Molde de fundición a presión

Qué es la fundición inyectada Moldes/herramientas

Molde de fundición a presión, también conocido como utillaje de fundición a presiónEn el proceso de moldeo, se llena una cavidad sellada con metal fundido a alta presión y temperatura. El metal se enfría rápidamente hasta que la parte endurecida adquiere la rigidez suficiente para desmoldearse. 

El molde para fundición a presión debe fabricarse con acero para herramientas de alta calidad, como H13, DIN1.2343 u 8407. Debe tratarse térmicamente hasta alcanzar la dureza adecuada, normalmente HRC 48-52. El molde también debe mecanizarse con precisión para que dure mucho tiempo en este estado.

In order to produce a high-quality casting part that meets customers’ required shape and design, the two die halves are placed in a die casting machine that is operated at the necessary temperatures and pressures. The customer’s requirements for part size and geometry features will directly affect the die casting tooling cost.

El número de cavidades, la cantidad de núcleos o correderas necesarios, el peso del molde de fundición a presión, el proceso de mecanizado, los requisitos de acabado superficial, pulido y chapado, por mencionar algunos, son factores que intervienen en la elección de las herramientas de fundición a presión adecuadas. Hacer molde de fundición a presión personalizado es una tarea compleja.

Al seleccionar las herramientas de fundición a presión, tenga en cuenta factores como el número de cavidades, núcleos o correderas necesarios. Piense también en el peso del molde, el proceso de mecanizado, los requisitos de acabado superficial, el pulido y el chapado. Cada uno de estos factores desempeña un papel en el proceso de toma de decisiones. Creación de molde de fundición a presión personalizado es una tarea compleja.

En este artículo hablaremos del utillaje de fundición a presión y de cómo el fabricante de moldes de fundición a presión produce componentes de fundición a presión de alta calidad utilizando los métodos de producción más económicos.

En la fundición a presión se emplean diversos metales, como el zinc, el magnesio, el plomo, el cobre y el hierro. aluminio ( o aluminio ). Cada metal tiene requisitos específicos para la matriz utilizada en el proceso de fundición. Por ejemplo, el zinc puede utilizarse en las series Zamak 3, 5 y ZA. El aluminio también puede utilizarse en A356, A380, ADC 12, AL6061, AL6061, etc.

Las descripciones y configuraciones proporcionadas en este artículo son genéricas debido a estas variaciones. Se ofrecen opciones cuando es posible, pero sólo deben utilizarse como referencia básica. El cliente y el fabricante del molde de fundición a presión deben consultar antes de tomar cualquier decisión final.

LÍNEA A	B-LEADER/GUÍA PIN Y BUJE	C- Pieza de fundición	D- Molde CAVIDAD Y NÚCLEO	E-RUNNER & GATES	CÁMARA F-COLD	ORIFICIO F1-SPRUE & PIN DE SPRUE
Superficie donde dos mitades del troquel reunirse	Alinee las dos mitades del troquel en la posición correcta al cerrar el troquel	Pieza de fundición solicitada por el cliente	Medio de moldeo	Alimentación de metal de orificio del bebedero o cámara fría en la cavidad de la matriz	Canalizar qué metal alimenta corredores y compuertas en cámara fría	Correderas y puertas en un molde de fundición a presión de cámara caliente
INSERTOS G-CORE	Placa H-Fixing/A	PIN I-RETURN	PASADOR EYECTOR J	PLACA K-MOVING/B	PLACA DE SOPORTE L	M- PLACAS EYECTORAS
Pasador redondo pequeño o inserto cuadrado que se utiliza para moldear orificios o nervaduras profundas.	Fijación/Placa que contiene y apoya la insertos de cavidad.	Pasador eyector que empuja la placa eyectora hacia atrás	Pasador que libera el revestimiento de la matriz	Placa B que contiene y apoya la insertos centrales.	Placa B de soporte y placa eyectora y ranuras de sujeción	Sujeta y empuja el pasadores eyectores.
N-PILAR DE APOYO	O-SISTEMA DE GUIADO POR EYECCIÓN	RANURA DE SUJECIÓN P
Características para mantener estable la placa B durante la inyección	Sistema de guía para guiar los pasadores eyectores	Lotes para fijar las mitades del troquel a la máquina

Tipos de moldes de fundición a presión

There are several varieties of die-casting molds, each serving a specific requirement for the consumer. Typically, the type of die casting mold depends on the customer’s requirements. Below is a is a list some normal types of die-casting molds.

1. Prototipos de moldes de fundición a presión

Los clientes suelen pedir prototipos para fabricar una pequeña cantidad de piezas fundidas en condiciones de producción. Antes de pasar a la producción total, permiten realizar pruebas exhaustivas del producto y exponerlo al mercado. Normalmente se utilizan para un nuevo proyecto que está en fase de desarrollo. Este prototipo de fundición a presión permite obtener piezas de alta calidad sin necesidad de pagar costes de utillaje.

Pueden utilizarse diversas técnicas de prototipado para simular un componente de fundición a presión para su posterior fabricación. Entre ellas se incluyen los prototipos de mecanizado CNC y la fundición en arena, que incluye el proceso de molde de escayola.

2. Utillaje de fundición rápida

El utillaje de fundición rápida consiste en crear matrices e insertos más rápidamente que con el método tradicional. Este proceso omite pasos como el mecanizado en bruto, el tratamiento térmico y el mecanizado de acabado. Permite una producción más rápida de las herramientas necesarias para la fundición a presión.

Las herramientas de fundición rápida suelen utilizar acero preendurecido para pequeñas cantidades, de unos cientos a mil. A veces se recurre a la fundición a la cera perdida o a la fundición por gravedad para estas pequeñas cantidades.

3. Producción Molde de fundición a presión

Estos son los tipos más frecuentes de moldes de fundición a presión fabricados. Los moldes pueden variar de simples a complejos, con diferentes números de cavidades y correderas. Las cavidades son de acero para herramientas de alta calidad (DIN 1.2343, DIN 1.2344H13, 8407) y sujetados por un bloque de soporte macizo, que denominamos placa A y placa B. A continuación se enumeran los tipos de moldes de fundición a presión.

• Utillaje de fundición a presión de cavidad única: este utillaje produce una pieza de fundición cada vez.
• Molde de fundición a presión de cavidades múltiples: este molde produce más de una pieza de fundición a presión a la vez.
• Utillaje de fundición a presión familiar: este utillaje produce varias piezas de aleación de fundición a presión familiar diferentes en un ciclo.

4. Utillaje de fundición a presión

El utillaje de recorte para fundición a presión es un utillaje que elimina el canal, el desbordamiento y la rebaba de los componentes de fundición. El utillaje de recorte es un utillaje de cavidad única o múltiple con la misma configuración que el utillaje de fundición a presión.

El troquel de recorte utilizado para las piezas de fundición de aleación puede ser simple o complejo. Algunas tienen un diseño básico de apertura y cierre, mientras que otras disponen de múltiples correderas para el proceso de fundición a presión. En algunas circunstancias, se emplean herramientas de fundición con matriz de recorte de varias estaciones para las operaciones de recorte posteriores.

Trim die casting tooling needs careful design and high-quality materials to last. It’s just as important as die casting tools to ensure productivity and longevity. Conventional casting dies come in a variety of shapes.

Estructura y consideración del molde de fundición a presión

La complejidad del utillaje de fundición a presión viene determinada por la geometría y el diseño de la pieza de aleación de fundición a presión. El pequeño tamaño y el diseño sencillo de la pieza de fundición se traducen en costes bajos tanto para el utillaje de fundición a presión como para la producción.

Al iniciar un proyecto de fundición a presión, debe considerar la fundición en términos de costes globales de fabricación. El fabricante del molde de fundición a presión ayudará al cliente a determinar si el diseño del componente de fundición puede moldearse. También le ayudará con cualquier paso adicional que pueda ser necesario, como el mecanizado, el acabado o el cumplimiento de tolerancias específicas.

La colabilidad y los costes del utillaje de fundición a presión vendrán determinados por los siguientes factores:

Do the ribs and walls have consistent thicknesses, or do they differ significantly? Will the design’s thin channels produce a tiny, standing steel insert in the die cavity? If you have any designs that would require incredibly small inserts, making them challenging to cast? Does the design have any sharp corners that encourage stress cracks?

Las especificaciones para el acabado superficial, el mecanizado secundario y la estanqueidad a la presión deben tenerse muy en cuenta para construir correctamente herramientas de fundición a presión de producción de alta calidad. Para diseñar el molde de fundición a presión de modo que se minimice la porosidad en las zonas de la pieza fundida que se van a mecanizar, es necesario abordar a fondo estas zonas de la pieza fundida desde el principio.

There will be particular stages involved in completing the die’s cavities in order to meet the casting’s surface finish requirements. The customer should explain the final requirements of the die casting components in advance to the die casting manufacturer.

Normalmente, los moldes de fundición a presión constan de cuatro partes: base del molde, cavidad de conformación y núcleo, sistemas de expulsión, sistema de refrigeración y sistema de alimentación. A continuación se explicarán los principales componentes de un molde de fundición a presión.

Fundición a presión Base del molde

Die Casting Molds are made up of many components. The mold base serves as a structural support that is used to hold all the other mold components together. Mold base is divided into two halves: “moving half” and “fixing half.” The splitting line is called the tooling parting line.

Pinch hazards are created near the mold parting line by the die-casting mold’s opening and closing during regular operation. Given how dangerous this pinch hazard can be, every worker needs to be aware of it.

Si el utillaje de fundición a presión no se cierra completamente durante la inyección, la aleación fundida también puede salir a borbotones por la línea de separación del molde. Cualquier persona que se encuentre cerca del molde de fundición a presión puede sufrir quemaduras. Normalmente, se utilizan puertas y escudos de seguridad para proteger esta región.

Las bases de los moldes suelen ser de S50C; a veces se utiliza el 1.2311 o el P-20 en las paletas A/B y las placas eyectoras.

Deslizador de moldes de fundición a presión

Con el fin de moldear características de socavado en la pieza de fundición, se diseñan núcleos fijos y correderas de núcleo en el molde de fundición a presión. Esto eliminará la necesidad de un mecanizado secundario de la pieza fundida. Las correderas de núcleo pueden moverse mediante diferentes tipos de movimiento, como movimientos de pinza o leva. La mayoría de las veces se utilizan pasadores angulares y cilindros hidráulicos.

El perno angular se acciona mediante la apertura y el cierre del molde de fundición a presión. Algunas de sus ventajas son la ausencia de sistemas hidráulicos y válvulas limitadoras, así como su proceso de fabricación generalmente más rentable. Está restringido a un breve recorrido de la corredera y carece de control sobre el ciclo de tracción de la corredera. No se aconseja su uso en las correderas superiores.

Its limitations are that it can only be used for short-side action movements and that you can’t change how often the slide pulls. When designing the die casting mold, it is not recommended to design this type of slider on the top of the mold (a slider with a hydraulic cylinder is recommended in that case).

La forma hidráulica de mover las correderas le permite elegir entre diferentes ciclos, colocar las correderas encima del molde de fundición a presión y sacar la pieza fundida de la matriz sin problemas (como con el pasador angular).

Rack and pinion, ejector lifter, and cam bars are some of the other ways to move things. Which motion to use varies depending on things like the number of parts being made, the size of the die, the length of the slide’s traveling distance, the size of the area being cored out, and the shape of the cast part.

Puede confiar en que el fabricante de moldes de fundición a presión le ofrecerá el mejor asesoramiento sobre correderas de núcleo. Si no está seguro de qué diseño es el mejor para su proyecto de fundición a presión, no dude en ponerse en contacto con nosotros y le ofreceremos las mejores opciones según el diseño de su pieza.

Fundición inyectada Utillaje Línea de despiece

La línea de partición es el borde de la cavidad y el núcleo de la pieza fundida que marca la zona de separación entre las dos mitades (la mitad de fijación y la mitad móvil) del molde de fundición a presión. Esta línea determina qué mitad es la mitad de fijación y cuál es la mitad de expulsión de la matriz.

Esta línea también afecta a las tolerancias que deben mantenerse en esta parte de la fundición. A continuación se muestran ejemplos de dos tipos de línea de partición, Ingeniería y Diseño presenta criterios de tolerancias adaptados a las propiedades de la pieza en la línea de partición de la matriz.

On a casting drawing, it is not always clear where the parting line should be designed. In cases when the part designer indicates an unreasonable parting line, the die casting mold manufacturer must verify the designer’s purpose, welcome to diseño de moldes de fundición a presión para saber más sobre el diseño de moldes para fundición a presión.

Para que la pieza de fundición se realice de acuerdo con los parámetros previstos, es crucial llegar a un acuerdo sobre la ubicación ideal de la línea de partición. Cuando una pieza requiere una superficie cosmética, la mitad de fijación de la matriz se diseña normalmente para proporcionar esa superficie de apariencia, y el lado del núcleo colocará los pings eyectores, los insertos y cualquier marca de grabado.

Si la pieza de fundición no requiere una superficie de apariencia, puede cambiarse para aprovechar las mejores situaciones de fundición. En las piezas de fundición con superficie cosmética, el cliente debe explicárselo al fabricante del molde de fundición a presión con antelación para que la empresa de utillaje de fundición a presión pueda pensar en la ubicación de la compuerta, los rebosaderos y los respiraderos para garantizar que no haya interferencias en las superficies de aspecto o utilizar procesos secundarios para cumplir el requisito.

Where cosmetic criteria exist and because regular, incremental die erosion is inherent in the die casting production process, the client will want to consider particular die maintenance measures to extend the die-casting mold’s ability to create casting components with the needed high-quality surface finish. Secondary operations on the mold cavity surface, such as polishing, should be negotiated in order to maintain cast part standards.

 

Figura 2 El paso de la línea de partición "A" ha cerrado la línea de partición, lo que hará que el utillaje de fundición a presión sea más complejo y no dé buenos resultados. La ubicación de la línea de partición "B" permitirá un mejor llenado de la fundición y un recorte de fundición más limpio, ofreciendo una mayor vida útil del molde de fundición a presión y un menor coste de fabricación del molde de fundición a presión.

Pasadores eyectores

After the liquid metal alloy has been formed and the casting has been solidified in the die casting mold, ejector pins are used to push it out of the die. The ejector pins’ locati0n, quantity, and size are determined by the casting’s geometry design, size, and other specifications.

El proveedor de herramientas de fundición a presión debe diseñar los pasadores de expulsión en el área no funcional del revestimiento y asegurarse de que el revestimiento se pueda desmoldar fácilmente sin daños ni grietas. Las recomendaciones de los proveedores de moldes de fundición sobre el tamaño, la colocación y el número de los expulsores son fundamentales para el éxito de la fabricación de piezas de fundición.

Each ejector pin has to be the right size and place for the casting in the die, and it will leave a small ejector mark on the surface of the casting. Because of this, they are not allowed to put the part’s appearance on the on the surface..

Insertos moldeados

Each die casting tooling is different from others; an insert that is molded into the casting may be necessary to accommodate a bearing surface, internal thread, or other unique feature in certain castings. The die casting mold company can frequently satisfy this requirement as part of the standard casting process. This “insert molding” provides the benefit of securely embedding an insert into the casting, enabling it to be machined, pierced, and tapped. Nevertheless, this benefit is rarely sufficient to compensate for the additional expenses associated with the insert casting process.

El proceso de fundición de insertos tendrá Los gastos adicionales se deben al mayor tiempo de ciclo del proceso de fundición necesario para cargar el inserto en el molde de fundición a presión, así como a la técnica de calentamiento necesaria para calentar los insertos antes de colocarlos en la mitad del molde. Pero mientras este proceso funcione y resuelva bien su problema, entonces merece la pena.

Clavijas guía

La alineación de las dos mitades de la matriz está garantizada por pasadores guía y casquillos guía (hay componentes de la familia) situados en las cuatro esquinas de la matriz. Las piezas de fundición tienen requisitos críticos de alineación dimensional para una característica en la mitad estacionaria de la matriz que está asociada con una característica en la mitad móvil de la matriz. Esta alineación es mantenida por los casquillos guía en una mitad de la matriz y los pasadores guía en la otra. Los pasadores guía pueden diseñarse en cualquiera de las dos mitades de la matriz.

Cuando las piezas fundidas se retiran de la matriz o ésta se rocía con desmoldeante, los pasadores guía pueden convertirse en un riesgo de enganche debido a su saliente de la línea de separación. Además, los pasadores guía funcionan a alta temperatura y pueden suponer un riesgo de quemadura.

Para evitar que la matriz se monte incorrectamente, uno de los cuatro pasadores guía suele estar desplazado. En determinadas circunstancias excepcionales, estos pasadores pueden tener forma rectangular en lugar de redonda. Normalmente denominamos a esto un diseño a prueba de errores.

Bujes guía

Los orificios redondos de las cuatro esquinas de la matriz se denominan casquillos guía, que son una familia de pasadores guía. Los pasadores guía atraviesan los casquillos guía cuando el molde se cierra y se abre. Alinear las dos mitades de la matriz es el objetivo de los pasadores guía y los bujes guía. Si el molde de fundición a presión utiliza bloques guía, se utilizan placas de desgaste en lugar de bujes en dos lados de los bloques guía.

Pilares de apoyo

Dentro de la caja expulsora, se diseñan columnas en la media base móvil del molde para producir una mejor pieza de fundición, a través de las placas expulsoras, hasta la placa de la máquina o la placa de la mordaza. Estas columnas redondas o cuadradas están situadas en alineación con las cavidades de la matriz y están destinadas a proporcionar apoyo a la base del molde y soportar la fuerza de la inyección.

The ejector system is located within the ejector chamber. This serves as one of the four critical die functions, which is to “enable the removal of the solidified metal.”

El sistema eyector se compone de placas y pasadores eyectores como mínimo, y también puede incluir pasadores y bujes guía eyectores y otros componentes sofisticados para proporcionar características de eyección especializadas.

Clavijas de retorno

The ejector system is returned back to its “home” position using return pins before the next cycle. There are four return pins, which are designed on the ejector plate and extend to the parting line. The return pins do not have any force during the ejection stroke; rather, they travel along with the ejector pins. The return pins contact the fixing half-parting line and press the ejector plate back to the “home” position when the machine closes.

En algunos casos, el vástago de expulsión (K.O.) se conecta entre la placa eyectora y la máquina de fundición a presión, de modo que los pasadores de retorno pasan a ser redundantes y el cilindro eyector tira de la placa hasta la posición inicial antes del cierre del molde de fundición a presión. Los pasadores de retorno siguen siendo aconsejables para garantizar el retorno de las placas eyectoras en caso de fallo, a pesar de la redundancia.

Cuando están extendidos, los pasadores de retorno presentan riesgos de enganche y de incendio. Para evitar que se enganchen o entren en contacto con los pasadores de retorno, el operario debe ser consciente de su ubicación al introducir la mano para extraer el disparo.

Placa eyectora

Las cabezas de todos los pasadores eyectores están sujetas por la placa eyectora y la placa de retención del eyector. Cuando la placa eyectora avanza, tira de los pasadores, expulsando la pieza fundida fuera de la matriz. Un movimiento de la máquina empuja la placa eyectora hacia delante.

Placa de retención del eyector

The bolted-on ejector plate holds the ejector pin heads in place. When the ejector system is put back into its “home” position, this plate is essential for keeping the ejector pins in place.

Sistema de eyección guiada

In some cases, ejector guide pings and guide bushings are added to the ejector plate and ejector retainer plate. This is similar to the parting line’s guide pins and bushings that used to guarantee that the ejector system functions uniformly and effortlessly.

Líneas de refrigeración

Siempre debe haber canales de refrigeración en la cavidad y el núcleo de las matrices; su función es liberar el calor del metal fundido para solidificar la colada.

Los canales de refrigeración pueden estar configurados para transportar aceite o agua como medio refrigerante. Los canales de refrigeración están equipados con mangueras especializadas de alta presión y alta temperatura y accesorios de conexión que deben mantenerse en excelente estado. Como consecuencia de un fallo, puede surgir un riesgo de incendio. Además del peligro de incendio, los racores deben mantenerse en buen estado para evitar fugas, y las fugas deben rectificarse rápidamente debido al riesgo de resbalón y caída.

Bloque de galletas

El utillaje de fundición a presión en cámara fría suele incluir una pieza separada de acero AISI H-13 en la mitad móvil de la matriz opuesta a la cámara fría. Este bloque marca el inicio del sistema de distribución de la aleación metálica (canal) para las cavidades de fundición.

Casquillo de bebedero

El casquillo del bebedero cumple una función esencial en el molde de fundición a presión de cámara caliente como interfaz entre la aleación líquida y la aleación sólida. En la confluencia de la boquilla y el casquillo del bebedero, el metal de la boquilla debe permanecer siempre líquido, mientras que el metal del casquillo del bebedero debe endurecerse.
Poste de bebedero.
El poste del bebedero ofrece la misma función que el bloque de galletas en el molde de fundición a presión de cámara fría. En el caso del metal, el poste es la primera pieza del sistema. Para que la herramienta de fundición a presión funcione correctamente, es muy importante que el poste se enfríe correctamente.

Botones de parada (Columna de límite de recorrido)

Los botones de parada controlan hasta dónde pueden avanzar y retroceder las placas eyectoras. Durante la carrera de expulsión, el sistema de expulsión empuja las placas eyectoras hasta los botones de parada hacia delante. En primer lugar, el sistema de expulsión o los pasadores de retorno empujan o tiran de la placa hasta el tope posterior. Esto prepara el troquel para la siguiente carrera.

Resumen

Hay muchos otros componentes pequeños en el molde de fundición a presión, como tornillos, levas deslizantes, cavidades, pasadores de núcleo, etc., pero finalmente, hemos resumido que el herramental de fundición a presión contiene cinco partes grandes, que se enumeran a continuación:

1. Base del molde, incluida la fijación de la media base del molde y el desplazamiento de la media base del molde.
2. Sistema eyector, que expulsa la pieza de fundición a presión fuera de la cavidad del molde.
3. Cavidades y núcleos de la matriz, que forman las características de la fundición.
4. Sistemas de refrigeración, enfrían la cavidad para solidificar la pieza de fundición.
5. Sistema de alimentación, llenado de la cavidad del molde de fundición a presión.

Materiales para moldes de fundición a presión

Cuando se planea fabricar utillaje de fundición a presión, los materiales de utillaje que se utilicen deben ser como mínimo de alta calidad, y preferiblemente de primera calidad. Estas reglas se basan en el hecho de que la fundición a presión utiliza temperaturas y presiones muy elevadas.
El grado del utillaje necesario dependerá de la parte del utillaje que se vaya a utilizar, de la aleación que se vaya a fundir a presión, de lo importante que sea el diseño de la pieza de fundición y de cuántas piezas de fundición se vayan a fabricar en el utillaje de fundición a presión. Antes de elegir el material del utillaje, normalmente preguntamos al cliente cuál es la cantidad común de piezas que necesita.

A continuación se enumeran algunos materiales para utillaje de fundición a presión:

Materiales para moldes y cavidades de fundición a presión

1. Moldes de fundición a presión para aleaciones de zinc/zamak: P-20, H13, DIN 1.2343 u otro acero del mismo grado. Las aleaciones de zinc, que se funden a la temperatura más baja de la familia de los no férreos, son las que menos desgastan sus utillajes, lo que permite utilizar acero de baja calidad, como el P-20, en los casos en que los diseños de las piezas son relativamente sencillos. No obstante, se advierte a los compradores que, si la cantidad requerida es muy elevada (más de 100K), para evitar invertir en nuevos costes de utillaje de fundición a presión, debe utilizarse acero de alto grado, como el H13.
2. Moldes de fundición a presión para aleaciones de aluminio, magnesio y ZA: Como se ha mencionado anteriormente, el acero para herramientas de alta calidad es necesario para los moldes de fundición a presión que están hechos de aluminio, magnesio o aleaciones ZA. Sin embargo, un utillaje de primera calidad siempre será la inversión más prudente si los diseños de las piezas tienen características muy críticas o si se están considerando tiradas de producción elevadas. En ese caso, H13, DIN1.2344 y DIN 1.2343 serán mejores opciones.
3. Moldes de fundición a presión para aleaciones de latón: Las fundiciones a presión de aleaciones de cobre se funden a las temperaturas más altas de las aleaciones no ferrosas; en ese caso, el acero para herramientas de alto grado H13, 8407 y 1.2343 es una opción preferible para los moldes de fundición a presión de latón.

El acero de alta calidad tendrá un certificado de metal original; éste lo proporcionan los proveedores de material de utillaje de calidad. Existen algunas marcas de acero de alta calidad para utillaje de fundición a presión, como LKM, ASSAB, FINKL, DAIDO, etc.

Materiales de inserción de la cavidad de la matriz

El acero para el inserto de la cavidad es normalmente el mismo que el de la cavidad del molde, pero para algunos insertos pequeños o áreas de cierre, puede necesitar algún acero especial y tener una diferencia de 3-5 grados entre la cavidad y el núcleo. Esto protegerá la cavidad en caso de que se produzca alguna grieta o quemadura en la zona de cierre.

Tratamiento térmico del acero para matrices

La calidad del tratamiento térmico del acero de la matriz es un paso crítico en el proceso de fabricación de herramientas de fundición a presión. El uso de procedimientos de tratamiento térmico de enfriamiento rápido de alta calidad es fundamental para la vida útil normal de las herramientas de fundición a presión. El procedimiento de tratamiento térmico debe equilibrarse cuidadosamente para evitar la distorsión al tiempo que se mantienen las propiedades metalúrgicas resultantes del enfriamiento rápido.

El proveedor profesional de tratamiento térmico debe encargarse de este proceso. Para garantizar la calidad del tratamiento térmico, también debe proporcionarse un informe de tratamiento térmico. Es similar al certificado de acero para herramientas; a continuación se muestra el certificado de tratamiento térmico.

Resumir para el molde de acero

Die-steel materials are available in a variety of chemical compositions and mechanical properties. High-speed machining and wire EDM advancements have resulted in the utilization of a diverse array of tool steels, which are selected based on the complexity of the cavity and the material’s position in relation to the gate’s locati0n.

Los aceros especiales para herramientas poseen características únicas; sin embargo, cuando se aplican correctamente, pueden prolongar la vida útil de las herramientas de fundición a presión. Es aconsejable consultar con el fabricante de herramientas de fundición a presión para determinar las opciones potenciales para un diseño de fundición específico, ya que el aumento de la vida útil de la matriz que se puede lograr compensa con creces este aumento del coste.

Control del rendimiento de los moldes de fundición a presión

Control de la porosidad: Compuertas, ventilación y vacío

Aunque se espera una gran resistencia e integridad de las piezas de fundición a presión, algunas necesidades del producto pueden requerir procedimientos adicionales en las fases de diseño del componente, diseño del molde de fundición a presión y producción en línea. Los diseñadores preocupados por la porosidad tendrán en cuenta estrategias como la eliminación de secciones de pared gruesa de sus diseños. Para obtener directrices generales, consulte Diseño de productos para fundición a presión. Antes de establecer los parámetros de diseño para un diseño concreto, el ingeniero debe consultar siempre a un proveedor profesional de fundición a presión.

Given the final component design, the die caster will adhere to specified die design guidelines, including die gating, overflow, and venting slots, to appropriately remove air from the die cavity and minimize porosity to an acceptable level. Where pressure tightness is not a casting criterion, the process can be designed so that residual porosity only enters the casting’s non-functional internal portions. Porosity is tolerated in non-critical environments.

Aunque no sustituye al diseño adecuado del producto y la matriz, un sistema de vacío puede ayudar a optimizar el llenado de la matriz, reducir la porosidad del gas y mejorar las características mecánicas. El objetivo de un sistema de vacío es expulsar el aire ambiente de la cavidad de la matriz durante la fundición, lo que produce una presión negativa o vacío. El molde de fundición a presión debe estar especialmente fabricado para aceptar un sistema de vacío; por lo tanto, las conversaciones sobre los niveles de porosidad aceptables deben tener lugar mucho antes del diseño de la herramienta de fundición a presión.

Equilibrio térmico

En utillaje de fundición a presión deben funcionar a una temperatura específica y predeterminada para fabricar productos de la máxima calidad. El tamaño de la fundición, la cantidad de cavidades de la matriz, la aleación que se está fundiendo y la duración del ciclo de la máquina son algunas de las variables que afectarán a esta temperatura.
A esta buena temperatura, la aleación se inyecta en la cavidad de la matriz a gran velocidad y se enfría rápidamente para permitir la expulsión. Las líneas de refrigeración internas del molde de fundición a presión deben estar equilibradas para lograr este enfriamiento rápido y repetido.

Equilibrar adecuadamente la temperatura del molde mediante mejores líneas de refrigeración reduce el tiempo del ciclo de fundición a presión, mejora la calidad de la fundición y alarga la vida útil del utillaje de fundición a presión.

Las diferentes secciones del utillaje de fundición a presión pueden calentarse o enfriarse a diferentes temperaturas; por ejemplo, la cavidad y el núcleo tendrán a veces diferentes temperaturas de moldeo.

Líneas de calefacción de gasóleo

El uso de canales de aceite caliente en el utillaje de fundición a presión puede utilizarse a veces para conseguir un calentamiento diferencial de varias secciones del molde con el fin de proporcionar elementos de diseño de fundición específicos. Los sistemas de aceite caliente calientan un aceite determinado a una temperatura predeterminada antes de conducirlo a través de la matriz del mismo modo que lo hacen las líneas de refrigeración por agua. Pueden utilizarse tanto líneas de refrigeración por agua como de calentamiento por aceite caliente.

Prolongación de la vida útil de los moldes de fundición a presión

Although high-quality tool steel is the first factor in optimum die casting tooling lifetime, there are a number of proprietary techniques that can be employed to increase a die casting tool’s lifespan. These procedures include chemically treating the mold, immersing it in specialized baths, and using shot-peening techniques.
Cuando se trata del diseño de una pieza de fundición en particular, el fabricante de moldes de fundición a presión puede hablar de la eficacia esperada de tales medidas para evitar el desgaste prematuro del molde de fundición a presión. El agrietamiento por fatiga térmica o "heat checking" es un modo de fallo común de las matrices. En ese caso, un DFM (Diseño para la fabricación) debe realizarse antes de empezar a fabricar el utillaje de fundición a presión.

Comprobación de grietas.

Después de algún tiempo de uso (normalmente a partir de 70K a 10K disparos), las herramientas de fundición a presión obtienen pequeñas grietas y grietas más grandes en algunas de las áreas de la cavidad. Ambas son importantes para la vida útil de las herramientas de fundición a presión.

A continuación se muestra una grieta similar que ocurrió en el molde de fundición a presión. Compruebe la cavidad y la superficie de la pieza de fundición con más cuidado, y encontrará si hay grietas pequeñas o grandes. Las empresas de moldes de fundición a presión deben vigilar siempre la calidad de la pieza durante la producción de la fundición.

Preplanificación del mecanizado secundario

La mayoría de las piezas de fundición a presión se fabrican para que estén "casi listas para su uso", y muchas de ellas pueden utilizarse directamente como productos finales. La repetibilidad del proceso y las estrechas tolerancias que permite la fundición a presión hacen que las piezas de fundición a presión sean adecuadas para operaciones de mecanizado secundario rentables.

Mediante la adición de orificios de localización o una superficie de referencia de localización enrasada, una pieza moldeada a presión puede adaptarse con precisión al equipo de mecanizado. Las piezas de fundición a presión pueden someterse a casi cualquier tipo de operación de mecanizado, como taladrado, roscado, escariado, punzonado, etc.

La empresa de fundición a presión puede realizar operaciones de mecanizado como la medición y otros procesos secundarios según sea necesario. Un diseño adecuado de la pieza y de la herramienta de fundición a presión para obtener una calidad óptima y economía en el mecanizado secundario reducirá significativamente los precios finales de la pieza de fundición.

Cuando tenga un proyecto de fundición a presión que requiera una tolerancia ajustada, un acabado superficial y otros requisitos especiales, deberá hablarlo de antemano con su proveedor de fundición a presión. Si tiene alguna pregunta, no dude en ponerse en contacto con nosotros.

Consideraciones sobre la medición

¿Qué calibres se utilizarán en la producción de fundición a presión y en el mecanizado secundario, y cuáles son los componentes críticos del programa de fundición a presión?

Los calibres pueden utilizarse para inspeccionar la pieza fundida en su estado inicial y después del mecanizado.

The gage could be an attribute gauge, which is essentially a “go” or “no-go” check that returns either a good or bad part. A variable gage can also be used with a computer to document variables, collect data, and record CPKs. To check a casting, more than one gage may be required: one to check it in its as-cast condition, and another to check it fully machined.

Plug and thread gages may be required, as well as finished gages or standards for painted surfaces. The customer should consider gaging as part of their tooling package. Gaging requirements should be resolved as soon as possible by both the customer’s and die caster’s quality assurance managers to ensure that the part print requirements are met.

Herramientas heredadas

La transferencia de moldes de fundición a presión de un molde de fundición a presión a otro puede ocurrir en su empresa, y esto puede causar algunas cuestiones operativas para el nuevo fabricante de moldes de fundición a presión. Por ejemplo, el molde de fundición a presión debe colocarse en un tipo diferente de máquina de fundición a presión, y es posible que tengan que cambiar el tamaño del manguito de inyección o el sistema eyector para adaptarlo a su máquina de fundición a presión.

En algunos casos, un cliente puede transferir un molde de fundición a presión de un proveedor de fundición a presión a otro. Esto suele plantear algunas cuestiones operativas para el nuevo fabricante de moldes de fundición a presión que el cliente debe conocer. Es posible que la matriz deba colocarse en un tipo diferente de máquina de fundición a presión. Esto puede requerir algunas modificaciones en el sistema de expulsión de la matriz, así como en el manguito de inyección.

En ese caso, tanto el cliente como el nuevo proveedor de fundición a presión deben revisar el utillaje de fundición a presión para asegurarse de que no presenta problemas visibles. También deben comprobar si el molde de fundición a presión dispone de interruptores de fin de carrera y cilindros hidráulicos adecuados. Tras este análisis, se puede determinar y acordar un coste de adaptación antes de que el nuevo proveedor de fundición a presión invierta una cantidad significativa de tiempo y dinero en la preproducción.

Directrices sobre bases de datos

Cuando se utilizan bases de datos, los presupuestos de fundición suelen basarse en la premisa de que las bases de datos CAD proporcionadas para construir utillajes y fabricar componentes son completas, funcionales y no requieren actualizaciones.
Las bases de datos pueden considerarse incompletas e inutilizables si:

1. La geometría de la pieza moldeada no es físicamente moldeable.
2. El ángulo de desmoldeo y el radio no se aplican en el plano de fundición.
3. La línea y la geometría de la superficie no están conectadas dentro de 0,001".
4. La línea de separación no está claramente diseñada.

El formato de archivo de la base de datos es importante a la hora de crear su utillaje de fundición a presión. Los archivos STL se utilizan normalmente para el desarrollo de piezas prototipo. Los archivos en formato Stp o IGs suelen funcionar para todos los fabricantes de piezas de fundición a presión; le sugerimos que envíe esos datos a su proveedor para obtener un presupuesto.

Un dibujo en 2D es necesario para tener una tolerancia ajustada, una máquina secundaria y un acabado superficial. El dibujo en 3D se utiliza para el utillaje de fundición a presión, pero el dibujo en 2D se utiliza para la producción de fundición de calidad.

Vida útil de las herramientas de fundición a presión

Fundición a presión A los fabricantes se les pregunta con frecuencia: "¿Cuántos disparos durará el utillaje de fundición a presión antes de fabricar uno nuevo?" o "¿Para cuántos disparos garantizan el utillaje de fundición a presión?". Una pregunta mejor podría ser: "¿Qué podemos hacer para maximizar la vida útil del utillaje de fundición a presión y cómo podemos minimizar los costes de sustitución?". Los moldes de fundición a presión de aluminio y cobre se desgastan más rápidamente que los moldes de fundición a presión de zinc debido a la naturaleza agresiva y a las altas temperaturas de fusión de los materiales que se funden a presión.

Part geometry, design, and shape also affect the die casting lifespan. In general, aluminum die casting tooling can run 50–70 thousand shots and may start to crack, while zinc die casting tooling can last 100 thousand shots, but this is not always the same result; some of them may be less and some of them may be more. There are many factors that affect the tool’s life. If you still have questions, then you are welcome to contact us.

PETICIÓN DE OFERTA

1. ¿Qué tipo de material debe utilizarse para las bases de los moldes de fundición a presión y los insertos de las cavidades?
An: Para la base del molde, puede utilizar S50C, 1.2311; para la cavidad y el núcleo, H13, 1.2344 y 8407 serán mejores opciones.

2. ¿Cuál es el grado de tratamiento térmico y el procedimiento adecuados para las cavidades de los moldes de fundición a presión?
An: Para cavidades y núcleos de moldes de fundición a presión, HRC48-52 grados, y es necesario comprobar el informe de tratamiento térmico para el control de calidad.

3. ¿Cuál es la diferencia entre un molde prototipo de fundición a presión y un utillaje de fundición rápida?
An: El utillaje de fundición a presión para prototipos suele ser utillaje de una sola vez (de 1 a 10 piezas), mientras que el utillaje de fundición a presión rápida es utillaje para pequeñas cantidades (de 100 a 1000 piezas).

4. ¿Por qué se utiliza el utillaje de fundición de recorte?
An: El utillaje de fundición a presión de recorte se utiliza para recortar el canal de la pieza de fundición a presión.

5. ¿Qué debemos enviar al proveedor para fabricar utillajes y piezas de fundición de alta calidad?
Un: STP o IGS archivo de formato debe ser enviado al fabricante de fundición a presión para la fabricación de la matriz, y un dibujo 2D debe ser enviado para la producción de fundición. Debe especificar si tiene alguna tolerancia ajustada, mecanizado secundario o acabado superficial.