Simple Solutions That Work! Issue 14

SOLUCIONES DE FABRICACIÓN AVANZADAS 28 DAVID C. SCHMIDT Vice President Finite Solutions, Inc. PUNTOS SOBRESALIENTES DEL ARTÍCULO: • El proceso de colado en molde permanente es el más complejo de los procesos de llenado por gravedad • Incluir las pinturas del molde y el enfriamiento forzado mejoran el realismo de la simulación • Pueden utilizarse varias técnicas para acelerar los cálculos, minimizando el tiempo de simulación, y sin embargo entregando resultados precisos SIMULACIÓN AVANZADA DE FUNDICIÓN EN MOLDE PERMANENTE Figura 1 – Modelo llenado por “Ingate” 59 continúa en la página siguiente… A l simular procesos de colado por gravedad, el molde permanente se destaca por su complejidad. Algunas de las razones de dicha complejidad son: • El molde es reutilizado, por lo que necesita obtener las temperaturas de operación antes de poder evaluar los resultados. En los procesos en arena o en ceras perdidas, solamente necesita analizar un solo ciclo de llenado/ solidificación. • El molde es conductor, y también lo es el metal vertido en él, de manera que son extremadamente importantes las interacciones en las interfaces molde/metal. Las técnicas de pintado del molde y las formaciones de huecos de aire afectan los resultados del proceso de manera significativa. Esto precisa datos y cálculos adicionales. • En planta pueden utilizarse esquemas complejos de enfriamiento y/o calentamiento que deben ser tomados en cuenta para la simulación. Para esto necesitamos un modelo con mayor grado de detalle, así como también especificar cómo opera el sistema de enfriamiento/calefacción. A pesar de estas complejidades, la simulación del proceso en molde permanente puede ser sencilla y no consumir demasiado tiempo. Veamos cómo podemos configurar un cálculo en molde permanente que nos entregue un resultado realista con la mínima cantidad de tiempo de cálculo. CONSIDERACIONES PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL MODELO Llenado por “Ingate” versus Llenado por Volumen Fijo – la manera más sencilla de modelar la entrada de metal al molde es crear una entrada de alimentación o “ingate” compuesta del “Material de llenado”. Esto crea una interfaz donde por donde ingresa el metal líquido al sistema a una velocidad de llenado constante, basado en el tiempo total del llenado. Sin embargo, para mayor precisión en la simulación de un proceso basculante en molde permanente, se usa el método de volumen fijo: donde se llena una copa o basín de llenado con metal caliente y luego el metal se transfiere del recipiente al molde mientras el molde va rotando. La velocidad de llenado va variando durante el proceso, basado en la velocidad de rotación del molde y el efecto de la gravedad. Las Figuras 1 y 2 muestran dos variantes de modelado del colado de una pinza de freno, utilizando el llenado con Ingate y con el volumen fijo de llenado. Para mejor visualización se ha ocultado el molde. Figura 2 – Modelo con Volumen Fijo de Llenado