El ABC de la fundición de aluminio: arena, coquilla e inyección
Llantas, carcasas, piezas de máquinas: cuando la forma es tridimensional, el aluminio se funde y se cuela en un molde. Los métodos, las aleaciones y los defectos más comunes.
En pocas palabras
- Fundir es derretir el aluminio y colarlo, a unos 700 °C, en un molde con la forma de la pieza.
- El molde puede ser de arena, de metal (coquilla) o una matriz en la que el metal entra a presión (inyección).
- Se usan aleaciones con silicio, que corren bien dentro del molde. El defecto que más hay que cuidar es la porosidad.
Cuándo se funde
La extrusión da piezas largas con la misma sección de punta a punta, y la laminación, piezas planas. Cuando la pieza tiene una forma tridimensional, con paredes, nervios y agujeros en distintas direcciones, se funde: el aluminio líquido se cuela en un molde que tiene la forma en negativo y se deja solidificar.
El aluminio funde a 660 °C, mucho menos que el acero, y eso lo hace fácil de colar y de reciclar. Para colar se lo lleva a unos 680 a 750 °C, según la aleación y el método.
Los métodos
- En arena: el molde se arma con arena compactada alrededor de un modelo y se rompe para sacar la pieza. Sirve para piezas grandes o pocas unidades; la superficie queda más rugosa.
- En coquilla (molde permanente): el molde es de acero o de fundición y se usa muchas veces. El metal entra por gravedad. Da mejor terminación y medidas más precisas que la arena.
- A baja presión: el metal sube al molde desde un horno que está abajo, empujado por aire a poca presión. Es el método típico de las llantas de auto.
- Inyección a alta presión: el metal entra en una matriz de acero a gran velocidad y presión. Da piezas de paredes finas, muy precisas y en grandes series, como carcasas, cajas de cambio y piezas de electrodomésticos. La matriz es cara: conviene para miles de piezas.
- Microfusión (a la cera perdida): para piezas chicas y con mucho detalle.
Las aleaciones de fundición
Las aleaciones para fundir no son las mismas que las de los perfiles. Las más usadas llevan silicio, que hace que el metal líquido corra bien y llene el molde:
- A356 (AlSi7Mg): resistente y tratable térmicamente (T6). Llantas y piezas estructurales.
- A380 (similar a la AlSi9Cu3): la más usada en inyección a presión, para carcasas y piezas de motor.
- AlSi12: la que mejor llena el molde, para piezas de paredes muy finas.
En general, una pieza fundida resiste menos y se estira menos antes de romperse que un perfil extruido: el diseño lo compensa con más espesor y con nervios.
Defectos a vigilar
- Porosidad: burbujas de gas o huecos que deja el metal al contraerse. Debilitan la pieza y pueden hacer que pierda estanqueidad. Se controla desgasificando el metal y diseñando bien cómo entra al molde.
- Rechupes: huecos en las zonas gruesas, que son las últimas en solidificar.
- Juntas frías: dos frentes de metal que se encuentran ya fríos y no se unen del todo.
- Inclusiones: óxidos o restos de escoria que quedaron atrapados.
Para diseñar una pieza fundida, la regla se parece a la de los perfiles: espesores parejos, cambios de espesor suaves y radios en los encuentros.
Preguntas frecuentes
¿A qué temperatura se funde el aluminio?
El aluminio puro funde a 660 °C. Para colarlo se lo lleva a unos 680 a 750 °C, según la aleación y el método.
¿Qué diferencia hay entre fundición en coquilla e inyección?
En coquilla el metal entra al molde por gravedad; en la inyección entra a alta presión y velocidad. La inyección da paredes más finas y más precisión, pero la matriz es más cara y conviene para series grandes.
¿Se puede soldar una pieza de aluminio fundido?
Sí, aunque cuesta más que soldar un perfil: la porosidad de la fundición puede aflorar al calentar. Las piezas inyectadas a alta presión, en general, no se sueldan.