Fundición inyectada de zinc es un método muy popular en los procesos de fabricación. Consiste en utilizar una máquina de fundición a presión de cámara caliente para inyectar zinc fundido en el molde de fundición a presión de zinc. Las características mecánicas enriquecidas de la aleación, como su alta resistencia, durabilidad, buena resistencia a la corrosión, flexibilidad y facilidad de uso, hacen que la aleación de zinc sea adecuada para diferentes usos industriales. En esta guía se explica el proceso de fundición a presión de zinc, los materiales utilizados para el proceso y el producto, las ventajas de la fundición a presión de zinc, las aplicaciones e incluso la fabricantes de fundición a presión de zinc en el suministro de piezas de aleación fundida a presión de alta calidad.
¿Qué es la fundición inyectada de zinc?
Se trata de un proceso de fundición de aleaciones metálicas en el que las zl aleaciones de zamak fundidas experimentan presión en un molde de fundición a presión. El proceso se utiliza sobre todo para fabricar formas complejas con buenas tolerancias de tamaño. Entre esas piezas metálicas, la fundición a presión de zinc destaca porque el metal más utilizado es el zinc. Este método de fundición a alta presión es apreciado por proporcionar componentes con la mejor estabilidad dimensional, en condiciones que necesitan una pequeña cantidad de mecanizado posterior a la fundición, y un tiempo de ciclo más corto. Debido a estas características, se conoce como una de las rutas más baratas para fabricar una mayor cantidad de la mayoría de piezas de aleación de zamka que otros métodos de conformado de metales, como la fundición en arena o los procesos de fundición a la cera perdida.
Fundición inyectada de aleaciones de cinc
Sin embargo, el zinc puro no puede utilizarse ampliamente para la fundición a presión porque forma una aleación con otros metales para mejorar su calidad. Las aleaciones de zinc que se conocen comúnmente como aleaciones de zinc para fundición a presión se desarrollan de manera que ofrezcan un equilibrio entre dureza, tenacidad, resistencia a la corrosión y maquinabilidad.
Las aleaciones de zinc más utilizadas incorporadas a la fundición a presión son las siguientes:
Zamak Alloys: Las aleaciones Zamak (Zinc-Aluminio-Magnesio-Cobre), especialmente Zamak 3 y Zamak 5 se clasifican entre las aleaciones de Zinc comúnmente utilizadas en la fundición a presión. Estas aleaciones de zamak se seleccionan debido a la posibilidad de fundirlas fácilmente, ajustando su fuerza y resistiendo la corrosión.
- Zamak 3: Aleación de zinc muy utilizada en la fundición a presión con características mecánicas comparativamente buenas, alta resistencia y buena resistividad a la corrosión.
- Zamak 5: Una versión más resistente de Toyoguard 5 con mayor capacidad para altas temperaturas.
- Aleaciones ZA: Las aleaciones ZA (Zinc-Aluminio) tienen más contenido de aluminio en porcentaje que cualquiera de las aleaciones Zamak. Estas aleaciones proporcionan mayor resistencia, dureza y resistencia al desgaste, por lo que resultan adecuadas para piezas que exigen las características anteriores.
Las tres aleaciones de zamak anteriores se utilizan sobre todo para fabricar fundición a presión de zamak productos, especialmente la aleación zamak 3.
Propiedades de las aleaciones de zinc
Aleaciones de zinc poseen varias propiedades deseables, entre ellas:
- Alta relación resistencia-peso: Los componentes de fundición inyectada de zinc son robustos pero tienen baja densidad, por lo que pueden utilizarse en automóviles y aparatos aeróbicos.
- Resistencia a la corrosión: Este material tiende a desarrollar capas de carbonato de zinc al exponerse al aire, por lo que presenta un alto nivel de corrosión, sobre todo en exteriores.
- Facilidad de mecanizado: En comparación con otros materiales de fundición, las piezas de zinc se mecanizan fácilmente, lo que reduce el proceso de fundición y el coste.
- Reciclabilidad: Podemos reciclar el zinc, lo que significa que la fundición a presión de zinc debe considerarse una industria ecológica.
Componentes de fundición inyectada de zinc
La fundición a presión de zinc se utiliza en la producción de muchas piezas para distintos sectores, como la automoción, la electrónica, etc. La precisión, fiabilidad y adaptabilidad del proceso permiten aplicarlo eficazmente a la producción de formas muy complejas y definidas con precisión de las piezas fabricadas.
Diferentes componentes fabricados por fundición a presión de zinc
- Componentes de automoción: El sector de automoción es el mayor usuario final de la fundición a presión de zinc para fabricar piezas de automóvil, como carcasas de transmisión, soportes, piezas de la columna de dirección y delicados ornamentos utilizados en los automóviles. La resistencia y la densidad relativamente baja de las aleaciones de zinc las hacen adecuadas para su uso en vehículos, donde se emplean para disminuir el peso del coche y, por tanto, aumentar la eficiencia del combustible.
- Electrónica: La fundición a presión de zinc es evidente en la fabricación de carcasas para aparatos electrónicos como teléfonos inteligentes, ordenadores portátiles y tabletas. Esto se debe a la resistencia y precisión que ofrece el zinc fundido a presión para proteger el producto sin anular su aspecto.
- Componentes industriales: La fundición a presión de zinc también se aplica en la producción de piezas para equipos industriales, engranajes, cuerpos de válvulas, conectores y carcasas de bombas. La aplicación de este proceso permite obtener piezas de tolerancias estrechas con alta resistencia al desgaste.
- Bienes de consumo: Además de las industrias de automoción y electrónica, la fundición a presión de zinc se aplica en la fabricación de productos de consumo habituales, como manillas de puertas, grifos y cerraduras.
Fabricantes de fundición inyectada de zinc
Los fabricantes que se dedican a la fundición a presión de zinc contribuyen a la producción de piezas de alta calidad. Sus funciones abarcan el diseño y la ingeniería, e incluso todo el proceso de fundición y acabado de los componentes.
- Servicios integrales: Los fabricantes intervienen en gran medida desde el diseño, la ingeniería, la fundición e incluso el proceso de acabado para minimizar las lagunas.
- Producción de alta calidad: Así se crean piezas de gran precisión, buena estabilidad dimensional y acabado superficial liso.
- Aplicaciones industriales: Entre los sectores destinatarios figuran la automoción, la electrónica, la ferretería y los bienes de consumo duraderos.
- Personalización: Desarrollar variaciones en los detalles específicos para satisfacer las necesidades y deseos de los clientes potenciales en cuanto a tamaño, geometría y rendimiento de las piezas.
- Tecnología avanzada: Utilizar equipos y métodos superiores para obtener productividad con bajos costes de producción.
Equipamiento y tecnología clave
Los fabricantes de fundición a presión de zinc utilizan máquinas especializadas:
- Máquinas de fundición a presión de cámara fría: Se aplica a materiales de mayor fusión, como el aluminio, basándose en el comportamiento de flujo, como se ha mencionado anteriormente. El fundido se transfiere a una cámara donde se inyecta en una matriz.
- Máquinas de fundición a presión de cámara caliente: Se aplica cuando se trata de aleaciones metálicas cuyas temperaturas de fusión son inferiores a la del medio de atomización, muy redundante. Desde la cámara, se introduce directamente en la matriz.
- Robótica y automatización: Para reducir los costes de producción y aumentar la precisión, los fabricantes aplican equipos robotizados y automatizados. Así, pueden transferir piezas y realizar las operaciones de acabado con facilidad.
Productos de fundición inyectada de zinc
La fundición a presión de zinc tiene una gran versatilidad de aplicaciones en la producción de puntas de flecha, aplicaciones de automoción y carcasas electrónicas, entre otras. A continuación se muestran algunos ejemplos clave de productos de fundición a presión de zinc en diferentes industrias:
- Accesorios para automóviles - Tiradores, pomos y soportes para automóviles.
- Interno: conectores, terminal y carcasa.
- Telecomunicaciones - Cubre carcasas de teléfonos, tabletas y portátiles.
- Herrajes: manillas de puertas y ventanas, pomos y aldabas, juegos de manillas y cerrojos.
- Componentes industriales - Hay bombas, válvulas y mecanismos de engranaje.
- Acabados interiores - Alfombras, puertas, paredes, techo y semblantes.
- Accesorios - Piezas de bicicleta, cabezas de palos de golf, etc.
- Productos sanitarios - Garras y mangos de retractor, y bandejas y estuches de soluciones para instrumental.
Consideraciones de diseño para la fundición inyectada de zinc
En el proceso de fundición a presión de zinc. Es importante tener en cuenta los requisitos de diseño en detalle. Por ello, la siguiente tabla le ayudará a comprenderlos mejor;
| Consideración | Explicación |
| Espesor de pared | Su grosor uniforme (1-4 mm) permite un flujo uniforme y evita defectos como la porosidad. |
| Ángulos de calado | Generalmente, aplique Use 1-3 grados de calado para facilitar la extracción de la pieza y reducir la fuerza de expulsión. |
| Socava | En la medida de lo posible, evite los socavados. Utilice también machos laterales para simplificar el diseño del molde y el desmontaje de las piezas. |
| Radios y filetes | Puede utilizar esquinas redondeadas para mejorar el flujo de metal y reducir las concentraciones de tensión. |
| Tolerancias | Debe tener un diseño de precisión (±0,1-0,2 mm), ya que la fundición a presión ofrece una gran exactitud. |
| Diseño de puertas | Asegúrese de colocar correctamente la compuerta. Así, podrá garantizar un llenado uniforme y reducir defectos de fundición a presión de zinc. |
| Ventilación | Dispone de respiraderos para permitir la salida de gases. Así, puede evitar bolsas de aire o llenados incompletos. |
| Acabado superficial | Diseño para acabados superficiales deseados, como chapado electrónico, cromado y pintura. Proporciona superficies saestéticas con un postprocesado mínimo. |
| Proyecto de fundición | Garantiza una fácil expulsión de la pieza para evitar distorsiones o daños. |
| Características de montaje | Asegúrate de diseñar con puntos o agujeros de montaje para facilitar el montaje y la integración. |
Completar el proceso de fundición a presión de zinc
La fundición a presión de zinc es una técnica muy eficaz para fabricar formas casi netas y componentes precisos y resistentes forzando el zinc fundido en un molde. He aquí un desglose simplificado del proceso de fundición de aleaciones de zinc:
1. Diseño y creación de moldes
La pieza se modela mediante software CAD teniendo en cuenta el grosor de las paredes interiores y exteriores, los ángulos de desmoldeo para facilitar la extracción del utillaje de fundición a presión, etc. A continuación, se fabrica un utillaje de acero resistente de acuerdo con el contorno de la pieza con la red más importante de canales de refrigeración previstos para dar lugar a la dirección adecuada del proceso de refrigeración y a la reducción del tiempo de ciclo. El molde también tiene que estar lubricado para ayudar en la extracción de la pieza durante la expulsión según lo exija la pieza.
2. Fundición y preparación del zinc
Una vez que el utillaje de fundición a presión está listo, se fija en la máquina de fundición a presión y comienza el proceso de revestimiento. La aleación de zinc se vierte en el horno y se calienta a 420-470°C para que la aleación de zinc alcance un estado líquido para la fundición. El hierro está casi fundido y, con la ayuda de fundentes, se minimizan las impurezas y se controla la temperatura del metal fundido para obtener un buen nivel. El zinc fundido se mantiene a una temperatura que le permite tener una viscosidad correcta cuando se va a inyectar.
3. Fundición a presión
A continuación, el zinc fundido se introduce en el molde a una presión muy alta (de 10.000 psi a 20.000 psi) mediante una fundición a presión en cámara caliente máquina. Se asegura de que el metal ocupe todos los detalles periféricos de la matriz, creando así la pieza con una precisión fina y libre de regiones abrasivas. El proceso de inyección es relativamente corto, suele durar unos segundos, y es, esencial para crear estructuras intrincadas con un bajo número de imperfecciones.
4. Expulsión y extracción
Cuando el zinc se ha enfriado y se ha vuelto rígido, la matriz se parte y un sistema de expulsión expulsa la pieza fundida. A partir de esta pieza, se tiene cuidado de evitar cualquier deformación o daño mediante el uso de pasadores eyectores o chorros de aire. A veces se utiliza un brazo robotizado para tratar las piezas más grandes o las que no deben tocarse por su eficacia en la extracción de la pieza.
5. Operaciones posteriores a la colada
La rebaba, o a la inversa, cualquier material sobrante que quede alrededor de la periferia, se elimina mediante prensas de recorte o herramientas de corte. La pieza puede pulirse, arenarse o recubrirse para mejorar su aspecto, su protección contra la oxidación y sus propiedades de resistencia. Estas operaciones realizadas después de la fundición sirven para obtener la característica funcional deseada de la pieza, así como su aspecto.
6. Control de calidad y pruebas
A continuación, la pieza se somete a exhaustivas pruebas para garantizar su calidad, desde comprobaciones de las dimensiones hasta el cumplimiento de determinados niveles de tolerancia. También se examina la durabilidad del material en términos de dureza y resistencia a la tracción, así como la capacidad de la pieza para moderar el impacto. Se utilizan rayos X para examinar defectos internos, como porosidad o huecos, sin destruir la muestra.
7. Embalaje y entrega
Una vez comprobada la calidad de la pieza, se acolcha adecuadamente con materiales protectores para que no se rompa durante el transporte. A continuación, se envían a los clientes o para formar una colección de líneas de piezas para aplicaciones de integración de sistemas superiores, como automóviles, carcasas electrónicas e industrias, entre otras.
Propiedades del proceso de fundición a presión de zinc
Estas son algunas de las características importantes del proceso de fundición de zinc;
1. Alta resistencia y durabilidad
Propiedades mecánicas de las aleaciones de zinc: Las aleaciones de zinc presentan una elevada resistencia a la tracción y también una buena resistencia a la fuerza de impacto. Por este motivo, son ideales en la formulación de componentes resistentes y duraderos.
2. Resistencia a la corrosión
En este caso, el material que vamos a utilizar tiene un atributo natural de corrosión, esto es ventajoso en piezas que entran en contacto con el agua o cualquier otra condición dura, como las aleaciones de Zinc como el Zamak.
3. Buena moldeabilidad
Las aleaciones de zinc se vuelven bastante fluidas al fundirse y, por tanto, se pueden crear diseños intrincados con detalles y superficies lisas, lo que se corresponde con la fundición de precisión.
4. Estabilidad dimensional
Las aleaciones de zinc mantienen la forma y las dimensiones y no requieren alteraciones, como el mecanizado final tras la fundición, lo que a su vez reduce el coste total.
5. Punto de fusión bajo
Cabe mencionar que el zinc tiene un punto de fusión moderado de unos 420°C, lo que permite aumentar los índices de producción en comparación con otros metales.
6. Buena conductividad térmica y eléctrica
Las aleaciones de zinc poseen propiedades como la conductividad, por lo que se utilizan en piezas eléctricas y secciones expuestas al calor.
Selección del fabricante adecuado para la fundición inyectada de zinc
A la hora de seleccionar un fabricante de fundición inyectada de zinc, es esencial tener en cuenta factores como:
- Experiencia: Debe elegir fabricantes especializados en suministrar piezas de fundición a presión de la mejor calidad.
- Certificaciones: Los fabricantes deben seguir las normas del sector, como ISO 9001, para que la calidad sea constante.
- Control de calidad: Algunas medidas sugeridas para comprobar la calidad de las piezas fabricadas: porosidad, dimensiones y defectos superficiales.
Diferencia entre la fundición a presión de zinc y otros procesos
Esta tabla describe los procedimientos en términos de procesos, material, coste, complejidad de las piezas, acabado superficial y otros aspectos.
| Característica | Fundición a presión | Fundición en arena | Fundición a la cera perdida | Fundición en molde permanente |
| Proceso | Aquí el metal fundido se inyecta en una matriz de acero Utiliza alta presión en sus aplicaciones. | Aquí, el metal fundido se inyecta en un molde de arena. Entonces destruimos ese molde después de la fundición | Por lo general, los patrones de cera recubiertos con una cáscara de cerámica Después de eso, se derritieron. | El metal fundido se inyecta en un molde metálico reutilizable. |
| Materiales | Aleaciones de zinc, aluminio, magnesio y cobre | Hierro fundido, acero, aluminio, bronce, latón | Acero, aluminio, bronce, titanio, metales preciosos | Puede incluir aleaciones de aluminio, zinc y cobre |
| Complejidad de las piezas | Alta complejidad y precisión | Muy adecuado para la complejidad simple a media | Alta complejidad, detalles intrincados | Complejidad media-alta |
| Tasa de producción | Tiene tiempos de ciclo altos (rápidos) | Bastante bajo a medio (más lento para piezas grandes) | Bajo a medio (debido a la preparación de la cáscara) | Probablemente media (más rápida que la fundición en arena pero más lenta que la fundición a presión) |
| Acabado superficial | Excelente (suave, mínimo mecanizado posterior) | En bruto (requiere trabajos de acabado) | Excelente (acabado superficial muy fino) | Bueno (acabado fino con pequeños retoques) |
| Coste por pieza | Bajo (económico para grandes volúmenes) | Medio (económico para poco volumen) | Alta (costosa para la producción en masa) | Media a alta (económica para volúmenes medios) |
Ventajas de la fundición inyectada de zinc
A continuación se enumeran las ventajas del proceso de fundición de zinc;
- Alta precisión: La fundición a presión de zinc crea productos de alta precisión con características finas, lo que hace que los materiales sean buenos para piezas de tolerancia estrecha.
- Rentable para grandes volúmenes: Así, una vez fabricado el troquel, el coste por pieza es muy bajo; de ahí que el sistema sea eficiente para su uso en una gran línea de producción.
- Durabilidad: Las aleaciones de zinc, como las fundidas a presión, no se corroen con facilidad ni rapidez, son fuertes y presentan una excelente resistencia, lo que las hace ideales en automoción y electrónica.
- Superficie lisa Acabado: Sin embargo, el proceso de fundición a presión da como resultado paredes finas y un acabado superficial fino, lo que significa que se necesita menos acabado.
- Rápida velocidad de producción: Se trata de un proceso rápido, sobre todo en una gran producción, por lo que la producción puede ir de la mano de un elevado plazo de entrega.
Limitaciones de la fundición a presión de zinc:
Así pues, los siguientes son algunos inconvenientes/limitaciones de la fundición en coquilla de zinc;
- Costes iniciales de utillaje: Una desventaja que presenta el uso de moldes (matrices) es que el coste de creación de los moldes puede ser elevado y, por tanto, no es ideal para tiradas cortas o primeras muestras.
- Restricciones de tamaño: También descubrieron que la fundición a presión de zinc es ideal para crear piezas de tamaño pequeño a moderado, ya que las de mayor tamaño exigirían herramientas más resistentes y costosas.
- Limitaciones materiales: Las propiedades mecánicas de la aleación de zinc son bastante buenas, sin embargo, la resistencia así como la capacidad de tratamiento térmico de una aleación de zinc no es tan grande como la de metales como el aluminio o el acero.
- Complejidad del diseño: Una vez más, las piezas con secciones difíciles que tienen rebajes o características de diseño complicadas pueden necesitar herramientas adicionales o métodos específicos. Aumentarán los gastos generales.
Desafíos asociados a la fundición a presión de zinc
Aunque la fundición a presión de zinc ofrece muchas ventajas, el proceso presenta ciertos retos que es necesario abordar:
- Limitaciones materiales: No obstante, las aleaciones de zinc no funcionan adecuadamente en aplicaciones que impliquen altas temperaturas o una elevada demanda de resistencia.
- Defectos: Si no se controla bien, el proceso puede dar lugar a problemas como porosidad, defectos superficiales e inexactitud dimensional.
- Elevados costes iniciales de utillaje: La puesta en marcha de la industria de fundición a presión de zinc supone un costoso desembolso de capital para la adquisición de utillaje y matrices.
Impacto medioambiental y sostenibilidad
Estos son algunos de los impactos medioambientales y factores de sostenibilidad asociados a la fundición a presión de zinc;
- Reciclaje y reutilización: La principal ventaja del zinc, como material de construcción, es su reciclabilidad: puede utilizarse repetidamente sin contaminar el medio ambiente.
- Prácticas sostenibles: La sostenibilidad de la fundición a presión se consigue aplicando métodos que consumen menos energía, minimizando la generación de residuos y utilizando materiales respetuosos con el medio ambiente.
- Normativa medioambiental: La industria de fundición a presión de zinc cuenta con leyes y normativas que regulan sus operaciones para reducir los efectos que tiene sobre el medio ambiente sin comprometer sus normas ecológicas.
Tendencias de la fundición inyectada de zinc en el futuro
El futuro de la fundición a presión de zinc parece prometedor, con varias tendencias que determinan su desarrollo:
- Avances tecnológicos: Pueden utilizar la impresión 3D para crear moldes en la producción. Además de esto, la implantación de robots para manipular piezas de producción y la fabricación inteligente.
- Aplicaciones emergentes: Las industrias de automoción, como los automóviles eléctricos y la energía verde, y los sectores sanitarios, como MEDICON, la tecnología médica y la biotecnología, deberían garantizar un mercado estable para la fundición a presión de zinc de alta precisión.
- Iniciativas de sostenibilidad: Los objetivos de sostenibilidad se consiguen reduciendo los residuos y la energía y utilizando elementos de fabricación respetuosos con el medio ambiente.
Conclusión
La fundición a presión de zinc es un proceso de alta velocidad y bajo coste que se utiliza especialmente en las industrias de automoción y ferretería para producir piezas resistentes, precisas y de la máxima calidad. Dados sus aspectos de resistencia, corrosión y reciclabilidad, la fundición a presión de zinc tiene un futuro prometedor como importante medio de fabricación para los próximos años. Con la continua integración de nuevas tecnologías y el creciente énfasis en la sostenibilidad, los fabricantes de fundición a presión de zinc desempeñarán un papel importante en la industria satisfaciendo la demanda mundial de productos sostenibles y de alta fiabilidad.
PREGUNTAS FRECUENTES
¿Qué es la fundición a presión de zinc?
Una operación en la que zinc se vierte en un molde a alta presión para producir piezas precisas y resistentes.
¿Cuáles son las ventajas?
Precisión de más de un micrómetro, mecanizado de alta velocidad, necesidad mínima de consumo de materia prima y texturas superficiales finas.
¿Qué aleaciones se utilizan?
Algunas de las aleaciones de Zamak más conocidas son la Zamak 3, la Zamak 5 y la Zamak 7 porque ofrecen mucha resistencia y una corrosión fina.
¿Cuáles son las aplicaciones más comunes?
Se utilizan en la industria del automóvil, la electrónica, la ferretería y también en industrias de consumo como cerraduras, conectores, etc.
¿Qué requisitos de diseño son necesarios en la fundición a presión de zinc?
Espesor de pared uniforme, ángulos de tiro simétricos, rebajes reducidos, ubicación correcta de la compuerta y ventilación adecuada del molde.