Fundición centrífuga (industrial)

La fundición centrífuga o rotocasting es una técnica de fundición que se utiliza normalmente para fundir cilindros de paredes delgadas. Se utiliza normalmente para fundir materiales como metales, vidrio y hormigón. Se puede conseguir una alta calidad mediante el control de la metalurgia y la estructura cristalina. A diferencia de la mayoría de las demás técnicas de fundición, la fundición centrífuga se utiliza principalmente para fabricar materiales en bruto simétricos rotacionalmente en tamaños estándar para su posterior mecanizado , en lugar de piezas moldeadas a medida para un uso final en particular.

Los materiales típicos que se pueden fundir por centrifugación son metales, cementos, hormigones, vidrio y materiales cerámicos. Los metales típicos que se funden son hierro , acero , acero inoxidable y aleaciones de níquel , aluminio , cobre y magnesio .

Se pueden combinar dos materiales introduciendo un segundo material durante el proceso. Un ejemplo común es el de una tubería de hierro fundido revestida en su interior con cemento.

En la fundición centrífuga, un molde permanente gira continuamente a altas velocidades (300 a 3000 rpm) mientras se vierte el metal fundido. El metal fundido se extiende a lo largo de la pared interior del molde, donde se solidifica después de enfriarse. La fundición suele ser de grano fino con un diámetro exterior especialmente fino, debido al rápido enfriamiento en la superficie del molde. Las impurezas e inclusiones más ligeras se desplazan hacia el diámetro interior y se pueden mecanizar después de la fundición.

Las máquinas de fundición pueden ser de eje horizontal o vertical. ^[1] Las máquinas de eje horizontal se prefieren para cilindros largos y delgados, las máquinas verticales para anillos y cojinetes. ^[2]

Las piezas fundidas suelen solidificarse desde el exterior hacia el interior. Esta solidificación direccional mejora algunas propiedades metalúrgicas. A menudo se eliminan las capas internas y externas y solo se utiliza la zona columnar intermedia. ^[3]

La fundición centrífuga fue una invención de Alfred Krupp , quien la utilizó para fabricar neumáticos de ferrocarril ( neumáticos de acero fundido para ruedas de ferrocarril) a partir de 1852. ^[4]

Las piezas típicas fabricadas mediante este proceso son tuberías , volantes , camisas de cilindros y otras piezas que son axisimétricas . Se utiliza en particular para fundir camisas de cilindros y válvulas de manguito para motores de pistón, piezas que no podrían fabricarse de manera confiable de otra manera. UFIP es notable por aplicar este proceso a la fabricación de platillos .

• Se pueden realizar piezas fundidas en casi cualquier longitud, espesor y diámetro.
• Se pueden producir diferentes espesores de pared a partir del mismo molde.
• Elimina la necesidad de núcleos.
• Buenas propiedades mecánicas debido a la estructura de grano formada por acción centrífuga.
• Normalmente se producen formas cilíndricas:
  • En tamaños de hasta 6 m (20 pies) de diámetro y 15 m (49 pies) de longitud.
  • Con un rango de espesor de pared de 2,5 a 125 mm (0,098 a 4,921 pulgadas).
  • Dentro de los límites de tolerancia del diámetro exterior se encuentra un diámetro interior de 2,5 mm (0,098 in) y de 3,8 mm (0,15 in).
  • En un acabado superficial de 2,5 a 12,5 mm (0,098 a 0,492 in) rms.

La técnica se conoce en la industria del vidrio como " hilado ". La fuerza centrífuga empuja el vidrio fundido contra la pared del molde, donde se solidifica. El proceso de enfriamiento suele tardar entre 16 y 72 horas, dependiendo de las impurezas o el volumen del material. Los productos típicos fabricados con este proceso son los tubos de televisión y los conos de ojiva de misiles. ^{[ cita requerida ]}

La fundición por centrifugación también se utiliza para fabricar espejos de telescopios de gran tamaño , donde la curva natural que sigue el vidrio fundido reduce en gran medida la cantidad de pulido necesario. En lugar de verter el vidrio en un molde, se coloca una plataforma giratoria completa que contiene el molde periférico y el patrón posterior (un patrón en forma de panal para reducir la masa del producto terminado) dentro de un horno y se carga con el material de vidrio utilizado. Luego, el conjunto se calienta y se hace girar a baja velocidad hasta que el vidrio se vuelve líquido, para luego enfriarse gradualmente durante un período de meses.

La fundición centrífuga también se utiliza habitualmente para dar forma al vidrio y convertirlo en objetos esféricos, como canicas . ^{[ cita requerida ]}

Los cilindros y las formas con simetría rotacional son los más comunes en la fundición mediante esta técnica. Las piezas largas se suelen producir con el eje mayor paralelo al suelo en lugar de en posición vertical para distribuir el efecto de la gravedad de manera uniforme.

Los cilindros de paredes delgadas son difíciles de fundir por otros medios. La fundición centrífuga es especialmente adecuada, ya que se comportan como piezas fundidas planas y poco profundas en relación con la dirección de la fuerza centrífuga.

La fundición centrífuga también se utiliza para fabricar objetos con forma de disco y cilindro, como ruedas de vagones de ferrocarril o accesorios de máquinas, donde el grano, el flujo y el equilibrio son importantes para la durabilidad y utilidad del producto terminado.

También se pueden fundir formas no circulares, siempre que la forma tenga un radio relativamente constante.

Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Fundición centrífuga .

• Horno rotatorio  – Dispositivo para realizar paraboloides axialmente simétricos
• Fundición centrífuga  : método que utiliza la fuerza centrífuga para producir piezas fundidas a partir de un molde de caucho.
• Fundición por centrifugado (espejos)  : técnica para construir grandes espejos parabólicos

• Kalpakjian, Serope; Schmid, Steven R. Ingeniería y tecnología de fabricación (5.ª ed.). pág. 525.

• Animación del proceso de fundición centrífuga.
• Página del sitio Efunda con los fundamentos de la fundición centrífuga
• Vídeo de colada centrífuga
• Fabricación de camisas de cilindros (video del proceso de fundición centrífuga)

Tubos de hierro dúctil fabricados mediante fundición centrífuga