Un patrón de cera en fundición de inversión Es un duplicado de la pieza metálica final, hecha de cera. Este patrón se crea con un troquel y sirve como modelo alrededor del cual se forma una carcasa de cerámica. Una vez que la carcasa se endurece, la cera se funde, creando un molde para el metal fundido.
El proceso comienza con la creación de un patrón maestro, que es el modelo original de la pieza. Los ingenieros suelen fabricar este patrón a partir de materiales como aluminio, acero o incluso plástico mediante mecanizado CNC o impresión 3D. El patrón maestro incluye todos los detalles finos, las texturas superficiales y las especificaciones dimensionales de la pieza final.
A partir de este patrón maestro, los fabricantes de herramientas crean las herramientas de producción, generalmente matrices de aluminio o acero. Estas matrices constan de dos o más piezas que encajan para formar una cavidad que se adapta a la geometría de la pieza.
Una vez preparado y montado el molde en una prensa de inyección de cera, se inyecta cera fundida a alta presión en la cavidad del molde, mantenida a una temperatura controlada con precisión. El molde suele estar a temperatura controlada para garantizar tasas de solidificación constantes y la calidad del patrón. Tras la inyección, se deja enfriar y solidificar la cera dentro del molde, reproduciendo a la perfección los intrincados detalles de la cavidad.
Una vez que la cera se ha solidificado completamente dentro del molde, este se abre y el patrón de cera se expulsa o retira con cuidado. En moldes complejos, esto puede implicar el desmontaje de componentes de herramientas plegables, diseñados para liberar el patrón sin dañarlo.
Tras la extracción, los patrones suelen inspeccionarse para detectar cualquier imperfección. Entre los defectos menores más comunes se incluyen rebabas (una fina capa de cera que puede haberse filtrado en las líneas de separación del troquel) o costuras. Estas suelen eliminarse manualmente con herramientas de recorte o mediante procesos de acabado semiautomáticos.
Para maximizar la eficiencia del proceso de fundición de inversión, especialmente para componentes más pequeños, generalmente se ensamblan múltiples patrones de cera individuales en un sistema de compuerta de cera común.
Este conjunto, que a menudo se asemeja a las ramas de un árbol, se conoce comúnmente como “árbol de cera”, “grupo” o “conjunto de patrones”.
Las ceras de patrón sin relleno, también conocidas como ceras puras o directas, son formulaciones compuestas principalmente de materiales de cera sin cantidades significativas de aditivos o rellenos funcionales.
Generalmente proporcionan patrones con una muy buena acabado de la superficieDebido a la ausencia de rellenos, las ceras sin relleno suelen ser más fáciles de recuperar y reciclar.
Las ceras de patrón rellenas incorporan diversos aditivos o rellenos en la formulación de la cera base para mejorar propiedades específicas. Estos rellenos pueden incluir polvos cerámicos finamente molidos, materiales poliméricos (como bisfenol A o BPA), minerales inertes como carbonato de calcio u otros aditivos especializados.
Los objetivos principales de estos rellenos son aumentar la resistencia mecánica, la rigidez y la dureza del patrón de cera, mejorar su estabilidad dimensional al reducir la expansión y contracción térmica y minimizar la contracción general de solidificación.
Ceras solubles Son formulaciones especializadas diseñadas para la creación de intrincadas cavidades y pasajes internos dentro de un patrón de cera, que posteriormente forman secciones huecas en la fundición final de metal.
A menudo se basan en materiales como polietilenglicoles (PEG) u otros compuestos que pueden disolverse selectivamente sin afectar la cera del patrón primario.
Las ceras para canales, también conocidas como ceras de compuerta, están formuladas específicamente para crear la bebedero, los canales y el sistema de compuerta del conjunto del árbol de cera.
Los requisitos clave para estas ceras son una excelente fluidez (baja viscosidad) cuando están fundidas, para garantizar que todo el sistema de compuertas se llene por completo y de manera eficiente, y un punto de fusión relativamente bajo.
Las ceras pegajosas se caracterizan por su naturaleza pegajosa o adhesiva a temperatura ambiente o al calentarse ligeramente. Se utilizan principalmente para ensamblar patrones de cera individuales en el sistema de canales para formar el árbol de cera, o para reparaciones menores de patrones dañados.
