Fundicion de inversion precisa en el hogar: tecnologia, ventajas y desventajas

La fundicion de inversion (LWM) es un proceso industrial, tambien llamado fundicion en patrones de cera o fundicion en una forma destructible. La forma se destruye cuando se elimina el producto. Los modelos Fusion son ampliamente utilizados tanto en ingenieria como en fundicion de arte.

Ambito de aplicacion

Las caracteristicas del proceso tecnologico hacen posible aplicar el metodo LWM en una amplia gama: desde grandes empresas hasta pequenos talleres. Tambien es posible emitir modelos de inversion en el hogar, para fines personales y comerciales, para la produccion de figuras detalladas, souvenirs, juguetes, partes de estructuras, joyas. Como relleno, se pueden usar casi todos los metales:

  • acero (aleacion y carbono);
  • aleaciones coloreadas;
  • hierro fundido;
  • metales preciosos;
  • aleaciones, no susceptibles de mecanizado.

Sin embargo, la tecnologia es universal: es posible producir estructuras relativamente grandes de formas complejas. Para simplificar el proceso, utilice equipos especializados para fundicion de inversion y modelado 3D con la ayuda de programas especializados.

Moldeado en moldes de ceramica

Dependiendo de los requisitos para los productos, se usan varias tecnologias mas adecuadas. La fundicion de inversion precisa (TLVM) le permite obtener las configuraciones de fundicion mas complejas con alta precision, con un espesor minimo de pared y rugosidad superficial. Para el TLBM, el modelo de cera se sumerge en una mezcla liquida basada en ceramica. La mezcla ceramica se seca y forma la capa del molde. Este proceso se repite hasta que se alcanza el grosor deseado. Luego la cera se elimina en el autoclave. Sin embargo, este metodo se caracteriza por el alto costo, la duracion del proceso tecnologico, la liberacion de sustancias nocivas en el area de produccion y la contaminacion ambiental por los restos de formas ceramicas.

Moldeado en moldes de HTS

En muchos casos, cuando se fabrican artesanias en el hogar para fundiciones de formas complejas, no se requiere una baja rugosidad, y para una serie de moldes artisticos, una superficie con rugosidad uniforme no solo es permisible, sino que es una solucion de diseno. En este caso, es aconsejable usar inversion de fundicion.

La tecnologia desarrollada para productos que no requieren superficies lisas es bastante simple. Dicha superficie puede obtenerse fundiendolo en moldes a partir de mezclas de endurecimiento en frio (XTC). Este proceso es mucho mas simple, mas barato y menos danino para el medio ambiente.

Sin embargo, este metodo de inversion de fundicion no permite obtener fundiciones complejas utilizando los modelos fundidos. Esto se debe al hecho de que cuando se extruyen las figuras, una parte significativa de la composicion del modelo permanece en la cavidad del molde y solo se puede eliminar mediante coccion. La perforacion, es decir, el calentamiento a la temperatura de ignicion, de la composicion modelo conduce a la destruccion del aglutinante de resina de HTS. Cuando se vierte metal en el molde con los restos de la composicion del modelo, se produce su combustion, lo que lleva a la liberacion de metal del molde.

Uso de mezclas de vidrio liquido

Nivelacion deficiencias HTS tecnologia en la fabricacion de determinados tipos de piezas moldeadas permite zhidkostekolnyh bastidor de inversion en mezcla con un catalizador liquido (LCD CSH). Estas mezclas con vidrio de agua en una cantidad de 3-3,5% y un catalizador de aproximadamente 0,3% en peso de bases de arena se han aplicado en el exterior en los anos 80 y todavia se utilizan. Segun los estudios, estos compuestos, a diferencia de la primera generacion de diferentes LSC limpieza del medio ambiente, buena vybivaemostyu y baja quemado en piezas fundidas.

Fundicion de inversion: tecnologia

El proceso de LWM incluye operaciones para preparar composiciones de modelos, hacer modelos de fundicion y sistemas de bebederos, terminar y controlar los tamanos de los modelos, y ensamblar mas en bloques. Los modelos, por regla general, estan hechos de materiales que son composiciones multicomponentes, combinaciones de ceras (mezcla de parafina y estearina, ceras solidas naturales, etc.).

En la fabricacion de composiciones de modelos, se utiliza hasta el 90% del rendimiento recogido durante la fusion de modelos de cera de moldes. El retorno de la composicion del modelo no solo debe actualizarse, sino tambien regenerarse periodicamente.

La fabricacion de modelos consta de seis etapas:

  • preparacion del molde;
  • introduccion en su composicion de modelo de cavidad;
  • manteniendo el modelo a solidificacion;
  • desmontaje de la forma y extraccion del modelo;
  • enfriarlo a temperatura ambiente.

Caracteristicas de la tecnologia de proceso

La esencia de LMW es que un modelo de silicona o cera se derrite del tocho mediante calentamiento, y el espacio que se ha liberado se llena con metal (aleacion). El proceso tecnico tiene una serie de caracteristicas:

  • Al hacer una mezcla de moldeo, se usan ampliamente suspensiones que consisten en materiales refractarios de grano fino fijados con una solucion aglutinante.
  • Para el vertido de metales (aleaciones), se utilizan moldes permanentes, que se obtienen aplicando un recubrimiento refractario al modelo, secandolo con extrusion y calcinacion del molde adicional.
  • Para las fundiciones, se utilizan modelos desechables, ya que se destruyen en el proceso de fabricacion de moldes.
  • Debido a los materiales refractarios pulverizados de grano fino, la calidad de la superficie de los moldes es suficientemente alta.

Ventajas de LMW

Las ventajas de la inversion de fundicion son obvias:

  • Versatilidad Puede usar cualquier metal y aleaciones para fundir productos.
  • Obteniendo configuraciones de cualquier complejidad.
  • Alta limpieza de superficie y precision de fabricacion. Esto permite reducir la costosa metalurgia posterior en un 80-100%.

Desventajas de LVM

A pesar de la conveniencia, versatilidad y calidad decente de los productos, no siempre es conveniente usar fundicion para modelos de inversion. Las desventajas se relacionan principalmente con los siguientes factores:

  • Duracion y complejidad del proceso de fabricacion de piezas moldeadas.
  • El costo sobreestimado del material de moldeo.
  • Gran carga sobre el medio ambiente.

Ejemplo de fabricacion de un producto casero: la etapa preparatoria

La cera de cera en casa no requerira un profundo conocimiento en metalurgia. Primero, prepararemos un modelo, que queremos repetir en el metal. Como modelo, el producto final saldra. Ademas, la figura puede ser hecha independientemente de arcilla, plastilina escultorica, madera, plastico y otros materiales plasticos densos.

Instalamos el modelo dentro de las abrazaderas abrochadas o la carcasa del contenedor desmontable. Es conveniente usar una caja de plastico transparente o un molde especial. Para llenar el molde usamos silicona: brindara excelentes detalles, penetrando en las grietas, agujeros y cavidades mas pequenas y forma una superficie muy lisa.

La segunda etapa: relleno de silicona

Si se requiere una colada exacta para los modelos de inversion, la produccion de un molde sin caucho liquido es indispensable. La silicona se prepara por instruccion mezclando diferentes componentes (generalmente dos) y luego calentando. Para eliminar las burbujas de aire mas pequenas, se debe colocar un recipiente con goma liquida en un dispositivo portatil de vacio especial durante 3-4 minutos.

Llene la goma liquida terminada en el contenedor con el modelo y vuelva a aspirar. Para el posterior endurecimiento de la silicona, lleva tiempo (de acuerdo con las instrucciones). Los materiales semitransparentes usados ??(contenedores y silicona en si) le permiten observar personalmente el proceso de formacion de un molde.

Extraemos la goma agarrada con el modelo dentro del contenedor. Para hacer esto, suelte las abrazaderas (carcasa) y separe las dos mitades de la caja: la silicona se desprende facilmente de las paredes lisas. Para solidificar por completo, el caucho liquido tardara de 40 a 60 minutos.

La tercera etapa: la produccion de un modelo de cera

La colada en modelos fundidos implica la fusion del material fusible y el reemplazo del espacio formado con metal fundido. Como la cera se derrite facilmente, la usamos. Es decir, la siguiente tarea es hacer una copia en cera del modelo original utilizado. Esto requirio la creacion de un molde de goma.

Cuidadosamente corte la pieza de trabajo de silicona y saque el modelo. Aqui hay un pequeno secreto: para luego conectar con precision la forma, se recomienda no hacer una incision, sino zigzag. Las partes aplicadas de la forma no se moveran a lo largo del plano.

Llene el espacio en el molde de silicona con cera liquida. Si el producto esta preparado para usted y no requiere una alta precision de las piezas de acoplamiento, puede verter la cera por separado en cada mitad, y luego despues del endurecimiento para unir las dos partes. Si es necesario repetir con precision la silueta del modelo, las mitades de goma estan conectadas, fijadas y la cera caliente se bombea a traves del inyector con la ayuda del inyector. Cuando llena todo el espacio y se solidifica, desensamblamos el molde de silicona, sacamos el modelo de cera y corrigimos los defectos. Servira como un prototipo para un producto terminado hecho de metal.

Cuarta etapa: moldeado

Ahora es necesario formar desde la superficie externa de la figura de cera una capa resistente al calor, que despues de la depilacion se ha convertido en una forma para la aleacion de metal. Vamos a elegir el metodo de fundicion para los modelos de inversion usando la mezcla de cristobalita (modificacion de cuarzo).

Formamos el modelo en un molde cilindrico de metal (el dispositivo que sujeta la mezcla de moldeo cuando esta sellado). Instalamos un modelo soldado con un sistema de rociadores y llenamos la mezcla con cristobalita. Para desplazar las bolsas de aire, lo colocamos en el aparato vibro-vacio.

La etapa final

Cuando la mezcla se compacta, queda para fundir la cera y verter el metal en el espacio vacio. El proceso de colada de inversion en el hogar se realiza mejor utilizando aleaciones que se funden a temperaturas relativamente bajas. Excelente para fundicion de silumina (silicio + aluminio). El material es resistente al desgaste y duro, pero es quebradizo.

Despues de verter la silumina fundida, esperamos a que solidifique. Luego retiramos el producto de la zanja, retiramos la puerta y la limpiamos de los restos de la mezcla de moldeo. Delante de nosotros hay una parte practicamente terminada (juguete, recuerdo). Ademas, puede ser pulido y pulido. Si los restos de la fundicion estan firmemente atascados en las ranuras, se deben quitar con un taladro u otra herramienta.

Colada de la inversion: produccion

Un LMW llevado a cabo de manera diferente para la fabricacion de piezas criticas, que tiene una forma compleja y (o) paredes delgadas. El lanzamiento de un producto de metal terminado puede durar de una semana a un mes.

El primer paso es llenar la forma de cera. De hecho, un molde de aluminio (un analogo del molde de silicona descrito anteriormente) se utiliza con frecuencia en las empresas, una cavidad que tiene la forma de una pieza. En la salida, se obtiene un modelo de cera de un tamano ligeramente mayor que la parte final.

A continuacion, el modelo servira como base para el molde de ceramica. Tambien deberia ser un poco mas grande que el ultimo detalle, ya que el metal se encogera despues de enfriarse. Luego, utilizando un soldador caliente, se suelda un sistema de bebedero especial (tambien de cera) al modelo de cera, sobre el cual el metal caliente fluira hacia la cavidad del molde.

Fabricacion de moldes de ceramica

Ademas, la estructura de cera se baja a una solucion ceramica liquida, llamada suspension. Esto se hace manualmente, para evitar defectos en la fundicion. Para la resistencia del deslizamiento, la capa de ceramica se fortalece mediante la pulverizacion de arena fina de zirconio. Solo despues de esta preparacion se “confia” en la automatizacion: mecanismos especiales continuan el proceso gradual de depositar arena mas grande. El trabajo continua hasta que la capa duradera de ceramica y arena alcanza un espesor predeterminado (tipicamente 7 mm). En la produccion automatizada, esto demora 5 dias.

Casting

Ahora la pieza de trabajo esta lista para derretir la cera del molde. Se coloca durante 10 minutos en un autoclave lleno de vapor caliente. La cera se derrite y se escapa por completo del caparazon. En la salida, obtenemos una forma de ceramica que repite completamente la forma de la pieza.

Cuando el molde de ceramica y arena se endurece, la fundicion de metal se lleva a cabo en modelos de inversion. La forma preliminar se calienta durante 2-3 horas en el horno, de modo que no se agriete cuando se vierten metales de hasta 1200 ° C (aleaciones).

El metal fundido entra en la cavidad del molde, que luego se deja enfriar y se endurece gradualmente, a temperatura ambiente. Para enfriar aluminio y sus aleaciones toma 2 horas, para aceros (hierro fundido) – 4-5 horas.

Acabado

El casting de inversion real en esto termina. Despues de la solidificacion del metal, el tocho se coloca en una vibro-maquina especial. A partir de la vibracion, la base de ceramica cruje y se desmorona, pero el producto de metal de su forma no cambia. Mas tarde, se lleva a cabo el procesamiento final del lingote de metal. Primero, cortar el sistema de vertido del metal, y el lugar de su contacto con la parte principal se muele completamente.

Finalmente, los inspectores verifican que las dimensiones del producto correspondan a las especificadas en el dibujo. Las piezas de aluminio se miden en frio (a temperatura ambiente), acero precalentado en el horno. Los especialistas usan varias herramientas para monitorear y medir trabajos: desde plantillas simples hasta complejos sistemas electronicos y opticos. Si se revela un incumplimiento de los parametros, los detalles se envian para revision (matrimonio corregible) o para refundicion (matrimonio irrecuperable).

Sistema de compuerta

El diseno del sistema de alimentacion del bebedero juega el papel principal en el LVM. Esto se debe al hecho de que realiza tres funciones:

  • Al fabricar cubiertas de moldes de fundicion y un bloque de modelos, los sistemas de bebederos son estructuras de carga que retienen la carcasa y los modelos.
  • A traves del sistema de canales de la puerta, el metal liquido se vierte al molde cuando se vierte.
  • Cuando se solidifica, el sistema realiza la funcion de ganancia (un alimentador que compensa la contraccion del metal).

Casting de lanzamiento

En el proceso de LMW, la clave es crear las capas del shell de formulario. El proceso de fabricacion de la envolvente es el siguiente. En la superficie del bloque de modelos, la mayoria de las veces sumergiendolo, se aplica una capa fina continua de la lechada, que luego se rocia con arena. La suspension, adherida a la superficie del modelo, reproduce con precision su forma, y ??la arena de la espuma se introduce en la suspension, humedecida por ella y fija la composicion en forma de un revestimiento delgado (la primera capa o capa de trabajo). La superficie rugosa que no funciona del revestimiento formado por arena de cuarzo promueve una buena adhesion de las capas de lechada posteriores a la anterior.

La viscosidad y la fluidez de la suspension son indicadores importantes que determinan la resistencia del molde. La viscosidad puede regularse mediante la introduccion de una cierta cantidad de relleno (plenitud). Al mismo tiempo, a medida que se llena la
composicion, el espesor de las capas intermedias de la solucion aglutinante entre las particulas de polvo disminuye, la contraccion y los efectos negativos causados ??por ella disminuyen, y las propiedades de resistencia de la cubierta del molde aumentan.

Materiales utilizados

Los materiales para la fabricacion del caparazon se dividen en los siguientes grupos: materiales base, aglutinantes, disolventes y aditivos. Los primeros incluyen pulverous, utilizado para la preparacion de suspensiones y arenas destinadas para su aspersion. Son cuarzo, chamota, zirconio, magnesita, chamota de alumina alta, electrocorindon, cromo magnesita y otros. El cuarzo es ampliamente utilizado. Algunos materiales de la base de la cascara se preparan en forma lista para usar, mientras que otros se pre-secan, se calcinan, se muelen, se tamizan. Un defecto esencial del cuarzo son sus transformaciones polimorficas, que proceden con un cambio de temperatura y van acompanadas de un cambio brusco en el volumen, que finalmente conduce a la fisuracion y destruccion del caparazon.

El calentamiento suave de los moldes con el fin de reducir la probabilidad de agrietamiento, que se lleva a cabo en la llenadora de soporte, contribuye a un aumento en la duracion del proceso y los costos de energia adicionales. Una de las opciones para reducir el agrietamiento durante la calcinacion es el reemplazo de la arena de cuarzo pulverizada como una carga en la arena de cuarzo dispersada de una composicion de polifracturacion. En este caso, las propiedades reologicas de la suspension mejoran, la resistencia al agrietamiento de los moldes aumenta y el rechazo de los zuecos y la rotura de las carcasas disminuye.

Conclusion

El metodo de LVM ha recibido la distribucion mas amplia. Se utiliza para obtener piezas complejas en ingenieria, en la produccion de armas, articulos sanitarios, souvenirs. Para la fabricacion de joyas hechas de metales preciosos, la fundicion de joyas se utiliza para modelos de inversion.