Objetivo: Industrialización de un componente estructural que debe ser resistente al paso del aceite, con aplicación en el sector automotor.

Proceso: Técnica de la presocolada; aleación utilizada: Alsi9Cu3 (UNI EN AB 46000).

Requisitos: Diseñar un molde con un mínimo de 2 impresiones; evitar porosidades en una zona maciza bien definida, posteriormente sometida a mecanizado.

Resultados: Garantizada la integridad del componente; molde con 4 impresiones con reducción de los costes de gestión.

Cliente: Magna, con la colaboración de Galba s.r.l. y Alpress s.r.l.

El trabajo

Para identificar la mejor solución evaluamos varias posibilidades.
Por empezar, descartamos la posibilidad de simular un canal de colada aprovechando la parte inferior de la pieza: los datos del Material Trace demostraban que las dos ramas de colada no trabajaban correctamente, provocando un llenado de la pieza no homogéneo, con material tendiente a despegarse. Gracias al Hot Spot identificamos la criticidad de los puntos calientes que se formaban por la incapacidad del metal líquido de ocupar todo el volumen, una vez sólido. Si bien el posicionamiento de un perno compactador cerca de la zona maciza hubiera podido resolver el problema, la presencia de inclusiones de aire limitaría los beneficios. Entonces decidimos estudiar una colada específica para la zona maciza de la pieza, y de esta manera reducir al mínimo las porosidades causadas por la retracción y limitar el aire residual. Para ello fue necesario añadir un movimiento mecánico por impresión. Para reducir los costes de gestión, decidimos añadir 2 figuras, orientándonos a un molde de 4 impresiones.
La simulación con el Material Trace demostró que en esta propuesta de colada el material era “acompañado” de manera más uniforme. Los datos Air Pressure indicaban que la nueva configuración llevaba el aire al extremo de la pieza, para poder evacuarlo. Los datos Porosity indicaban una sustancial disminución de la porosidad. En base a los resultados de la simulación, colocamos un chillvent sobre la zona que se llenaba por último con el metal, reduciendo drásticamente el aire residual dentro del chorro, como confirmaron también los datos suministrados por MAGMA 5. Entonces diseñamos el 3D del molde con los circuitos de termorregulación, concebidos con el objetivo de mantener una temperatura no demasiado alta para reducir el tiempo de ciclo. Luego simulamos 9 ciclos para asegurarnos un régimen térmico del molde comprobando que las matrices estuvieran alrededor de los 200 °C.

Resultados:

Gracias a las modificaciones aportadas, el valor de porosidad bajó considerablemente. Fue fundamental añadir una toma de colada con un movimiento adicional para optimizar el trabajo con la tercera fase de la prensa. El coste del molde se equilibró con el ahorro obtenido con el añadido de otras dos figuras. Los objetivos del cliente se satisficieron de esta manera:

• se logró la integridad del componente en la zona crítica
• se realizó un molde no con 2 sino con 4 impresiones, con una gran reducción de los costes de gestión.