TecnologíaFabricación aditiva para fundición en arena 3D

Fabricación aditiva para fundición en arena 3D

Nuevos métodos de fabricación utilizando las últimas tecnologías

En la planta de Yonago de Tsurumi, se instaló un sistema de fabricación aditiva de moldes de arena (impresora 3D) en el Edificio de Investigación de Modelado, el cual se completó en noviembre de 2018.
La investigación en curso se centra en poner en uso práctico la producción de fundición de menor plazo de entrega, alta precisión y alta calidad, así como en promover la transformación digital (DX) en la fabricación.

  • Planta de Yonago – Edificio de Investigación de Modelado

    Planta de Yonago –
    Edificio de Investigación de Modelado

  • Impresora 3D de arena artificial

    Impresora 3D de arena artificial

  • Impresora 3D de arena de sílice natural

    Impresora 3D de arena de sílice natural

Tsurumi presentado en el canal de YouTube AMANO SCOPE (japonés)

[Dentro de la fundición]
Fundición de próxima generación con moldes de arena 3D y hierro fundido a 1,400 °C:
preservando técnicas en vías de desaparición a través de la fabricación integrada de Tsurumi

Tecnología de fabricación de moldes de arena de próxima generación

Convencionalmente, las piezas fundidas para productos hechos a medida se producen mediante fundición en arena utilizando modelos de madera. El proceso comienza con la preparación de planos 2D, los cuales se utilizan para fabricar modelos de madera que representan la forma del producto fundido. Luego se compacta arena alrededor de los modelos para formar los moldes de arena. Debido a que los modelos de madera se fabrican en su mayoría a mano y requieren un trabajo significativo, la producción de modelos representa una parte sustancial del tiempo de entrega de los productos hechos a medida.

Con un sistema de fabricación aditiva de moldes de arena (impresora 3D), los moldes de arena se pueden producir directamente a partir de datos de forma 3D, eliminando la necesidad de fabricar modelos de madera y reduciendo significativamente los tiempos de entrega para productos hechos a medida. La tecnología también facilita los cambios de diseño y la producción de fundición, lo que ayuda a acortar los tiempos de desarrollo y mejorar la calidad y confiabilidad del producto. Además, a diferencia de la fundición en arena convencional que utiliza modelos de madera, la fabricación aditiva permite la producción de moldes de arena para geometrías complejas que de otro modo serían difíciles de crear.

Comparación de métodos de fabricación de fundición en arena
Operaciones de fundición

Ejemplo: Fundición del impulsor de una bomba de vacío

Al igual que con el método convencional, el molde de arena impreso en 3D se ensambla y se vierte metal fundido en él. Después del enfriamiento,
la pieza fundida se mecaniza y se acaba como un impulsor.
Los moldes de arena producidos por la impresora 3D tienen superficies suaves y son menos propensos a desalineaciones durante el ensamble,
lo que permite la producción de piezas fundidas con mayor precisión dimensional.

Proceso de fundición

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Las secciones del molde de arena impresas en 3D se ensamblan y se vierte metal fundido en el molde.

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El metal fundido fluye por el bebedero desde la entrada hasta el modelo del impulsor, donde llena el modelo de forma compleja.

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Luego, el metal fundido se enfría y toma la forma del producto fundido.

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El molde de fundición en arena se desmolda y el producto fundido se acaba para que luzca y funcione como un impulsor. La precisión dimensional del impulsor es superior a la que se logra normalmente con la fundición convencional con modelo de madera.

Flujo de metal fundido

Flujo de metal fundido

Ejemplo de fundición en arena para el impulsor de una bomba de vacío

  • Fundición en arena

    Fundición en arena

  • Impulsor fundido

    Impulsor fundido

En la planta de Yonago de Tsurumi, además del sistema de fabricación aditiva de moldes de arena (impresora 3D), utilizamos software de simulación de fundición para visualizar defectos de fundición y una máquina de medición por coordenadas 3D para verificar la precisión dimensional, lo que ayuda a garantizar una fabricación de alta calidad.