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Dec 22,2025
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En la fabricación moderna, existe un proceso de conformado metálico altamente eficiente y preciso que puede transformar metal fundido en piezas complejas y dimensionalmente exactas en tan solo unos segundos: este proceso es la colada a Presión . Desde bloques de motores automotrices y carcasas de laptops hasta componentes de electrodomésticos y piezas de instrumentos de precisión, la fundición a presión desempeña un papel fundamental en múltiples industrias.
¿Cómo funciona la fundición en molde? ¿Qué la hace única en comparación con otros métodos de fundición? ¿Y cuáles son sus ventajas y limitaciones? Este artículo ofrece una visión clara y profesional de la tecnología de fundición en molde, ayudándole a comprender por qué se ha convertido en un pilar fundamental de la fabricación moderna de metales.
Colada a Presión , también conocido como fundición por presión , es un proceso de fundición de precisión en el que se inyecta metal fundido o semifu ndido en un molde metálico (troquel) a alta velocidad y alta presión , donde solidifica rápidamente para formar una pieza fundida terminada.
Las características más distintivas de la fundición en molde son alta Presión y alta velocidad de inyección . La presión de inyección puede oscilar entre varios megapascales (MPa) y cientos de MPa, mientras que las velocidades de llenado del metal suelen estar entre 0.5 a 120 m/s . Todo el proceso de llenado suele durar solo 0.01 a 0.03 segundos .
Estas condiciones extremas del proceso diferencian claramente la fundición en molde de otros métodos de fundición y constituyen la base de su excelente precisión dimensional y calidad superficial.
Las piezas fundidas a presión suelen alcanzar tolerancias dimensionales de IT11 –IT13 , con baja rugosidad superficial. A menudo requieren poco o ningún mecanizado secundario y pueden ensamblarse directamente, garantizando una excelente intercambiabilidad.
Gracias a la producción cercana a la forma final, la utilización de material suele alcanzar 60–80%, mientras que el aprovechamiento de la materia prima puede superar 90%, reduciendo significativamente el desperdicio de material y los costos de mecanizado.
La fundición a presión es ideal para la fabricación de componentes con geometrías complejas, contornos definidos y paredes delgadas. El espesor mínimo de pared puede ser tan bajo como 0,3 mm para aleaciones de zinc y 0,5 mm para aleaciones de aluminio .
Las inserciones metálicas o no metálicas (como insertos roscados) pueden fundirse directamente en la pieza, simplificando el diseño del producto y reduciendo los pasos de ensamblaje.
La solidificación rápida bajo presión produce estructuras de grano fino y alta densidad, lo que resulta en una mayor resistencia, dureza, resistencia al desgaste y resistencia a la corrosión.
Los ciclos de fundición a presión son muy cortos y adecuados para automatización, lo que hace que el proceso sea ideal para producción en gran volumen. Por ejemplo, una máquina pequeña de fundición a presión en cámara caliente puede realizar 3,000–7.000 inyecciones por turno .
Debido a la velocidad extremadamente rápida de llenado, el aire dentro de la cavidad del molde puede no expulsarse completamente, lo que provoca porosidad interna. Como resultado, las piezas fundidas mediante inyección convencional generalmente no son adecuadas para tratamientos térmicos ni para servicio a altas temperaturas.
Los moldes y máquinas para fundición a presión requieren una inversión inicial significativa, lo que hace que el proceso sea menos económico para producciones de bajo volumen.
El tamaño máximo de la pieza fundida está restringido por la fuerza de cierre de la máquina y las dimensiones del molde, limitando la viabilidad de componentes muy grandes.
Debido a la resistencia térmica del material del molde, la fundición a presión se utiliza principalmente para aleaciones no ferrosas , como aleaciones de aluminio, zinc, magnesio y cobre. La fundición a presión de metales ferrosos aún se encuentra en gran medida en fase de investigación y experimental.
Un proceso típico de producción por fundición a presión incluye los siguientes pasos:
1. El precalentamiento - Calentar el molde a su temperatura de funcionamiento
2. Lubricación del molde - Pulverización de agentes desmoldantes y lubricantes sobre la cavidad del molde
3. Cierre del molde - Sujeción de las mitades móvil y fija del molde
4. Vertido del metal - Introducción del metal fundido en la cámara de inyección
5. Inyección y solidificación - Inyección del metal en la cavidad a alta velocidad y presión, seguida de solidificación bajo presión
6. Apertura del molde y eyección - Apertura del molde y expulsión de la pieza fundida
7. Recorte e inspección - Eliminación de canales de alimentación y rebosaderos, seguido de inspección de calidad
Las máquinas de fundición a presión son el equipo principal del proceso y generalmente se dividen en dos categorías principales:
Principio de funcionamiento
La cámara de inyección está integrada con el horno mantenedor y sumergida directamente en el metal fundido.
Características
Aplicaciones típicas
Se utiliza principalmente para aleaciones de bajo punto de fusión como aleaciones de zinc, estaño y plomo.
En las máquinas de cámara fría, la cámara de inyección está separada del horno de fusión, y el metal fundido se vierte en la cámara para cada inyección.
Máquinas horizontales de fundición por inyección en cámara fría
Máquinas verticales de fundición por inyección en cámara fría
Máquinas de fundición a presión completamente verticales
La fundición a presión se originó a principios del siglo XIX en la industria de la imprenta para la producción de tipos de plomo. Tras más de un siglo de desarrollo, han surgido varias tendencias claras:
Las máquinas modernas de fundición a presión son cada vez más de gran escala, basadas en series y controladas por computadora, lo que permite el monitoreo en tiempo real y la producción automatizada.
Para abordar los problemas de porosidad, se han desarrollado tecnologías como vacuum die casting , fundición a presión asistida por oxígeno , y fundición por compresión lo que mejora significativamente la densidad de la fundición y posibilita el tratamiento térmico.
La fundición a presión semisólida utiliza una suspensión metálica en estado semisólido, reduciendo el atrapamiento de gas y la contracción, al tiempo que mejora las propiedades mecánicas. Es ampliamente considerada una tecnología de formación de metales de próxima generación.
Con avances en los materiales para moldes (como aleaciones basadas en molibdeno y tungsteno), se han logrado progresos en la fundición a presión de metales ferrosos, incluyendo hierro fundido y acero.
La fundición a presión ha evolucionado desde componentes simples hasta piezas de alto rendimiento utilizadas en componentes estructurales automotrices y aplicaciones aeroespaciales.
La fundición a presión es uno de los procesos de conformación metálica de precisión de más rápido crecimiento y se utiliza ampliamente en diversas industrias:
Las industrias automotriz y de motocicletas representan aproximadamente 70–80%de la producción total de fundición a presión. Otros sectores clave incluyen instrumentación, equipos industriales, electrodomésticos, maquinaria agrícola, telecomunicaciones y transporte.
Las piezas fundidas a presión varían desde componentes pequeños que pesan solo unos pocos gramos hasta grandes piezas de aluminio que pesan hasta 50 kg , incluyendo bloques de motores, culatas, carcasas, soportes, ruedas y piezas decorativas.
Entre las aleaciones no ferrosas para fundición a presión:
Como una tecnología avanzada de conformado de metales que combina alta presión, alta velocidad y alta precisión , la fundición a presión se ha convertido en un pilar indispensable de la fabricación moderna, especialmente en la industria automotriz. Sus ventajas en eficiencia, precisión e integración de piezas complejas desempeñan un papel crucial en el diseño ligero, la reducción de costos y la mejora del rendimiento del producto.
Aunque persisten desafíos como la porosidad y los altos costos de herramientas, los avances continuos en fundición a presión al vacío, conformado semisólido, materiales para moldes y tecnología de máquinas están abriendo nuevo potencial. En el futuro, a medida que aumenten las demandas de mayor rendimiento, menor peso y mayor eficiencia de producción, la fundición a presión desempeñará un papel cada vez más vital en aplicaciones de fabricación avanzadas y de alto nivel.
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