Fundición a presión de aluminio en Poznań: piezas de serie de precisión y prototipos

La fundición a presión de aluminio es un método para series repetibles de piezas precisas de pared delgada: la aleación líquida se inyecta en un molde de acero a alta velocidad y se comprime a alta presión hasta solidificarse. El molde de presión es la herramienta más cara de la fundición de aluminio, por eso el diseño se verifica en prototipos fabricados con otro método antes de encargarlo. Explicamos cuándo compensa una serie, cómo pasar del prototipo a la producción y qué precisión cabe esperar.

En resumen

• La fundición a presión compensa en series que suelen superar las miles de piezas al año, ya que el coste del molde se reparte entre muchas piezas.
• La precisión típica de una pieza fundida a presión en bruto corresponde a las clases DCTG 5–7 según ISO 8062-3, y la rugosidad, a unas Ra 0,8–1,6 µm.
• Antes de fabricar el molde, los prototipos suelen ser una impresión 3D, una pieza mecanizada a partir de material macizo o una pieza fundida en arena o en coquilla.
• Las características típicas de la fundición a presión – paredes delgadas, porosidad, tensiones – solo se confirman con piezas del molde definitivo.
• Fundimos a presión aleaciones de aluminio en series de hasta 100 000 uds. al año, en nuestra planta de Janikowo, cerca de Poznań.

Cómo funciona la fundición a presión de aluminio

El aluminio se funde a presión en máquinas de cámara fría. Una porción de aleación líquida llega a la cámara y el pistón la inyecta en el molde: primero despacio, para llenar la cámara sin turbulencias, y después a gran velocidad, de modo que la cavidad se llena en una fracción de segundo. Al final, la máquina mantiene una presión de compactación alta que alimenta la pieza durante la solidificación. Tras abrir el molde, los expulsores retiran la pieza y el ciclo vuelve a empezar; suele durar desde unos diez segundos hasta 1–2 minutos, según el tamaño de la pieza.

El molde de presión está fabricado con acero para herramientas de trabajo en caliente. Dispone de canales de temperado, sistema de colada, rebosaderos y venteos, y con frecuencia también correderas móviles para formar los orificios laterales. Así, la fundición a presión permite fabricar carcasas y tapas complejas de pared delgada que en coquilla o en molde de arena serían difíciles o imposibles de obtener.

Piezas en serie – cuándo compensa la fundición a presión

La rentabilidad depende de la relación entre el coste del molde y el número de piezas. El molde de presión es lo más caro, pero el ciclo corto y el escaso mecanizado reducen el coste de cada pieza. Cuanto mayor es la serie, menor es el peso del molde en el precio de la pieza. Comparación de tres métodos de fundición de aluminio:

Tecnología	Coste de utillaje	Serie típica	Precisión (ISO 8062-3)	Rugosidad de la pieza en bruto
Molde de arena	el más bajo (modelo y cajas de machos)	prototipos, piezas sueltas, series cortas	DCTG 9–12 (moldeo manual), 7–9 (a máquina)	Ra aprox. 4–10 µm
Coquilla	medio	series cortas, medias y grandes	DCTG 6–8	Ra aprox. 4–6 µm
Fundición a presión	el más alto	series grandes: miles y decenas de miles de piezas al año	DCTG 5–7	Ra aprox. 0,8–1,6 µm

Los valores son típicos de aleaciones de aluminio en producción en serie, según ISO 8062-3 y el manual «Odlewnictwo» (M. Perzyk y otros, WNT). Si la demanda anual es pequeña o el diseño puede cambiar todavía, lo más razonable es empezar con coquilla o molde de arena. La comparación detallada la encontrará en el artículo fundición en coquilla vs. fundición a presión, y los componentes del precio, en el texto cuánto cuesta una pieza de fundición de aluminio.

Prototipos de piezas fundidas a presión

La fabricación del molde de presión suele tardar de unas pocas a varias semanas y es la etapa más cara del proyecto, por lo que conviene verificar antes la forma y la función de la pieza. En la práctica se utilizan tres tipos de prototipos:

• Impresión 3D – control rápido de forma, montaje y ergonomía. No es apto para ensayos de resistencia.
• Mecanizado a partir de material macizo – prototipo metálico para ensayos de montaje y funcionales. Sin embargo, el material (p. ej., una aleación para conformado plástico) tiene propiedades diferentes a una aleación de fundición.
• Pieza fundida en arena o en coquilla – prototipo en aleación de fundición, útil para ensayos funcionales y mecanizado. Tiene una microestructura distinta y tolerancias más amplias que una pieza fundida a presión, y durante los ensayos las paredes muy finas suelen engrosarse.

Ningún prototipo reproduce todas las características de una pieza fundida a presión: porosidad, tensiones o el comportamiento de las paredes delgadas. Solo las primeras piezas fundidas en el molde definitivo las confirman. Por eso, el mayor ahorro se consigue con un análisis minucioso del diseño antes de encargar el molde.

Qué revisar en el diseño antes de encargar el molde

• ángulos de desmoldeo en las paredes paralelas a la dirección de apertura del molde,
• espesores de pared uniformes y radios en las esquinas, sin engrosamientos locales donde se forman rechupes,
• la posición del plano de partición y de los lugares para expulsores, bebederos y rebosaderos,
• socavados y orificios laterales que requieren correderas y encarecen el molde,
• superficies funcionales y bases para mecanizado: sobremedidas solo donde sean necesarias.

Las reglas de diseño que reducen el coste y el número de piezas defectuosas las hemos reunido en guía de diseño de piezas fundidas de aluminio.

Qué precisión cabe esperar de una pieza fundida a presión

De entre la fundición en arena, en coquilla y a presión, esta última ofrece las tolerancias más estrechas: normalmente clases DCTG 5–7 según ISO 8062-3, aunque la clase DCTG 5 se acuerda caso por caso. Para una cota de 100 mm, esto supone una tolerancia de aprox. ±0,28–0,55 mm. Las cotas que atraviesan el plano de partición tienen una desviación adicional del orden de 0,1–0,15 mm.

Las superficies de ajuste, de estanqueidad y de referencia suelen mecanizarse. Los sobremedidas en la fundición a presión son pequeños, ya que bajo la capa superficial densa pueden existir poros; un mecanizado demasiado profundo podría dejarlos al descubierto. Cómo elegir la clase de tolerancia y el sobremedida lo explicamos en el artículo sobre tolerancias de las piezas fundidas según ISO 8062-3.

Fundición a presión de aluminio en Poznań: cómo trabajamos

Nuestra fundición está en Janikowo, cerca de Poznań, a unos 9 km del centro de la ciudad. Fundimos exclusivamente aleaciones de aluminio, y por el método de presión, en series de hasta 100 000 uds. al año.

• Moldes diseñamos con CAD/CAM con simulación del flujo de la aleación, y fabricamos los utillajes en acero para herramientas en nuestras propias máquinas CNC, en nuestro departamento de utillaje.
• Fundición se realiza en una línea automatizada con control de temperatura, presión y tiempo de ciclo, y monitorización de parámetros en tiempo real.
• Aleaciones para fundición a presión: EN AC-46200, EN AC-46500 y EN AC-47100 según PN-EN 1706.
• Mecanizado y acabado – centros CNC de 3 y 5 ejes, tornos automáticos CNC, rectificado, pulido y lacado en polvo en colores RAL.
• Calidad – sistemas ISO 9001:2015 e ISO 14001:2015, certificados de TÜV Rheinland Polska.

Las visitas a la planta y la recogida de piezas fundidas son posibles previa cita. Entregamos las piezas fundidas en Polonia y en el extranjero.

Preguntas frecuentes

Presupuesto de piezas de fundición a presión

Envíe un modelo 3D, el plano con tolerancias y la cantidad anual prevista; con esa información prepararemos el presupuesto. Encontrará más información sobre la tecnología en la página fundición a presión de aluminio, y la lista de datos necesarios en la guía cómo preparar una solicitud de oferta a una fundición. Solicite un presupuesto.