Práctica 3 fundición

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Universidad Nacional Autónoma de México
Facultad de Ingeniería
Manufactura I
Practica #3
Fundición
Castro Bernal Carmen 
Flores Ríos Jorge Antonio
Grupo:1
28 de febrero de 2017
Semestre 2017-2
Práctica de fundición en arena verde
Objetivo
Que el alumno conozca el proceso de fundición, identifique los materiales necesarios para la realización de éste y reconozca sus aplicaciones en la industria. Así mismo pueda determinar las ventajas y desventajas de este proceso de manufactura.
Introducción
Uno de los procesos más viejos de la humanidad es la fundición de metal y verter los moldes que se rompen para remover la parte solidificada. Es barato y accesible para una gran variedad de piezas.
La fundición en arena es un proceso hecho a mano usado para cualquier clase de pieza de cualquier tipo de metal ferroso o aleación no ferrosa. El líquido se vierte y se distribuye por toda la cavidad, obteniendo una pieza que será pulida para su mejor presentación. Se puede usar arena verde (básicamente arena con pegamento) o arena sintética. Ambos tipos de arena son útiles pero la calidad recaerá en la habilidad del operador. Sus aplicaciones van es su mayoría a la industria automotriz, siguiendo a los muebles, iluminación y pequeñas estructuras arquitectónicas. Este proceso también es muy utilizado en piezas prototipo por su relativo bajo costo.
 Claro, las calidades de la pieza también dependerán de los tratamientos dados al metal antes de enfriar. A veces se bombea nitrógeno en aluminio líquido para remover hidrógeno, causante de porosidades. De todas maneras, todas las piezas son igualmente tratadas con un abrasivo. 
 Ciertas consideraciones a tomar en las piezas son: los ángulos de barrido, las rebabas, mantener una corriente correcta del líquido y conocer todo sobre el metal a enfriar ya que disminuye su volumen conforme se enfría.
Los costos para producción son baratos, el verdadero gasto proviene de la energía a gastar por mantener el metal derretido. Los moldes pueden hacerse de unicel y su ciclo de tiempo de trabajo es moderado, pero dependerá mucho del tamaño y complejidad de la pieza. La fundición toma menos de 30 minutos pero los procesos consecuentes demoran el tiempo. En cuestión de impacto ambiental es poco sin tomar en cuenta la fundición y su energía
Materiales
· Lingote de aluminio
· Arena con aglutinante 
· Cajas de molde 
· Palas 
· Cucharas 
· Apisonadores 
· Tubos 
· Talco Industrial 
· Moldes de Aluminio
Desarrollo
Etapas principales del proceso de fundición
· Preparación del metal fundido 
El metal se calentara a temperatura de fusión, es decir, se reducirá del estado sólido al líquido. Esta operación puede realizarse en un horno de combustible, en un horno de cubilote, en un horno de crisol o en un horno eléctrico. En el caso del horno de crisolse utilizan sobre todo para metales no ferrosos cuyo punto de fusión es menor a 1000 °C, y cuando la producción requerida es limitada. Son hornos de ciclo discreto cuya capacidad está limitada por el tamaño del crisol, en general, usan gas como combustible (solamente en limitadas ocasiones emplean diésel o petróleo) y, en general, no se emplean para grandes volúmenes de producción.
· Moldeo
El modelo es la pieza que se pretende reproducir, pero con algunas modificaciones derivadas
de la naturaleza del proceso de fundición:
Debe ser ligeramente más grande que la pieza final, ya que se debe tener en cuenta la
contracción de la misma una vez se haya enfriado a temperatura ambiente. El porcentaje de
contracción estará asociado con el material a vaciar en el molde. Como ya ha sido mencionado,
a esta dimensión se debe dar una sobre medida en los casos en el que se dé un proceso
adicional de maquinado o acabado por arranque de viruta.
Las superficies del modelo deberán respetar unos ángulos mínimos con la dirección de
desmoldeo (la dirección en la que se extraerá el modelo), con objeto de no dañar el molde de
arena durante su extracción. Este ángulo se denomina ángulo de salida, que generalmente es
del orden de 0.5º a 2º.
· El sistema de vaciado es la ruta utilizada para introducir el metal fundido a la cavidad del molde e implica una serie de factores.
1. El Metal debe entrar en la cavidad con la menor turbulencia posible en o cerca del parte inferior de la cavidad del molde.
2. La erosión de las superficies de paso o de la cavidad debe evitarse mediante el control del flujo de metal o por el uso de núcleos de arena seca. 
3. El Metal debe entrar en la cavidad de tal manera que exista una solidificación direccional, si es posible. La solidificación debe darse desde la superficie del molde hacia el metal más caliente, de esta manera siempre habrá metal fundido disponible para compensar las contracciones.
4. Se debe impedir la entrada escorias y partículas extrañas en la cavidad del molde.
· Desmoldeo
El desmoldeo implica la destrucción del molde y la extracción de la pieza. En el desmoldeo también debe retirarse la arena del macho. Toda esta arena es comúnmente reciclada (esto dependerá de la técnica de aglomerado utilizada) para la producción de nuevos moldes.
· Limpieza y Desbarbado
El desbarbado consiste en la eliminación de los conductos de alimentación, mazarota y rebabas procedentes de la línea de partición y de las regiones de acoplamiento de los corazones. Durante el acabado y limpieza se eliminan los restos de arena adheridos. Posteriormente, la
pieza puede ser maquinada o sufrir algún tipo de tratamiento térmico que garantice las
propiedades requeridas.
Ventajas y desventajas de la fundición como método de manufactura
	Ventajas
· La fundición se puede usar para crear partes de geometría compleja (figura 2.2)
· Algunos procesos de fundición pueden producir partes de forma neta que no requieren
· operaciones subsecuentes para llenar los requisitos geométricos y dimensionales de la
· pieza.
· Se puede usar la fundición para producir partes muy grandes. Se han fabricado piezas
· fundidas que pesan más de 100 toneladas.
· El proceso de fundición puede realizarse en cualquier metal o aleación que pueda
· calentarse y pasar al estado líquido. En este caso el proceso está limitado a materiales con
· temperaturas de fusión menores a los 1750 °C, por lo que los metales refractarios no son
· procesados mediante estas técnicas.
· La factibilidad de aproximarse a la geometría y dimensiones finales vuelve a los procesos
· de fundición una opción muy económica en el caso de que el diseño conlleve a una
· geometría irregular.
Desventajas 
· El modelo es destruido en el proceso.
· Los modelos son más delicados de manejar.
· El proceso no puede ser usado con equipos de moldeo mecánico.
· No puede ser revisado oportunamente el modelo de la cavidad. 
En la practica 
1.- La arena se colocara en un mezclador dónde se ha de revisar el estado de la misma, agregando agua y bentonita con el fin de que al ser comprimida no se deshaga fácilmente.
2.- Una vez obtenida la consistencia deseada de la arena se procede a cernir la arena, tomando en cuenta que dependiendo del tamaño de los huecos logrará que la arena sea más fina y por ende la pieza final tenga un mejor 
acabado. 
3.- Se busca un lugar plano para colocar la semicaja inferior del molde y en medio de esta se pone la pieza modelo, la cual se recubre con una capa fina de talco industrial para que así el material no se pegue con la arena y sea difícil desprenderlo. Al mismo tiempo de coloca el lingote de aluminio en el crisol y se lleva al horno para empezar con la fundición.
4.-Después de ello se colocar una capa de arena y se aplana con las manos buscando que la pieza modelo no se mueva, se sabrá que el objetivo se ha cumplido cuando se intente hacer un hueco con el dedo y no se logre, entonces se procederá a utilizar el apisonador con el fin de comprimir aún más la arena. Después se llenará al tope la semicaja realizando lo antes descrito. 
5.- Se da vuelta a la semicaja inferior 
.-Despues de retirar la arena de la caja de moldeado,se libera nuestra pieza final, la cual se puede someter a cierto tipo de maquilados con el fin de quitar el mayor número de asperesas posibles.
Conclusiones
El proceso de fundición siendo uno de los más antiguos sigue siendo muy utilizado puesto que hay otros procesos, como el torneado o el forjado que no pueden lograr ciertas geometrías. 
En nuestra práctica podemos observar que los resultados de la pieza no fueron los deseados, esto se debe a varios factores, entre ellos que la arena no era tan fina, que nuestro compañero de equipo hizo que la caja y la arena tuvieran ciertas vibraciones puesto que apisonó antes de tiempo y que al momento de colar el aluminio en las cajas no se hizo de una manera uniforme, el aluminio calló en chorros, lo cual ocasionó que el enfriamiento de la pieza no fuera uniforme y por lo tanto este se chupara creando deformidades en la pieza.
Bibliografía 
-. (-). CAPÍTULO 2 MÉTODOS DE FUNDICIÓN O COLADA. febrero 27,2017, de Universidad Nacional Autónoma de México. Sitio web:
http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.100/2548/05-MPM-Cap2-Final.pdf?sequence=5
Galván,H.. (2009). Procesos de moldeo para fundir piezas en aluminio. febrero 27,2017, de Instituto Politécnico Nacional Sitio web:
http://tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/4570/1/PROCESOSMOLDEO.pdf