ES2568695A1

ES2568695A1 - Sistema y método de moldeo de piezas metálicas

Info

Publication number: ES2568695A1
Application number: ES201431450A
Authority: ES
Inventors: Unai LARREA LOPEZ
Original assignee: Ampo S Coop
Current assignee: Ampo S Coop
Priority date: 2014-10-02
Filing date: 2014-10-02
Publication date: 2016-05-03
Anticipated expiration: 2034-10-02
Also published as: EP3202510A4; US10335852B2; WO2016050995A1; CN107041130A; CN107041130B; ES2825648T3; US20170282242A1; ES2568695B2; EP3202510B1; EP3202510A1

Abstract

Sistema y método de moldeo de piezas metálicas que está caracterizado porque comprende una primera estructura (4) metálica, unida solidariamente a una máquina giratoria; y donde dicha estructura (4) se encuentra asociada a una tapa (3) y a una pluralidad de elementos de sujeción (1, 2); y donde a su vez, la estructura (4) se encuentra solidariamente unida a una coquilla metálica cilíndrica (5) que aloja en su interior, un molde cerámico (7) y una arena endurecida (6) para el relleno de la coquilla (5).

Description

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DESCRIPCION

La presente invencion tiene como objeto un sistema y metodo de moldeo de piezas metalicas, cuya principal ventaja radica en el empleo de una coquilla cuyas propiedades mecanicas son los suficientemente altas como para soportar las exigencias de un moldeado por centrifugacion de piezas de gran tamano

Antecedentes de la invencion

En la actualidad, a la hora de obtener piezas metalicas de fundicion, existen diversos metodos conocidos en el estado de la tecnica que otorgan dicho fin, como por ejemplo, el moldeo de arena, el moldeo ceramico, la fundicion por centrifugado, etc. pero dichos medios cuentan con varios inconvenientes sobre todo a la hora de la produccion en serie de distintas piezas y su coste economico asociado, asl como de la necesidad de disponer de varios moldes de diflcil almacenaje.

Por ejemplo, el moldeo con arena cuenta con el inconveniente principal de su escasa versatilidad en cuanto al diseno, lo que supone una gran limitacion a la hora de fabricar piezas con un alto grado de especificacion. Este tipo de moldeo cuenta ademas con el inconveniente adicional de necesitar un modelo de madera sobre el que lograr el molde de arena de la pieza a fabricar, lo que conlleva que el modelo de madera sera permanente, lo que requiere un espacio de almacenaje determinado, y ademas necesita ser materializado con una llnea de particion, es decir, que requiere ser fabricado en dos partes.

Ademas, hay que considerar la posibilidad de intrusiones de arena en la pieza, que hay que recortar los sobrantes, etc. por lo que dicho metodo genera un importante sobrecoste a la hora de decantarse como medio para la fabrication de piezas.

Otro ejemplo conocido en el estado de la tecnica es el del empleo de un molde ceramico, que emplea moldes de poliestireno inyectados sobre un molde de aluminio o similar, con lo que se evita tener que almacenar los moldes una vez que han sido empleados, dando soluciones mas eficaces en mecanizados y moldeos de piezas unitarias.

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Una vez que se obtiene el molde de poliestireno, comienza una etapa de ceramizado, en donde se impregna de material ceramico el molde de poliestireno, para posteriormente ser secado a una temperatura determinada, pudiendo repetirse dicha operation tantas veces como sea necesario, dependiendo de las necesidades especlficas para la fabrication de la pieza.

En cuanto a la fundicion por centrifugado es empleada generalmente para fundir piezas de revolution de geometria sencilla (como por ejemplo, bolas, tubos, etc...) mediante el empleo de coquillas metalicas, y cuenta con innumerables ventajas, entre las que destaca el reducir los posibles defectos volumetricos que aparecen durante la fundicion, no hay que realizar ningun proceso de elimination de sobrantes y energeticamente es un proceso mas eficiente que el resto de procesos citados, pero a su vez cuenta con el inconveniente principal, de su poca versatilidad a la hora de producir piezas con geometrlas mas complejas.

Ejemplo de metodos de obtencion de piezas a partir de moldes es la solicitud internacional WO9717150 que describe un metodo de preparation de un molde de carcasa para el moldeo de piezas huecas, donde sobre un patron de material polimerico de caracter elastico y deformable se deposita una capa de material refractario. De esta forma, se consigue construir una carcasa o coquilla que reproduce un negativo del patron del molde elastico. Dicho molde se retirara una vez depositada esa capa refractaria en base a su deformibilidad, debida a sus propiedades elasticas. Posteriormente, la colada de acero en dicha carcasa junto con la centrifugation permitiran reproducir la pieza hueca que inicialmente se pretendla moldear.

Description de la invention

El problema tecnico que resuelve la presente invencion es conseguir confeccionar una coquilla cuyas propiedades mecanicas son los suficientemente altas como para soportar las exigencias de un moldeado por centrifugacion de piezas de gran tamano. Para ello, el sistema y procedimiento de moldeo de piezas metalicas, objeto de la presente invencion comprende una primera estructura o base de caracter metalico, unida solidariamente a una maquina giratoria, que rota el conjunto a gran velocidad, y donde dicha estructura se encuentra asociada a una tapa y a una pluralidad de esparragos y tuercas de sujecion, y donde a su vez, la estructura se encuentra solidariamente unida a una coquilla metalica

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cilindrica que aloja en su interior, un molde ceramico y una arena endurecida para el relleno de dicha coquilla.

Gracias al metodo y al sistema aqul presentado se podran obtener piezas de una gran calidad, con un bajo nivel de defectos internos y/o impurezas, y que no presentan defectos volumetricos. Ademas, se podran obtener piezas de una gran versatilidad, puesto que con el empleo de este procedimiento no se limita el diseno de las piezas.

Una vez que hayan sido empleadas, las coquillas empleadas podran ser reutilizadas para la fabrication de otras piezas, simplemente mediante el pintado de la misma con materiales ceramicos, por lo que se reduciran los costes asociados al molde, y por ende, a la fabricacion de las piezas.

Del mismo modo, la contraction llquida se ira compensando con el material que se impulsa hacia el exterior, por la fuerza centrlfuga, por lo que se evita la incorporation de sistemas de alimentacion que aumenten el coste economico de la realizacion de la pieza, y que posteriormente, impliquen proceso de recorte de impurezas que aumenten aun mas el coste economico del proceso de fabricacion de la pieza.

A lo largo de la description y las reivindicaciones la palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras caracterlsticas tecnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y caracterlsticas de la invention se desprenderan en parte de la descripcion y en parte de la practica de la invencion. Los siguientes ejemplos y dibujos se proporcionan a modo de ilustracion, y no se pretende que restrinjan la presente invencion. Ademas, la presente invencion cubre todas las posibles combinaciones de realizaciones particulares y preferidas aqul indicadas.

Breve descripcion de las figuras

A continuation se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invencion y que se relacionan expresamente con una realization de dicha invencion que se presenta como un ejemplo no limitativo de esta.

FIG 1. Muestra una vista de una realizacion practica del sistema de moldeo de piezas metalicas, objeto de la presente invencion.

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Realizacion preferente de la invencion

En las figuras adjuntas se muestra una realizacion preferida de la invencion. Mas concretamente, el comprende una primera estructura o base (4) de caracter metalico, unida solidariamente a una maquina giratoria, que rotara el conjunto a gran velocidad, y donde dicha estructura (4) se encuentra asociada a una tapa (3) y a una pluralidad de esparragos (2) y tuercas (1) de sujecion, y donde a su vez, la estructura se encuentra solidariamente unida a una coquilla metalica cillndrica (5) que aloja en su interior, un molde ceramico (7) y una arena endurecida (6) para el relleno de la coquilla (5).

El procedimiento de moldeo de piezas ceramicas consiste en:

i) en una primera etapa se fabrica modelo en poliestireno de la pieza a fabricar; dicho modelo puede fabricarse inyectando poliestireno sobre un modelo de aluminio, en caso de fabricacion de series de piezas, o bien, mediante el mecanizado de un bloque de poliestireno a partir de un bloque de poliestireno para la fabrication de piezas unitarias.

ii) en una segunda etapa, se introduce el modelo de poliestireno en una mezcla ceramica liquida de "Milled Zircon ®” (arena de zirconio) y "Primcote®” (un ligante) hasta que queda bien impregnado.

iii) en una tercera etapa, se recubre el modelo impregnando una capa de arena de zirconio.

iv) posteriormente, se introduce la pieza obtenida, en un horno de secado durante aproximadamente treinta minutos a 30° C.

v) a continuation, una vez sacada la pieza del horno, se le aplica una capa llquida de una mezcla ceramica compuesta por "Fascote Binder ®” (ligante de sllice) y "Fascote Refractary ®” (dioxido de sllice).

vi) se recubre la pieza con un material ceramico tipo "Molochite ®” (caolln).

vii) se introduce la pieza en un horno de secado durante aproximadamente cuarenta y cinco minutos a una temperatura de 50° C.

viii) se repiten las etapas vi) y vii) hasta que la pieza obtenga un espesor ceramico de entre 10 y 15 millmetros.

ix) se introduce la pieza en un horno de quemado, durante aproximadamente una hora a una temperatura de 1050° C, para que el poliestireno se volatilice y obtener el molde ceramico (7).

x) se une el molde (7) a la coquilla (5) por dentro de la misma, y se anade arena endurecida (6).

xi) se amarra la estructura o base (4) a la maquina centrifugadora y se cuela el metal fundido, a una velocidad variable dependiendo de las necesidades particulares de cada

5 pieza, obteniendo la pieza metalica final.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. - Sistema de moldeo de piezas metalicas que esta caracterizado porque comprende una primera estructura (4) metalica, unida solidariamente a una maquina giratoria; y donde dicha estructura (4) se encuentra asociada a una tapa (3) y a una pluralidad de elementos de sujecion (1,2); y donde a su vez, la estructura (4) se encuentra solidariamente unida a una coquilla metalica cillndrica (5) que aloja en su interior, un molde ceramico (7) y una arena endurecida (6) para el relleno de la coquilla (5).
2. - Metodo de moldeo de piezas metalicas que se implementa en el sistema de la reivindicacion 1 caracterizado porque comprende las etapas de:

a) fabricar un modelo en poliestireno de una pieza metalica;

b) introducir el modelo de poliestireno en una mezcla llquida de arena de zirconio y

ligante;

c) rebozar el modelo de poliestireno en arena de zirconio;

d) introducir la pieza en un horno de secado durante aproximadamente treinta minutos a 30° C;

e) aplicar una capa llquida de una mezcla de ligante de sllice y dioxido de sllice;

f) se reboza la pieza con caolln;

g) se introduce la pieza en un horno de secado durante aproximadamente 45 minutos a 50°C;

h) se repiten las etapas f) y g) hasta que la pieza obtenga un espesor ceramico de entre 10 y 15 millmetros;

i) se introduce la pieza en un horno de quemado, durante aproximadamente una hora a una temperatura de 1050° C, hasta que el poliestireno se volatiliza y se obtiene el molde ceramico (7);

j) se une el molde (7) a la coquilla (5) por dentro de la misma, y se anade arena endurecida (6); y

k) se une la coquilla (5) a la estructura o base (4) a la maquina centrifugadora y se cuela el material fundido.