En el reparto, un patrón es la forma utilizada para hacer el molde. Mucha gente piensa que un patrón es sólo una copia de la pieza, pero en realidad es una herramienta funcional. Un patrón debe incluir indemnizaciones para hacer frente a la contracción del metal y garantizar que la pieza pueda retirarse de la arena. La elección del modelo de fundición es el primer paso para reducir costes y evitar defectos.
¿Qué es un modelo de fundición?
A modelo de fundición es un modelo de la pieza, pero con características adicionales. Estas características se denominan indemnizaciones. En cada diseño de patrones de fundición...los ingenieros deben incluir:
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Compensación por contracción: El metal se hace más pequeño al enfriarse. El patrón se hace ligeramente más grande para compensar esto.
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Borrador: Se añade una ligera conicidad a las paredes verticales para que el dibujo salga fácilmente de la arena.
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Indemnización por mecanizado: Se añade material adicional cuando la pieza necesita un acabado CNC posterior.
Matriz de configuración de patrones
| Proceso de fundición | Configuración del patrón | Material típico |
| Fundición manual en arena | Patrón simple o dividido | Madera, resina |
| Moldeo automatizado | Match Plate Pattern | Aluminio, hierro fundido |
| Fundición a la cera perdida | Patrón de cera | Cera industrial |
| Fundición de espuma perdida | Patrón de espuma EPS | Poliestireno |
10 tipos comunes de patrones de fundición
En el proceso de fundición, la elección del patrón es fundamental, ya que determina la eficacia de la producción, el coste y la complejidad geométrica del producto final. A continuación se presentan 10 de los tipos de patrones más utilizados en la industria:
1. Patrón de una sola pieza
En patrón de una sola pieza es el tipo más básico. Es un modelo macizo hecho de una sola pieza de material como madera o metal. No tiene juntas ni piezas móviles. Este tipo de patrón es habitual para piezas muy sencillas sin rebajes. Es la mejor opción para la producción de bajo volumen de bases de máquinas pesadas.
2. Patrón dividido
A patrón partido se divide en dos partes: la cope (arriba) y el arrastre (abajo). Las dos mitades se alinean mediante pasadores. Esta es la norma modelo de fundición para piezas con formas complejas. Facilita mucho la extracción del patrón de la arena sin dañar el molde.
3. Coincidir con el patrón de la placa
A patrón de placas coincidentes se utiliza para el moldeo automatizado de alta velocidad. Las mitades de cope y drag de un patrón partido se montan en lados opuestos de una única placa metálica. Esto permite fabricar los moldes superior e inferior al mismo tiempo. Se utiliza para la producción en serie de piezas de automoción.
4. Patrón de piezas sueltas
A patrón de piezas sueltas se utiliza cuando una pieza tiene "socavados" o salientes que bloquean un tiro recto. Estos elementos se fabrican como piezas separadas unidas al patrón principal. Después del patrón patrón se retira, el moldeador tira de las piezas sueltas hacia los lados. Esto evita la necesidad de núcleos de arena adicionales.
5. Patrón cerrado
A patrón cerrado incluye el sistema de compuertas -los patines y las compuertas- como parte del propio patrón. En lugar de cortar las compuertas a mano, el patrón forma los canales de flujo del metal en la arena. De este modo se garantiza que todas las piezas fundidas tengan el mismo flujo de metal. Se utiliza para piezas pequeñas y repetitivas.
6. Patrón de copeo y arrastre
Para piezas de fundición muy grandes o pesadas, se puede utilizar un patrón de arrastre se utiliza. En lugar de una placa, las mitades superior e inferior están en dos placas separadas. Esto permite que dos estaciones de moldeo trabajen en la misma pieza al mismo tiempo. Es la elección habitual para los bloques de motor.
7. Patrón de varias piezas
A patrón de varias piezas utiliza tres o más secciones. Se utiliza cuando un molde estándar de dos partes no puede manejar la complejidad. Suele incluir una sección intermedia llamada "mejilla". Esta tipo de patrón da más libertad a los diseñadores para crear cuerpos de válvulas hidráulicas complejos.
8. Patrón de concha
Un patrón de concha se utiliza en el moldeo de concha, donde un patrón de metal calentado se recubre con arena aglomerada con resina para formar un molde de concha delgado y rígido. Como el molde sigue de cerca la superficie del patrón, puede reproducir detalles finos y ofrecer una mayor precisión dimensional y un mejor acabado superficial que los moldes convencionales de arena verde. Los moldes de concha suelen reutilizarse muchas veces y se aplican ampliamente en componentes de automoción, bombas y aeroespaciales que requieren una geometría precisa y una producción eficiente.
9. Patrón de barrido
Un patrón de barrido consiste en una plantilla o "cuchilla" que define la sección transversal de la pieza. En lugar de un modelo a escala real, el patrón se gira o se mueve a lo largo de una trayectoria para "barrer" la forma deseada en el molde de arena. Este método elimina la necesidad de costosos modelos sólidos y es ideal para producir piezas de fundición grandes y simétricas, como campanas, anillos o tapas circulares.
10. Patrón de esqueleto
Un patrón esquelético es un marco de madera simplificado que esboza la forma general de una pieza en lugar de ser un modelo sólido. Se utiliza sobre todo para piezas de fundición macizas, como hélices de barco o grandes tuberías de agua. Al utilizar un armazón en lugar de un modelo macizo a escala real, este método reduce considerablemente los costes de material y resuelve el problema logístico de almacenar modelos de gran tamaño.
Conclusión
La elección de modelo de fundición depende de su volumen de producción, sus necesidades de precisión y su presupuesto. Para una pequeña prueba, una madera patrón de una sola pieza es suficiente. Para la producción en masa, un metal patrón de placas coincidentes es necesario. Seleccionar el tipo de patrón temprana reducirá su tasa de desechos y sus costes de fabricación.
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