Procesos de Fundición y Fabricación CNC: Métodos Esenciales en la Industria

Métodos de Colada en la Industria

La colada es un proceso fundamental en la fabricación de piezas metálicas, donde el material fundido se vierte en un molde para solidificarse y adquirir la forma deseada. A continuación, se describen los principales métodos:

Colada por Gravedad sobre Moldes de Arena

Este método utiliza arena de sílice y arcilla con agua, formando una masa pastosa. La arena se compacta en el molde, que luego se seca para realizar el moldeo en verde. Es un proceso versátil y económico, ideal para piezas de gran tamaño o formas complejas.

Colada por Gravedad sobre Moldes Permanentes (Coquilla)

Los moldes de coquilla son de acero y se emplean en coladas con temperaturas inferiores a 1000 grados Celsius. Se componen de dos partes y se calientan previamente para evitar que el material se enfríe rápidamente al contacto. Ofrecen un gran rendimiento y precisión, aunque su costo inicial es elevado. Se utilizan comúnmente para fabricar componentes como pistones de motores, culatas y bielas.

Colada en Molde Rotatorio (Centrífuga)

En este proceso, el material fundido se vierte en el interior de una pieza cilíndrica hueca. Gracias a la fuerza centrífuga, el material se adhiere uniformemente a los laterales del molde, enfriándose y tomando su forma. Este método es ideal para la fabricación de tubos, cilindros o piezas redondas con alta densidad y propiedades mecánicas mejoradas.

Colada a la Cera Perdida

Este método es ampliamente utilizado para la obtención de objetos artísticos y decorativos, así como piezas de alta precisión. El proceso implica los siguientes pasos:

• Crear un modelo detallado de la pieza en cera.
• Recubrir el modelo de cera con una capa de arena o cerámica.
• Calentar todo el molde para fundir y eliminar la cera, dejando una cavidad exacta.
• Verter el metal fundido en la cavidad.

Colada por Inyección

Consiste en inyectar a gran presión el material fundido en el molde. Este método se emplea frecuentemente en la conformación de piezas de aleaciones ligeras, como el aluminio, debido a su capacidad para producir piezas con un excelente acabado superficial y tolerancias ajustadas. Los moldes suelen ser metálicos o de coquilla, y es adecuado para la fabricación de un gran número de piezas.

Colada Continua

Este proceso implica el llenado constante de un recipiente con metal fundido, procedente de uno de los hornos de fundición. El metal cae por un molde refrigerado, se solidifica progresivamente y se obtiene una tira de sección transversal continua, igual a la del molde. Esta tira es cortada a la longitud deseada mediante sopletes que se mueven a la misma velocidad que la plancha, optimizando la producción de perfiles largos.

Fabricación Totalmente Automatizada mediante CNC

La fabricación automatizada mediante Control Numérico Computarizado (CNC) ha revolucionado la industria, superando las limitaciones de las herramientas tradicionales.

Desafíos de las Herramientas Tradicionales

Las herramientas tradicionales presentaban dos problemas principales:

• Mayor riesgo de errores: La dependencia de la intervención humana aumentaba la probabilidad de fallos.
• Encarecimiento del producto: El excesivo tiempo empleado en la fabricación de piezas incrementaba los costos de producción.

La Solución: Automatización y CNC

Para superar estos desafíos, la solución propuesta fue:

• Crear herramientas que realicen todas las operaciones de forma autónoma.
• Incorporar nuevas tecnologías que reemplazasen al técnico, para evitar errores humanos y reducir las posibilidades de piezas defectuosas.

Origen y Funcionamiento del CNC

Las órdenes dadas a la máquina CNC son códigos numéricos. Esta tecnología tiene su origen en los años 50 del siglo pasado en el MIT (Massachusetts Institute of Technology), donde se automatizó por primera vez una fresadora. En las máquinas CNC, un ordenador controla la posición y la velocidad de giro de los motores, permitiendo que las herramientas y piezas describan movimientos que serían imposibles de realizar a mano de manera precisa, como círculos perfectos o formas tridimensionales complejas.

Programación del Control Numérico

Antes de poner en marcha la máquina CNC, es necesario programarla. Los métodos de programación incluyen:

• Manual: El programador introduce directamente todos los códigos.
• Asistida: Utiliza software para facilitar la creación del código.
• Automatizada o Sistema CAD/CAM: Permite generar el código de máquina directamente desde diseños asistidos por ordenador (CAD) y fabricación asistida por ordenador (CAM), optimizando el proceso y reduciendo errores.