Tipos de máquinas de moldeo

Las máquinas de moldear completas, es decir, las que realizan el moldeo y el desmoldeo, emplean distintos procedimientos de moldeo:

 Moldeo por presión.  Moldeo por sacudidas.

 Moldeo por presión y sacudidas.

 Moldeo en motas por disparo y presión.  Moldeo por vacío.

En realidad, además de los casos mencionados, hoy en día son muchos los fabricantes de máquinas de moldeo que combinan varios principios con el fin de aprovechar las mejores características de cada uno de ellos.

9.5.3.1 Máquinas de moldeo por presión

Este es el más antiguo de los métodos utilizados para el prensado de la arena. En estas máquinas se logra el apisonado con una prensa.

Como la arena comprimida ocupa un volumen inferior al de la arena sin compactar, hay que introducir en la caja de moldeo un volumen de arena, sin comprimir, superior al de la caja. Para esto, se coloca, encima o debajo de la caja, un bastidor suplementario que se denomina realce cuyo volumen es aproximadamente un tercio del volumen de la caja.

9.5.3.1.1

Apisonado con realce superior

Si el realce se coloca sobre la caja, se puede obtener el apisonado por dos procedimientos:

 Por descenso de la prensa sobre la caja.  Por elevación de la mesa de la prensa.

El apisonado con realce superior es el más sencillo de realizar pero tiene los siguientes inconvenientes:

 La arena de la superficie del molde resulta más densa que la inferior, lo que dificulta la salida de los gases.

 El apisonado en el centro de la caja resulta más enérgico que en los costados, por el rozamiento de la arena con las paredes de la caja. Este defecto puede corregirse utilizando platos con rebordes.

 La profundidad del apisonado es muy limitada.

9.5.3.1.2

Apisonado con realce inferior

Cuando el realce se coloca debajo de la caja de moldeo, el conjunto está soportado por muelles y así se mantiene el nivel del suplemento con que se cubre la mesa de la prensa. La sección de este suplemento es igual a la del interior de este realce.

Al presionar el plato de la prensa sobre la caja y descender ésta, se comprimen los muelles y asciende entonces el suplemento de la mesa por el interior del realce, comprimiendo la arena.

El apisonado con relace inferior tiene las siguientes ventajas:

 La distribución de las presiones en la masa del molde es más uniforme que con el realce superior.

 Se obtiene el desmodelado automáticamente, pues al terminar el prensado y ascender el plato de la prensa, se separa la placa modelo del molde por acción de los muelles.

9.5.3.2 Máquinas de moldeo por sacudidas

El apisonado de la arena de la caja de moldeo se logra por sacudidas de la mesa de la máquina.

En general, las máquinas de este tipo, se accionan por aire comprimido. La mesa de moldeo descansa sobre un émbolo que se levanta al entrar el aire comprimido, hasta que deja al descubierto una válvula de escape, y cierra al mismo tiempo la válvula de admisión, bajando entonces bruscamente el émbolo y produciendo una sacudida. Al quedar abierta la entrada de aire, se vuelve a repetir el ciclo y continúan las sacudidas mientras continúe la alimentación de aire comprimido.

9.5.3.3 Máquinas de moldeo mixtas

En las máquinas de moldeo por sacudidas, la arena de las capas inferiores del molde queda más apisonada. Por otra parte, en las máquinas de moldeo por presión, se apisona más la arena de las capas superiores.

Estos hechos han conducido al desarrollo de máquinas combinadas, con las que se moldea las primeras capas de arena por sacudidas y se termina el apisonado por presión de

9.5.3.4 Máquinas de moldeo por disparo y presión

La gran revolución en el moldeo se produjo a principios de los años sesenta con la aparición de las máquinas de moldeo por disparo y presión Disamatic (Gearg Fischer-Disa).

El principio innovador de moldeo combinando el disparo y la alta presión, permitió obtener moldes muy densos, nunca conseguidos hasta entonces, ya que al combinar el disparo vertical con la aplicación de la presión perpendicular al disparo se reduce la fuerza necesaria y se consigue un atacado más uniforme. Las piezas obtenidas en Disamatic (máquina de moldeo vertical de alta velocidad Georg Fischer-Disa) se distinguían por una mayor constancia en sus dimensiones y por un mejor acabado superficial, todo ello a una velocidad de producción elevada de 300 moldes por hora.

La mayor precisión de esta máquina de moldeo exigió la fabricación de machos con mayor precisión dimensional, lo que trajo como consecuencia que algunos de los procesos de fabricación de machos existentes quedaran obsoletos.

9.5.3.5 Máquinas de moldeo por aplicación del vacío

En la década de los setenta comenzó a utilizarse otro principio físico para la fabricación de moldes: el vacío. Por una parte, los japoneses aplicaron un vacío relativamente alto para obtener moldes de arena sin aglomerante. Todo indicaba que se habían acabado los problemas de preparación de arenas, de humedad, de soplados, etc. Sin embargo, lo complejo de la instalación y los elevados royalties fueron un freno a la expansión del V- Process.

Por su parte para hacer frente al moldeo en Disamatic, los fabricantes de instalaciones tradicionales tuvieron que agudizar el ingenio. Ya que uno de los putos no resueltos de la alta presión parecía ser el llenado de la caja de moldeo, se aplicó el vacío para mejorarlo. Los resultados fueron aceptables si tenemos en cuenta que en la elaboración de un molde hay que considerar dos etapas: el llenado de la caja y la densificación del molde.

El defecto de succión provocado por el vacío favorece la distribución de los granos de arena alrededor del modelo y en las paredes de la caja de moldeo, reduciéndose el efecto de falso atacado. Hoy en día, son varios los procesos de moldeo que, en un momento u otro, aplican el vacío como ayuda a la compactación.

9.5.3.6 Máquina de moldeo por impacto

A principios de los ochenta apareció una nueva generación de procesos de moldeo basados inicialmente en la explosión de una mezcla gaseosa en una cámara de combustión o en la apertura muy rápida de una válvula a un flujo de aire.

Cuando comenzaron a trabajar las primeras máquinas según estos sistemas, se desconocían los principios de funcionamiento del proceso. Tuvo que ser Bönisch quien explicara cómo se densificaban los moldes obtenidos por estos procesos. La explicación es la siguiente.

Dado que la bentonita es tixotrópica, la aplicación repentina de una fuerza provoca el paso a un estado semi-líquido de la bentonita, facilitando el movimiento relativo de unos granos sobre otros y aumentando el espesor de la capa de bentonita entre ellos. El principio físico del impacto es la aplicación de un golpe de ariete a la arena para que la bentonita pueda desarrollar, sus propiedades tixotrópicas.

Con todo, no quedaron resueltos los problemas del moldeo. Seguía apareciendo una zona poco atacada en la periferia del molde. De nuevo, Bönisch se encargó de demostrar que la formación de puentes de arena entre el modelo y la caja de moldeo eran los responsables de este mal atacado lateral. Ello dio lugar a la aparición de mejores que recibieron los nombres de “Air Impact Plus” y “Vario Impulse”.