Simple Solutions That Work! Issue 17

91 DAVID C. SCHMIDT Vice President Finite Solutions, Inc. PUNTOS SOBRESALIENTES DEL ARTÍCULO: - El tamaño de las mazarotas o montantes se determina en base al módulo térmico y el volumen disponible de alimentación - Se posicionan los montantes para entregar metal a distintas áreas - Puede automatizarse el diseño de las mazarotas usando herramientas de simulación TEORÍA BÁSICA DEL DISEÑO DE MONTANTES El diseño de montantes para aleaciones que contraen se basa en una simple premisa; cuando el metal se enfría y solidifica, se contrae o “rechupa”. Los montantes deben ser lo suficientemente grandes para solidificar luego de la pieza, o sector de la pieza que se alimenta y debe tener volumen suficiente para ‘alimentar el metal suficiente’ que compense la contracción de la pieza fundida. Uno comienza estimando el Tiempo de Solidificación de unapieza, utilizando la regla de Chvorinov: t = B(V/A)2 where t = Tiempo para completar la solidificación B = Constante del Molde V = Volumen del sector de la pieza fundida A = Área superficial de dicho sector de la pieza Esto puede simplificarse, de modo que el tiempo de solidificacion sea proporcional a la relación V/A, comúnmente conocido como módulo geométrico, o simplemente módulo. Previo a las computadoras, el módulo era un valor relativamente de estimar y se desrrolló un método de cálculo de montantes, conocido como la Técnica del Módulo. Las dos características clave de esta técncia son: 1) El módulo del montante debe ser mayor que el módulo de la pieaz fundida, lo que favorece la solidificación dirigida, asegurando que habrá metal disponible para alimentar la pieza contrarrestando la contracción debida a la solidificación y 2) El montante debe tener volumen suficiente para entregar el metal necesario a la pieza. El diagrama en la Figura 1 ilustra el concepto de solidificación dirigida. continúa en la página siguiente… Basics of Riser Design Directional Solidification Figura 1.Solidificación Dirigida, desde Módulo bajo hasta Módulo alto. El siguiente ejemplo se creó usando el “Riser-Design-Wizard”, una parte del software de simulación SOLIDCast. Muchos de los datos de entrada necesarios para el cálculo de dimensionamiento de los montantes se puede sacar de modelos de simulación. Para una descripción detallada de los componentes completos de sistemas y montantes, vea el manual de la asociación de fundidores de EEUU “AFS Handbook on Basic Principles of Risering”. SIMULACIÓN SIN ALIMENTACIÓN El primer paso es correr una simulación de una pieza sin canal de alimentación ni montantes (Simulación Unrigged), para determinar el patrón ‘natural’ de Figura 2. Resultados de Simulación “Unrigged”. Diseño Básico de Montantes para Aleaciones que Contraen