La principal diferencia entre fundición de inversión La fundición en molde permanente es el tipo de molde y su aplicación. La fundición a la cera perdida utiliza moldes cerámicos desechables para piezas de gran detalle y formas complejas. La fundición en molde permanente utiliza moldes metálicos reutilizables para una producción más rápida y piezas más resistentes y menos intrincadas.
La fundición a la cera perdida, también conocida históricamente como "fundición a la cera perdida", utiliza un molde desechable para cada ciclo de fundición. El proceso consiste en crear una carcasa, generalmente de cerámica, alrededor de un material de sacrificio. patrón de cera Esta es una réplica exacta de la pieza final. Tras verter y solidificar el metal fundido, esta capa de cerámica se destruye intencionalmente (se separa de la pieza fundida) para recuperar el componente terminado.
Dado que el molde se crea desde cero para cada pieza y no es necesario abrirlo ni conservarlo, se puede moldear en torno a geometrías de complejidad casi ilimitada.
Los trabajadores inyectan cera líquida en matrices de aluminio para crear réplicas exactas de la pieza final. Cada patrón de cera Representa una pieza fundida terminada. Las matrices mantienen una precisión dimensional de 0.002 pulgadas.
Los técnicos fijan múltiples patrones de cera a un sistema central de guías de cera llamado árbol. Un solo árbol admite entre 10 y 100 patrones.
El árbol de cera se sumerge en una pasta cerámica y luego se recubre con partículas finas de arena. Este proceso de inmersión y recubrimiento se repite de 5 a 10 veces. Cada capa necesita de 2 a 4 horas para secarse por completo.
La carcasa de cerámica entra en un autoclave calentado a una temperatura de entre 200 °F y 375 °F. La presión del vapor derrite toda la cera en un plazo de 10 a 30 minutos.
Los fundidores calientan el molde cerámico a entre 1,000 °C y 2,000 °C antes de verterlo. El metal fundido fluye hacia cada detalle de la cavidad.
Tras enfriarse entre 30 minutos y 3 horas, los trabajadores retiran la cáscara de cerámica. Las piezas fundidas se cortan del árbol con sierras o sopletes. La limpieza final elimina cualquier resto de material cerámico.
La fundición en molde permanente utiliza moldes metálicos reutilizables para producir piezas de aleación de aluminio, magnesio y cobre. Los moldes de acero o hierro tienen una vida útil de 10,000 a 120,000 fundiciones antes de ser reemplazados. Este proceso crea piezas con espesores de pared de entre 0.1 y 0.5 pulgadas. En cada ciclo, el molde se cierra, se llena con metal fundido, se abre para expulsar la pieza solidificada y se prepara para el siguiente vertido.
Los operadores precalientan el molde de acero a una temperatura de entre 300 °C y 700 °C con quemadores de gas o calentadores eléctricos. Rocian las superficies de la cavidad con un recubrimiento de grafito o cerámica.
Los sistemas hidráulicos o mecánicos sujetan las mitades del molde con una fuerza de 10 a 50 toneladas. Una alineación correcta garantiza una precisión de 0.002 pulgadas en la línea de separación. Los núcleos se posicionan antes del cierre final.
El metal fundido entra al molde por gravedad o mediante sistemas de baja presión. El vertido por gravedad llena el molde en 3 a 30 segundos. Los sistemas de baja presión utilizan de 2 a 15 psi de presión de aire para un mejor control.
La pieza fundida se solidifica en un plazo de 30 segundos a 5 minutos. Los canales de refrigeración por agua del molde aceleran este proceso.
Tras la solidificación completa, el molde se abre automáticamente. Unos expulsores expulsan la pieza fundida de la cavidad. La duración del ciclo varía entre 1 y 10 minutos.
Los operarios retiran las compuertas, las contrahuellas y los rebajes con prensas de corte o sierras de cinta. La mayoría de las piezas fundidas en molde permanente requieren un acabado mínimo. La tolerancia dimensional se mantiene dentro de ±0.015 pulgadas sin mecanizado.
| Feature | Fundición de inversiones | Fundición de molde permanente |
|---|---|---|
| Tipo de molde | Carcasa de cerámica de un solo uso | Molde metálico reutilizable (10,000-120,000 usos) |
| Acabado de la superficie | 63-125 valores medios | 150-350 valores medios |
| Tolerancia Dimensional | ±0.003 pulgadas | ±0.015 pulgadas |
| Espesor de la pared | 0.025 5.0-pulgadas | 0.1 0.5-pulgadas |
| Peso de la parte | 0.1 onzas a 200 libras | 1 onzas a 70 libras |
| Tasa de producción | 20-200 piezas por día | 50-250 partes por hora |
| Costo de herramienta | $1,000- $25,000 | $15,000- $150,000 |
| Complejidad de la pieza | Muy complejo con socavones | Complejidad moderada, socavaduras limitadas |
| Aleaciones adecuadas | Más de 100 aleaciones, incluido acero y titanio. | Principalmente aleaciones de aluminio, magnesio y cobre. |
| Aplicaciones típicas | Álabes de turbinas, implantes médicos, válvulas | Pistones, culatas, carcasas |
| Costo por pieza | Superior ($5-$500) | Más bajo ($2-$50) |
| Tiempo De Espera | Semanas 2-8 | 4-12 semanas para las herramientas, luego producción rápida |
