Análisis del flujo de moldes para solucionar el problema de la subfusión y la porosidad en la fundición a presión

Cómo el análisis del flujo de moldes reduce el número de piezas desechadas en 38%

En la industria de la fundición a presión de productos de consumo, las tasas de rechazo son un factor crítico que afecta a los costes y a la satisfacción del cliente. Tomemos como ejemplo este cuerpo de válvula de mariposa: su compleja estructura de cavidad profunda y sus estrictos requisitos de calidad (por ejemplo, la porosidad no debe superar los 0,4 mm) suelen dar lugar a tasas de rechazo de hasta 48%. Afortunadamente, el análisis del flujo del molde ofrece una solución avanzada para identificar problemas y optimizar el diseño del molde. Este artículo explora un caso real en el que el análisis del flujo del molde redujo drásticamente el índice de desechos de 48,52% a menos de 10%, proporcionando información práctica para sus proyectos de fundición a presión.

Caso práctico: Desafíos con el cuerpo de la válvula de mariposa

El cuerpo de la válvula de mariposa B15B es una típica pieza de fundición a presión de calidad de consumo, que mide 107 mm × 103 mm × 63 mm con espesores de pared que oscilan entre 1,7 mm y 5 mm y un peso aproximado de 400 g. Se utiliza en los sistemas electrónicos de inyección de combustible de los automóviles y exige un aspecto y una calidad interna impecables. Sin embargo, la producción reveló dos problemas principales de chatarra:

• Defectos en blanco: Infiltración en los pernos de límite del lado de la caja de cambios (1,3 mm de diámetro, 9 mm de altura) y zonas circundantes.
• Chatarra post-mecanizado: Porosidad excesiva en el anillo de admisión de aire y en la base de la compuerta interior.
  Estos problemas se debían al diseño del molde y a las limitaciones del proceso, y los ajustes tradicionales (por ejemplo, la velocidad de inyección) resultaron ineficaces.

  Aplicación del análisis de flujo de moldes

  El análisis del flujo del molde simula el flujo, el enfriamiento y la ventilación de la aleación fundida, y señala las causas de los defectos. He aquí cómo abordó los problemas del B15B:

1. Hacer frente a la infravaloración
   • Límite de infrautilización de clavijas: Los análisis mostraron que el gas atrapado en la cavidad profunda impedía el llenado. Se añadió un pasador de ventilación (6 mm de diámetro, aplanado 0,15-0,2 mm en los lados) cerca del pasador para liberar el aire atrapado.
     
   • Subestimación periférica: Las simulaciones revelaron la existencia de una subcolada en el extremo de llenado debido a la ausencia de sistemas de rebose. La adición de una trampa de escoria y un respiradero de rebose expulsó el material frío y los gases, mejorando la integridad del relleno.
     

2. Reducir la porosidad

   • Porosidad del anillo de admisión de aire: Porosidad agrupada cerca de las juntas del núcleo. Se mejoró la refrigeración ampliando el canal de agua del núcleo móvil a la zona del anillo, creando una capa fría para minimizar el atrapamiento de gas.
     

   • Porosidad de la puerta interior: La inclinación original de la compuerta de 27° estaba por debajo de los 30°-45° recomendados. Ajustarla a 35° mejoró el flujo de aleación, reduciendo la porosidad.

     Resultados y conclusiones

     Con estas optimizaciones, la tasa de desechos del B15B descendió de 48,52% a menos de 10%, lo que supuso un importante ahorro de material y costes de mecanizado. Esto demuestra que el análisis del flujo del molde es una potente herramienta para aumentar la eficiencia de la fundición a presión, aplicable a piezas de consumo complejas como electrodomésticos o productos electrónicos.

El análisis del flujo del molde transforma la fundición a presión de ensayo y error a optimización de precisión. Tanto si fabrica componentes de automoción como carcasas de electrónica de consumo, la inversión en esta tecnología puede reducir drásticamente las tasas de rechazo y mejorar la competitividad. ¿Busca servicios fiables de fundición a presión? Nuestro equipo de expertos ofrece soluciones a medida. ¡Póngase en contacto con nosotros hoy mismo para obtener más información!