La fundición de metales no puede ofrecer resultados 100% precisos. Para cumplir las especificaciones requeridas, las fundiciones deben realizar tareas de acabado adicionales. El mecanizado de piezas de fundición ayuda en este caso. Como es sabido, las piezas de fundición pueden tener diversas formas y tamaños. Para adaptarse a estas formas surgen múltiples tipos de métodos de mecanizado de piezas de fundición.
Hay muchos tipos de procesos de fundición. Fundición en arena utiliza arena para crear moldes, y luego puedes verter metal fundido en ellos. Es un método sencillo, pero necesitarás más servicios de mecanizado. El método de fundición a presión inyecta metal fundido en el molde. La alta presión crea piezas de fundición más finas. Con este método, es posible que necesite menos proceso de mecanizado de fundición.
Es posible que observe situaciones similares a otros tipos de métodos de fundición. Sin embargo, sea cual sea el tipo de método de fundición, necesitará el mecanizado de fundición. De este modo, puede lograr las especificaciones deseadas. Tenga en cuenta que puede conseguir tolerancias de hasta ±0,0001 mm. Por tanto, estos métodos de mecanizado de fundición son cruciales para las piezas metálicas.
Este artículo presenta los fundamentos del mecanizado por fundición. Aprenderá qué son, cómo funcionan y sus tipos. Además, exploraremos las ventajas y limitaciones de cada tipo. Al final, tendrá un conocimiento completo de las máquinas de fundición. Este conocimiento es de gran ayuda a la hora de elegir una fundición adecuada.
¿Qué es el mecanizado por colada?
Mecanizado de fundición se refiere al servicios de mecanizado en piezas metálicas fundidas. Después de fundir una pieza metálica, suele ser necesario perfeccionarla. Diversos mecanizados de fundición eliminan los materiales sobrantes y dan a las piezas las dimensiones exactas.
How does casting machining work? Casting machining may vary depending on the customer’s needs. Usually, there are three types of casting machining: cutting, abrasive, and advanced. Whatever the type, the raw cast part is secured in a machining tool. Then, various cutting tools remove material from the part.
Cada proceso garantiza que la pieza cumpla las especificaciones exactas. Principalmente, mejora el acabado superficial y la precisión. El mecanizado CNC puede alcanzar hasta ±0,01 mm, mientras que la electroerosión puede alcanzar hasta ±0,0001 mm. Las herramientas estándar para el mecanizado CNC son tornos, fresadoras y taladradoras.
Mecanizado Fundición: Corte
Estos métodos de mecanizado de fundición eliminan el material sobrante de las piezas de fundición en bruto. Los distintos métodos de corte son el torneado, el taladrado, el fresado o el aserrado. El método de torneado es adecuado para piezas cilíndricas. El método de fresado es ideal para el corte frontal y periférico. El taladrado crea agujeros y el serrado corta piezas a medida.
Mecanizado de fundición: Método avanzado
Los métodos avanzados no suelen ser los tradicionales. Su precisión es mucho mayor. La electroerosión y el corte/grabado por láser son dos métodos avanzados muy populares. Estas dos técnicas de mecanizado de piezas de fundición se utilizan mucho en las fundiciones. Con esta tecnología se pueden conseguir tolerancias de hasta ±0,0001 mm. Encontrará más información en las secciones posteriores.
Mecanizado de fundición: Mecanizado abrasivo
El mecanizado abrasivo en fundición utiliza muelas y materiales abrasivos. Principalmente afina las piezas de fundición para obtener la superficie más lisa. Algunos métodos estándar utilizados en este caso son el rectificado, el bruñido y el lapeado. Estos procesos crean acabados de alta calidad en los componentes de fundición metálica.
¿Cuál es la diferencia entre los procesos de fundición y mecanizado?
Casting is an additive process in which molten metal is poured into a mold to create various shapes. This method is suitable for metals only. Standard methods are sand, die, and investment casting. It’s ideal for making complex shapes in large quantities.
Machining, on the other hand, is a subtractive method. As mentioned, it removes material from parts to achieve precise shapes and finishes. Let’s check the differences between casting and machining.
Fundición y mecanizado: Elección del material
La fundición se limita a los metales. Puede utilizar aluminio, hierro, acero y muchas otras aleaciones metálicas. Estos metales son ideales para crear formas complejas y piezas grandes.
El mecanizado admite diversos materiales, como metales, plásticos y materiales sólidos. El mecanizado de fundición prevalece para crear un acabado perfecto en piezas de fundición.
Fundición y mecanizado: Velocidad de producción
La fundición suele ser más rápida para grandes cantidades una vez fabricados los moldes. Es perfectamente adecuado para pedidos de gran volumen.
El mecanizado, en cambio, es más lento para pedidos de gran volumen. Pero es un método exacto y preciso. Por eso las empresas de fundición recurren tanto al mecanizado de piezas fundidas.
Fundición y mecanizado: Tolerancias dimensionales
Como es sabido, durante la fundición se producen contracciones y vibraciones que suelen dar lugar a tolerancias más bajas. Por lo tanto, cada pieza de fundición necesita un proceso de mecanizado adicional para conseguir la mejor calidad. Aunque la fundición puede manejar diseños complejos, no puede dar resultados precisos.
El mecanizado suele ofrecer mayores tolerancias. Existen muchos tipos de procesos de mecanizado. El mecanizado CNC puede alcanzar hasta ±0,01 mm. Por el contrario, la electroerosión pueden alcanzar hasta ±0,0001 mm. Ambas son perfectas para piezas que requieren una gran precisión.
Fundición y mecanizado: Creación de prototipos
Casting is sometimes used to create prototypes, but it requires machining services. As you know, casting takes time and costs more to make molds, although it’s better for large-scale orders.
En cambio, el mecanizado es muy adecuado para la creación de prototipos. Es rápido y preciso, y cuesta menos que la fundición de metales. Aunque la fundición en arena es barata, el mecanizado de fundición sigue siendo famoso por sus mejores resultados.
Ventajas de las piezas moldeadas mecanizadas
Las piezas de fundición mecanizadas son las piezas metálicas fabricadas tras el mecanizado de la fundición. Ofrecen diversas características y ventajas. En resumen, presentan una gran precisión, un acabado superficial liso y ausencia de defectos. Por ello, siempre se prefieren las piezas de fundición mecanizadas.
Alta precisión
Las piezas de fundición mecanizadas suelen ofrecer una mayor precisión con tolerancias elevadas. El mecanizado de piezas fundidas mejora la tolerancia afinando las dimensiones de las piezas fundidas. Como resultado, se obtienen especificaciones exactas. El mecanizado CNC puede alcanzar hasta ±0,01 mm, mientras que el mecanizado avanzado puede alcanzar hasta ±0,0001 mm.
Mejor acabado superficial
Las piezas de fundición mecanizadas suelen presentar un acabado superficial mejorado. El esmerilado y el pulido suelen crear esa superficie lisa.
Las superficies mecanizadas de las piezas de fundición son mucho más lisas y refinadas que las de las piezas de fundición. Este nivel de mejora suele reducir la necesidad de retoques de acabado adicionales.
Sin defectos ni fallos
El mecanizado de fundición puede ayudarle a identificar y corregir defectos de fundición. Puede eliminar defectos como la porosidad y las inclusiones. En este caso, lo más típico es taladrar, fresar y rectificar. Estos procesos suelen eliminar los puntos débiles de los materiales. En general, su pieza metálica obtiene una calidad estructural mejorada.
Eficiencia material
Otra ventaja importante es la eficiencia del material. El mecanizado por fundición suele minimizar el desperdicio de material eliminándolo con precisión. De este modo, se consigue un uso óptimo del material y se reduce el exceso de chatarra.
Mejor rendimiento
These metal parts can perform best since machined castings offer the above four benefits. This feature is particularly crucial for machines and vehicles. For instance, perfect engine components can give the best run on the road. In addition, improved performance also leads to longer-lasting parts. So, it means you don’t frequently need to replace and repair them.
Preparación para el revestimiento electrolítico
Las piezas de fundición mecanizadas presentan un excelente acabado superficial. Son especialmente adecuadas para diversos tratamientos superficiales. Los métodos de tratamiento de superficies más populares son el anodizado, el revestimiento electrónico, la pintura o el chapado. El mecanizado de fundición prepara las superficies de las piezas fundidas para estos métodos de tratamiento superficial. Como resultado, puede obtener un resultado duradero y eficaz en cada pieza de fundición.
7 Proceso común de mecanizado de fundición
After coming out of the mold, every casting part usually has excess material. You must remove these redundant sections because they can disrupt the original part’s function. Also, the casting part has rough surfaces.
¿Puede la máquina que utiliza para alisar la superficie de la pieza de fundición eliminar las partes innecesarias? ¿O puede realizar el alisado con una fresa? Así puede darse cuenta de que existen muchos tipos de mecanizado de piezas de fundición. A continuación, destacaremos siete procesos estándar de mecanizado de piezas de fundición. Cada máquina de fundición tiene un propósito único y un trabajo que cumplir.
Mecanizado CNC #1
CNC son las siglas de Control Numérico por Ordenador. El mecanizado CNC suele ser sustractivo, es decir, crea diversas formas eliminando materiales. También es un proceso automatizado. Una vez introducido el código, la máquina realiza automáticamente la forma.
Una máquina CNC suele tener un controlador, servomotores y varios ejes. En general, se pueden encontrar máquinas CNC de tres ejes en todas partes. Para casos más complejos, se utilizan máquinas CNC de 4-12 ejes.
Mecanizado CNC se utiliza ampliamente en muchas industrias. Desde la aeroespacial hasta la automovilística, todas las industrias en las que interviene el metal lo necesitan. Piezas de motor, soportes e instrumentos quirúrgicos son algunos productos cotidianos.
Características y ventajas
- Increíblemente rápido y preciso, puede conseguir tolerancias de hasta ±0,01 mm.
- La máquina CNC es segura de manejar.
- Sin costes de mano de obra.
- La mejor ventaja del mecanizado CNC es que puede tratar formas complejas.
Limitaciones
- Coste inicial elevado
- Se necesitan expertos para una programación precisa.
#2 Torneado
El torneado es un método muy utilizado en todos los talleres o fábricas metalúrgicas. En este método, el objeto se conecta al husillo horizontalmente. (Mecanizado horizontal)
El objeto suele girar y la herramienta de corte va retirando el material poco a poco. Continúa haciéndolo hasta que el objeto adquiere la forma deseada. Por lo general, la herramienta se desplaza linealmente.
El torneado CNC es adecuado para piezas cilíndricas de fundición. Los ejes y las poleas son algunos ejemplos famosos.
Características y ventajas
- El torneado ofrece resultados muy precisos.
- Crea un acabado de superficie lisa.
- El método suele ser adecuado para una amplia gama de materiales.
- El torneado suele ser eficaz para piezas cilíndricas.
- Este método es versátil y puede utilizarse con diferentes tipos de tornos.
Limitaciones
- El torneado sólo se limita a las formas cilíndricas
- El tiempo de configuración inicial puede ser elevado.
- El torno manual requiere operaciones especializadas.
#3 Fresado
El fresado también es un proceso de mecanizado en el que el objeto permanece inmóvil mientras la herramienta de corte gira y le da forma. Este proceso crea diseños más complejos que los objetos cilíndricos.
Las fresadoras suelen ser de dos tipos. Las fresadoras verticales tienen un husillo vertical, de ahí su nombre. Este husillo sujeta la herramienta de corte y puede moverse hacia arriba y hacia abajo. Por el contrario, el fresado horizontal tiene un husillo horizontal, de ahí su nombre. Este husillo se mueve de lado a lado.
El fresado es un método de mecanizado de fundición muy utilizado en las fundiciones. Se utiliza ampliamente para fabricar moldes para fundición a presión, mecanizado de fundición de aluminio y diversas piezas metálicas.
Características y ventajas
- Puede manipular diversos materiales y formas.
- El fresado produce piezas precisas y detalladas.
- Este mecanizado de fundición ofrece operaciones de alta velocidad.
Limitaciones
- Las herramientas de corte pueden desgastarse rápidamente.
- La instalación inicial puede ser cara.
#4 Perforación
El taladrado es otro tipo de mecanizado de fundición que sólo crea agujeros. Se utiliza habitualmente en muchas aplicaciones, sobre todo en fabricación y construcción. El taladrado en fundición se utiliza mucho en las fundiciones para hacer moldes y acabar las piezas fundidas.
La taladradora dispone de una herramienta de corte giratoria denominada broca. El objeto permanece inmóvil. La herramienta de corte elimina gradualmente el material y crea un orificio. La máquina presiona la broca pero contra el material. A medida que gira, va cortando el material para formar un agujero.
Características y ventajas
- La perforación es adecuada para todos los materiales sólidos.
- Es un método rentable.
- Este método ofrece una gran precisión (hasta ±0,01 mm).
- Existe una amplia gama de opciones de brocas.
Limitaciones
- La perforación puede generar calor, lo que puede deformar los materiales más finos.
- La profundidad del agujero depende del tamaño de las brocas.
#5 Rectificado
Grinding is a very famous casting machining process, especially in casting foundries. It typically uses an abrasive wheel to remove material from the workpiece’s surface. This casting machining is prevalent for the smoothening of casting parts.
En general, puede encontrar cuatro tipos de amoladoras. Las rectificadoras de superficies son adecuadas para superficies planas. Por otro lado, las rectificadoras cilíndricas son para piezas cilíndricas. Las rectificadoras sin centros son frecuentes para piezas sin centros. Por último, las rectificadoras internas se utilizan para superficies internas. Aunque existen muchas amoladoras, estas cuatro son las más comunes.
Características y ventajas
- El rectificado hace que la superficie de sus piezas metálicas sea lisa y brillante.
- Puede lograr una gran precisión y acabado superficial.
- Adecuado tanto para materiales duros como quebradizos.
- Mejora la precisión de las piezas fundidas.
Limitaciones
- Proceso lento
- Necesita mano de obra
#6 EDM: Mecanizado por descarga eléctrica
Como su nombre indica, este método de mecanizado por fundición utiliza descargas eléctricas para dar forma al metal. Está especialmente indicado para piezas metálicas ultracomplejas.
La electroerosión elimina material mediante chispas eléctricas controladas. Esta tecnología se utiliza mucho en las fundiciones. En este método, un fluido dieléctrico separa la pieza y el electrodo. Por lo general, las chispas erosionan el metal y crean la forma deseada.
Este método se utiliza en las fundiciones para hacer moldes y matrices. Posteriormente, las fundiciones de molde utilizan estos moldes para crear piezas metálicas únicas. La electroerosión también es frecuente a la hora de fabricar piezas de fundición afinadas y acabadas.
Características y ventajas
- El mecanizado de fundición por electroerosión puede alcanzar tolerancias extremadamente altas. Según los expertos, se pueden alcanzar tolerancias de hasta ±0,0001 mm.
- Puede crear una amplia gama de formas complejas y diseños intrincados.
- Este método no crea ninguna fuerza mecánica.
- La electroerosión ofrece un acabado superficial suave y fino.
Limitaciones
- La electroerosión es un proceso lento.
- Sólo funciona con materiales conductores
#7 Corte/grabado por láser
El grabado por láser es otro método de mecanizado de fundición muy popular en las fundiciones de metal. Utiliza un rayo láser de alta potencia para cortar/grabar materiales y grabar marcas o grabar la superficie. Ambos procesos son precisos, y el software informático permite controlarlos.
En el mecanizado por fundición, una máquina láser corta el metal. El láser funde, quema o vaporiza el material. De este modo, puede eliminar partes metálicas innecesarias del original. En el grabado, puede marcar texto, logotipos o números de producto con tecnología láser.
Características y ventajas
- El corte por láser ofrece una gran precisión.
- Puede utilizar una máquina de corte por láser para cortar muchos materiales.
- Genera menos residuos.
- Se trata de un proceso no conductor, por lo que el método es seguro.
- Totalmente automatizado.
Limitaciones
- El corte/grabado por láser es relativamente más caro que otros métodos.
- No se puede trabajar con materiales más gruesos. Cuanto más denso es el metal, más potencia láser se necesita.
- Los materiales reflectantes pueden causar problemas.
Introducción al mecanizado de fundición de aluminio
El mecanizado de piezas de fundición de aluminio suele consistir en las formalidades de acabado de las piezas de fundición de aluminio. Combina principalmente dos procesos: fundición y mecanizado. El método de fundición a presión para la fundición de aluminio.
En primer lugar, introducimos el aluminio bruto en la cámara de calentamiento. A continuación, esta cámara envía automáticamente el metal fundido a la cámara de inyección. A continuación, la cámara de inyección empuja el metal fundido hacia la matriz a una presión adecuada. La alta presión permite que el metal líquido llegue a todos los rincones del diseño. HPDC, LPDC, gravedady la fundición en vacío son métodos estándar de fundición a presión. Con estos métodos se fabrican piezas precisas de fundición de aluminio.
After the metal casting parts are ready, they need some finishing touches. Usually, we use different types of casting machining to improve these parts even more. To get rid of the extra stuff, we use cutting tools. To smooth a cast part’s surface, we often grind, clean, or blast it. Next, we clean the surface in several different ways. If needed, we can add anodizing, e-coating, or plating later.
El mecanizado de fundición de aluminio es muy popular en muchas industrias. Las más comunes son la automoción, la industria aeroespacial, la medicina, la electrónica y los bienes de consumo. Sin embargo, podemos utilizar diversas aleaciones de aluminio para fabricar muchas piezas de aluminio para estas industrias.
For instance, an aluminum-silicone alloy is perfect for strength and wear resistance. On the other hand, aluminum-magnesium alloy offers excellent corrosion resistance. Moreover, aluminum-zinc alloy is suitable for machineability. So, the choice mainly depends on the product’s type.
Aspectos que debe tener en cuenta en el mecanizado de fundición de aluminio
Several factors must be considered when aluminum casting machining. These factors usually ensure the final part’s quality, efficiency, and precision. Each aspect below plays a crucial role in achieving the best results.
#1 Estado del material
Antes del mecanizado, debe comprobarse el estado de la pieza de fundición de aluminio. ¿Se aprecia alabeo o rebabas? Por alabeo se entiende cualquier distorsión o deformación de una pieza de fundición de aluminio. En la fábrica, primero limpiamos la pieza de fundición de aluminio si hay algún problema.
Lo siguiente que debe tener en cuenta es el tipo de aluminio. ¿Es aluminio no tratado térmicamente o tratado térmicamente? Tenga en cuenta que el aluminio no tratado térmicamente suele ser blando, mientras que el tratado térmicamente es más resistente. Por lo tanto, este factor desempeña un papel crucial a la hora de seleccionar la herramienta de corte.
#2 Refrigeración
Coolant is a big deal here. It has three main jobs. (1) it prolongs the machine’s life. (2) it maintains the quality of the machined castings. (3) it ensures the safety of the operator.
Quizá se pregunte cómo elegir el refrigerante adecuado para su proyecto. Como sabe, hay tres tipos de refrigerante. Probarlos todos puede costar dinero y tiempo. Sin embargo, siempre recomendamos utilizar un refrigerante de microemulsión.
#3 Herramientas de corte
La herramienta de corte debe elegirse cuidadosamente para la aleación de aluminio específica. Normalmente seleccionamos herramientas de corte de alto cizallamiento.
Puede utilizar fresas de metal duro o PCD. Tenga en cuenta que las de PCD son relativamente más caras que las de metal duro. Sin embargo, puede obtener mejores resultados y trabajar durante más tiempo.
#4 Geometría de corte
Hay tres geometrías de corte esenciales: el ángulo de desprendimiento, el ángulo de separación y la formación de viruta. Un ángulo de desprendimiento positivo es adecuado para metales blandos y maleables como el aluminio. Un ángulo de separación adecuado suele evitar el rozamiento de la herramienta. Por último, un diseño perfecto contribuye a una evacuación eficaz de la viruta. Estos factores son esenciales para la eficacia del corte y el acabado liso de la superficie.
#5 Avance y velocidad
El tiempo de ciclo es un aspecto crucial a tener en cuenta. Siempre nos centramos en reducirlo. Para ello utilizamos programas CAD/CAM de simulación precisa del mecanizado. Además, la tecnología moderna puede mejorar la coherencia y la eficacia.
#6 Accesorios
Elegir la fijación adecuada se convierte en un problema cuando se trata de diseños complejos. En este caso, evaluamos profesionalmente cómo sujetar y fijar cada pieza de aluminio. Nuestros expertos suelen encontrar la mejor solución para cada pieza. En este caso, los soportes con resorte ayudan mucho.
Preguntas frecuentes
¿Por qué siempre es necesario el mecanizado cuando un componente es de fundición?
El mecanizado suele ser necesario después de la fundición para conseguir unas dimensiones exactas. Como sabe, los componentes de fundición suelen tener superficies rugosas y deben cumplir las especificaciones exactas. El mecanizado de fundición elimina el exceso de material y proporciona un acabado superficial liso.
¿Qué es el aluminio fundido frente al aluminio CNC?
El aluminio fundido se forma normalmente vertiendo aluminio fundido en un molde. Tras solidificarse, el metal fundido crea formas complejas. El aluminio CNC suele mecanizarse a partir de un bloque de aluminio macizo utilizando tecnología CNC. Uno es un proceso aditivo, mientras que el otro es un proceso sustractivo.
¿Es más barata la fundición que el mecanizado?
Depende. Para grandes series, la fundición suele ser más barata que el mecanizado. En fundición, fabricar las matrices puede resultar caro. Sin embargo, una vez hechas las matrices, se pueden crear cientos y miles de piezas de fundición. Así que, teniendo en cuenta el coste total, la fundición es más barata. Sin embargo, para la producción a pequeña escala, el mecanizado es la opción más asequible.
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