Servicios de fundición inyectada de zinc, su proceso, aplicaciones y consejos de diseño

En la fabricación de piezas de aleaciones metálicas, los componentes de fundición a presión de zinc son una opción muy habitual para producir formas complejas a gran escala. En este proceso se suelen utilizar aleaciones de Zamak para crear piezas con un alto rendimiento mecánico, buena estabilidad dimensional y una calidad constante. Gracias a estas propiedades, la fundición a presión de zinc se utiliza ampliamente en los sectores de la automoción, la electrónica, los bienes de consumo y los equipos industriales. En esta guía, abordaremos las aplicaciones clave, el proceso completo de fundición, las consideraciones de diseño, las ventajas y desventajas, y las alternativas prácticas.

¿Qué es la fundición inyectada de zinc?

La fundición a presión de zinc —a menudo denominada fundición a presión de Zamak— es un proceso de fundición de metales que se utiliza para fabricar componentes a partir de aleaciones a base de zinc. En primer lugar, la aleación de zinc se funde hasta alcanzar un estado líquido. A continuación, el metal fundido se inyecta a alta presión en un molde de acero, llenando la cavidad y adoptando la forma deseada. Una vez que el metal se enfría y se solidifica, la pieza se expulsa y, por lo general, requiere un mínimo de trabajo de acabado.

Este método resulta especialmente adecuado para la producción de volúmenes medios a altos de piezas que requieren tolerancias estrictas, detalles precisos y resultados repetibles. Es compatible con una amplia gama de aleaciones de zinc, incluidas las calidades habituales de Zamak (como Zamak 2, Zamak 3 y Zamak 5), así como las aleaciones de la serie ZA.

¿Cuáles son los procesos que intervienen en el troquelado del zinc?

Si buscas servicios de fundición a presión de zamak, la mejor opción es recurrir a una empresa especializada en servicios de fundición a presión de zinc. En ese caso, comprender el proceso de fundición de zinc es muy importante para que puedas elegir al proveedor adecuado. A continuación te ofrecemos una descripción detallada de los pasos que conlleva la fabricación de componentes de fundición a presión de zinc.

1. Diseño Pieza y utillaje de Zamak 

La fabricación de piezas de fundición a presión de zinc comienza con la fase de diseño. Esta fase puede incluir el diseño de la pieza de aleación de zinc y el diseño de los utillajes. Los ingenieros utilizan software avanzado, como CAD o CAM, para diseñar las piezas y las herramientas. Añaden todos los pequeños detalles a los diseños para garantizar la precisión de la pieza de aleación de zinc. Tienen muy en cuenta los siguientes aspectos del diseño de la pieza:

• Ángulo de tiro: Todas las piezas de fundición a presión de aleación de zinc deben tener un ángulo de desmoldeo adecuado. Los ángulos de desmoldeo habituales oscilan entre 1 y 3 grados. Esto facilita la extracción de la pieza de aleación de zinc del molde. En ocasiones, para algunas piezas especiales de fundición a presión de zinc, se puede aplicar un ángulo de 0,5 grados, en función del diseño de la pieza y de los requisitos de funcionamiento.
• Espesor de pared: Mantienen un espesor de pared uniforme. Permiten evitar defectos y garantizan un llenado adecuado. En el caso de las piezas de fundición a presión de zinc, el espesor mínimo de pared es de 0,8 mm, aunque esto depende de la geometría del diseño; si no estás familiarizado con este tema, te recomendamos que consultes a un profesional. fabricante de fundición a presión de zinc, o bien puedes ponerte en contacto con nosotros para que te ayudemos.
• Costillas y filetes: Los ingenieros incorporan nervaduras y redondeos en los diseños de las piezas. Las nervaduras contribuyen a reforzar el componente de aleación metálica. Los redondeos ayudan a evitar las esquinas afiladas para prevenir la concentración de tensiones.

Además, en el diseño de utillaje para la fundición a presión de zinc, el diseñador de utillaje elaborará los planos completos en 3D y 2D de acuerdo con el diseño de la pieza, y creará la lista de materiales (BOM) para todos los componentes del utillaje, en el caso del utillaje para fundición a presión de zinc que requiere aceros de alta calidad como el H13, 8407 y 1.2344. Este molde consta de dos mitades: la mitad de cubierta (mitad fija) y la mitad de expulsión (mitad móvil). Por lo tanto, hemos diseñado adecuadamente el molde para que se ajuste a los diseños CAD. Esto garantiza que la pieza final se ajustará exactamente al molde.

2. Herramientas de fusión e inyección (prueba)

Una vez finalizada la fabricación del utillaje de fundición a presión, comenzamos a probar la herramienta, este paso incluye la fusión del material de zinc. Esto suele hacerse en un horno. Nos aseguramos de ajustar la temperatura entre 370°C y 430°C (700°F y 800°F). Este rango ayuda a mantener el zinc metálico en estado fundido. A continuación, la máquina inyecta el zinc fundido en el utillaje de fundición a presión. Esta máquina de fundición a presión de cámara caliente consta de un punzón, una cavidad para la matriz y una cámara de refrigeración. Tras inyectar la aleación fundida en el molde, el punzón aplica una alta presión, forzándola a entrar en la cavidad de la matriz. Entonces, el zinc fundido adopta la forma de la matriz y alcanza todas sus dimensiones.

3. Enfriamiento y solidificación

Una vez finalizado el proceso de inyección, el sistema de refrigeración enfría el zinc fundido. El molde de acero empieza a enfriar rápidamente el zinc fundido. Pero este enfriamiento tiene ciertos límites. suele sujetarse mediante los canales de refrigeración. El refrigerante, o agua, pasa por estos canales. Ayudan a enfriar la aleación de zinc. Tras el enfriamiento, el zinc empieza a solidificarse. En esta fase, adquiere las dimensiones del molde. Además, el enfriamiento rápido ayuda a obtener estructuras de grano fino y gran resistencia. Además, este tiempo de enfriamiento depende del tamaño de la pieza y de su complejidad. Los diseños más sencillos se enfrían antes.

4. Expulsión y recorte

El último paso del proceso de fabricación de la fundición a presión de zinc es la expulsión y el recorte de la pieza de aleación de zinc. Tras la solidificación, la matriz se abre. A continuación, los pasadores eyectores empiezan a empujar la pieza fuera del molde. Este molde está diseñado de forma inteligente. Puede salir fácilmente de la cavidad de la matriz sin causar ningún daño. Además, si hay un exceso de material, es decir, flash, se adhiere alrededor de los bordes de la pieza de aleación de zinc. Es importante eliminarlo. Esto se consigue mediante el proceso de recorte. Este proceso puede utilizar diferentes operaciones mecánicas, como el corte, el esmerilado o el limado. Todos estos procesos dan como resultado la producción de piezas finas.

5. Procesos secundarios

Algunas piezas se finalizan tras el recorte. Pero algunas necesitan procesos adicionales. Pueden conseguir un mejor aspecto y unas dimensiones específicas. Por ejemplo, taladrar agujeros, roscar, mecanizar o refinar superficies. Mientras que algunas piezas de fundición a presión de zinc pueden necesitar un mejor aspecto y propiedades adicionales como resistencia a la corrosión y funcionamiento, pueden someterse al proceso de pintura. Además, algunos componentes de fundición a presión de aleación de zinc pueden necesitar un acabado duradero. Pueden tolerar condiciones ambientales duras; pueden necesitar un proceso de chapado o recubrimiento en polvo.

Por último, si busca servicios de fundición a presión de zinc, te recomendamos que te pongas en contacto con un fabricante de fundición a presión que pueda ofrecerte servicios integrales, ya que así solo tendrás que tratar con un único proveedor de fundición a presión. Somos una empresa de fundición a presión con sede en China que ofrece servicios de fundición a presión de zinc, desde el diseño de piezas y el diseño de moldes hasta la fabricación de los utillajes de fundición, la producción en serie, el mecanizado secundario, acabado superficial, inspección, embalaje, montaje y entrega. Póngase en contacto con nosotros para obtener un presupuesto en 24 horas.

Aleaciones de zinc más utilizadas en la fundición a presión

A continuación se presentan las diferentes aleaciones de zinc. Tienen diversas aplicaciones en distintos ámbitos. Cada aleación de Zamak se utiliza en un sector industrial diferente. Analicemos en detalle sus propiedades, composición y aplicaciones.

Aleación de Zn	Composición	Propiedades	Aplicaciones típicas
Zamak 3	Zn 96%, Al 4%, Mg 0,03%	Buen equilibrio entre resistencia, ductilidad y moldeabilidad	Piezas de automóvil, ferretería, carcasas eléctricas
Zamak 5	Zn 95%, Al 4%, Cu 1%	Mayor resistencia y dureza, buena resistencia a la fluencia	Engranajes, palancas, pequeños componentes mecánicos
Zamak 7	Zn 99,99%, Al 0,05%, Mg 0,01%	Ductilidad y fluidez superiores, gran pureza	Conectores electrónicos, componentes de precisión
Zamak 2	Zn 94%, Al 4%, Cu 3%	La mayor resistencia y dureza entre las aleaciones de Zamak	Piezas mecánicas pesadas, herramientas
ZA-8	Zn 92%, Al 8%, Cu 1%	Alta resistencia y dureza, buenas propiedades portantes	Rodamientos, bujes, piezas de maquinaria pequeña
ZA-12	Zn 88%, Al 12%, Cu 1%	Alta resistencia, dureza, buena colabilidad	Piezas estructurales, componentes de alta carga
ZA-27	Zn 73%, Al 27%, Cu 2%	Mayor resistencia y dureza, menor densidad	Aplicaciones pesadas, piezas de maquinaria de gran tamaño

 

Consejos fundamentales de diseño para la fundición a presión de zinc

A continuación te ofrecemos algunos consejos importantes que podrían resultarte útiles a la hora de buscar fabricante de fundición a presión de zinc, esto te ayudará a adquirir componentes de fundición a presión de zinc de forma más eficaz y eficiente. Si necesitas servicios de fundición a presión de zinc, los siguientes consejos pueden resultarte útiles para tu proyecto de fundición a presión de Zamak, ya que tu proveedor no comprenderá la finalidad de tus componentes de fundición de zinc; por supuesto, si deseas que tu proveedor de fundición a presión se encargue del diseño por ti, entonces él mismo deberá ocuparse de esos factores.

Aspecto del diseño	Consejos fundamentales	Dibujos simplificados
Ángulos de calado	Incorpore ángulos de inclinación (normalmente de 1 a 3 grados).
Espesor de pared	Mantener un espesor de pared uniforme (0,040-0,120 pulgadas para el zinc).
Costillas	Añada nervaduras para reforzar zonas sin aumentar el grosor total.
Filetes	Utilice filetes en lugar de esquinas afiladas (radio de 0,020 pulgadas o más).
Socava	Reduzca al mínimo los destalonamientos o utilice núcleos deslizantes si es necesario.
Jefes	Diseñar los resaltes con la altura y el diámetro adecuados (relación 1:1 a 3:1).
Agujeros y ranuras	Diseño con tamaño y espaciado coherentes (diámetro mínimo de 0,040 pulgadas).
Texturización	Añada texturas a superficies planas para mejorar la estética.
Tolerancias	Utilice tolerancias realistas (de ±0,002 a ±0,005 pulgadas).
Línea de separación	Coloque la línea de separación estratégicamente.

Aplicaciones de la fundición a presión de zinc

Al igual que otros procesos, la fundición a presión de zinc también se utiliza ampliamente en diferentes industrias. Analicemos sus aplicaciones en detalle.

1) Industria del automóvil

La fundición a presión de zinc se utiliza ampliamente en el sector de la automoción para fabricar componentes precisos y duraderos que deben soportar tensiones, vibraciones y desgaste. Entre sus aplicaciones típicas se incluyen los componentes de carburadores, en los que es fundamental contar con tolerancias ajustadas y un excelente acabado superficial. También se utiliza para determinadas piezas de frenos y del compartimento del motor que requieren resistencia, fiabilidad y una precisión dimensional constante en la producción en serie.

2) Industria electrónica

En el sector de la electrónica, la fundición a presión de zinc se utiliza para fabricar piezas complejas y detalladas que requieren una geometría uniforme y un rendimiento fiable. Las aleaciones de zinc ofrecen una buena conductividad y un blindaje electromagnético eficaz, lo que las hace adecuadas para carcasas, cubiertas y componentes de blindaje. Las piezas de fundición a presión de zinc también proporcionan una gran resistencia y favorecen la disipación del calor, lo que contribuye a mejorar la fiabilidad y la vida útil de los conjuntos electrónicos. Los componentes de precisión, como los conectores y los elementos de fijación, también se benefician de la repetibilidad del zinc.

3) Bienes de consumo

La fundición a presión de zinc es una forma rentable de fabricar componentes duraderos y de alta calidad con un excelente acabado superficial. Combina el rendimiento funcional con una gran estética, lo que la convierte en la opción ideal para piezas que quedan a la vista y se manipulan con frecuencia. El proceso permite la producción en grandes volúmenes de formas personalizadas y dimensiones precisas, por lo que se utiliza habitualmente para herrajes de equipaje, tiradores de puertas, componentes de ventanas y electrodomésticos.

4) Equipos industriales

La fundición a presión de zinc se utiliza ampliamente en aplicaciones industriales en las que se requieren tolerancias estrictas, resistencia y un rendimiento fiable en entornos exigentes. Entre los ejemplos más comunes se encuentran los componentes de bombas, como carcasas e impulsores. También se utiliza con frecuencia para válvulas y otras piezas empleadas en maquinaria y equipos industriales, donde la consistencia dimensional y la durabilidad son esenciales.

Ventajas de la fundición a presión de zinc

Al igual que otros métodos de fundición, la fundición a presión de zinc ofrece varias ventajas clave, especialmente para piezas de gran volumen y alta precisión.

1) Precisión

La fundición a presión de zinc ofrece una excelente precisión dimensional y permite reproducir detalles finos y complejos. Es ideal para componentes que requieren tolerancias estrictas, lo que contribuye a que las piezas cumplan las especificaciones de diseño y, al mismo tiempo, reduce el mecanizado y el acabado posteriores a la fundición.

2) Resistencia y durabilidad

Las aleaciones de zinc ofrecen un excelente comportamiento mecánico, que incluye una buena resistencia a la tracción y al impacto. Por ello, las piezas de fundición a presión de zinc pueden soportar tensiones mecánicas y el desgaste, razón por la cual se utilizan habitualmente en el sector de la automoción, en equipos industriales y en otras aplicaciones exigentes.

3) Acabado superficial

Este proceso permite obtener superficies lisas y de alta calidad, lo que facilita el recubrimiento, el pintado, el recubrimiento en polvo o la galvanoplastia de las piezas. Estas opciones de acabado mejoran el aspecto y pueden aumentar la resistencia a la corrosión, al tiempo que mantienen la geometría precisa de las piezas.

4) Eficiencia

La fundición a presión de zinc permite tiempos de ciclo rápidos y una producción constante con un mínimo de mecanizado secundario. Es una opción eficaz para fabricar grandes cantidades de piezas, lo que reduce el tiempo y el coste totales de fabricación.

5) Relación coste-eficacia

Aunque el utillaje puede suponer un gasto inicial elevado, la fundición a presión de zinc resulta muy económica cuando se produce a gran escala. La alta repetibilidad, el bajo porcentaje de desechos y la reducción de las operaciones secundarias contribuyen a reducir el coste por pieza en la producción en serie.

¿Cuáles son los contras de la fundición a presión de zinc?

Al igual que las ventajas, la fundición a presión de zinc también tiene algunos inconvenientes. Así que vamos a discutirlos aquí.

1. Restricciones de tamaño

La fundición inyectada de zinc es adecuada para producciones pequeñas o medianas. Si se trata de fabricar piezas de gran tamaño, entonces este proceso ofrece limitaciones. Suele ocurrir debido a las máquinas de fundición a presión y al tamaño de los moldes. Por tanto, puede encontrar otras alternativas para fabricar piezas grandes.

2. Coste inicial elevado

Como hemos comentado antes, el método de fundición a presión de zinc necesita diseños y utillajes específicos. Por tanto, es obvio que tiene un coste más elevado que otras técnicas. Esto lo hace menos útil para pequeñas producciones. Sin embargo, puede utilizarse para fabricar grandes volúmenes de producción con diseños consistentes.

3. 3. Conductividad térmica

Las aleaciones de zinc son mejores conductores térmicos que otros metales. Por tanto, resulta difícil manejar el calor durante el proceso. Por tanto, hay que diseñar cuidadosamente el molde. Además, hay que añadir estrategias de refrigeración adecuadas para evitar cualquier defecto.

¿Cuáles son las alternativas disponibles para la fundición a presión de zinc?

Comparando las ventajas y los inconvenientes de la fundición a presión de cinc, podemos probar a utilizar diferentes alternativas para obtener las piezas deseadas. Así, su explicación se encuentra en la siguiente tabla.

Alternativa	Material	Ventajas	Desventajas	Aplicaciones
Fundición inyectada de aluminio	Aleaciones de aluminio	Ligero, resistente a la corrosión	Punto de fusión más alto	Piezas de automóviles, componentes aeroespaciales
Fundición inyectada de magnesio	Aleaciones de magnesio	Muy ligero, buena relación resistencia-peso	Material más caro	Electrónica de consumo, componentes de automoción
Moldeo por inyección de plásticos	Termoplásticos	Ligero y versátil	Menor resistencia y durabilidad	Bienes de consumo, productos sanitarios
Fundición en arena	Metales diversos	Bueno para piezas grandes, menor coste de utillaje	Acabado superficial rugoso, menor precisión	Bloques de motor, piezas de grandes máquinas
Fundición a la cera perdida	Metales diversos	Alta precisión, excelente acabado superficial	Coste elevado, mayor tiempo de producción	Álabes de turbina, implantes médicos
Pulvimetalurgia	Metales y aleaciones	Alta precisión, mínimo desperdicio	Piezas más pequeñas, costes de utillaje elevados	Engranajes, rodamientos, piezas estructurales
Estampación	Metales	Alta velocidad de producción, bajo coste	Formas planas o simples, coste inicial de utillaje elevado	Paneles de automoción, componentes electrónicos
Forja	Metales	Alta resistencia, excelente durabilidad	Formas más sencillas, mayor desperdicio de material	Componentes aeroespaciales y de automoción

Conclusión

En conclusión, la fundición a presión de zinc es una técnica inteligente para fabricar piezas metálicas. Tiene muchas aplicaciones en muchos sectores. En ella, el metal de zinc pasa a estado fundido y se inyecta en un horno. Después, se somete a alta presión y se introduce en la cavidad de la matriz. Entonces empieza a adquirir la forma del molde y se deja enfriar. Tras la solidificación, la pieza de zinc sale de la cavidad de la matriz y se comprueba si necesita recorte o acabado superficial. Se trata, pues, de un paso bastante sencillo. Se utiliza mucho para fabricar piezas pequeñas y para grandes producciones. Por lo tanto, se utiliza ampliamente en muchas industrias.

Preguntas frecuentes

Q1. ¿Cómo se puede comparar la fundición a presión de zinc con la de aluminio?

Bueno, ambos fundición inyectada de zinc Los componentes de fundición a presión de zinc y aluminio comienzan con la fundición del metal, que luego adquiere la forma del molde. Pero las piezas fundidas a presión de zinc tienen precisión y un acabado superficial. Por otro lado, las piezas fundidas a presión de aluminio son útiles para piezas más ligeras con buena resistencia a la corrosión.

Q2. ¿Se pueden reciclar las piezas de fundición inyectada de zinc?

Absolutamente Sí, las piezas de fundición inyectada de zinc son conductores térmicos. Por tanto, pueden fundirse fácilmente a determinadas temperaturas. Por lo tanto, son totalmente reciclables y muy buenas para el medio ambiente.

Q3. ¿Qué técnicas de postprocesado se utilizan generalmente para fabricar piezas de fundición inyectada de cinc?

Existen múltiples. Así, las técnicas de postprocesado más comunes son el mecanizado, el chapado, la pintura y el recubrimiento en polvo.

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