Proveedor de fundición a presión: Proceso, aplicaciones y consideraciones clave

Es uno de los procesos de fabricación de metales más utilizados y es muy eficaz: produce componentes de alta precisión, duraderos y complejos para muchas industrias. Inyecta metal fundido, como aluminio, zinc o magnesio, dentro de un molde de acero (matriz) a muy alta presión. Proporciona uniformidad, resistencia interna y acabados superficiales aplastantes, por lo que es la elección adecuada para su uso en automoción, aeroespacial, electrónica, equipos médicos y bienes de consumo. Un proveedor de fundición a presión es una empresa muy importante para la fabricación de piezas de alta calidad que satisfagan los requisitos de la industria. Son proveedores especialmente implicados en el diseño, la fabricación y el acabado de los componentes o piezas que utilizan metal con tolerancias estrictas y geometrías intrincadas. La elección del proveedor adecuado es muy importante para el éxito de cualquier proyecto de fundición a presión, ya que un buen proveedor debe poseer la experiencia adecuada, la tecnología más avanzada y un historial de entrega con éxito de piezas precisas y de bajo coste.
La fundición a presión es eficaz en la producción en serie y produce piezas ligeras pero resistentes, por lo que su demanda está aumentando en todo el mundo. Algunos ejemplos son la reducción del peso de un vehículo y la mejora de la eficiencia del combustible mediante el uso de componentes de aluminio y magnesio fundidos a presión en la industria del automóvil. Del mismo modo, la industria electrónica emplea la fundición a presión para fabricar disipadores de calor, carcasas y piezas estructurales propensas a una gran durabilidad y conductividad eléctrica. Al buscar un proveedor de fundición a presión, hay que tener en cuenta no sólo la capacidad de fabricación sino, sobre todo, su proceso de control de calidad, su experiencia en materiales y todo lo que pueda quedar en manos del proveedor, como el mecanizado, el revestimiento y el acabado. De este modo se consigue un proveedor bien establecido, con lo que se reducen los plazos de entrega, se minimizan los defectos y se obtiene una producción rentable. 

En este artículo, el proceso de fundición a presión, Se tratan los materiales utilizados, las aplicaciones, las ventajas y las consideraciones importantes a la hora de elegir un proveedor de fundición a presión. Las piezas metálicas necesarias para satisfacer las aplicaciones industriales requieren un alto rendimiento y un proveedor fiable cumple este criterio tanto para la producción de lotes pequeños como para la producción a gran escala.

El proceso de fundición a presión: Guía paso a paso

1. Preparación del molde

La preparación y el diseño del molde (matriz) acompañan el paso inicial de este proceso. Las matrices de acero de dos partes constan de una sección de matriz de cubierta estacionaria y una sección de matriz eyectora móvil. La lubricación aplicada ayuda a que el material metálico moldeado fluya con suavidad a la vez que evita que el material se adhiera.

2. Inyección de metal fundido

Los metales elegidos, aluminio y zinc, junto con el magnesio, se funden a alta temperatura. Debido a la alta presión de entre 1.500 y 25.000 psi, el metal fundido entra en la cavidad del molde. La alta presión de inyección produce piezas precisas y uniformes con bajos niveles de defectos.

3. Enfriamiento y solidificación

Durante este proceso, el metal fundido alcanza rápidamente la forma sólida al conformar las piezas con la forma designada. Los componentes alcanzan propiedades superiores de alta resistencia gracias al rápido proceso de enfriamiento.

4. Expulsión de la pieza

Tras la solidificación del metal, el molde se abre mientras los pasadores eyectores extraen la pieza terminada de su cámara. Un ciclo de molde finaliza cuando se cierra antes de iniciar otra ronda de producción.

5. Recorte y acabado

Los maquinistas eliminan de la pieza todos los restos indeseables, incluidas las rebabas y las estrías. El componente requiere acciones de acabado adicionales que incluyen el chorro de arena junto con el recubrimiento en polvo y las operaciones de anodizado para desarrollar un aspecto superior junto con la funcionalidad.

Diferencias entre la fundición a presión en cámara caliente y en cámara fría

El proceso de fundición a presión funciona en los formatos de fundición a presión en cámara caliente o fundición a presión en cámara fría. La principal diferencia radica en el tratamiento que recibe el metal fundido antes de la inyección en el molde durante estas dos técnicas. Los dos métodos difieren en puntos fuertes específicos junto con restricciones que los hacen adecuados para determinados materiales y necesidades de producción. En la siguiente sección se ofrece una comparación detallada entre los sistemas de fundición a presión en cámara caliente y los sistemas de fundición a presión en cámara fría.

1. Resumen del proceso

Fundición en cámara caliente

- Requiere un horno incorporado, que mantiene el metal en estado fundido.

- El sistema de inyección se sumerge en el metal fundido, succionándolo a través de la inyección de un centro y suministrándolo a la cavidad del molde.

- El proceso es más rápido, ya que no es necesario transportar el metal desde una estación de fusión independiente, como en otros procesos.

Fundición a presión en cámara fría

- Utiliza un horno externo para calentar el metal y producir el cambio de estado requerido.

- El metal fundido se introduce manual o automáticamente en el sistema de inyección y, a continuación, se inyecta en el molde.

- El proceso es más lento que el de la cámara caliente porque el paso adicional de transferir el metal fundido lleva tiempo.

2. Metales adecuados

Fundición en cámara caliente

- Como los metales que se funden por debajo de esta temperatura como los que no son adecuados para erosionar el sistema de inyección.

- Las materias primas más comunes son: zinc, magnesio, plomo y estaño.

Fundición a presión en cámara fría

- Se aplica para trabajar con metales que tienen un punto de fusión elevado que tiende a deformar el sistema de cámara caliente.

- Materiales habituales: aluminio, latón, cobre y aleaciones de magnesio.

3. Velocidad de producción

Fundición en cámara caliente

- Mayor velocidad de las operaciones, que normalmente oscila entre 5 y 15 ciclos de funcionamiento por minuto.

- La alimentación directa del metal ayuda a evitar el uso del proceso de cucharón en la fabricación del producto.

Fundición a presión en cámara fría

- Algunas de las desventajas son la lentitud de los ciclos debido a la transferencia manual o totalmente automatizada del metal.

- Otros factores pueden prolongar el proceso de enfriamiento y solidificación en este caso con algunas de las aleaciones.

4. Durabilidad del equipo

Fundición en cámara caliente

- El sistema de inyección sumergida tiene una vida útil corta, ya que se trata de metales de bajo punto de fusión.

- Mayor vida útil de los equipos con un mantenimiento adecuado.

Fundición a presión en cámara fría

- El desgaste aumenta con el incremento de las altas temperaturas, especialmente en el caso de las aleaciones de aluminio y cobre.

- El mobiliario y el equipamiento pueden durar menos tiempo y, por tanto, necesitar sustituciones y mantenimiento constantes.

5. Coste y eficiencia

Fundición en cámara caliente

- Alta producción, ya que el tiempo necesario para completar un ciclo de producción es corto.

- Menores costes operativos gracias a la manipulación integrada de metales.

Fundición a presión en cámara fría

- Aumento de los costes energéticos al tener que hacer funcionar hornos externos y realizar movimientos adicionales de material.

- Aplicable a componentes de gran tamaño/volumétricos que tienen que estar hechos de fuerza y circunstancias.

6. Aplicaciones

Aplicaciones de fundición a presión en cámara caliente

- Como estas piezas son muy pequeñas, deben ser muy precisas.

- Piezas de automoción como tostadores de carburador y componentes de motores pequeños.

- Electrónica de consumo, como carcasas de cámaras y marcos de teléfonos móviles.

Ferretería y arreglos como cerraduras, manillas, tornillos tuercas y otros accesorios para el hogar.

Aplicaciones de fundición a presión en cámara fría

- Los accesorios, así como las piezas pesadas y de equipamiento, exigen resistencia a la tracción.

- Cajas de transmisión, bloques de motor y cárteres de automóviles.

- Piezas de aluminio o latón en la industria aeroespacial.

- Piezas de equipos industriales y maquinaria pesada.

Elegir entre la fundición a presión de cámara caliente y la de cámara fría

Por lo tanto, tanto la fundición a presión en cámara caliente como la fundición a presión en cámara fría se eligen en función del tipo de metal que se vaya a utilizar, las cantidades de producción, la complejidad de la pieza y el precio. La fundición a presión en cámara caliente es la mejor para la producción de zinc y magnesio, que requiere una producción rápida y en grandes cantidades, mientras que la fundición a presión en cámara fría es adecuada para metales como el aluminio y el cobre, que son fuertes y resistentes al calor. Es importante trabajar con un proveedor de fundición a presión experimentado para que le recomiende el método de fundición a presión adecuado en función del proyecto que tenga entre manos.

Materiales utilizados en la fundición a presión y sus ventajas

Estos metales se relacionan con el proceso de fundición a presión en que el proceso es muy versátil y utiliza varios metales que tienen una amplia variedad de beneficios basados en cada tipo de metal para la aplicación. Los principales tipos de metal utilizados en la fundición a presión son el aluminio, el zinc, el magnesio, el cobre y el latón o bronce. Algunos de los factores que influyen en la selección del metal son las propiedades de peso, la fuerza, la resistencia a la corrosión y la conductividad térmica. A continuación encontrará una lista de los siguientes metales y sus ventajas utilizados en la fundición a presión.

1. Fundición inyectada de aluminio

Ventajas:

- Es ligero y muy resistente, por lo que es perfecto para fabricar productos como automóviles y transbordadores espaciales.

- El aluminio puede crear de forma natural una capa de óxido que lo defiende de la oxidación.

- Alta conductividad térmica y eléctrica - Adecuado para componentes electrónicos y disipadores de calor.

- El aluminio demuestra una excelente trabajabilidad junto con acabados de alta calidad al permitir la yodación o la aplicación de pintura y revestimiento en polvo para obtener beneficios tanto estéticos como de durabilidad.

- El material ha demostrado ser sostenible porque el aluminio mantiene su posición como uno de los metales más reciclados.

Aplicaciones:

- Bloques de motor de automoción, carcasas de transmisión y componentes estructurales.

- Los componentes de piezas para aplicaciones aeroespaciales incluyen soportes junto con carcasas, mientras que las secciones interiores completan la lista de piezas utilizables.

- Las carcasas de portátiles, junto con los marcos de smartphones y otros equipos electrónicos de consumo, pertenecen a esta categoría.

- Maquinaria industrial y componentes de climatización.

2. Fundición inyectada de cinc

Ventajas:

- Este material presenta una resistencia y durabilidad superiores, ya que supera al aluminio a la hora de soportar impactos cuando se utiliza en aplicaciones exigentes.

- El producto requiere menos energía para la fusión debido a su umbral de temperatura más bajo, lo que se traduce en una reducción de los gastos de producción.

- Buena estabilidad dimensional y precisión - Puede producir piezas pequeñas con tolerancias reducidas.

- Excelente resistencia a la corrosión: ideal para aplicaciones en exteriores y entornos difíciles.

- Alta velocidad de producción - Su velocidad de fundición es inmensa, por lo que resulta idónea para la producción en serie.

Aplicaciones:

- Componentes eléctricos y conectores.

- Sus aplicaciones incluyen componentes de automoción como cerraduras, engranajes y sistemas de combustible.

- Productos de consumo como manillas, bisagras y cerramientos.

- La industria manufacturera utiliza este metal para construir elementos resistentes y duraderos de sistemas industriales.

3. Fundición inyectada de magnesio

Ventajas:

- El metal estructural más ligero: aproximadamente 33% más ligero que el aluminio y 75% más ligero que el acero.

- La relación dureza-peso alcanza niveles superiores, lo que garantiza un magnífico rendimiento del material con un peso mínimo.

- Buenas propiedades de apantallamiento electromagnético - Se utiliza en dispositivos electrónicos y de comunicación.

- El proceso de dar forma a diseños complejos con este material es posible gracias a sus excelentes características de mecanizabilidad.

- La fabricación de piezas de fundición es una alternativa respetuosa con el medio ambiente al acero y el aluminio, ya que son reciclables y sostenibles, lo que reduce las emisiones de carbono en los sectores aeroespacial y automovilístico.

Aplicaciones:

- Algunas de las categorías de productos incluyen piezas de automoción como volantes, soportes y armazones de asiento.

- Componentes de automoción como la reducción de peso es siempre deseable automóviles.

- Productos recreativos, por ejemplo: bastidores de ordenadores portátiles y armazones estructurales de drones; otras situaciones que requieren el uso de estructuras ligeras y resistentes, como los dispositivos médicos.

4. Fundición a presión de cobre y latón

Ventajas:

- Buena conductividad tanto de la electricidad como del calor: Muse utiliza aplicaciones conductoras de la electricidad, incluido el cobre.

- Dureza - Mientras que los metales puros son blandos para moldear y reforzar, existen variantes de los metales que son más duros que la mayoría de los productos del mercado, como se observa en el latón.

- Resistentes al desgaste y la corrosión: las aleaciones de cobre no son tan blandas como las de aluminio y zinc, por lo que son más resistentes a la abrasión y la corrosión.

- Excelente resistencia al desgaste - Ideal para aplicaciones industriales y mecánicas.

Aplicaciones:

- Componentes eléctricos como conectores, terminales y placas de circuitos.

- Accesorios de fontanería y marinos por su capacidad de resistencia a la erosión.

- Maquinaria y utillaje industrial.

- Intercambiadores de calor y componentes de calefacción, ventilación y aire acondicionado.

Aplicaciones de la fundición a presión

1. Industria del automóvil: En el uso de la fundición a presión, algunos de los productos son: bloques de motor, carcasas de transmisión, ruedas, soportes y piezas estructurales. Disminuye la masa del coche pero al mismo tiempo aumenta su rigidez mejorando el ahorro de combustible.

2. Industria electrónica: Se utiliza en la producción de teléfonos inteligentes, carcasas de ordenadores portátiles, disipadores de calor y conectores. También garantiza que las piezas sean finas, permanentes y retengan el calor.

3. Aeroespacial y Defensa: Las aplicaciones de fundición pueden emplearse en la construcción de motores de aviones, drones y material militar, entre otros. El uso de aleaciones de aluminio y magnesio da lugar a piezas ligeras que reducen el peso total de la aeronave.

4. Equipo médico: Estos materiales se emplean en la fabricación de instrumentos quirúrgicos, piezas de máquinas de resonancia magnética y aparatos de diagnóstico. Las piezas de fundición aportan precisión, durabilidad y, además, biocompatibilidad.

5. Bienes de consumo y electrodomésticos: Manillas de puertas, cerraduras, soportes para cámaras y portaherramientas eléctricos son algunos de los productos que se fabrican mediante fundición a presión. Una condición específica que poseen nuestros productos son su alta durabilidad, sus patrones complejos y sus superficies finas.

Ventajas de la fundición a presión

- Alta precisión y formas complejas - Produce piezas complejas de alta tolerancia.

- Alta eficiencia de producción - Adecuado para la producción en masa con precisión repetible.

- Las piezas de fundición inyectada también son más resistentes que las de plástico y metal estampado.

- Excelente acabado superficial - Requiere un mínimo tratamiento posterior o mecanizado adicional.

- Rentabilidad para grandes tiradas - Menor coste por unidad para la producción de grandes volúmenes.

Cómo elegir el mejor proveedor de fundición a presión

1. Experiencia y reputación en el sector

Busque proveedores con muchos años de experiencia en fundición a presión. Fíjese en sus proyectos anteriores, en las opiniones de sus clientes sobre proyectos anteriores y en sus estudios de casos anteriores.

2. Capacidades de fabricación

Asegúrese también de que ofrecen fundición a presión tanto en cámara fría como en cámara caliente. Deben poder demostrar su capacidad para procesar geometrías complejas y tolerancias estrechas.

3. Control de calidad y certificaciones

Es una buena idea buscar las certificaciones ISO 9001, IATF 16949 (automoción) y AS9100 (aeroespacial): Inspecciones por rayos X, pruebas con MMC (máquina de medición por coordenadas), pruebas de presión, etc. para garantizar la calidad.

4. Experiencia en materiales

Sus proveedores también deben ser fiables cuando se trate de aleaciones como el aluminio, el zinc y el magnesio. Comprueba que utilicen buenas materias primas para no cometer defectos.

5. Servicios de diseño de herramientas y moldes

Elegir proveedores que tengan su propio diseño de moldes y creación de prototipos. Una vida útil más larga del molde y menos costes a largo plazo dependen de la buena calidad de las herramientas.

6. Escalabilidad y capacidad de producción

Por último, es importante elegir un proveedor que pueda producir a gran escala si va a necesitar un suministro de gran volumen. Averigüe si hacen uso de máquinas de fundición automáticas en aras de la eficacia.

7. Procesos secundarios y acabado

La siguiente búsqueda que debe hacer es encontrar proveedores que también ofrezcan servicios completos de mecanizado, recubrimiento en polvo, anodizado y pulido, lo que reduce los plazos de entrega y los costes.

Operaciones secundarias y servicios de acabado prestados por los proveedores

Así pues, la fundición a presión no es sólo la fabricación de piezas metálicas en bruto. Casi todos los proveedores de fundición ofrecen a sus clientes servicios adicionales que pueden mejorar las características de rendimiento, la vida útil y el aspecto de las piezas fundidas. Todos estos procesos adicionales garantizan el cumplimiento de las normas específicas del sector y mejoran el rendimiento del producto final. A continuación se indican algunas de las muchas operaciones secundarias y servicios de acabado que ofrecen las empresas de fundición a presión.

1. Operaciones de mecanizado

Del proceso anterior se desprende que algunas de las piezas de fundición inyectada necesitan un acabado final de acuerdo con determinadas tolerancias. Estas operaciones ayudan a reducir el tamaño de las piezas fundidas y mejoran su forma para su uso.

- Mecanizado CNC - Máquinas controladas por ordenador que realizan procesos de corte, taladrado o conformado en la pieza fundida con gran precisión.

- Fresado y torneado - Operación que prevalece sobre la eliminación de material para que sea posible un acabado liso.

- Taladrado y roscado - Proceso de hacer agujeros o roscas para fijar una pieza determinada con otra.

- Rectificado y pulido: ayuda a conseguir un acabado superficial fino y tolerancias estrechas.

2. Tratamiento y revestimiento de superficies

En los procesos de fundición a presión, los componentes se someten a un tratamiento de superficie para modificar su loo y hacerlos resistentes a la corrosión o mejorar sus características mecánicas.

- Recubrimiento en polvo - Se refiere a un tipo de técnica de recubrimiento que no requiere ningún disolvente donde el acabado forma un recubrimiento fuerte que es de color resistente a la corrosión, así como adherente a la superficie.

- Anodizado - proceso utilizado habitualmente para piezas de aluminio, mejora la protección contra la corrosión y permite una menor coloración de la pieza.

- Galvanoplastia (cromo, níquel, zinc o cobre) - Aumenta la vida útil del material y su resistencia a la abrasión junto con la corrosión.

- Pintura y revestimiento líquido - Mejora los giros estéticos, añade color o, mejora la capacidad de protección contra varios de los elementos.

- Pasivado químico - Este es otro método que ayuda a aumentar la protección contra la corrosión de los metales de aluminio y zinc, entre otros.

3. Tratamiento térmico

El tratamiento térmico modifica algunas características físicas de las piezas de fundición a presión, reforzándolas, endureciéndolas o haciéndolas más dúctiles para satisfacer determinadas expectativas.

- Recocido: ayuda a reducir la tensión interna en el metal y también mejora el grado de ductilidad.

- Tratamiento térmico en horno y envejecimiento: se utiliza en el proceso de refuerzo de las piezas fundidas de aluminio.

- Temple y revenido: aumenta la resistencia a la fractura frágil y maximiza la dureza del material que se va a utilizar en zonas sometidas a grandes esfuerzos.

4. Servicios de montaje e integración   

Las empresas de fundición lateral ofrecen servicios de montaje que les permiten ofrecer componentes acabados y listos para su uso.

- Montaje a presión - Inserta componentes como casquillos, cojinetes o elementos de fijación en piezas fundidas a presión.

- Soldadura - Es otro proceso de unión segura de varias piezas metálicas.

- Remachado y fijación - Se trata del proceso de utilizar otros elementos de fijación para reforzar la estructura del coche.

- Aplicación de sellante - Aumenta la resistencia a la humedad y a los factores ambientales.

5. Desbarbado y desbarbado

Algunas de las piezas fundidas podrían ser material sobrante que suele denominarse rebaba o rebaba y necesitan un mayor afinado para permitir el correcto funcionamiento de la máquina.

- Acabado por vibración: implica el uso de materiales abrasivos que ayudan a desbarbar y pulir las superficies.

- Granallado o chorreado de arena - Elimina cualquier tipo de piel de fundición, así como la rugosidad de la superficie.

- Desbarbado manual - El proceso más básico y sencillo que consiste en realizar un proceso de acabado para eliminar todo el material indeseable.

6. Marcado y grabado personalizados

Los productos, especialmente en las empresas manufactureras, necesitan ser etiquetados, marcados o rastreados a menudo para algunos fines, como la garantía de calidad.

- Grabado por láser: una técnica para marcar con mayor precisión diferentes números de serie, códigos de barras o logotipos.

- Estampación u otros procesos - Identifica marcas permanentes en lugares del metal.

Por qué son importantes las operaciones secundarias

Estos servicios son los siguientes: los servicios de acabado tienen la responsabilidad de garantizar que los componentes de fundición a presión producidos tengan el tamaño, la forma y la calidad adecuados o que cumplan la norma establecida en el mercado. En automoción, aeroespacial, electrónica, así como en bienes de consumo, las operaciones secundarias mejoran la resistencia, el aspecto y la utilidad del producto y, al mismo tiempo, reducen los costes de montaje. Así, la integración de los servicios de postprocesado de un proveedor de fundición a presión es una forma de trabajar con una empresa que garantiza la eficacia y la calidad del producto final.

Tendencias futuras de la fundición a presión

1. Fundición a presión ecológica y sostenible

 El aluminio y el zinc se utilizan deliberadamente en la fabricación para reciclarlos. Algunos detalles están aportando mayor eficiencia y sostenibilidad a las máquinas de fundición.

2. Componentes metálicos ligeros

Existe una tendencia hacia el uso de la fundición a presión de magnesio, especialmente en las industrias automovilística y aeronáutica. En este sentido, la ligereza se refiere a la reducción del peso de los vehículos, ya que aumenta el consumo de combustible y las emisiones.

3. Fabricación inteligente y automatización

Automatización de la fundición a presión mediante inteligencia artificial para mejorar la calidad y reducir el número de defectos. La integración de IoT permite supervisar rápidamente la producción en tiempo real.

4. Impresión 3D y prototipado rápido

El avance en el uso de materiales, especialmente el metal, para imprimir moldes ha facilitado el crecimiento de herramientas y moldes más rápidos. Esto significa que una empresa podrá crear nuevos productos para el mercado en un ciclo de tiempo más corto.

Conclusión

Los proveedores de fundición a presión suministran piezas metálicas precisas y estándar a los sectores automovilístico, aeroespacial, electrónico, médico y otros relacionados con la fabricación. Algunos de los pilares para seleccionar al proveedor adecuado son la experiencia del proveedor, la calidad, los conocimientos sobre materiales y la capacidad del proveedor para ampliar sus servicios, así como los servicios secundarios que ofrece.
La fundición a presión es una industria que se adapta a los cambios gracias a la automatización, la sostenibilidad y los materiales ligeros que aporta la tecnología. Por lo tanto, tanto para la pequeña producción como para la producción en masa, es importante encontrar un proveedor fiable que vaya a proporcionar piezas metálicas por un precio razonable y de alta calidad.