Diseñado por Amado Crisógono Castro ChontaPerú- Lima, 2013 FUNDICIÓN A LA CERA PERDIDA Universidad Ricardo Palma Escuela Académico Profesional de Ingeniería Industrial Profesor: Amado Crisógono Castro Chonta Curso: Procesos de Manufactura I Laoratorio N! " 1. Objetivos • Conocer las técnicas del proceso de manufactura y las condiciones de operación de fundición a la cera perdida. • Conocer las ventajas y debilidades de este proceso de manufactura. • Conocer sus aplicaciones e importancia en la industria. 2. Fundamento teórico. Las técnicas del proceso de fundición a la cera perdida es uno de los más antiguos métodos conocidos por el hombre. Este proceso industrial de fundición a la cera perdida se desarrolló en los años 1!"#$" para obtener molduras de precisión para las industrias aeroespaciales y del automóvil. El proceso es %nico& por ra'ón de su habilidad para generar una pie'a con un elevado grado de e(actitud dimensional y acabado superficial& a la ve' )ue una libertad ilimitada en cuanto al diseño y al tamaño. *omando en cuenta )ue la primera fase consiste en reali'ar un modelo de la escultura en arcilla )ue se recubrirá con una fina capa de cera+ este modelo se recubre a su ve' con arcilla l,)uida o yeso& o cual)uier otra sustancia refractaria y se deja endurecer. Cuando se ha secado& se practica un orificio en la pared superior y otro en la inferior. Luego se lleva al horno eléctrico donde la cera se evapora y sale por los orificios practicados& dejando un espacio libre& )ue tiene la forma del modelo. Luego se rellena con la colada de bronce o cual)uier metal fundido )ue se vierte por el orificio superior. -na ve' enfriado el metal& se rompe la capa e(terior de arcilla. .i se desea obtener una escultura )ue no sea maci'a& debe utili'arse un alma interior también de materia refractaria& como la arena. Diseñado por Amado Crisógono Castro Chonta 3. Materiales y equipos a utilizar: /odelo de metal y de cera. 0rcilla refratária o yeso& cilindro de metal 1solidificación2 /á)uina de centrifugación e inyectora de cera. 3orno eléctrico. 4. etalles de la parte e!perimental 0 este proceso también llamado proceso de /icro fusión con la )ue se puede lograr la producción de pie'as iguales a partir de un modelo original. Este proceso consiste en modelar un modelo de cera& por ejemplo la caja de un reloj& una platina& un puente o cual)uier elemento )ue se )uiera producir. 0 este modelo de cera se une una especie de bebedero o árbol de cera y luego se recubre de arena refractaria )ue se solidifica dentro de un cilindro de metal. -na ve' )ue ha fraguado se introduce en un horno eléctrico en una posición )ue permita )ue por la temperatura se evapore la cera y el bebedero de cera& formando un patrón dentro del cilindro de la arena refractaria. En ve' de arena se puede utili'ar yeso& en este caso es necesario eliminar el aire por la operación de vació. Diseñado por Amado Crisógono Castro Chonta Entonces este cilindro se introduce en una má)uina de centrifugación donde se funde el metal a rellenar en el patrón de arena refractaria. Cuando se llega a la temperatura de fusión del metal& la má)uina introduce por inyección o centrifugación el metal en fase l,)uida y conforma el patrón del cilindro. -na ve' enfriado se reali'a el desmoldeo introduciéndolo en una po'a de agua& se retira el producto fundido& se pule y ya está lista la pie'a )ue previamente se modeló. "ste proceso se puede dividir en # etapas di$erentes: Matriz El proceso comien'a con la fabricación del modelo. Esta puede ser simple& de una figura operada manualmente hasta una matri' multicavidad operada en forma semiautomática. La matri' es el primer 4negativo4 donde se obtiene el primer 4positivo4 o modelo de cera. 5uede ser cual)uier pie'a e(istente o fabricarse uno para este objeto. 5uede hacerse directamente en metal o ser tallado en cera& y posteriormente sacar esta /atri' en metal. 0 partir de este /áster& se hace un molde de hule. El método más com%n consiste en forrar el máster con un hule especial& centrarlo dentro de un marco metálico y colocarlo en una prensa vulcani'adora. 6espués del vulcani'ado& se retira el hule y usando una técnica simple se corta en dos partes el molde. %nyección de &era Diseñado por Amado Crisógono Castro Chonta En la matri' se inyecta la cera con el objetivo de obtener un modelo con su correspondiente colada 1material fundido2 por cada pie'a )ue se desea obtener. La inyección de cera se hace con una má)uina especial 7inyectora de cera8& la )ue posee un reservorio para la cera. Esta provista de un regulador de temperatura adecuada para la 9nyección& a la inyectora se le aplica en su interior aire a presión con el objeto de )ue la cera fundida pueda ser e(tra,da de esta. En su e(terior tiene una válvula donde se ponen los moldes para llenarlos con cera. -na ve' fr,a la cera& se abre el molde y se saca la pie'a reproducida& repitiendo el ciclo hasta obtener la cantidad de pie'as re)ueridas. .obre una base de goma se pone un eje de cera y ser arma un árbol con las pie'as& soldando con un caut,n o espátula caliente& las diferentes pie'as de cera al eje %nvestido .obre la base de goma con su árbol de cera se monta un cilindro de acero llamado cubilete. 6espués se prepara el 9nvestimento& es un yeso refractario )ue se me'cla con agua. .e llena el cubilete con el árbol& )uedando este totalmente cubierto con 9nvestimento& se pone en una má)uina de vac,o para eliminar las burbujas de aire. 'orneado -na ve' solidificado el investimento& es necesario hacerle un proceso térmico 17cocido82 al cubilete o cilindro& )ue consiste en ponerlo en un horno especial para sacar o )uemar la cera y calentar el 9nvestimento Diseñado por Amado Crisógono Castro Chonta por algunas horas a la temperatura adecuada para hacer la colada de metal. Fusión El proceso de vaciado de metal se hace en una má)uina de vac,o o en má)uinas centr,fugas. La merma o perdida de metal en el proceso de fundición es de apro(imadamente de 1&: a ;&"< por =g de plata fundida cuando se trabaja con soplete de gas propano y o(,geno. Este proceso consiste en poner el cilindro caliente en el estan)ue de la má)uina )ue produce vac,o& se vierte el metal l,)uido en la cavidad dejada por la cera y el vac,o 7succiona8 al metal hacia el interior del cilindro. 0l enfriarse se retira el investimento ya inservible& se cortan las pie'as del árbol y comien'a otra etapa& el proceso de acabado terminando a mano o a má)uina. En resumen este es el proceso de manufactura forma de micro fusión a la cera perdida. Como resultado práctico& se ha transformado el árbol de cera en un árbol de metal. Este metal puede ser oro& plata u otro metal. #. &uestionario 1. 3acer un 6>5 del proceso de manufactura de fundición a la cera perdida y e(plicar cada operación. ;. ?3acer una ilustración es)uemática de la secuencia de operaciones para la fundición a la cera perdida@ A. ?En )ué ramas de la industria se puede aplicar con ventaja esta tecnolog,a@ !. ?Bué productos o instrumentos o pie'as se fabrican por este proceso de manufactura de fundición@ $. ?Bué avances tecnológicos han podido incursionar en esta tecnolog,a@ C. ?Cuáles son los fundamentos básicas de la fundición a la cera perdida@ :. ?Cómo se llama la pie'a )ue se coloca en el molde@ E(plicar su finalidad. D. E(plicar las ventajas y debilidades de este proceso de manufactura de fundición a la cera perdida. Diseñado por Amado Crisógono Castro Chonta . E(plicar las tolerancias )ue debe aplicarse al modelo de cera para obtener la pie'a )ue se desea. 1". 5resentar tres videos nuevos para producir pie'as metálicas por el proceso de manufactura de la cera perdida. 11. ?.e podrá manufacturar pie'as pe)ueñas y grandes en volumen y masa por este proceso@ .ustentar su e(plicación. (. )iblio*ra$+a • httpEFFGGG.raulybarra.comFnotijoyaFarchivosnotijoya$F$microfusionHjo yeria.htm • httpEFFGGG.fundalum.com.arFcortecolada.htm • GGG.susoleon.comF...FEsculturaHenHbronce.html • I.L. *imings& 7*ecnolog,a de la fabricación8& Editorial 0lfaomega& año ;""1. • 7/anufactura& ingenier,a y tecnolog,a& .. Jalpa=jian y ..I. .chmid. Editorial 5earson& $K edición& ;""D. Diseñado por Amado Crisógono Castro Chonta