Los 3 principales métodos de prototipado para fundición a presión

¿Qué necesita obtener de su prototipo?

Hoy en día, los consumidores exigen perfección de sus productos. Para lograr este nivel de desempeño, los fabricantes deben someter sus productos a pruebas rigurosas para garantizar una funcionalidad óptima. En muchos casos, las pruebas se realizan en varias iteraciones y requieren distintos niveles de funcionalidad en cada etapa. Y 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 secciones de la pieza por motivos de peso o ajuste?

El proceso de fundición a presión normalmente no es adecuado para el prototipado de bajo volumen. Sin embargo, eso no significa que no podamos ofrecerle soluciones durante el proceso de prototipado. Hemos elaborado un desglose 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 fuerza el metal a ingresar en un molde de hule mediante fuerza centrífuga. Aunque anteriormente los proveedores de fundición centrífuga estaban limitados a materiales especialmente formulados para puntos de fusión bajos, con el tiempo el proceso ha evolucionado para producir componentes con materiales similares a los de la fundición a presión. Incluso si un proveedor de fundición centrífuga no puede utilizar exactamente el mismo material que un proveedor de fundición a presión, mediante operaciones secundarias de calentamiento, la pieza de fundición centrífuga puede igualar la resistencia de un componente fundido a presión con sus geometrías exactas. Cuanto más compleja sea la pieza, más beneficioso será el proceso de fundición centrífuga.

El prototipado con fundición centrífuga es ideal para proyectos de bajo volumen con geometrías complejas que requieren una entrega rápida. Las piezas de fundición centrífuga pueden mantener prácticamente las mismas geometrías que la fundición a presión, con resistencias similares, por lo que son ideales 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.

Maquinado a partir de barra

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

Si su prototipo debe superar pruebas estrictas de elongación y tolerancia, el maquinado a partir de barra no es una opción eficaz. Sin embargo, el proceso es una buena opción de prototipado para proyectos con un presupuesto y calendario estrictos. Los plazos de entrega para el maquinado a partir de barra pueden ser de tan solo 1 semana.

El maquinado a partir de barra también es una medida eficaz de la resistencia última de los componentes fundidos a presión. En términos generales, las piezas maquinadas a partir de barra son aproximadamente 15% menos resistentes que los componentes fundidos a presión en cuanto a resistencia última y de fluencia, ya que las piezas maquinadas no cuentan con la "capa superficial" de un componente fundido a presión. Sin embargo, nuestros clientes han utilizado con frecuencia prototipos maquinados para probar la resistencia última de su componente. Si el prototipo maquinado supera una prueba de esfuerzo, el componente fundido a presión soportará un esfuerzo aún mayor. Y si su componente se fundirá en aluminio en producción en serie, el maquinado de una aleación de zinc y aluminio puede igualar la resistencia de un componente fundido a presión de aluminio.

¿Desea saber cómo igualar una aleación maquinada con la resistencia de un componente fundido a presión? Contacte a uno de nuestros ingenieros para conocer las posibilidades del prototipado mediante maquinado.

Fundición a la cera perdida

Para proyectos que requieren prototipos de réplicas exactas, sugerimos la fundición a la cera perdida. Dado que se puede aprender mucho de la función de un prototipo, la necesidad de un prototipo de calidad es crítica. Y al diseñar componentes metálicos, una réplica exacta de su pieza final es el mejor prototipo que puede obtener. 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 fundido a presión. Esto es especialmente importante para las fundiciones a presión de aluminio en 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 satisfacer las necesidades de prototipado en una fracción del tiempo. En lugar de fabricar un herramental rígido, los ingenieros de fundición a la cera perdida pueden imprimir en 3D modelos de cera para formar las geometrías de las piezas y reducir el plazo de entrega y el costo. Después, la pieza puede fundirse normalmente utilizando cualquiera de los metales para fundición a la cera perdida. El prototipo resultante es una réplica exacta de la pieza final que será fundida a presión, por lo que se puede aplicar a la pieza cualquier operación secundaria que requiera el cliente, incluyendo ensamble, tratamiento térmico, soldadura, recubrimiento y pintura.

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

Como ocurre con cualquier proceso de manufactura, el precio de un prototipo aumentará a medida que la tolerancia dimensional y los criterios de inspección sean más estrictos. La participación y aportación tempranas de ingenieros técnicos durante la etapa de diseño permiten a los clientes superar los problemas tradicionales de tolerancia de fundición asociados con el prototipado. Esto se logra mediante innovación y tecnología líder en la industria para proporcionar 100% de conformidad con las especificaciones en estado de fundición, con entrega a tiempo y al menor costo total. Los plazos de entrega de prototipos mediante fundición a la cera perdida varían según la complejidad de la pieza, pero generalmente son de entre 5 días y 4 semanas.

¿Qué proceso de prototipado es adecuado para mí?

El mejor proceso de prototipado para su componente fundido a presión depende de muchos factores. Debe considerar las restricciones presupuestarias, las restricciones de materiales, el calendario de pruebas y el rigor de las pruebas a las que se someterá su prototipo. Si aún no está seguro de 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 tenga una base sólida para pasar a la producción en serie mediante fundición a presión.