Otros procesos de moldeo

1.- MOLDEO EN CÁSCARA

 

            El moldeo en cáscara, también conocido como SHELL-MOULDING, se lleva a cabo por un procedimiento curioso.

 

            Se parte mezclando arena con resina para, a continuación, ponerla en contacto con la placa modelo que previamente habremos calentado a una temperatura de 250ºC. La resina que lleva la arena, al quedar en contacto con la placa modelo caliente, va a aglomerar a la arena alrededor de la placa modelo, quedando un molde en forma de cáscara que separaremos del modelo.

 

            En este proceso de moldeo, la arena tiene que estar libre de humedad y tener un alto contenido en sílice (extrasilicosas), ya que aquí, el aglutinante, es la resina.

 

            En este proceso, los modelos deben ser buenos conductores del calor, resistir los cambios de temperatura,…, por lo que se suelen ser de fundición.

 

            Las máquinas utilizadas en el moldeo en cáscara realizan las siguientes operaciones:

 

·        Calibrar la placa

·        Extender agentes de desmoldeo (siliconas)

·        Colocar la placa modelo sobre un depósito con arena y resina

·        Invertir ese depósito para que caiga la arena

 

            Las ventajas que presenta este proceso son:

 

·        Las piezas obtenidas son de gran precisión, sobre todo en relación con el moldeo en arena

·        Los moldes son muy ligeros (una décima parte de los del moldeo en arena) y no necesitan caja

·        Los machos son huecos y porosos

·        Las piezas son muy homogéneas

·        Los moldes se consiguen rápido

·        Necesitamos poco espacio

·        Es un proceso que, una vez puesto en marcha, no necesita mano de obra experta

 

            Los inconvenientes de este tipo de moldeo son:

 

·        Los útiles son caros

·        Los aglutinantes de resina son más caros que la arcilla

·        La placa modelo tiene que ser siempre metálica para ser conductoras y, por tanto, más caras

 

 

2.- MOLDEO AL CO2

 

            Es un moldeo que trata de endurecer moldes y machos sin necesidad de aportes de calor. Se emplean arenas extrasilicosas, siendo el aglomerante el silicato sódico hidratado (Na2OSiO2·XH2O). El molde se hace pasar a través de una corriente de CO2, reaccionando este con el silicato sódico y el agua.

 

            Esta reacción da como resultado un carbonato de sodio y un gel de sílice, que es el elemento fundamental como aglutinante de la arena. El silicato sódico es un compuesto y, como tal, está formado por varios elementos: sílice, agua y óxido de sodio.

 

            En este proceso se introducen los desmoronantes, que son unos elementos que facilitan el desmoldeo. Suelen ser melazas, dextrinas, negros minerales,…

 

            Otros elementos que también se adicionan durante este proceso son los aditivos.

 

            Los modelos y las cajas utilizadas pueden ser los mismos que para el moldeo en arena. Es recomendable no utilizar barnices para los modelos, ya que podrían reaccionar con los aglutinantes.

 

            El CO2 se encuentra en estado líquido (licuado) en una botella sometida a presión. Esta presión debe estar regulada a la salida de la botella por un manómetro con un manorreductor para reducir la presión de salida a unos 15 Kg/cm2, que es la recomendada. La salida del gas se produce a través de un sistema con una ventosa de caucho o, en último extremo, introduciendo una aguja. Esa operación dura unos 15-30 segundos, dependiendo del tamaño de la pieza.

 

            No es conveniente pasarse del tiempo recomendado, ya que debilitaríamos la acción aglutinadora del CO2.

 

            Las ventajas de este tipo de moldeo son:

·        Los machos no tienen que estar cocidos ni necesitan ser tan duros

·        Se logra una gran perfección de cotas

·        Es un proceso rápido, sencillo y eficaz

·        Los medios necesarios son baratos

 

            El principal inconveniente de este sistema es que la arena empleada es prácticamente irrecuperable.

 

3.- MOLDEO A LA CERA PERDIDA

 

            Es el método de moldeo más antiguo que se conoce, ya que los egipcios ya moldeaban con este sistema pero, sobre todo, los romanos van a ser los que lo lleven a su mayor esplendor.

 

            Una idea es que se pueden obtener figuras de cualquier tamaño para cualquier metal y con una tolerancia de cotas del orden de 0’1 mm.

 

            En primer lugar se realiza un modelo en cera que, posteriormente, se recubre con una capa de una mezcla de yeso y arena silicosa. En tercer lugar, y una vez que se ha secado al aire ese modelo y su envoltura, se cuece en el horno, donde esa cera del modelo se desprende, quedándonos el recubrimiento en yeso que, en su interior, tiene el molde.

 

            Actualmente se emplea para obtener piezas de poco tamaño en series que van a quedar con un muy buen acabado superficial y sin necesidad de ser sometidas a un mecanizado posterior.

 

            El proceso actual sería construir un modelo patrón en latón o bronce, teniendo en cuenta que la cera al enfriarse va a sufrir una contracción al igual que el metal y también las dilataciones que sufren los moldes metálicos.

 

            Con ese modelo, se moldea una coquilla en un metal en dos partes que encajen una en otra. Después vamos a colar ese metal y, una vez solidificado se rompe el molde y queda la pieza terminada. También se pueden construir las coquillas en acero.

 

            Una vez construidas las coquillas, se conecta el conducto de alimentación por donde va a entrar la cera fundida procedente de una prensa que la inyecta hasta llenar la coquilla.

 

            Una vez consolidada la cera, se abre la coquilla y desmoldamos.

 

            Cuando las piezas son pequeñas, se hacen varias piezas a la vez en racimos. Estas piezas están conectadas unas con otras por donde entra el metal. Estos racimos se recubren con una mezcla de sílice, arena y yeso son una capa muy fina.

 

            Esos racimos con su capa se introducen en una caja de acero inoxidable que llenamos de una arena provista de un aglutinante que se comprime mediante un sistema vibratorio y, a continuación, se introduce la caja en un horno que suele estar dividido en partes. En la primera se alcanzan los 100 ºC para fundir la cera, que es recogida al caer por unos canalillos. Después se pasa a una segunda parte del horno donde la temperatura asciende hasta los 1000 ºC, donde la arena termina de endurecerse y, a continuación, vertemos el metal en los moldes. Se deja enfriar y la operación termina sin necesidad de mecanizados en las piezas.

 

4.- MOLDEO MERCAST

 

            Se puede considerar como una variante del moldeo a la cera perdida, donde se obtienen piezas con tolerancias del orden de micras.

 

            El primer paso es la fabricación de modelos patrón y medios moldes metálicos con placa intermedia. El siguiente paso es llenar esa coquilla, que previamente ha sido fijada, con mercurio en lugar de cera. El tercer paso sería introducir los moldes en un baño de acetona a una temperatura inferior a -75 ºC, ya que a esa temperatura el mercurio es sólido. A continuación, sacamos los moldes del baño, les quitamos la placa de acoplamiento y, con cuidado, ponemos en contacto los dos medios moldes de mercurio, que quedarán perfectamente soldados entre sí sin necesidad de ayuda alguna.

 

            Tras ello, sumergimos ese modelo de mercurio en un baño de unas “papillas” cerámicas que, al quedar en contacto con estas, se le van a adherir formando una capa alrededor del modelo.

 

            Por último, calentamos ese modelo recubierto hasta temperatura ambiente, cuando el mercurio es líquido y sale al exterior, quedándonos el recubrimiento que, en su interior, contiene el molde perfecto. Ese molde cerámico se cuece a una temperatura adecuada para endurecerlo.