Fundición inyectada en aluminio y zamak. Industrias DOJE S.L.

Introducción

En un entorno industrial donde la precisión, la repetibilidad y la optimización de costes son esenciales, la fundición a presión de Zamak se ha consolidado como una de las tecnologías más eficientes para la fabricación de piezas metálicas complejas. Este proceso combina la inyección de metal fundido a alta presión con la precisión de moldes de acero mecanizados, permitiendo obtener componentes de geometría exacta y excelente acabado superficial, sin necesidad de mecanizados posteriores.

El Zamak, una aleación de zinc con aluminio, magnesio y cobre, es el material protagonista en este tipo de fundición gracias a su fluidez, resistencia y capacidad para reproducir con fidelidad los detalles del molde. Su versatilidad lo convierte en una solución ideal para sectores tan exigentes como el automotriz, eléctrico, ferretero, de cerraduras y electrodomésticos, donde se requiere un equilibrio óptimo entre rendimiento, durabilidad y estética.

En este artículo, exploraremos cómo funciona la fundición a presión de Zamak, sus principales ventajas, las aplicaciones industriales más destacadas y las propiedades que hacen de este material una elección preferente para la manufactura moderna.

La fundición a presión (también conocida como die-casting) es un proceso de manufactura que consiste en inyectar metal fundido a alta presión dentro de un molde de acero, conocido como matriz o troquel. Este molde reproduce la forma final de la pieza y puede utilizarse repetidamente para la producción en serie con tolerancias muy ajustadas.

Etapas del proceso de fundición a presión:

1. Preparación del molde y la máquina de inyección:

2. El molde se precalienta y se aplica un agente desmoldante para facilitar la extracción de las piezas. La máquina de inyección se ajusta a la presión y temperatura adecuadas para el tipo de Zamak utilizado.

3. Fusión del Zamak:

El Zamak, en forma de lingotes, se funde en un horno anexo a la máquina hasta alcanzar aproximadamente 400–420 °C, asegurando la fluidez necesaria para llenar completamente la cavidad del molde.

4. Inyección del metal fundido:

Mediante un pistón hidráulico, el metal fundido se inyecta a alta presión (de 200 a 1200 bar) dentro del molde. Este paso garantiza un llenado rápido y completo, evitando porosidades o defectos internos.

5. Enfriamiento y solidificación:

Una vez lleno, el metal comienza a enfriarse dentro del molde, tomando la forma exacta de la cavidad. El sistema de refrigeración controla la temperatura para optimizar los tiempos de ciclo.

6. Expulsión de la pieza:

Tras la solidificación, el molde se abre y la pieza se expulsa automáticamente mediante un sistema de extractores. Luego, se recortan las mazarotas o canales de colada.

7. Acabado y control de calidad:

Las piezas pueden someterse a operaciones secundarias como vibrado, granallado, mecanizado o tratamientos superficiales, dependiendo de las especificaciones del cliente. Finalmente, se realiza un control dimensional y visual antes del embalaje.

Preparación de las aleaciones.

En las fundiciones a presión especialmente en las de zinc y aluminio, predomina actualmente la tendencia a emplear lingotes de aleaciones de metal virgen o de segunda fusión, ya suministrados de una composición garantida. Como las fabricas de metales disponen de instalaciones y aparatos de alta precisión que permiten la obtención de aleaciones de composiciones químicas exactas y de propiedades preestablecidas, se tiene así asegurado que los metales suministrados en forma de lingotes reúnen características uniformes. Resulta, pues, que tiende a desaparecer la práctica de preparar las aleaciones en los talleres mismos de las fundiciones.

Las fundiciones que preparan todavía las aleaciones, efectúan la fusión de los diversos elementos aleadores, en un horno de reverbero, si el consumo de metal es grande, o en hornos pequeños basculantes cuando el consumo del metal es más reducido.

El tipo de combustible empleado para el calentamiento, depende de las condiciones locales. Puede utilizarse gas, electricidad o petróleo. El carbón es sólo raras veces utilizado en instalaciones modernas. La temperatura de los hornos debe controlarse rigurosamente, con preferencia por un dispositivo automático, con el objeto de evitar un recalentamiento del metal, lo cual provocaría una oxidación de la aleación y tendría como efecto una reducción de las propiedades mecánicas de las piezas fundidas, y un aumento en las perdidas del metal.

Si no se preparan las aleaciones en el mismo taller de fundición, se usan para la fusión de los lingotes hornos de tipo corriente, con preferencia basculantes. Generalmente se carga en el horno por cada kilo de lingote de aleación virgen, uno a tres kilos de desperdicios, que están constituidos de conductos de colada, piezas rotas o inservibles, etc. Debe evitarse una mezcla de las chatarras de aleaciones de diferentes composiciones. Debería observarse el principio de que cada máquina o cada serie de máquinas que funden las mismas aleaciones, consuman sus propias chatarras. La carga debe efectuarse gradualmente, debiendo esperar antes de proseguir, que la carga anterior se haya fundido. Una vez cargado el horno, se retira una muestra del metal líquido para su análisis.

El agregado de fundentes, tales como fluoruro o cloruro de sodio, fluoruro de potasio, etc., debe evitarse en lo posible, especialmente cuando se trata de la fundición de aleaciones de zinc. Con estos fundentes se produce una disminución del contenido de magnesio y aluminio en las aleaciones. Además, los mimos contienen, a veces, impurezas perjudiciales tales como estaño y plomo, las que tienen efectos muy dañosos sobre las aleaciones de zinc.

Fuente: FUNDICION A PRESION (A.Biedermann)

La revista alemana de fundición, Giesserei, publicó un ensayo en 2016 en industria 4.0 de la fundición con máquinas equipadas con sensores y correlacionar la calidad de las piezas con parámetros de producción a través de un sistema de tipo IA (Sistema Kognitivo).

Máquina de fundición a presión o de inyección del futuro

Según los autores, varios sensores equipados a las máquinas (presión, velocidad, temperatura, ...), y también al molde (temperatura, llegada de metal, ...) ademas de a los dispositivos (recubrimiento con matriz, envase , vacío), correlacionan la calidad de las piezas a los parámetros de fabricación a través de los llamados sistemas inteligentes y grandes volúmenes de datos.

Bueno ... se tardará unos años, pero nos lo creemos.Fuente: revista Giesserei

Las propiedades que deben reunir los objetos terminados varían, por supuesto, según el destino que se tienen reservados para los mismos. No obstante, pueden resumirse algunas propiedades que, aunque no propias de todas las aleaciones, son deseables en los objetos fundidos a presión y aumentan el valor de la fundición, desde el punto de vista del consumidor.

Piezas fundidas de buena calidad:

• Deben ser estables en las medidas y propiedades mecánicas.
• Deben ser resistentes a la corrosión superficial.
• Deben ser fácilmente maquinables.
• Deben poseer adecuada resistencia a la tracción y buena dureza.
• Deben poder ser sometidas a un proceso de terminación.

Las siguientes explicaciones demostrarán al lector la importancia de cada uno de estos requisitos.

Estabilidad en las medidas y propiedades mecánicas: Ciertas aleaciones, después de haberse efectuado la colada, modifican sus dimensiones y propiedades mecánicas en función del tiempo; en unas aleaciones esta modificación es de un grado mayor que en otras. Después de muchas investigaciones se ha llegado a la conclusión de que este fenómeno debe atribuirse a la corrosión intercristalina.

Casi todos los metales están sujetos a la corrosión, unos en mayor grado que los otros. Pero en estos casos el ataque de la corrosión es general y penetra en forma más o menos uniforme hacia adentro. En el cado de una corrosión intercristalina, el ataque es desigual y se concentra en los límites de los cristales o granos individuales del metal en cuestión.

Se entenderá fácilmente que un proceso de tal índole es mucho más dañoso que la corrosión general. Puede motiva, con el transcurso del tiempo, una disminución progresiva de la resistencia a la tracción y variaciones de magnitud, y hasta una desintegración completa del objeto colado.

La causa de la corrosión intercristalina no es la misma en todas las aleaciones. En una la misma es provocada por tensiones internas, en otras por la presencia de determinados elementos. La corrosión intercristalina es especialmente pronunciada si los objetos colados están sometidos a una atmosfera húmeda y caliente, lo que ocurre en climas tropicales.

Objetos fundidos de ciertas aleaciones suelen someterse a un “envejecimiento artificial”, para acelerar el establecimiento de las propiedades y dimensiones definitivas, mientras que a otros se les aplica revestimientos protectores para retardar la corrosión intercristalina.

Resistencia a la corrosión superficial: Muchas aleaciones no son resistentes a los agentes atmosféricos y hasta la temperatura ordinaria provoca a menudo un deslustre del objeto fundido. Un prolongado contacto con agua o vapor produce a veces, en determinadas aleaciones, corrosiones en la superficie, debiendo ser sometidas a tratamientos químicos o electrolíticos para mejorar su resistencia.

En resumen, la resistencia a la corrosión es una prioridad importante y deseable, pero no propia de todas las aleaciones.

Maquinabilidad: Las diversas aleaciones son más o menos fácilmente maquinables, pero no todas pueden soldarse con facilidad, debe tenerse en cuenta al efectuar la elección de una aleación, si la pieza que se quiere fundir debe ser sometida a un acabado ulterior, ya sea por medio de maquinas, herramientas o a mano. Del mismo modo hay que considerar, en determinados casos, si la aleación elegida puede soldarse con facilidad. A este respecto debe observarse que una buena soldabilidad implica no solo “fácil soldadura”, sino también buenas propiedades del conjunto de soldado. Resistencia a la tracción. Dureza: Estas propiedades son también deseables, pero no se encuentran en todas las aleaciones. Es lógico, que las aleaciones que reúnen en mayor grado estas propiedades sean de aplicación más general.

Resistencia a la tracción. Dureza: Estas propiedades son también deseables, pero no se encuentran en todas las aleaciones. Es lógico, que las aleaciones que reúnen en mayor grado estas propiedades sean de aplicación más general.

Proceso de terminación: Las superficies de muchas piezas fundidas a presión deben ser sometidas a un proceso de terminación, sea con el objeto de aumentar la resistencia de las mismas a los agentes atmosféricos, o con el objeto de mejorar su aspecto con propósitos decorativos. El éxito de este tratamiento superficial, que se efectúa por procedimientos de diferente índole, depende, entre otros factores de la calidad de la superficie de la pieza. Debe estar exenta de poros superficiales, estar limpia y bien lisa, características estas que en cierto grado están relacionadas con la fluidez de la aleación empleada.

Fuente: Libro "Fundición a presión de metales no férreos (Fundición por inyección)" por ANDRÉS BIEDERMANN

La elección del material (hierro fundido, aluminio, acero, cobre, ...) y el proceso de fabricación (fundición, forja, estampado, extrusión, ...) depende en una primera aproximación a 4 grupos de criterios; técnicos (intrínsecamente ligadas a la materia), económica (cargos recurrentes y no recurrentes), la tecnología (en relación con el proceso de transformación o montaje) y el ecodiseño. La elección final es a menudo el resultado de un compromiso entre estos diferentes criterios.

Los criterios técnicos

Pueden incluir, dependiendo de la CdC de la pieza, y las limitaciones en el funcionamiento:

• Las propiedades mecánicas (Rm, Rp0.2, elongación, fatiga límite de resistencia)
• Operación de mantenimiento en caliente (220 ° C, 400 ° C, ...) en continuo o pico
• La densidad (búsqueda de alivio)
• La resistencia al desgaste
• De conductividad o de difusión térmica (o eléctrico)
• La resistencia a la corrosión (niebla salina para automóvil)

Los criterios económicos

En virtud de los criterios económicos, podemos integrar de manera más general, el control de los suministros de la disponibilidad de las fuentes y de la evolución previsible de los precios.

Por tanto, es necesario tener en cuenta lo siguiente:

• El precio es importante (y su posible evolución)
• La facilidad de encontrar un proveedor (fuente) con el proceso y el material seleccionado
• Los costos recurrentes (proceso VA) y los costes no recurrentes (prototipo, equipo de serie, de desarrollo inicial, las muestras iniciales) y la vida del utillaje
• Otros costes indirectos (envasado, transporte, ..., control de calidad)

Criterios tecnológicos

Los criterios tecnológicos relacionados con el medio ambiente de la pieza afectan a la facilidad de aplicación del subconjunto.

• El conjunto (junto con otros materiales)
• La maquinabilidad o la posibilidad de deformación (frío o caliente)
• La posibilidad de automatización del proceso de fabricación
• La subsiguiente tratamientos térmicos o tratamientos superficiales (anti-corrosión, ...)

Los criterios de diseño ecológico

Estos criterios son más recientes (y relacionado con el concepto de desarrollo sostenible) y por lo tanto más difícil de evaluar fallo relevante y objetiva de datos fiables y camino de vuelta y teniendo en cuenta el impacto en todo el ciclo de vida del producto.

Estos criterios pueden incluir:

• El impacto en términos de emisiones de CO2 (gas de efecto invernadero o, más en general) del proceso de éxito material y el (la integración de la producción primaria, transporte, ...)
• El impacto en términos de facilidad de reciclaje o la facilidad de desmontaje al final de su vida útil
• El agotamiento (o no) del material de reserva mundial y la posibilidad de encontrar fácilmente materiales alternativos para realizar la misma función
• Impacto societal

Source : My little Blog Fonderie

A veces conjuntos enteros se pueden combinar y hacerlas menos costosas mediante el fundido a presión o la fundición inyectada.

Diseñadores de un nuevo asiento del automóvil estaban en un dilema sobre la forma más económica para construir una pieza geométricamente complicada, el engranaje horizontal de un asiento. Siendo difícil encontrar un proceso que cumpliendo con los requisitos de tolerancia precisas de la unidad de engranajes, encajára dentro del presupuesto. La transmisión de engranajes incorpora no sólo una rosca de tornillo Acme en un extremo de un muñón de apoyo, sino también un engranaje helicoidal de eje transversal en el otro.

Una variedad de acabados superficiales de alta calidad es otra ventaja importante.

Galvanoplastia

La fundición inyectada de Zamak ofrecen excelentes características de galvanoplastia. Galvanoplastia es generalmente un revestimiento de múltiples capas que consta de una o dos capas de cobre, una o dos capas de níquel y una capa final de cromo, latón, oro, o cualquier otro metal platable. El cromado es el acabado decorativo más popular cuando se requiere evitar la corrosión y de una alta resistencia a la abrasión.

El cromado se adhiere mejor a las aleaciones de zamak y ZA-8, seguido de ZA-12. Cromado de ZA-27 es posible, pero más dificil debido a la necesidad de tratar la ZA-27 como una fundición de aluminio. Se prefieren cuando se están considerando procesos que proporcionan una piel exterior lisa, densa como la fundición a presión y el moldeado permanente.

Cromados

El Cromado es un tratamiento químico de bajo costo que ofrece una protección adicional contra la corrosión contra "oxido blanco". Esta forma de corrosión de zinc es causada por la exposición prolongada a condiciones de humedad. Acabados de cromado se producen por métodos simples de inmersión que depositan un recubrimiento de cromado delgada. Revestimientos de cromado se aplican a menudo a instrumento, militar y componentes de automoción, donde se requiere resistencia de bajo costo a la humedad. Estos revestimientos normalmente tienen un tono bronce o brillo metálico dependiendo del proceso utilizado.

Fosfatos

Revestimientos de fosfato se utilizan principalmente para proporcionar una buena base para la pintura o recubrimiento en polvo.

El anodizado

Un tratamiento especial de anodizado zinc está disponible para fundición de zinc. Este recubrimiento es completamente diferente a la de las aleaciones de aluminio. Anodización El zinc es un recubrimiento funcional que proporciona la máxima resistencia a la corrosión en ambientes atmosféricos y marinos.

Desde el proceso de capas uniformemente huecos profundos y zonas roscadas, anodizado fundición de aleación de zinc puede servir como una alternativa económica al sustituir latón tradicional, bonzo y componentes de acero inoxidable.

Pulido y Cepillado

Alto brillo pulido convencional o técnicas de acabado de cepillo pueden producir una apariencia similar a la de cromado o acero inoxidable. Cuando lacado, estos acabados son adecuados para aplicaciones interiores decorativas.

Pintura

Todas las aleaciones de zinc constituyen una base excelente para las pinturas. Para ayudar a la adhesión de pintura, tratamientos previos de fosfato o cromado son a menudo empleados. Aleaciones de zinc también se pueden pintar electroestáticamente.

Revestimientos en polvo

La pintura en polvo implica la pulverización electrostática de las piezas de fundición de zinc con un polvo de epoxi o poliéster. Las piezas son entonces inmediatamente curados en un horno para un acabado duradero y duro. El resultado es un revestimiento de plástico resistente a la corrosión, incluso, de bajo costo. Los recubrimientos en polvo son disponible en una amplia gama de colores.

Source : Interzinc

Como sabes hay muchos tipos de materiales para las piezas de bisutería. Pero hoy queremos prestar atención a uno en particular que ha demostrado grandes resultados, por venir ya compacto y con forma, de modo que lo podemos adquirir y simplemente incorporarlo a nuestra pieza. Hablamos del Zamak.

¿Y qué es el zamak? Verás, es un material hecho a partir de la aleación de zinc, aluminio, magnesio y cobre. Es duro y resistente, y lo podrás encontrar en gran cantidad de formas para tus abalorios.

Es ideal para la bisutería porque con el paso del tiempo no se estropea, puede perder un poco de brillo pero no se deteriora ni se envejece con el uso a diferencia de otros materiales. En comparación con la plata, el Zamak además de ser más económico no se ensucia con el uso. Y en comparación con el metal, el Zamak no se estropea ni se pone feo con el paso del tiempo, es más ligero que el acero y casi tiene su misma resistencia. Esto no quiere decir que no haya que cuidarlo, pero sí que es más resistente y vistoso que otros materiales.

Source : Abedulart

Fundición a presión, un sistema de dieta eficaz y bien diseñado proporciona un llenado adecuado de la sala, sanitario, conforme a las especificaciones del cliente y no se degrada algunos elementos de molde (collage, erosión) mientras que proporciona un tiempo de ciclo y el tiempo de inactividad mínimo (TRS). Existen varias herramientas para hacer posible el diseño más optimizado y requieren un mínimo de desarrollo y los cambios durante la prueba inicial de producción de moldes.

Papel del sistema de energía

Un sistema de energía debe:

• Para evacuar el aire de la cavidad de medida de lo posible
• Fácil de llenar todas las áreas de las habitaciones
• Capaz de transmitir la multiplicación de presión (P3) áreas masivas o sensible
• Bienes de equipamiento (por conglomerados de múltiples cavidades) de la misma manera

Reglas de diseño

• Longitud del ataque más largo posible (por permitir un tiempo de llenado corto y evitar el ataque de exceso de velocidad)
• Tener ataques masivos cerca de áreas
• Limite el número de ataques (no contiguo) cada uno para evitar el flujo incontrolado de metales
• Espesor suficiente para transmitir ataque P3 al tiempo que garantiza un corte fácil
• Evite atacar por delante de la pequeña no refrigerado pin (collage) cerca ataques de fundición especial
• Adaptar las secciones de ataques en diferentes áreas para llenar
• Ataques Asegurar rociados fluyen para dispersar a los mejores porosidades

Instrumentos

• La experiencia de retroalimentación (REX) y conocimientos en diseños anteriores
• Una herramienta de negocio (Salsa 3D, desarrollado por IWTC y vendido por vendida por ESI)
• Simulación numérica de llenado (en la empresa o subcontratado). IWTC realiza muchas optimizaciones iniciales o mediante simulación numérica de los diseños de moldes para los fundadores y directores.

Source : CTIF

Source : My little blog fonderie