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Metal fundido antes de la fundición.
Judenplatz Holocaust Memorial (Biblioteca sin nombre), por Rachel Whiteread . Molde de concreto de libros en los estantes de la biblioteca al revés

La fundición es un proceso de fabricación en el que generalmente se vierte un material líquido en un molde , que contiene una cavidad hueca de la forma deseada, y luego se deja solidificar. La parte solidificada también se conoce como pieza fundida , que se expulsa o se rompe del molde para completar el proceso. Los materiales de fundición suelen ser metales o varios materiales de fraguado del tiempo que se curan después de mezclar dos o más componentes; ejemplos son epoxi , hormigón , yeso y arcilla. La fundición se usa con mayor frecuencia para hacer formas complejas que de otro modo serían difíciles o antieconómicas de hacer con otros métodos. Los equipos pesados ​​como plataformas de máquinas herramienta, hélices de barcos, etc. se pueden fundir fácilmente en el tamaño requerido, en lugar de fabricar uniendo varias piezas pequeñas. [1]

El casting es un proceso de 7.000 años. El molde más antiguo que se conserva es una rana de cobre del 3200 a. C. [2]

Historia [ editar ]

Bailarina de Mohenjo-daro

A lo largo de la historia, la fundición de metales se ha utilizado para fabricar herramientas, armas y objetos religiosos. La historia y el desarrollo de la fundición de metales se remonta al sur de Asia (China, India, Pakistán, etc.). [3] Las tradiciones y religiones del sur de Asia dependían en gran medida de las estatuas y reliquias fundidas. [4] Estos artículos se fabricaban con frecuencia a partir de una aleación de cobre mezclada con plomo. [5] Desde el comienzo de la metalurgia, la mayoría de las piezas fundidas eran simples moldes de una o dos piezas hechos de piedra o cerámica. Sin embargo, hay evidencia de fundición a la cera perdida en numerosas civilizaciones antiguas. [4]

Las primeras civilizaciones descubrieron que el plomo ayudó a la fluidez del cobre fundido, lo que les permitió realizar diseños más intrincados. Por ejemplo, la bailarina de Mohenjo-daro es una fundición de aleación de cobre que probablemente utiliza la técnica de la cera perdida. [4] La fundición a la cera perdida se remonta al 4000 a. C. o al período Calcolítico. [4] Uno de los ejemplos más antiguos estudiados de esta técnica es un amuleto de 6.000 años de antigüedad de la civilización del valle del Indo . [6]

Se atribuye a la India como una de las primeras civilizaciones en utilizar métodos de fundición para producir monedas en masa. Hacia mediados del primer milenio a. C. (1000 a. C. - 1 a. C.), las monedas utilizadas estaban hechas de plata, pero a medida que avanzaba el milenio, las monedas cambiaron a una aleación de cobre fundido. [4] Se desarrolló una nueva tecnología para producir en masa las nuevas monedas de cobre. Se presentó un molde de plantilla de monedas apilable de varias piezas. Se colocaron varios moldes uno encima del otro en un cilindro de arcilla para que el metal fundido pudiera verterse por el centro, llenarse y solidificarse en los espacios abiertos. [4] Este proceso permitió producir cien monedas simultáneamente. [4]

En Oriente Medio y África Occidental, la técnica de la cera perdida se utilizó muy temprano en sus tradiciones metalúrgicas, mientras que China la adoptó mucho más tarde. En Europa occidental, se considera que las técnicas de cera perdida se han utilizado poco, especialmente en comparación con la de la civilización del valle del Indo. [4] No se encontraron piezas de cera perdida en la capital de Anyang durante la dinastía Shane (1600-1040 aC), mientras que se encontró una gran cantidad (100.000 piezas) de fragmentos de moldes. Esto llevó a la conclusión de que la cera perdida no se realizó en la capital durante esta dinastía. Sin embargo, el descubrimiento de una máscara hecha con molduras de inversión datadas alrededor del 1300 a. C. indicó que la técnica de la cera perdida puede haber influido en otras regiones de China. [7]

Los historiadores debaten el origen del desarrollo del cañón, pero la mayoría de la evidencia apunta a Turquía y Asia Central en los siglos XVIII y XIX. El proceso de fundición de un cañón es un poco más complejo con el uso de un núcleo de arcilla, una plantilla que tiene arcilla moldeada a su alrededor y luego se rompe, seguido de un ensamblaje en un pozo de fundición que implica unir la fundición con bandas de hierro. [4]

Tipos [ editar ]

Metal [ editar ]

En la metalurgia, el metal se calienta hasta que se vuelve líquido y luego se vierte en un molde. El molde es una cavidad hueca que incluye la forma deseada, pero el molde también incluye guías y elevadores que permiten que el metal llene el molde. Luego, el molde y el metal se enfrían hasta que el metal se solidifica. A continuación, la parte solidificada (la pieza fundida) se recupera del molde. Las operaciones posteriores eliminan el exceso de material causado por el proceso de fundición (como las guías y las contrahuellas).

Yeso, hormigón o resina plástica [ editar ]

El yeso y otros materiales de curado químico, como el hormigón y la resina plástica, se pueden moldear con residuos de un solo uso.moldes como se indicó anteriormente, moldes de "piezas" de uso múltiple, o moldes hechos de pequeñas piezas rígidas o de material flexible como caucho de látex (que a su vez está soportado por un molde exterior). Al moldear yeso u hormigón, la superficie del material es plana y carece de transparencia. A menudo, se aplican tratamientos tópicos a la superficie. Por ejemplo, la pintura y el grabado se pueden usar de manera que den la apariencia de metal o piedra. Alternativamente, el material se modifica en su proceso de fundición inicial y puede contener arena coloreada para dar una apariencia de piedra. Al fundir hormigón, en lugar de yeso, es posible crear esculturas, fuentes o asientos para uso en exteriores. Se puede hacer una simulación de mármol de alta calidad utilizando ciertas resinas plásticas fraguadas químicamente (por ejemplo, epoxi o poliésterque son polímeros termoendurecibles ) con piedra en polvo agregada para colorear, a menudo con varios colores trabajados. Este último es un medio común para hacer lavabos, encimeras de lavabos y duchas, con el trabajo experto de múltiples colores que resulta en patrones de manchas simulados como suele encontrado en mármol natural o travertino .

Fettling [ editar ]

Las piezas de fundición en bruto a menudo contienen irregularidades causadas por costuras e imperfecciones en los moldes, [7] así como puertos de acceso para verter material en los moldes. [8] El proceso de cortar, moler, rasurar o lijar estos trozos no deseados se denomina "desbarbado". [9] [10] En los tiempos modernos, los procesos robóticos se han desarrollado para realizar algunas de las partes más repetitivas del proceso de desbarbado, [11] pero históricamente los fettlers llevaban a cabo este arduo trabajo manualmente, [5] y a menudo en condiciones peligrosas para su salud. [12]

El apareamiento puede aumentar significativamente el costo del producto resultante, y los diseñadores de moldes buscan minimizarlo mediante la forma del molde, el material que se va a moldear y, a veces, mediante la inclusión de elementos decorativos. [13] [7]

Simulación del proceso de fundición [ editar ]

La simulación del proceso de fundición utiliza métodos numéricos para calcular la calidad de los componentes de fundición considerando el llenado, solidificación y enfriamiento del molde, y proporciona una predicción cuantitativa de las propiedades mecánicas de fundición, tensiones térmicas y distorsión. La simulación describe con precisión la calidad de un componente fundido desde el principio antes de que comience la producción. El aparejo de fundición se puede diseñar con respecto a las propiedades requeridas del componente. Esto tiene beneficios más allá de una reducción en el muestreo de preproducción, ya que el diseño preciso del sistema de fundición completo también conduce a ahorros de energía, material y herramientas.

El software ayuda al usuario en el diseño de componentes, la determinación de la práctica de fusión y el método de fundición hasta la fabricación de patrones y moldes, el tratamiento térmico y el acabado. Esto ahorra costes a lo largo de toda la ruta de fabricación de piezas fundidas.

La simulación del proceso de fundición se desarrolló inicialmente en universidades a principios de los años 70, principalmente en Europa y Estados Unidos, y se considera la innovación más importante en tecnología de fundición de los últimos 50 años. Desde finales de los 80, existen programas comerciales (como AutoCAST y MAGMA ) que hacen posible que las fundiciones obtengan una nueva perspectiva de lo que sucede dentro del molde o matriz durante el proceso de fundición.

Ver también [ editar ]

  • Fundición centrífuga (industrial)  : técnica de fundición que se utiliza normalmente para fundir cilindros de paredes delgadas.
  • Tapón de núcleo  : cierre para orificios de núcleo de fundición en arena en bloques de motor de combustión interna refrigerados por agua
  • Fundición a  presión: proceso de fundición de metales que se caracteriza por forzar el metal fundido a alta presión en una cavidad de molde.
  • Fundición de vidrio  : proceso en el que los objetos de vidrio se funden dirigiendo el vidrio fundido a un molde donde se solidifica.
  • Fundición a la  cera perdida: proceso industrial basado en la fundición a la cera perdida
  • Fundición de espuma perdida  : tipo de proceso de fundición de patrón evaporativo
  • Fundición a la cera perdida  : proceso mediante el cual se fabrica una escultura de metal duplicada a partir de una escultura original.
  • Moldeado (proceso)  : dar forma a un material líquido o plástico haciéndolo adaptarse a un molde más rígido
  • Fundición de yeso (procesos) [14] - Proceso de fundición en arena con uso de yeso para rellenar huecos
  • Fundición de moldes permanentes  : un proceso de fundición de metales que emplea moldes reutilizables.
  • Fundición rápida  : uso de la impresión 3D para crear patrones desechables
  • Fundición en arena  : proceso de fundición de metales que utiliza arena como material del molde.
  • Slipcasting  : una técnica de formación en cerámica

Referencias [ editar ]

  1. ^ Degarmo, E. Paul; Black, J T .; Kohser, Ronald A. (2003), Materiales y procesos en la fabricación (9ª ed.), Wiley, p. 277, ISBN 0-471-65653-4
  2. ^ Ravi, B. (2005), Fundición de metales: análisis y diseño asistido por computadora (1ª ed.), PHI, ISBN 81-203-2726-8
  3. ^ Davey, Christopher J. (2009). J. Mei; Th. Rehren (eds.). La historia temprana de la fundición a la cera perdida . Metalurgia y civilización: Eurasia y más allá . Londres. págs. 147-154.
  4. ↑ a b c d e f g h i Craddock, Paul T (8 de octubre de 2014). "Las tradiciones de fundición de metales del sur de Asia: continuidad e innovación". Revista India de Historia de la Ciencia . 50.1 : 55–82.
  5. ^ a b Jane L. Bassett; Peggy Fogelman; David A. Scott; Ronald C. Schmidtling (2008). El artesano revelado: Adriaen de Vries, escultor en bronce . Publicaciones Getty. págs. 269–. ISBN 978-0-89236-919-5.
  6. ^ Thoury, M .; et al. (2016). "Imágenes de alta dinámica espacial-fotoluminiscencia revela la metalurgia del primer objeto fundido a la cera perdida". Comunicaciones de la naturaleza. 7. doi: 10.1038 / ncomms13356.
  7. ↑ a b c Gordon Elliott (2006). Aspectos de la historia de la cerámica: una serie de artículos que se centran en el artefacto cerámico como evidencia del desarrollo cultural y técnico . Gordon Elliott. págs. 52–. ISBN 978-0-9557690-0-9.
  8. ^ B. Ravi (1 de enero de 2005). Fundición de metales: diseño y análisis asistidos por computadora . PHI Learning Pvt. Ltd. págs. 92–. ISBN 978-81-203-2726-9.
  9. ^ TF Waters (11 de septiembre de 2002). Fundamentos de fabricación para ingenieros . Prensa CRC. págs. 17–. ISBN 978-0-203-50018-7.
  10. ^ James T. Frane (1994). Diccionario ilustrado de términos de construcción del artesano . Craftsman Book Company. págs.  126 -. ISBN 978-1-57218-008-6.
  11. ^ El fundidor británico . 1986. p. 80.
  12. ^ Sidney Pollard (1993). Una historia del trabajo en Sheffield . Gregg Revivals. págs. 284-285. ISBN 978-0-7512-0215-1.
  13. ^ Hierro y acero . Louis Cassier. 1971. p. 80.
  14. ^ "Proceso de fundición de yeso" .

Lectura adicional [ editar ]

  • Campbell, John (2003), Casting (2.a ed.), Butterworth-Heinemann, ISBN 0-7506-4790-6.