La fundición a la cera perdida es una técnica utilizada para producir piezas metálicas muy precisas y con formas intrincadas. La elección del material del molde es crucial para la calidad del producto final. Dos materiales comunes son el vidrio soluble y el sol de sílice, cada uno con ventajas específicas en función de factores como el acabado superficial, la precisión dimensional y el tipo de metal que se va a fundir.
Introducción a la fundición de precisión
La fundición por inversión, también conocida como el proceso de cera perdida, consiste en crear un molde a partir de un modelo (normalmente de cera), que luego se recubre con un material refractario para formar una cáscara. Una vez que la cáscara se solidifica, se obtiene la pieza deseada vertiendo metal fundido en la cavidad del molde y eliminando el modelo por fusión.
Un factor clave para determinar la calidad final de la pieza fundida es la cáscara de fundición, también llamada molde. La elección del material del molde influye en aspectos como la precisión de la fundición, el acabado superficial y la resistencia del molde. Entre los distintos materiales disponibles, el silicato de sodio (water glass) y el sol de sílice son dos opciones ampliamente utilizadas, cada una con propiedades particulares.
Fundición de inversión de vidrio de agua
El vidrio soluble (también conocido como silicato de sodio) es un compuesto inorgánico que se ha utilizado en la fundición a la cera perdida durante muchos años. Es una sustancia adaptable que funciona bien en diversas aplicaciones de fundición.
Características principales de la fundición de inversión de vidrio de agua:
- Composición:El vidrio soluble suele estar compuesto de silicato de sodio y arena de sílice. La mezcla se combina para formar una suspensión, que luego se aplica al modelo para formar el molde.
- Resistencia del molde:Los moldes de vidrio de agua tienen reputación de ser extremadamente fuertes y resistentes a altas temperaturas.
- Superficie de fundición:El acabado superficial de las piezas fundidas de vidrio al agua es generalmente bueno, pero puede requerir procesos de acabado adicionales para cumplir con ciertos estándares.
- Aplicaciones:Metales como el bronce, el latón y el aluminio, con puntos de fusión más bajos, se funden frecuentemente con vidrio soluble. También se utiliza en aplicaciones donde la resistencia del molde y la resistencia al calor son cruciales.
Ventajas de la fundición de inversión de vidrio de agua:
- Rentable:Los moldes de vidrio de agua son menos costosos en comparación con los moldes de sol de sílice, lo que los convierte en una opción popular para la producción a gran escala.
- Buena resistencia del molde:El vidrio de agua proporciona una alta resistencia al molde y una excelente resistencia al calor, lo que es ideal para fundir metales con puntos de fusión más bajos.
- Adecuado para piezas grandes:La fundición de vidrio acuoso permite manipular piezas más grandes sin comprometer la integridad del molde.
Limitaciones de la fundición de vidrio de agua:
- Acabado de la superficie inferior:Si bien el acabado de la superficie es generalmente bueno, es posible que no cumpla con los estrictos requisitos para ciertas aplicaciones de alta precisión.
- Precisión limitada:La fundición de vidrio soluble puede no ser adecuada para diseños extremadamente intrincados o piezas con tolerancias ajustadas.
Fundición de inversión con sol de sílice
El sol de sílice (también conocido como sílice coloidal) es un material más avanzado utilizado para la fundición de inversión, que ofrece mayor precisión y un acabado de superficie más suave que el vidrio de agua.
Características principales de la fundición de inversión con sol de sílice:
- Composición:El sol de sílice se fabrica a partir de nanopartículas de sílice suspendidas en agua. El patrón suele recubrirse con una suspensión de este material y arena fina de sílice.
- Resistencia del molde:Los moldes de sol de sílice son extremadamente resistentes y soportan altas temperaturas. Son especialmente útiles para la fundición de metales con alto punto de fusión, como acero inoxidable, superaleaciones y titanio.
- Superficie de fundición:Los moldes de sol de sílice producen piezas fundidas con un excelente acabado superficial y detalles más finos en comparación con los moldes de vidrio de agua.
Aplicaciones: Las aplicaciones de alta precisión, como los componentes médicos, automotrices y aeroespaciales, son las más adecuadas para la fundición de inversión en sol de sílice.
Ventajas de la fundición de inversión con sol de sílice:
- Acabado superficial superior:El sol de sílice reduce la necesidad de realizar procedimientos de acabado posteriores al colado que requieren mucho trabajo al ofrecer un acabado de superficie mucho más fino.
- Alta precisión:La fundición en sol de sílice es perfecta para artículos complejos y detallados porque proporciona una precisión dimensional excepcional.
- Excelente para metales de alto punto de fusión:El sol de sílice es especialmente adecuado para la fundición de metales con alto punto de fusión, como acero inoxidable, titanio y superaleaciones.
Limitaciones de la fundición de inversión con sol de sílice:
- Mayor costo:Debido al mayor costo de los materiales y al proceso de fabricación de moldes más complejo, la fundición de inversión con sol de sílice suele ser más cara.
- Rango de tamaño limitado:Los moldes de sol de sílice son más adecuados para piezas más pequeñas y de alta precisión que para fundiciones más grandes.
Comparación entre la fundición de vidrio soluble y la fundición de inversión con sol de sílice
En base a criterios importantes, la siguiente tabla compara la fundición de inversión con vidrio de agua y sol de sílice:
| Propiedad | Fundición de inversión de vidrio de agua | Fundición de inversión con sol de sílice |
| Material del molde | Silicato de sodio y arena de sílice | Sílice coloidal y arena de sílice fina |
| Precisión de fundición | Moderado | Alto |
| Acabado de la superficie | Bueno, puede requerir acabado. | Excelente, se necesita un acabado mínimo. |
| Costo | Menor costo | Mayor costo |
| Resistencia a la temperatura | Bueno para metales con puntos de fusión más bajos | Excelente para metales de alto punto de fusión. |
| Tamaño de la pieza | Adecuado para piezas más grandes | Adecuado para piezas más pequeñas e intrincadas. |
| Aplicaciones comunes | Aluminio, latón, bronce | Acero inoxidable, titanio, superaleaciones |
| Fortaleza | Alta resistencia del molde | Muy alta resistencia del molde |
| Tolerancias | Moderado | Tolerancias estrictas |
Cómo elegir el método de fundición adecuado a sus necesidades
Cuándo elegir la fundición de inversión de vidrio de agua:
- Rentable:Si trabaja con un presupuesto limitado o produce una gran cantidad de piezas con diseños menos complejos, la fundición de inversión de vidrio de agua puede brindar una solución rentable.
- Metales con punto de fusión más bajo:El vidrio de agua es ideal para fundir metales como aluminio, latón y bronce, que no requieren la resistencia extrema al calor del sol de sílice.
- Piezas más grandes:Si su aplicación implica piezas más grandes, la fundición de inversión de vidrio soluble proporciona la resistencia y durabilidad necesarias sin las limitaciones del tamaño de las piezas.
Cuándo elegir la fundición de inversión con sol de sílice:
- Alta precisión y detalles finos:Para aplicaciones que requieren tolerancias estrictas, alta precisión y detalles finos, como las de la industria aeroespacial o la medicina, el sol de sílice es la opción ideal.
- Metales de alto punto de fusión:El sol de sílice se prefiere para fundir metales con puntos de fusión más altos, como acero inoxidable, titanio y superaleaciones.
- Acabado superficial superior:Si es fundamental lograr un acabado de superficie liso y de alta calidad, la fundición de inversión con sol de sílice es la mejor opción.
Aplicaciones del vidrio soluble y el sol de sílice en la fundición de inversión
Aplicaciones de fundición de inversión de vidrio de agua:
- Piezas de automoción:El vidrio soluble se utiliza comúnmente para fundir componentes automotrices, como bloques de motor, soportes y carcasas hechas de aluminio y otros metales no ferrosos.
- Maquinaria industrial:Las piezas industriales de gran tamaño, como bombas, válvulas y engranajes, suelen fabricarse mediante fundición de vidrio soluble.
- Fabricación general:La fundición de vidrio soluble se utiliza ampliamente en la producción de piezas de ingeniería general que no requieren una precisión extrema.
Aplicaciones de fundición de inversión con sol de sílice:
- Aeroespacial:La fundición con sol de sílice se utiliza para producir álabes de turbinas, álabes guía de toberas y otros componentes críticos en motores a reacción fabricados con aleaciones de alto rendimiento.
- Dispositivos médicos:El sol de sílice es ideal para la fundición de implantes médicos e instrumentos quirúrgicos complejos, donde la precisión y el acabado de la superficie son primordiales.
- Piezas de rendimiento automotriz:Los componentes de motores de alto rendimiento, incluidos los colectores de escape y los cuerpos de válvulas, a menudo se funden utilizando sol de sílice por su calidad de superficie y precisión superiores.