¿Qué es el aluminio fundido? El versátil metal utilizado en la fabricación moderna

La fundición de aluminio es uno de los materiales más adaptables y comunes en la fabricación contemporánea. Se utiliza para fundir y verter aluminio fundido en moldes para adoptar las formas deseadas, y en este proceso se pueden construir piezas complejas e intrincadas que, de otro modo, lo tendrían difícil para salir con técnicas alternativas, y por lo tanto, el proceso puede generar una gran cantidad de piezas de este tipo a un coste relativamente menor. El sitio productos de aluminio fundido han encontrado su valor a través de diversos propósitos que se extienden a las piezas del motor del automóvil, aeroespacial, cafeteras, utensilios de cocina e incluso el hogar. Su increíble ligereza, sumada a las resistencias concurrentes a la corrosión y a una buena conductividad térmica, lo convierten en el mejor proveedor de numerosas industrias. El aluminio fundido también proporciona al fabricante una gran flexibilidad de diseño, permitiendo la creación de geometrías complejas que pueden optimizar el rendimiento sin utilizar mucho material. 

El proceso de fundición es también muy eficaz y económicamente viable, sobre todo cuando se trata de la producción en serie de piezas. Además, el aluminio es una de las categorías de metal más fáciles de reciclar, lo que significa que puede reducir los costes ecológicos de producción. Aunque el aluminio fundido tiene muchas ventajas, también presenta algunos inconvenientes, como su naturaleza quebradiza en comparación con el aluminio forjado y que es difícil de soldar. Estos factores deben tenerse en cuenta a la hora de elegir aluminio fundido para aplicaciones concretas.

Este artículo ofrecerá una amplia perspectiva de las propiedades, ventajas y aplicaciones del aluminio fundido, una de las sustancias más comunes en el mundo contemporáneo.

¿Qué es la fundición de aluminio?

La fundición de aluminio consiste en la apariencia bastante líquida del aluminio que se ha vuelto a moldear para darle forma a un producto. Este proceso, o fundición, es un procedimiento de fabricación muy antiguo adaptado a las prácticas actuales. A diferencia del aluminio forjado, que se funde mediante el proceso de laminación o extrusión, el aluminio se vierte en el molde como metal fundido, tras lo cual se deja endurecer.

La fundición proporciona formas más complejas, huecas e incluso tridimensionales que no podrían formarse fácilmente o a un coste asequible mediante mecanizado o forja, ya que comienza como un líquido. Es esta versatilidad la que hace que los productos de aluminio fundido sean tan utilizados en todo nuestro espectro de productos; es decir, piezas de motor, así como equipos electrónicos y utensilios de cocina, por nombrar algunos.

Composición simple de aluminio fundido

El aluminio, la mayoría de las veces, no es aluminio puro. En su lugar, es una aleación, es decir, una mezcla de aluminio y otros materiales para mejorar la resistencia o la fluidez, o ambas cosas. El aspecto más frecuente de la aleación es

• Silicio: hace que fluya, y dar a la contracción de una tasa baja. Thee roca, la roca, la roca, fempare, fempare.
• Magnesio 
• Zinc y Manganeso: Con ellos se consigue resistencia y dureza del material.
• Níquel, hierro: no por encima de una dureza determinada.

La combinación es particular, lo que depende del uso. A modo de ejemplo, las aleaciones con alta conductividad térmica y resistencia a la corrosión se utilizarían en equipos de alta temperatura, como piezas de automóviles, y los utensilios de cocina tomarían la de alto contenido en silicio-aluminio, que tiene un alto rendimiento térmico y resistencia al desgaste.

Historia y desarrollo del aluminio fundido

La fundición de metales tiene una historia del orden de miles de años, desde que se sabe que las primeras sociedades fundían bronce y hierro para fabricar herramientas y armas. El aluminio no se extrajo hasta principios del siglo XIX, y no fue rentable hacerlo hasta la creación del proceso Hall-Héoult a finales del siglo XIX. La fundición de aluminio se convirtió en uno de los procesos de las industrias aeronáutica y de utensilios de cocina a principios del siglo XX. 
Fue durante la Segunda Guerra Mundial cuando la demanda de aluminio alcanzó su punto álgido debido a su relación resistencia-peso, que lo hacía más adecuado para los aviones. Después de la guerra, la fundición de aluminio tuvo más aplicaciones comerciales en productos de consumo, fabricación de automóviles y arquitectura.
Gracias al avance de la ingeniería de diseño de moldes, la metalurgia y la fundición, el aluminio moldeado forma parte de la producción actual.

Proceso de fundición de aluminio 

La fundición de aluminio es un proceso que requiere una serie de pasos importantes para convertir el aluminio fundido en piezas que se pueden utilizar en forma de formas específicas. El trabajo de la explicación básica del proceso va de la siguiente manera:

1. Preparación del molde

El procedimiento inicial de la fundición consiste en fabricar un molde en el que se colará el aluminio fundido. Dependiendo del método de fundición, el molde puede estar compuesto de materiales como arena, metal o cerámica, entre otros. También se diseña un buen molde que tenga la forma deseada para garantizar que el aluminio se solidifique con la forma correcta.

2. Fundición de aluminio

Cuando el molde está listo, se introducen unos trozos de aluminio o lingotes de aluminio en un horno donde se funden a una temperatura que oscila entre 660 y 750 °C (1220 y 1382 o F). El aluminio fundido también se vigila continuamente con el fin de obtener la temperatura y la calidad de colada adecuadas.

3. Vertido del aluminio fundido en su molde

Una vez vertido el aluminio fundido en la cavidad del molde, se vierte el metal fundido en la cavidad del molde. El vertido se realiza en función del tipo de fundición, es decir, fundición en coquilla, fundición en arena o fundición a la cera perdida. Algunas de las técnicas utilizadas son la fundición en coquilla, en la que el aluminio fundido se inyecta a presión, mientras que en otras técnicas, el aluminio fundido simplemente se vierte en el molde y se deja enfriar.

4. Enfriamiento y solidificación

Construir y supervisar: Una pieza demasiado gruesa o complicada tardará mucho tiempo en enfriarse. En esta fase, el aluminio fundido se enfría hasta adquirir la forma deseada y expulsa la presión interna.

5. 5. Instalación e inspección

Una vez enfriado y solidificado el aluminio, se suelta el molde y queda la pieza fundida. En algunos casos, la separación se realiza rompiendo la pieza del molde, sobre todo en el caso de la fundición en arena, y en otras técnicas, como la fundición en coquilla, se abre el molde y se expulsa la pieza.

6. Acabado e inspección

Después de cortar la pieza, se suele seguir procesando con operaciones de acabado como esmerilado, pulido, mecanizado, etc., para alisar la superficie o conseguir tolerancias más estrechas. A continuación, se comprueba si la pieza presenta porosidad o grietas y si cumple los requisitos de resistencia y funcionalidad.

¿Cuál sería el proceso utilizado para crear un molde de aluminio?

El aluminio en forma de fundición puede conseguirse vertiendo aluminio fundido en una forma moldeada, en la que el metal fundido se endurece con una forma específica. Las piezas complejas pueden fabricarse mediante el proceso de fundición, ya que difícilmente pueden hacerse con otros procesos, como el mecanizado o la forja.

1. Fundición a presión

Durante el proceso de fundición a presión, el aluminio líquido se introduce a gran presión en un molde de trabajo o matriz. Esta técnica es excelente cuando se trata de grandes volúmenes de producción, y crea piezas precisas y lisas. Las aplicaciones industriales de esta técnica son comunes en los sectores de la automoción y la electrónica (incluyendo piezas como partes de motores o carcasas electrónicas).

2. Fundición en arena

Fundición en arena es un método de hacer una pieza fundida mediante el uso de un molde de arena que se crea y en el que se vierte aluminio fundido. Esta tecnología también es muy asequible y menos rígida, por lo que resulta adecuada para fabricar piezas grandes e intrincadas, como bloques de motor y piezas marinas. Sin embargo, el acabado de la superficie es rugoso, y puede ser necesario realizar un proceso de acabado adicional.

3. Fundición a la cera perdida

En este proceso se utiliza un molde de cera, con una cáscara de cerámica, y se vierte la cera fundida, para después verter en él el aluminio fundido. Es un proceso perfecto para fabricar componentes pequeños y finos, como los médicos.

4. molde permanente Fundición

La fundición en molde permanente es el proceso de fabricación de piezas de aluminio mediante el uso de moldes metálicos reutilizables. El aluminio se calienta hasta su estado fundido, tras lo cual se vierte en el molde, donde se enfría. El proceso da lugar a piezas más robustas con un mejor acabado de las superficies, y es más frecuente en la industria automovilística.

5. Fundición por gravedad

El aluminio fundido se vierte en un molde metálico por la fuerza de la gravedad (es decir, la fundición a presión, normalmente, por gravedad) en lugar de aplicar presión. Esto es adecuado cuando se van a producir componentes de tamaño medio, como estructuras de automóviles y ruedas de automóviles.

Ventajas del aluminio fundido

1. Ligero y potente

El aluminio fundido es ligero y capaz de un buen nivel de resistencia, por lo que se utiliza en la construcción de automóviles y aviones, maquinaria y otras aplicaciones.

2. Resistente a la corrosión

Puede formar capas protectoras de óxido de forma natural, lo que le ayuda a evitar la oxidación y los efectos de la intemperie, por lo que resulta útil en muebles de exterior, accesorios marinos y utensilios de cocina.

3. Producción masiva de bajo coste

Su excelente conductividad térmica y eléctrica permite utilizarlo como utensilio de cocina, disipador de calor y en cajas electrónicas.

4. Capacidad para formas complejas

Esto se debe a que la fundición permite obtener formas bastante detalladas y complejas, que de otro modo serían caras y engorrosas de obtener utilizando otras formas de tratar el aluminio.

5. Económico en la fabricación a gran escala

Y una vez fabricados los moldes, pueden fundirse grandes cantidades de artículos similares con relativa rapidez y a un precio muy asequible, sobre todo con la fundición a presión.

6. Reciclable y respetuoso con el medio ambiente

Además, el aluminio puede reciclarse el cien por cien de las veces, con lo que se ahorra energía y se consigue un proceso de fabricación sostenible.

Desventajas del aluminio fundido

1. Problemas de porosidad

El aire puede ser atrapado creación de porciones estresadas en el curso de la fundición, así como los que soportan la presión, las debilidades, o llanto puede ocurrir.

2. Menor resistencia a la tracción

El aluminio fundido también es frágil, al igual que el forjado, y puede agrietarse si se somete a tensión o se golpea.

3. Difícil de soldar

La soldadura también es difícil debido a los óxidos superficiales y a los huecos interiores, por lo que se necesitan métodos y cuidados especiales.

4. Fundición de aluminio VS Aluminio forjado

Otras formas de fundición, como la fundición en arena, producen una textura o superficie rugosa que hace inevitable un acabado posterior.

5. No apto para un uso estresante

Las piezas de fundición de aluminio son difíciles de doblar y también más propensas a agrietarse, por lo que resultan inaplicables en el diseño de proporciones, que debe centrarse continuamente en los fallos de tensión o las vibraciones.

6. Contracción tras el enfriamiento

El aluminio se contrae al solidificarse, lo que influye en las dimensiones finales y puede requerir algunas modificaciones en el diseño.

Aplicaciones del aluminio fundido

En muchas industrias se utiliza el aluminio fundido, y hay muchas razones para ello. Algunas de las principales aplicaciones son las siguientes:

1. Industria del automóvil

El aluminio se utiliza fundido en bloques de motor, cajas de transmisión, ruedas y suspensiones. Es ligero, lo que aumenta el ahorro de combustible, y también es fuerte y resistente.

2. Industria aeroespacial

El aluminio fundido aeroespacial se utiliza en piezas de motores de aviones, soportes y depósitos de combustible por su relación peso/resistencia y su comportamiento anticorrosivo.

3. Batería de cocina

Suele aplicarse en sartenes, ollas y planchas, ya que tiene una conductividad térmica muy buena y una distribución uniforme del calor.

4. Electrónica

La fundición de aluminio se utiliza en disipadores de calor, carcasas electrónicas y en marcos de LED donde disipar el calor en ordenadores y luces LED.

5. Equipamiento industrial

Ha sido muy popular en bombas, carcasas de engranajes y cubiertas de maquinaria por su gran resistencia y resistencia a entornos agresivos.

6. El tipo de grupo de carrocería que se funde (Aluminio Vs Aluminio Forjado).

La aleación de aluminio se aplica en la fabricación de muebles de exterior, postes de la luz y puertas por su ausencia de mantenimiento y su resistencia a la oxidación.

Aluminio fundido frente a aluminio forjado

Cómo identificar el aluminio fundido

Hay signos definidos que puede utilizar para determinar el aluminio fundido.

• Peso: Pesa menos que una varilla de acero, pero sigue siendo sólida.
• Líneas de costura: Además, tiene líneas de separación que forman parte del molde.
• Prueba de lanzamiento: El sonido de golpeteo es más sordo que el que da el aluminio forjado.
• Superficie: Los materiales moldeados en arena tienen una superficie rugosa.

En el ámbito de la verificación de la composición de las falsificaciones, el profesional aplica espectrómetros o analizadores XRF. Algunos fabricantes marcan el código/símbolo de la aleación para reconocerlas. Gracias a estas propiedades, los técnicos saben distinguir entre el aluminio fundido en arena, el fundido a presión e incluso el forjado.

Estas son las pequeñas sugerencias:

Los artículos de aluminio fundido tienen una esperanza de vida extremadamente larga, de varias décadas, siempre que se mantengan adecuadamente. La gran amortización del reciclaje:

• Limpieza: No utilice lana de acero, estropajos abrasivos ni detergentes. Para limpiar, utilice un detergente muy suave y un paño suave.
• Almacenamiento: Puede producirse una forma de oxidación con el paso del tiempo, como consecuencia del agua.
• Revestimiento: Repinta o incluso sella los muebles de exterior cada dos años aproximadamente, y protégelos contra los rayos UV y la intemperie.
• Inspección: Los objetos estructurales deben revisarse periódicamente para detectar la presencia de óxido, grietas o tornillos sueltos.

Los cuidados regulares prolongan la vida útil y permiten que el aluminio fundido tenga un aspecto fresco y siga funcionando con seguridad.

Medio ambiente y reciclaje, y sus efectos

Entre las ventajas más impresionantes del aluminio fundido destaca la posibilidad de reciclarlo. Más de tres cuartas partes de todo el aluminio que se ha fabricado sigue utilizándose hoy en día.

• Disminuye la destrucción de minas.
• Ahorra el 95% de la energía necesaria para fabricar aluminio virgen.
• Reduce el nivel de emisiones de carbono
• Future Tends-Aluminio fundido
• Facilitación de la producción de bucles Facilitación de la producción de bucles

Las industrias han pasado ahora al concepto de diseño circular, en el que los restos de aluminio recogidos en la fábrica se funden y se reintroducen en el ciclo de producción, lo que supone una gran ventaja para la sostenibilidad.

 El futuro del aluminio fundido

La innovación y la preocupación por el medio ambiente son algunos de los acuerdos a los que se acerca el aluminio fundido:

• Moldes impresos en 3D: Y, de nuevo, hay menos desperdicio y piezas altamente personalizadas.
• Sistemas de fundición inteligentes: Un proceso de IA para identificar los defectos en tiempo real.
• Nuevas aleaciones ecológicas: Se reducirían los niveles de sustancias tóxicas y se potenciaría el reciclaje.
• Vehículos eléctricos (VE): Los VE son más exigentes y están dando lugar a un mayor uso del aluminio fundido en las cubiertas de las baterías, así como en el chasis.

Con el resto de las industrias volviéndose ecológicas, el aluminio fundido tendrá un impacto aún mayor en el diseño de productos respetuosos con el medio ambiente.

Conclusión

El aluminio fundido es el principal ingrediente de producción en los tiempos modernos debido a sus diversas ventajas y usos. La ligereza, la resistencia a la corrosión y la conductividad térmica del material lo convierten en un material deseable en la mayoría de industrias como la automovilística, la aeroespacial, la electrónica, la de utensilios de cocina y muchas otras. El aluminio fundido está muy estructurado, tanto desde el punto de vista de las prestaciones como desde el punto de vista económico. productos aeronáuticos ligeros o cuando se utiliza como mobiliario de exterior duradero. A pesar de su versatilidad, existen retos relacionados con el aluminio fundido. Problemas como la porosidad, la fragilidad y las dificultades de fusión deben tenerse en cuenta a la hora de elegir este material en zonas rigurosas, y luego en las difíciles. Independientemente de estos obstáculos, el reciclaje del aluminio y sus propiedades ecológicas resultan ser otro factor que motiva su flujo y demanda. Con el modo de fabricación cambiante y más sostenible, se espera que la fundición de aluminio siga siendo fundamental para garantizar que se utilicen menos residuos de material y energía durante la producción. Las tecnologías y aleaciones que se utilizarán en el futuro podrían ser aún más innovadoras, ya que las tecnologías de fundición serán más avanzadas y más respetuosas con el medio ambiente para permitir un mayor aumento del rendimiento del material y reducir el efecto que tiene sobre el medio ambiente. El aluminio fundido tiene la posibilidad de reciclarse y desarrollarse continuamente para convertirse en un material de elección, que es también una de las razones por las que desempeñará un papel importante en el mundo de la fabricación en los próximos años.

Preguntas frecuentes

1. ¿Cuáles son las ventajas del aluminio fundido?

El aluminio fundido es un aluminio fundido y vertido que se hace adoptar un determinado diseño vertiéndolo en un molde. Gracias a este proceso de fundición, se pueden fabricar incluso piezas complicadas que no sería fácil realizar con otros procesos, por ejemplo, mecanizado o forja.

2. ¿Cuáles son los aspectos negativos de la fundición de aluminio?

Las características más destacadas del aluminio fundido son la ligereza del material, la resistencia a la corrosión, la buena conductividad térmica del calor y la capacidad de fabricar formas intrincadas con la asequibilidad de fabricar grandes cantidades.

3. ¿Cómo tiene lugar el proceso de producción del aluminio?

Este tipo de aluminio se fabrica fundiendo aluminio y vertiéndolo en moldes que pueden estar hechos de materiales como arena, metal o incluso cerámica. El enfriamiento bajo temperatura lleva el aluminio a un estado sólido que le da la forma requerida. Puede hacerse de muchas maneras, como por fundición a presión, fundición en arena y fundición a la cera perdida.

4. ¿Cuáles son los aspectos negativos del aluminio fundido?

El aluminio fundido es relativamente flexible, pero también presenta algunos puntos débiles. Se trata de la porosidad (pequeñas bolsas de gas), la menor resistencia a la tracción en comparación con el aluminio forjado, la falta de facilidad de soldadura, los acabados superficiales toscos y la contracción durante el enfriamiento.

5. ¿Es reciclable el aluminio fundido?

Por supuesto, el aluminio fundido puede reciclarse a gran capacidad. Se puede reutilizar sin desperdiciar ninguna de sus cualidades, ya que se puede fundir y reutilizar. El reciclaje del aluminio es muy eficiente desde el punto de vista energético en comparación con la primera fabricación de la mina, y también reduce los costes del producto.