Fundición al vacío o vacuum casting: una técnica de fabricación versátil para piezas de alta calidad

La fundición al vacío o vacuum casting tiene una historia que se remonta a la década de 1960, cuando se introdujo por primera vez como un proceso para fabricar piezas y prototipos de plástico de alta calidad. Inicialmente, la fundición al vacío se utilizaba sobre todo en las industrias aeroespacial y de defensa para crear piezas complejas y duraderas para aviones y otros equipos, pero con el tiempo se fue extendiendo a otras industrias, como la automotriz, la médica y la de bienes de consumo. Gracias a esta ampliación de sus aplicaciones, se han producido mejoras en los materiales, equipos y software utilizados en el proceso.

Aunque otros métodos de fabricación, como la impresión 3D y la inyección de plástico, se han vuelto más populares en los últimos años, la fundición al vacío todavía se utiliza ampliamente en la industria manufacturera por sus ventajas únicas, como la capacidad de producir múltiples piezas a partir de un solo molde y la posibilidad de crear piezas con un alto nivel de detalle y complejidad. En este post hablaremos de esta técnica.

¿Qué es la fundición al vacío?

Como solemos hacer habitualmente, empezaremos por intentar definir lo que es la fundición al vacío, que en inglés se llama vacuum casting. La enciclopedia Britannica define casting, en la industria del plástico y del metal, como el proceso por el cual un material fundido se vierte o se fuerza en un molde y se deja endurecer. Esto se hace para crear piezas y prototipos. Por lo tanto, la fundición al vacío la podríamos definir como el proceso de fabricación que implica el uso de vacío para este proceso o, en otras palabras, el proceso de fabricación que permite crear piezas y prototipos en un molde en el que se vierte o fuerza el material, que suele ser plástico o metal, por medio del uso del vacío.

Esta técnica se popularizó décadas atrás y todavía se usa, debido a su capacidad para crear formas complejas y su rentabilidad en comparación con los métodos de fabricación tradicionales.

Los pasos del proceso de fundición al vacío

El proceso de fundición al vacío comienza con la creación de un patrón maestro o un prototipo que se utiliza como plantilla para la pieza final. El patrón maestro se diseña típicamente utilizando software de Diseño Asistido por Ordenador (CAD, de Computer-Aided Design en inglés) y puede fabricarse mediante una variedad de técnicas como la impresión 3D, el mecanizado CNC o la escultura manual. Luego, el patrón maestro se recubre con un material líquido de goma de silicona para crear un molde.

Una vez que la goma de silicona se ha secado, se corta el molde para retirar el patrón maestro, dejando una cavidad que es la réplica exacta en negativo del patrón original. Esta cavidad se coloca en una máquina de fundición al vacío, que es un equipo especializado diseñado para este proceso.

A continuación, se vierte el material que se utilizará para fabricar la pieza final en la cavidad del molde. Luego, se activa la máquina de fundición al vacío, vaciando el espacio de moléculas de aire, de forma que quede el mínimo posible atrapado en el material. Esto asegura que la pieza final estará libre de burbujas o huecos que podrían debilitar la estructura de ésta o afectar a su acabado superficial.

Después de que el material se haya secado dentro del molde, éste se abre y se retira la pieza obtenida. El proceso de fundición al vacío permite crear múltiples piezas a partir de un solo molde con muchas cavidades, lo que lo convierte en un método adecuado para producciones en volúmenes bajos a medianos.

Ventajas de la fundición al vacío

Existen varias alternativas para fabricar piezas con un alto nivel de detalle y complejidad sin la fundición al vacío. Sin embargo, ésta ofrece diversas ventajas, que hacen de esta técnica muy útil para el prototipado rápido de piezas por moldeo, especialmente apreciada cuando se trata de piezas de plástico o de goma.

Detalle y complejidad en las piezas

Uno de los principales beneficios de la fundición al vacío es su capacidad para crear piezas con un alto nivel de detalle y complejidad. Este proceso puede producir piezas con geometrías intrincadas y texturas superficiales difíciles o imposibles de lograr con métodos de fabricación tradicionales.

Rentabilidad para producción pequeña y mediana

La fundición al vacío también es una opción rentable para producir pequeñas cantidades de piezas. Los moldes utilizados en este proceso están hechos de goma de silicona, que es relativamente económica en comparación con otros materiales de molde como el acero o el aluminio. Además, la capacidad de producir múltiples piezas a partir de un solo molde reduce el coste total por pieza.

Versatilidad en los materiales usados para la fabricación

Otra ventaja de la fundición al vacío es su versatilidad en los materiales utilizados para la pieza final. Este proceso puede crear piezas utilizando una variedad de materiales, como plásticos, gomas e incluso aleaciones metálicas, además de piezas completamente opacas, translúcidas o totalmente transparentes. Esto permite una mayor flexibilidad en la selección de materiales según las necesidades del producto final.

Aplicaciones de la fundición al vacío

La fundición al vacío es un proceso versátil que se puede utilizar en diversas industrias. Algunas de las industrias que utilizan la fundición al vacío son:

• Industria automotriz: La fundición al vacío se utiliza para producir prototipos y producciones de pequeña escala de piezas para automóviles. Este proceso es especialmente útil para crear piezas con geometrías y texturas superficiales complejas.
• Industria aeroespacial: La industria aeroespacial utiliza la fundición al vacío para crear prototipos y piezas de producción para aviones y naves espaciales. Este proceso se utiliza para crear piezas ligeras que sean fuertes y duraderas.
• Industria médica: La fundición al vacío se utiliza para producir prototipos y producciones de pequeña escala de dispositivos y equipos médicos. Este proceso es especialmente útil para crear piezas con formas e texturas superficiales intrincadas.
• Industria de electrónica de consumo: La fundición al vacío se utiliza para producir prototipos y producciones de pequeña escala de componentes y dispositivos electrónicos. Este proceso es especialmente útil para crear piezas con geometrías y texturas superficiales complejas.
• Industria del embalaje: La fundición al vacío se utiliza para crear moldes para productos de embalaje como botellas, contenedores y tapas. Este proceso es especialmente útil para crear moldes con formas e texturas superficiales intrincadas.
• Industria de juguetes: La fundición al vacío se utiliza para producir prototipos y producciones de pequeña escala de juguetes y juegos. Este proceso es especialmente útil para crear piezas con formas e texturas superficiales intrincadas.

Comparación con otras técnicas de fabricación

Existen varios procesos de fabricación alternativos que se pueden utilizar en función de las necesidades y requisitos específicos del proyecto. Podemos comparar la fundición al vacío con estos procesos alternativos según estas necesidades y requisitos.

Inyección de plástico

La inyección de plástico consiste en inyectar plástico fundido (desde gránulos, polvos, pellets) en un molde para crear piezas con una forma y tamaño específicos. Se utiliza comúnmente en la producción en masa de piezas de plástico, como envases de alimentos, juguetes y componentes de automóviles.

Comparado con la fabricación por inyección de plástico, la fundición al vacío es más adecuada para la producción de pequeñas a medianas cantidades de piezas, ya que el costE de producción de los moldes es mucho menor. Además, la fundición al vacío es capaz de crear piezas con una textura más fina y detalles más precisos. En cambio, la fundición al vacío puede no ser tan adecuada para la producción de grandes cantidades de piezas debido a su proceso de fabricación relativamente lento.

Impresión 3D

La impresión 3D consiste en imprimir capas sucesivas de material para crear un objeto tridimensional. Esta técnica se suele usar para la producción de prototipos y piezas personalizadas para una amplia variedad de aplicaciones, desde la industria médica hasta la aeroespacial.

La fundición al vacío es más adecuada para la producción de piezas de alta calidad y resistencia en comparación con la impresión 3D. La fundición al vacío puede producir piezas con una resistencia y durabilidad similares a las piezas moldeadas por inyección de plástico. Además, la fundición al vacío es capaz de crear piezas con detalles superficiales más finos y texturas más precisas. Sin embargo, la fundición al vacío puede requerir más tiempo y esfuerzo para preparar y fabricar los moldes necesarios para el proceso de fundición, y además, estos moldes, al ser hechos de silicona blanda, se suelen desgastar rápidamente y requerir recambios.

Fresado CNC

El fresado CNC consiste en eliminar material de un bloque bruto mediante una herramienta de corte controlada por ordenador para crear una pieza con una forma específica. Se usa comúnmente en la producción de piezas de metal y plástico para una amplia variedad de aplicaciones, desde componentes de automóviles hasta piezas de maquinaria pesada.

Comparada con el fresado CNC, la fundición al vacío es más adecuada para la producción de piezas con formas intrincadas y texturas superficiales. La fundición al vacío puede producir múltiples piezas a la vez con un solo molde, pero puede tener una menor precisión en la creación de piezas, especialmente en las que requieren tolerancias muy ajustadas, debido a la contracción.

Equipos para fundición al vacío

Para llevar a cabo la fundición al vacío se necesita un equipo especializado que consta de varios componentes. A continuación se describen los principales componentes del equipo de fundición al vacío:

• Máquina de fundición al vacío: este es el componente principal del equipo y es donde se lleva a cabo el proceso de fundición al vacío. La máquina se compone de una cámara de vacío, un sistema de calefacción y una fuente de material para fundir.
• Molde: el molde es una réplica del objeto que se desea fabricar y está hecho de un material que puede soportar el proceso de fundición. Generalmente, los moldes están hechos de silicona o uretano y se utilizan para crear múltiples copias del mismo objeto.
• Material para fundir: el material para fundir puede ser una variedad de materiales, como plástico o metal, y se utiliza para crear la parte final. El material se coloca en la cámara de vacío de la máquina de fundición al vacío y se funde a través del uso de calor.
• Bomba de vacío: la bomba de vacío se utiliza para crear un ambiente de vacío en la cámara de la máquina de fundición al vacío. La eliminación del aire atrapado en el material para fundir ayuda a evitar la formación de burbujas y garantiza que la pieza final tenga una calidad uniforme.
• Equipo de seguridad: debido al proceso de fundición al vacío que utiliza altas temperaturas y materiales fundidos, es importante contar con equipo de seguridad adecuado. Esto puede incluir guantes de protección, gafas de seguridad y equipo de protección personal adicional, dependiendo de la aplicación específica.

En Marpa Vacuum, ofrecemos soluciones de fabricación llave en mano que incluyen el suministro, la instalación y la puesta en marcha de equipos de fundición al vacío. Nuestro equipo de profesionales altamente capacitados se encarga de cada etapa del proyecto, desde la planificación y el diseño hasta la producción y la entrega. Además, ofrecemos un servicio técnico de primera clase y una amplia gama de piezas y accesorios de repuesto para garantizar la máxima eficiencia y productividad de su equipo.