ANÁLISIS DE APLICACIÓN DE PROCESO FDM EN CONJUNTO CON FUNDICIÓN A LA CERA PERDIDA

Abstract

En los procesos productivos actuales existe una continua búsqueda de tecnologías que permitan el adquirir una ventaja competitiva. Una herramienta poderosa que ha venido adquiriendo importancia en países industrializados es la tecnología de prototipos rápidos. Las tecnologías de prototipos rápidos representan uno de los avances más importantes logrados en el último tiempo en el área de la manufactura y permiten alcanzar ventajas importantes en el desarrollo de productos mediante disminuciones de tiempos y costos en la obtención de productos. En el área de diseo de productos es probada su utilidad, y muchas empresas han adquirido máquinas de prototipado rápido, logrando aumentar sus utilidades y mejorar sus procesos. Sin embargo, las tecnologías RP no se limitan solamente al diseo de productos, por lo que se están buscando continuamente utilidades adicionales. El presente trabajo se trata de la aplicación conjunta de la tecnología de prototipado rápido FDM con fundición a la cera perdida. Concretamente se busca remplazar la etapa más costosa del último proceso con la fabricación directa de modelos en una máquina de FDM. Se aborda la problemática de manera teórica, estudiando todos los aspectos de ambos procesos, para posteriormente realizar ensayos de aplicación conjunta. Se comprobó que se logra disminuir de manera radical los tiempos en el proceso de fundición a la cera perdida, mediante el reemplazo de los patrones de cera fabricados tradicionalmente por modelos fabricados utilizando máquina de prototipos rápidos de tecnología FDM, y obtener piezas fundidas de buena calidad superficial y dimensional. Esto último se logró, luego de muchos ensayos, los cuales consistían en fabricar modelos de piezas de cera ICW06 modeladas tridimensionalmente en programa SolidEdge, construir sobre los modelos moldes cerámicos utilizando un material refractario llamado investimento, realizar un ciclo térmico de derretido de cera en estufa. Posteriormente, realizar un ciclo de cocido del molde, de manera que el molde resistiera la temperatura de colada del metal. Por último, llevar a cabo la colada de Zamak, aleación en base a Zinc, y se obtener las piezas fundidas. Se obtuvieron resultados positivos, de acuerdo a las investigaciones realizadas anteriormente en el mismo tema, dado que se logró una calidad superficial adecuada para el proceso de fundición a la cera perdida, medida en una rugosidad total, la cual fue cercana a 150 um en las mejores partes. La calidad dimensional fue adecuada, dado que luego de medir la desviación entre la pieza modelo y la fundida, había un error cercano a 2,5%. Las irregularidades presentadas en las piezas fundidas tuvieron que ver con el inadecuado escurrimiento de la cera, la relación de mezcla agua / investimento y las características del investimento utilizado para al fabricación de los moldes. Se pudo concluir que, efectivamente es posible obtener piezas fundidas a la cera perdida con buena calidad superficial y dimensional, partiendo de modelos fabricados en cera con tecnología de prototipos rápidos FDM.