Diferencia entre fundición y moldeado: cuando hablamos de fabricación de metales, con frecuencia aparecen dos términos juntos: fundición y moldeado. Las personas que trabajan en el ámbito de la ingeniería, la fabricación, la fabricación de metales o la adquisición de la cadena de suministro deben comprender la diferencia entre ambos. Uno de los procesos de fabricación más antiguos e importantes de la historia de la humanidad es la fundición de metales. Permite convertir el metal en bruto en productos industriales y comerciales bien formados, resistentes y muy precisos. Sin embargo, la palabra fundición se suele utilizar mansamente, aunque existe una diferencia entre la fundición como acción y la fundición como el establecimiento donde se llevaría a cabo el proceso de fundición. Ambos van de la mano pero son esencialmente diferentes.

La fundición es el vertido de metal fundido en un molde con el fin de darle una forma determinada, ya sea un engranaje, un accesorio de tubería o una pieza compleja de un motor. Es una fase del conjunto de fabricación. Por el contrario, una fundición es el lugar donde tiene lugar este proceso y muchos otros relacionados con él, como la fundición, la preparación del molde, el acabado y los controles de calidad para que tengan lugar de forma coherente y escalable. Conocer la diferencia entre las actividades de fundición y vaciado es de suma importancia en términos de planificación de la producción, estimación de costes o selección de proveedores.

En este artículo, el autor define una fundición, sus principales etapas y en qué se diferencia del concepto general de fundición.

¿Qué es Foundry?

Una fundición es un lugar donde se vierte metal. Es donde el metal fundido se vierte en moldes para crear piezas y formas complejas, en una instalación industrial o taller. Algunas de las industrias que más dependen de las fundiciones son la automovilística, la aeroespacial, la de la construcción, la agrícola y la energética.

Visión general del proceso de fundición

El funcionamiento normal de una fundición implica los siguientes pasos:

1. Patronaje: Desarrollar una copia de la última sección.
2. Preparación del molde: Fundición en la cavidad del molde, es decir, arena o metal.
3. Fundición de metales: Calentamiento del metal fundido.
4. Vertido: Vertido de metal fundido en el molde.
5. Enfriamiento y solidificación: dejando que el metal se enfríe y endurezca.
6. Limpieza y sacudida: Raspado del molde y limpieza.
7. Procesamiento, envío e inspección: Rectificado, mecanizado y control de calidad.

Una fundición es un entorno muy técnico que combina la ingeniería de vanguardia con la ciencia metalúrgica. Constan de pequeños talleres a enormes plantas industriales capaces de fabricar miles de piezas de fundición al día.

Tipos de fundiciones

Fundición. Existen varias variedades de fundiciones especializadas en distintos tipos de fundición:

• Fundiciones ferrosas:  Escultura con hierro y acero.
• Fundiciones no ferrosas: Concéntrese en el aluminio, el bronce y otras aleaciones.
• Fundiciones provisionales: Realice producciones en pequeñas cantidades o piezas específicas para clientes.
• Fundiciones de producción: Producir una gran cantidad de componentes.

Los metales que suelen utilizarse en las fundiciones

Dependiendo de la aplicación, las fundiciones trabajan con muchas variedades de metales. Los más extendidos son:

• Hierro fundido: También tiene fama de ser fácilmente moldeable y de amortiguar las vibraciones.
  Acero fundido:  Proporciona más resistencia y dureza.
• Aleaciones de aluminio:  Sin corrosión y ligero.
• Bronce y latón:  Suelen aplicarse a piezas ornamentales o resistentes a la abrasión.
• Aleaciones de magnesio: Ligero y no tan utilizado debido al riesgo de inflamabilidad.

Los distintos metales tienen comportamientos diferentes en estado fundido, por lo que las fundiciones deben tener en cuenta la manipulación particular, la temperatura de fusión y los materiales del molde.

Procesos importantes de una fundición

Un proceso de fundición comprende varios procesos fundamentales, todos ellos necesarios para la calidad y precisión de la pieza fundida final:

1. Creación de patrones  

Un patrón es una copia del último objeto que se va a fundir. Se emplea para hacer la cavidad del molde. Los patrones pueden ser de madera, plástico, metal o incluso de cera, dependiendo de la técnica de fundición.

2. Moldeado  

Esto significa que se realizaría una impresión negativa del patrón sobre el material de moldeo, es decir, arena o cerámica. Existen dos tipos: 

Moldeado de arena verde: El moldeo en arena verde utiliza arenas con poco o ningún aglutinante, y es un proceso utilizado en la fabricación de una caja ASTM A588 o una caja ASTM A370 (en la imagen), una fundición de alta resistencia producida por colada en moldes implantados con cajas de eje de acero fundido, que a su vez se fijan en arena.  

3. Fusión y vertido  

Los hornos que utilizan para fundir los metales incluyen hornos de inducción, hornos de arco eléctrico u hornos de cubilote. Una vez fundido, el metal se vierte en el molde por gravedad, presión o vacío.

4. Enfriamiento y solidificación  

Tras el vertido, el metal se solidifica en la forma de un molde. La asignación de la estructura del grano y las propiedades mecánicas, así como el acabado superficial, se deben a las velocidades de enfriamiento.

5. Limpieza y sacudida  

Se desmonta el molde (en el caso de los desechables) y se extrae la parte solidificada. Los procesos de limpieza de la fundición son el chorro de arena, el esmerilado o el tratamiento con productos químicos.

6. Comprobación y pulido  

Los últimos procesos incluyen el proceso dimensional, las pruebas no destructivas, el tratamiento térmico y el mecanizado. Cualquier defecto, como porosidad o contracción, se señala y rectifica.

¿Qué es el casting?

El proceso real de formar un objeto metálico mediante el vertido de metal fundido en un objeto se conoce como fundición. Es el proceso o método, no el lugar, en el que se realiza. Las piezas de fundición pueden realizarse en una fundición, o también en talleres que no sean de fundición o en líneas de producción.

En pocas palabras:

• El lugar es una fundición. El proceso se llama fundición.
• Se pueden clasificar varios tipos de fundición en general.

Tipos de métodos de fundición 

La fundición puede realizarse de dos maneras. Entre ellas se incluyen:

1. Fundición en arena

Es una de las técnicas más antiguas y polivalentes. Con un molde de arena se pueden fabricar componentes metálicos de formas y tamaños diversos.

2. Fundición a presión

Se refiere a las acciones de forzar el metal fundido en moldes de acero reutilizables de alta presión. Típico de las aleaciones de aluminio, zinc y magnesio de gran volumen.

3. Fundición a la cera perdida

Tiene una gran precisión y se aplica en las industrias aeroespacial y médica. Los patrones de cera se recubren de cerámica y la cera se funde, dejando una cavidad.

4. Fundición en molde permanente

Rellena cavidades mediante el uso de gravedad o baja presión, y el uso de cavidades metálicas reutilizables. Es más preciso dimensionalmente que la fundición en arena.

5. Fundición centrífuga

La fuerza centrífuga se utiliza para colar las piezas, dando forma al metal fundido a través del molde giratorio. Adecuado cuando se trata de componentes cilíndricos, como tubos o cojinetes.

¿Cuál es la diferencia entre fundición y moldeado?

Cuadro 1: Diferencia entre fundición y moldeado

¿Por qué la gente confunde fundición y moldeado?

La asociación inseparable entre las dos palabras, fundición y moldeado, se produce a veces como resultado de cómo se utilizan las palabras por el lenguaje informal y su descripción en la publicidad. Los términos fábrica de fundición o planta de fundición son fáciles de sustituir el uno por el otro, sobre todo si uno se refiere a una fundición.

Además, dado que el principal proceso que tiene lugar en una fundición es la colada, las dos palabras se convierten en sinónimos en gran medida. No obstante, para las personas que trabajan en el sector, la separación es útil para definir funciones, responsabilidades y procedimientos.

Utilización de la fundición y el moldeado en la vida real

La fundición es uno de los procesos de fabricación básicos que sustentan diversas industrias. Las fundiciones forman parte enervante de la industria pesada y también de la industria ligera. Algunas de las principales áreas que dependen de los componentes de fundición son las siguientes:

1. Industria del automóvil

Las piezas de fundición se utilizan mucho en motores, sistemas de transmisión, chasis y piezas de suspensión. Las más típicas son:

• Bloques de motor
• Culatas
• Tambores de freno
• Cajas de cambios

Este espacio lo ocupan las fundiciones de aluminio y hierro, que son fuertes, baratas y están bien mecanizadas.

2. Aeroespacial

El sector aeroespacial requiere piezas ligeras y de alta resistencia. Se utilizan la fundición a la cera perdida y otros procesos de fundición de precisión.

• Álabes de turbina
• Piezas de aviones a reacción
• Soportes estructurales

En este caso, también se tienen en cuenta los sistemas de tolerancia dimensional y resistencia a la fatiga, así como la resistencia mecánica.

3. Infraestructura y construcción

Entre las finalidades de utilizar hierro fundido y acero en la construcción se incluyen:

• Tuberías de agua
• Sistemas de drenaje
• Estructuras de apoyo
• Tapas de alcantarilla

Esto las hace duraderas, y son adecuadas para el proyecto de infraestructura porque sobreviven en un entorno duro.

4. Potencia y energía

En las centrales térmicas, hidroeléctricas o eólicas, las piezas fundidas pueden encontrarse en:

• Carcasas de turbinas
• Cuerpos de válvulas
• Carcasas de bombas

Gracias al proceso de fundición se puede fabricar una forma grande y compleja que resista altos niveles de presión y temperatura.

5. Equipamiento agrícola

Por su solidez y resistencia al desgaste, las piezas pesadas de fundición o dúctiles se utilizan en tractores, arados y cosechadoras. Las piezas que se fabrican en fundiciones para ayudar a este sector son:

• Carcasas de engranajes
• Componentes del eje
• Contrapesos

Los méritos de las fundiciones y los procesos de fundición

El procedimiento de fundición presenta varias ventajas que lo hacen perfecto para una amplia gama de proyectos de fabricación:

Flexibilidad de diseño

Los fabricantes utilizan la fundición para lograr grandes superficies y geometrías complejas, cavidades internas y otras formas complejas que resultan difíciles o costosas de fabricar mediante mecanizado o soldadura.

Gran variedad de materiales

La fundición puede utilizarse con metales férreos y no férreos, así como con aleaciones exóticas. Las fundiciones tienen la opción de adaptar los materiales a las exigencias de rendimiento, como la resistencia al calor, al desgaste y a la corrosión.

Eficiencia de costes

La fundición es más rentable que otros métodos de fabricación, especialmente a grandes niveles de producción. Una vez fabricado el molde, la fabricación posterior es rápida y asequible.

Residuos mínimos

En la mayoría de las fundiciones contemporáneas se introduce un reciclaje eficaz. La chatarra puede fundirse y volver a procesarse, lo que abarata las materias primas y minimiza el daño causado al medio ambiente.

Escalabilidad

Las fundiciones tienen la flexibilidad de pasar de la producción a pequeña escala a la producción en masa con relativamente pocos cambios en el proceso, lo que las convierte en una opción primordial para crear prototipos de producciones a gran escala.

Límites y aspectos negativos

De hecho, por muy versátil que sea la fundición, no está exenta de una serie de limitaciones. Conocer las desventajas es fundamental a la hora de elegir un proceso de fabricación adecuado.

Precisión dimensional

Según el método de fundición utilizado, cabe esperar cierta contracción y alabeo. Las tolerancias estrictas suelen implicar un proceso posterior, como el mecanizado.

Acabado superficial

A menudo, las superficies de fundición deben someterse a tratamientos secundarios, como el esmerilado o el pulido, sobre todo en el caso de la fundición en arena.

Mayor coste inicial de utillaje

Los moldes y modelos pueden ser muy costosos y requerir mucho tiempo en procesos como la fundición a presión y la fundición a la cera perdida.

Defectos

La porosidad, la contracción, los desgarros en caliente o las inclusiones podrían surgir y comprometer la integridad del producto resultante, a menos que estos problemas se aborden eficazmente en el proceso de fabricación.

Selección entre fundición y otros procesos de fabricación 

La elección de la fundición frente a la forja, el mecanizado o la fabricación depende de muchos factores:

Cuadro 2: Selección entre fundición y otros procesos de fabricación 

No obstante, en los usos en los que se requiere una resistencia mecánica, una precisión o un acabado superficial muy elevados, puede ser necesario sustituir la fundición por la forja o el mecanizado CNC.

Tendencias modernas y automatización en fundición

Las fundiciones modernas, como cualquier otra industria, evolucionan rápidamente con los avances tecnológicos. Entre las principales tendencias, se encuentra:

Fundiciones inteligentes (IoT 4.0)

El control de calidad y la productividad en las fundiciones se están transformando gracias a la implantación de sensores IoT, la captura de datos en tiempo real y el mantenimiento predictivo.

Patrones y moldes mediante impresión 3D

La fabricación aditiva se ha convertido en un método de producción directa de patrones y ahora incluso de moldes de fundición, con lo que actualmente se acortan los plazos de entrega y los gastos de creación de prototipos.

Sostenibilidad

Las fundiciones son cada vez más limpias gracias a hornos de fusión eléctricos y a un mejor control de las emisiones de polvo y partículas.

Software de simulación

Gracias a un sofisticado software de simulación de fundición, los ingenieros pueden ver el flujo del metal, la solidificación y los posibles defectos mucho antes de pasar a la fabricación para generar menos residuos y mejorar la calidad.

El futuro de las fundiciones en la fabricación mundial

Aunque procesos más sofisticados para la fabricación de piezas han desbancado a las fundiciones artesanales, éstas siguen siendo vitales. Pueden crear piezas potentes, grandes y complicadas de metales a gran escala, lo que hace que sigan siendo relevantes en las industrias. Cada vez son más inteligentes y sostenibles gracias a los inventos de la digitalización, la fabricación sostenible y el uso de la inteligencia artificial en el control de procesos.

Asimismo, la creciente popularidad de los vehículos eléctricos, las instalaciones de energía eólica y la mejora del ámbito aeroespacial contribuyen aún más al aumento de la demanda de piezas de fundición de alto rendimiento.

Panorama general: Algunas de las principales disparidades entre fundición y moldeado

Cuadro 3: Recapitulación de las principales diferencias:

Resumiendo:

La fundición es el proceso que tiene lugar en una fundición. La fundición es el proceso que tiene lugar en una fundición.

Reflexiones finales

La distinción entre fundición y moldeado no es sólo semántico; es esencial para ingenieros, compradores y empresas de fabricación. Las fundiciones son instalaciones de producción a gran escala donde el proceso de fundición se lleva a cabo de forma profesional, segura y coherente. A la hora de abastecerse de piezas, evaluar proveedores y mejorar los procesos de fabricación, las ventajas de comprender las funciones específicas de cada uno de estos términos pueden traducirse en un mayor nivel de éxito e incluso en una mejor calidad de un producto.

Preguntas más frecuentes 

1. ¿Significan lo mismo fundición y moldeado?

No. El proceso es la fundición, y el lugar donde se lleva a cabo la fundición es una fundición.

2. ¿Es posible fundir sin recurrir a una fundición?

La fundición de cualquier tipo, incluso en los tiempos modernos de fabricación, nunca puede realizarse en campo abierto, ya que los requisitos de equipamiento y seguridad exigen que sea en una fundición.

3. ¿Es más complicado fundir o gestionar una fundición?

La fundición es aún más complicada, ya que procesa todo el ciclo de vida del diseño y la finalización del producto, incluida la gestión de la calidad.

4. ¿Existe alguna fundición que no se limite a fundir?

Sí. El acabado superficial, el mecanizado y el tratamiento térmico también están ampliamente disponibles en muchas fundiciones.

5. Una pieza metálica, ¿debe llamarse pieza de fundición o de molde?

El proceso puede denotarse mediante el uso de la pieza de fundición, mientras que "hecho en fundición" es una alternativa cuando es importante denotar el origen o la calidad de fabricación.