Estudio y simulación de procesos de fundición en molde de arena

Abstract

La fundición es uno de los métodos de fabricación más antiguos y versátiles, usado para producir piezas metálicas. En particular, la fundición en molde de arena, que consiste en fundir el metal, verterlo en una cavidad moldeada en arena y esperar a que se solidifique, es uno de los que más ventajas ofrece. Entre ellas se incluye su capacidad de moldeado, buena permeabilidad, resistencia a las altas temperaturas del metal fundido y bajo coste de la arena en comparación con el metal. Es ampliamente utilizado en laboratorios universitarios para prácticas experimentales que refuercen los conocimientos adquiridos por el alumnado. Sin embargo, también presenta algunos inconvenientes, como pueden ser los defectos de porosidad asociados al proceso. Es aquí donde cobra importancia la simulación de procesos de fundición, que ha ganado popularidad en la industria, ya que permite identificar estos posibles defectos internos, como porosidad por contracción o inclusiones de arena, sin necesidad de fabricar prototipos, lo que ahorra tiempo y costes. Altair Inspire Cast es una excelente opción tanto para profesionales del sector como para fines académicos, debido a su facilidad de uso. Permite predecir y optimizar el comportamiento del metal durante el proceso de fundición, estudiando el llenado del molde, la solidificación y enfriamiento de la pieza. Además, también permite anticipar la aparición de defectos y localizarlos en la pieza antes de su fabricación real. La metodología empleada en este TFG ha permitido analizar la influencia del diseño de elementos como la mazarota, comparando los resultados obtenidos en tres casos de estudio distintos. Finalmente, se concluye que este software es una herramienta muy adecuada para su uso académico, altamente intuitiva y eficaz, con la que se predijeron los defectos más comunes en la colada, obteniéndose los mejores resultados en la pieza que incorporaba mazarotas y sistema de llenado.