La fundición en molde cerámico , también conocida de forma ambigua como moldeo cerámico , [1] es un grupo de procesos de fundición de metales que utilizan cerámica como material de molde . Es una combinación de fundición en molde de yeso y fundición de inversión . [2] [3] Existen dos tipos de fundición en molde cerámico: el proceso Shaw y el proceso Unicast . [4]
Estos procesos de fundición se utilizan comúnmente para fabricar herramientas , especialmente matrices de forja , pero también matrices de moldeo por inyección , matrices de fundición a presión , moldes de vidrio , matrices de estampación y matrices de extrusión . [3]
ElProceso Shaw , también conocido comoEl proceso Osborn-Shaw utiliza una mezcla derefractario,silicato de etilohidrolizado ,alcoholy unagentegelificantematrazy se utiliza un patrón reutilizable (es decir,el elemento utilizado para crear la forma del molde). La suspensión se endurece casi inmediatamente hasta un estado gomoso (la consistencia delcaucho vulcanizado). A continuación, se retiran el matraz y el patrón. A continuación, se utiliza un soplete para encender el molde, lo que hace que la mayoría de los volátiles se quemen y se formenmicrogrietas(grietas microscópicas). Estas grietas son importantes porque permiten que escapen los gases al tiempo que impiden que el metal fluya a través de ellas; también facilitany contraccióntérmicala solidificación y la contracción. Después de la quema, el molde se hornea a 1800 °F (980 °C) para eliminar los volátiles restantes. Antes de verter el metal, el molde se precalienta para controlar la contracción.[2][3]
El proceso Unicast es muy similar al proceso Shaw, excepto que no requiere que el molde se encienda y luego se cure en un horno. En cambio, el molde se cura parcialmente para que se pueda retirar el patrón y luego se cura por completo cociéndolo a aproximadamente 1900 °F (1040 °C). Si se funde un metal con un punto de fusión bajo, se puede omitir la cocción, porque el molde tiene suficiente resistencia en el "estado verde" (sin cocer). [5]
Las principales ventajas de los moldes cerámicos son: un patrón reutilizable (el elemento utilizado para crear la forma del molde), un excelente acabado superficial , tolerancias dimensionales estrechas , secciones transversales delgadas y se pueden fundir formas intrincadas. Para socavados y otras características difíciles de fundir, parte del patrón se puede hacer a partir de cera junto con un patrón estándar; esencialmente utilizando técnicas de fundición de moldes cerámicos y de inversión juntas. Las principales desventajas son: solo es rentable para tiradas de producción de tamaño pequeño a mediano y la cerámica no es reutilizable. Los metales ferrosos y no ferrosos de alta temperatura se funden más comúnmente con estos procesos; otros materiales fundidos incluyen: aluminio, cobre, magnesio, titanio y aleaciones de zinc. [1] [2] [4]
Los límites de peso son de 100 gramos a varios miles de kilogramos (3,5 oz a varias toneladas). Se pueden lograr secciones transversales tan delgadas como 1,3 mm (0,051 in), sin límite superior. Las tolerancias típicas son 0,1 mm para los primeros 25 mm (0,005 in para la primera pulgada) y 0,003 mm por cada mm adicional (0,003 in por cada in adicional). Normalmente se requiere un ángulo de inclinación de 1°. El acabado superficial típico es de 2 a 4 um (75 a 150 uin) RMS. [2]