes deben someter sus productos a pruebas rigurosas para asegurar una funcionalidad óptima. En muchos casos, las pruebas se realizan en varias iteraciones y requieren diferentes niveles de funcionalidad a lo largo del proceso. Y cada una de estas pruebas requiere un prototipo efectivo.

¿Necesitas verificar la resistencia de tu componente? ¿Tu producto requiere tolerancias exactas y necesitas verificar el ajuste de la pieza? ¿Necesitas revisar el grosor de la pared en secciones de la pieza que necesitan ser revisadas por peso o ajuste?

El proceso de fundición a presión no es típicamente adecuado para prototipos de bajo volumen. Pero eso no significa que no podamos entregar durante el proceso de prototipado. Hemos compilado un desglose de los tres procesos de prototipado que nuestros clientes utilizan para probar sus componentes de fundición a presión. 

Moldeo por centrifugación

El moldeo por centrifugación es un proceso que fuerza al metal a entrar en un molde de goma usando fuerza centrífuga. Mientras que en el pasado, los moldes por centrifugación estaban limitados solo a materiales especialmente formulados para puntos de fusión bajos, con el tiempo, el proceso ha evolucionado para producir componentes con materiales similares a la fundición a presión. Incluso si un molde por centrifugación no puede usar el mismo material que un molde de fundición a presión, a través de operaciones de calentamiento secundarias, la pieza moldeada por centrifugación puede alcanzar la resistencia de un componente de fundición a presión con sus geometrías exactas. Cuanto más compleja sea la pieza, más beneficioso será el proceso de moldeo por centrifugación.

El prototipado con moldeo por centrifugación es ideal para proyectos de bajo volumen con geometrías complejas que requieren un tiempo de respuesta rápido. Las piezas moldeadas por centrifugación pueden mantener prácticamente las mismas geometrías que la fundición a presión a resistencias similares, por lo que es ideal para probar el ajuste de un componente durante el proceso de prototipado. Las piezas moldeadas por centrifugación tienen un tiempo de entrega de aproximadamente 1 a 3 semanas.

Mecanizado a partir de barras

El mecanizado a partir de barras es un proceso que garantiza rapidez y eficiencia de costos en bajo volumen. El proceso en sí es bastante simple, un lingote de metal purificado se corta a tamaño y forma de la pieza con un torno o máquina CNC. En bajo volumen, el proceso es más rápido y económico que otros procesos de fabricación porque el material está fácilmente disponible y no es necesario diseñar o construir una herramienta. La desventaja del mecanizado a partir de barras es que la pieza tiene baja ductilidad y las tolerancias están limitadas al radio del molino; en otras palabras, las tolerancias y geometrías no pueden ser más ajustadas que la curvatura del mecanismo de corte real.

Si tu prototipo necesita pasar pruebas rigurosas de elongación y tolerancia, el mecanizado a partir de barras no es una opción efectiva. Sin embargo, el proceso es una buena opción de prototipado para proyectos que operan con un presupuesto y un cronograma estrictos. Los tiempos de entrega para mecanizado a partir de barras son tan cortos como 1 semana.

El mecanizado a partir de barras también es una medida efectiva de la resistencia última de los componentes de fundición a presión. Hablando en términos generales, las piezas que se mecanizan a partir de barras son aproximadamente un 15% más débiles que los componentes de fundición a presión en términos de resistencia última y de fluencia, ya que las piezas mecanizadas no tienen la "corteza" de un componente de fundición a presión. Sin embargo, nuestros clientes a menudo han utilizado prototipos mecanizados para probar la resistencia última de su componente. Si el prototipo mecanizado pasa una prueba de estrés, entonces el componente de fundición a presión resistirá aún más estrés. Y si tu componente se va a fundir en aluminio en producción masiva, el mecanizado a partir de una aleación de zinc y aluminio puede igualar la resistencia de un componente de fundición a presión de aluminio.

¿Quieres saber cómo igualar una aleación mecanizada a la resistencia de un componente de fundición a presión? Contacta a uno de nuestros ingenieros para aprender sobre las posibilidades de prototipado mediante mecanizado.

Fundición a la cera perdida

Para proyectos que requieren prototipos réplicas exactas, sugerimos la fundición a la cera perdida. Dado que se puede aprender mucho sobre la función de un prototipo, la necesidad de un prototipo de calidad es crítica. Y al diseñar componentes metálicos, una réplica exacta de tu pieza final es el mejor prototipo que puedes obtener. La fundición a la cera perdida permite que los ingenieros de diseño se vayan con un prototipo que tiene la geometría, tolerancia, resistencia y función exactas del componente final de fundición a presión. Esto es especialmente importante para las fundiciones a presión de aluminio en aplicaciones que pasan por rigurosas pruebas de seguridad.

El proceso de fundición a la cera perdida en su conjunto es adecuado para componentes metálicos de bajo volumen. Pero el proceso puede modificarse ligeramente para acomodar las necesidades de prototipado en una fracción del tiempo. En lugar de construir una herramienta dura, los ingenieros de fundición a la cera perdida pueden imprimir en 3D patrones de cera para formar geometrías de piezas y reducir así el tiempo de entrega y el costo. Luego, la pieza puede fundirse normalmente usando cualquier metal de fundición a la cera perdida. El prototipo resultante es una réplica exacta de lo que será la pieza final de fundición a presión, por lo que cualquier operación secundaria que el cliente requiera puede aplicarse a la pieza, incluyendo ensamblaje, tratamiento térmico, soldadura, galvanizado y pintura.

Patrones de cera impresos en 3D y prototipos producidos internamente con nuestra empresa hermana, Signicast.

Al igual que con cualquier proceso de fabricación, el precio de un prototipo aumentará a medida que la tolerancia dimensional y los criterios de inspección sean más estrictos. La participación y el aporte tempranos de ingenieros técnicos durante la etapa de diseño capacitan a los clientes para superar problemas de tolerancia de fundición tradicionales asociados con el prototipado. Esto se logra mediante la innovación y la tecnología líder en la industria para proporcionar un 100% de conformidad con las especificaciones tal como se funde, entregado a tiempo, al costo total más bajo. Los tiempos de entrega de prototipos con fundición a la cera perdida varían según la complejidad de la pieza, pero generalmente son de entre 5 días y 4 semanas.

¿Cuál proceso de prototipado es el adecuado para mí?

El mejor proceso de prototipado para tu componente de fundición a presión depende de muchos factores. Debes considerar tus restricciones presupuestarias, restricciones de material, el cronograma para las pruebas y la rigurosidad de las pruebas a las que se someterá tu prototipo. Si aún no estás seguro de cuál proceso es el adecuado para ti, comunícate con uno de nuestros ingenieros de Dynacast. Podemos gestionar tus necesidades de prototipado y asegurar que tu proyecto tenga una base sólida para transitar a la producción en masa en fundición a presión.