Casting de inversión Utiliza cinco tipos principales de cera: cera de patrón (con y sin relleno), cera de corredor, cera de ensamblaje y cera soluble en agua. Estas ceras ya no son cera pura, sino mezclas complejas de materiales naturales y sintéticos, diseñadas para cumplir con requisitos de fabricación precisos.
Las ceras modernas para fundición a la cera perdida combinan múltiples ingredientes para lograr puntos de fusión, características de flujo y estabilidad dimensional específicos. Estos son los componentes de estos materiales especializados:
La mayoría de las ceras de estampado combinan parafina y ceras microcristalinas con polímeros y resinas. Esta combinación fluye bien a temperaturas de inyección (70-90 °C) y se mantiene sólida durante su manipulación normal.
La cera para patrones sin relleno no contiene rellenos sólidos: es una mezcla pura de ceras, resinas y polímeros que se funde completamente al calentarse. Esta cera virgen destaca por capturar detalles intrincados y producir acabados superficiales lisos.
La cera fluye fácilmente en matrices complejas a bajas presiones de inyección, rellenando incluso los detalles más pequeños. Su baja viscosidad al fundirse implica que requiere una presión mínima para inyectarla, lo que reduce el desgaste del equipo.
La cera sin relleno se funde completamente durante el desparafinado, sin dejar residuos. Se puede recuperar y reutilizar casi el 100 % del material, lo que reduce significativamente los costos.
Sin embargo, la cera sin relleno se contrae considerablemente al enfriarse. Las secciones gruesas suelen desarrollar huecos internos (cavitación) que requieren enfriamiento del metal en la matriz para evitarlo.
Los patrones grandes o de paredes delgadas pueden deformarse o distorsionarse debido a la falta de rigidez estructural de la cera sin relleno. Su coeficiente de expansión térmica, de aproximadamente 50×10⁻⁶/°C, puede tensionar las carcasas cerámicas durante el desparafinado si se calienta demasiado rápido.
La cera para patrones rellenos contiene entre un 10 % y un 50 % de partículas orgánicas de relleno que reducen drásticamente la contracción y mejoran la estabilidad dimensional. El relleno ocupa un volumen que, de otro modo, cambiaría durante el enfriamiento, lo que previene la cavitación incluso en secciones gruesas. Estas ceras producen patrones más resistentes y rígidos que mantienen mejor su forma.
La expansión térmica se reduce entre un 20 % y un 50 % en comparación con la cera sin relleno. Esta menor expansión se traduce en una menor tensión en las carcasas cerámicas durante el desparafinado, lo que mejora el rendimiento.
La cera rellena es más cara y requiere un manejo especial. La cera derretida requiere agitación constante para mantener los rellenos en suspensión; si se asientan, las propiedades de la cera cambian.
La cera rellena no se puede reciclar fácilmente porque los rellenos dificultan la filtración. Muchas fundiciones limitan su reutilización o la desechan por completo para mantener la calidad.
La cera de colada forma los canales que alimentan el metal fundido a los patrones. Está diseñada para fundirse a una temperatura más baja que la cera de patrones (normalmente por debajo de 60 °C), por lo que se drena primero durante el desparafinado.
Esta fusión temprana evita la acumulación de presión que podría agrietar la capa de cerámica. La cera fluye rápida y completamente, creando vías despejadas para el metal.
La cera para colada utiliza un mayor contenido de parafina para una excelente fluidez. Rellena fácilmente moldes de bebederos sencillos, sin dejar huecos ni defectos.
La fórmula incluye adhesivos que facilitan su adhesión a las ceras de moldeo durante el ensamblaje. Además, mantiene la resistencia suficiente para soportar múltiples patrones en un árbol de colada.
La cera para corredores no es adecuada para detalles; es puramente funcional. Su consistencia blanda implica que los árboles de cera pueden requerir un manejo cuidadoso o un enfriamiento con agua para que se endurezcan correctamente.
La cera pegajosa actúa como un adhesivo especializado para unir componentes de cera y reparar pequeños defectos. Contiene altos niveles de colofonia o resina, lo que la hace extremadamente pegajosa al calentarse, pero dura y quebradiza al enfriarse.
Una pequeña llama o un bolígrafo de cera derrite la cera pegajosa hasta convertirla en un líquido almibarado que se adhiere instantáneamente a otras ceras. Se solidifica en segundos, creando uniones resistentes para ensamblar árboles complejos.
La cera reparadora tiene una consistencia más suave, similar a la masilla, para rellenar rayones o huecos. Puede calentarla, aplicarla sobre los defectos y, una vez fría, tallarla o alisarla.
Estas ceras solo sirven para juntas y parches pequeños, nunca para crear patrones reales. Su fragilidad hace que las juntas puedan agrietarse si se someten a tensión, especialmente en condiciones de frío.
El exceso de cera pegajosa debe eliminarse para evitar defectos en el revestimiento cerámico. Su aplicación requiere habilidad con las herramientas de calor para evitar derretir accidentalmente el patrón principal.
La cera soluble en agua crea núcleos disolubles para la fundición de piezas con cavidades internas o socavaduras. Se basa en polietilenglicol (PEG) en lugar de cera tradicional, con hasta un 50 % de relleno inorgánico para mayor estabilidad.
Te inyectas el cera soluble Primero se forma el núcleo. Luego se inyecta cera de patrón regular alrededor para crear la forma exterior.
Después de que el patrón se enfríe, se disuelve el núcleo en agua tibia. Esto deja una cavidad hueca dentro del patrón de cera – algo imposible de conseguir con el moldeo convencional.
El alto contenido de relleno proporciona una excelente estabilidad dimensional con mínima contracción. Los núcleos mantienen tolerancias precisas para características internas críticas, como los canales de refrigeración de los álabes de las turbinas.
Los núcleos de cera soluble son frágiles y requieren un manejo cuidadoso. Su alta viscosidad exige una mayor presión de inyección y una agitación constante para evitar la acumulación de aire.
| Tipo de cera | Composición | punto de fusión | Expansión térmica | Mejor caso de uso | Ventaja principal | Desventaja principal |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Patrón sin relleno | Mezcla de parafina/microcristalina, sin rellenos. | 60 70-° C | Alta (50×10⁻⁶/°C) | Piezas detalladas pequeñas/medianas | Excelente captura de detalles, 100% reciclable. | Alta contracción, propenso a la cavitación. |
| Patrón relleno | Misma base + 10-50% de relleno orgánico | 70 85-° C | Bajo (20-40% menos) | Piezas grandes/complejas | Contracción mínima, alta estabilidad. | Mayor coste, reciclaje difícil |
| Corredor/Maceta | Alto contenido de parafina, agentes de pegajosidad | Medio bajo | Sistemas de compuertas | Se derrite primero, protege la cáscara. | Sólo para formas simples | |
| Ensamblaje/Adhesivo | Cera con infusión de colofonia | > 70 ° C | N/A (cantidades pequeñas) | Uniones y reparaciones | Unión rápida, fraguado rápido | Juntas frágiles, aplicación manual |
| Agua soluble | Polímero PEG + cargas inorgánicas | 55 65-° C | Muy Bajo | Cavidades internas | Crea huecos complejos | Núcleos frágiles de un solo uso |
No se deben mezclar distintos tipos de cera, ya que tienen diferentes puntos de fusión, índices de expansión y composiciones químicas. Mezclarlos puede causar contracción impredecible, mala adhesión o problemas de desparafinado que arruinen las piezas fundidas.
La cera de patrón sin relleno se puede reciclar casi indefinidamente con un filtrado adecuado, a menudo utilizando entre un 30 % y un 50 % de cera recuperada en la producción. La cera con relleno no suele reciclarse eficazmente porque los rellenos complican el procesamiento y alteran las propiedades al volver a fundirse.
Las ceras naturales se utilizan actualmente principalmente como aditivos menores (normalmente menos del 5 %) para mejorar propiedades específicas como el acabado superficial o la flexibilidad. La cera de abeja pura por sí sola se encoge demasiado y es demasiado cara para la fundición industrial moderna, pero pequeñas cantidades pueden mejorar las mezclas de ceras sintéticas.
