Fundición a presión parámetros

La fundición a presión es un proceso de manufactura por inyección de metal fundido a alta presión dentro de un molde de acero (dado). La presión permite llenar cavidades complejas con gran precisión y excelente acabado superficial. Se utiliza ampliamente para producir componentes de aluminio, zinc, magnesio y cobre en grandes volúmenes, con dos variantes principales: cámara caliente (para metales de bajo punto de fusión como el zinc) y cámara fría (para aluminio, magnesio y aleaciones de cobre).

Materiales aplicables

Material	Aleaciones representativas	Densidad (kg/m³) / (lb/in³)	Temperatura de colada (°C / °F)	Características destacadas
Aluminio	AA 380 (A03800), AA 384, AA 386, AA 390	2640 / 0.0953 (aleación 360)	650 / 1200	Ligero, alta estabilidad dimensional, buena resistencia a la corrosión, conserva resistencia a temperaturas moderadas.
Zinc	Zamak 3, Zamak 5	7135 / 0.2577 (zinc puro; las aleaciones rondan 6600 kg/m³)	425 / 800	Excelente fluidez, altas ductilidad y resistencia al impacto, fácil de cromar, paredes muy delgadas posibles, larga vida del molde.
Magnesio	AZ91D	1770 / 0.0639 (AZ31B)	650 – 680 / 1200 – 1256	El más ligero de los metales estructurales, excelente relación resistencia/peso, buena maquinabilidad.
Cobre / Latón	Latón al silicio, bronce	8400 – 8700 / 0.303 – 0.314 (latón de fundición)	900 – 1000 / 1650 – 1830	Alta resistencia mecánica y al desgaste, excelente estabilidad dimensional, resistencia a la corrosión, propiedades cercanas al acero.

Parámetros operativos

La presión de inyección en fundición a presión varía típicamente entre 10 MPa (1,450 psi) y 210 MPa (30,500 psi). Los parámetros de temperatura, espesor mínimo y ángulo de desmoldeo dependen del material, como se resume en la siguiente tabla.

Material	Temperatura de colada (°C / °F)	Espesor mínimo de pared (mm / in)	Ángulo mínimo de desmoldeo (°)	Resistencia a la tracción típica (MPa / ksi)
Aluminio (AA 380)	650 / 1200	0.9 / 0.035	0.5	324 / 47
Aluminio (AA 384)	650 / 1200	0.9 / 0.035	0.5	331 / 48
Aluminio (AA 386)	650 / 1200	0.9 / 0.035	0.5	317 / 46
Aluminio (AA 390)	650 / 1200	0.9 / 0.035	0.5	283 / 41
Zinc	425 / 800	0.6 / 0.025	0.25	280 – 330 / 40 – 48 (típico)
Cobre / Latón	900 – 1000 / 1650 – 1830	1.25 / 0.050	0.7	350 – 550 / 50 – 80 (típico)

Nota: La resistencia a la tracción de las aleaciones de zinc y cobre puede variar según la composición exacta. Los valores indicados para aluminio corresponden a las aleaciones AA listadas.

Tolerancias típicas

La fundición a presión alcanza una precisión dimensional de hasta el ±0.2 % de la cota nominal, lo que permite eliminar por completo el mecanizado posterior en muchas piezas. Por ejemplo, en una dimensión de 100 mm se puede mantener una tolerancia de ±0.2 mm (±0.008 in). La rugosidad superficial típica obtenida está entre 1.6 µm y 3.2 µm (63 µin a 126 µin). Las tolerancias geométricas varían en función del tamaño de la pieza; las limitaciones de diseño más relevantes son el espesor mínimo de pared y el ángulo de salida, cuyos valores por material se encuentran en la tabla de parámetros operativos. Adicionalmente, se recomienda mantener un espesor máximo de sección inferior a 13 mm / 0.5 in para evitar rechupes.

Material	Espesor mínimo de pared (mm / in)	Ángulo mínimo de desmoldeo (°)
Aluminio	0.9 / 0.035	0.5
Zinc	0.6 / 0.025	0.25
Cobre / Latón	1.25 / 0.050	0.7

Ventajas y limitaciones

Ventaja	Descripción
Alta precisión dimensional	Hasta ±0.2 % de la cota, reduciendo o eliminando mecanizados secundarios.
Excelente acabado superficial	Superficies suaves y uniformes, aptas para recubrimientos y pintura.
Alta productividad	Ciclos cortos (unos pocos segundos) adecuados para producción en serie de miles de piezas.
Geometrías complejas	Posibilidad de moldear formas intrincadas, paredes delgadas y nervaduras.
Versatilidad de materiales	Aplicable a aluminio, zinc, magnesio, cobre y plomo/estaño.

Limitación	Descripción
Coste inicial elevado del herramental	Los moldes de acero templado requieren alta inversión y largos plazos de fabricación.
Exclusión de metales ferrosos	No puede procesar acero ni hierro debido a su alto punto de fusión y reactividad con el acero del molde.
Límites de peso de la pieza	Peso máximo típico: aluminio ~32 kg / 70 lb, zinc ~35 kg / 77 lb, magnesio ~20 kg / 44 lb, latón ~4.5 kg / 10 lb.
Porosidad	El atrapamiento de aire y gases puede generar poros, mitigable con fundición al vacío o diseño cuidadoso.
Espesores limitados	Secciones mayores a 13 mm / 0.5 in pueden causar contracciones y rechupes.

Guía de selección por material

Material	Aplicaciones recomendadas	Ventajas clave
Aluminio AA 380	Componentes de motor, carcasas, utensilios, piezas de uso general	Equilibrio entre coste, resistencia y fluidez de llenado.
Aluminio AA 384	Piezas de formas complejas con gran facilidad de llenado	Muy buena colabilidad.
Aluminio AA 386	Componentes marinos, ambientes corrosivos	Excelente resistencia a la corrosión.
Aluminio AA 390	Bloques de motor, pistones, aplicaciones de alto desgaste	Alta resistencia al desgaste por el elevado contenido en silicio (17 %).
Zinc	Engranajes, cremalleras, conectores, piezas de precisión y decorativas	Excelente fluidez, elevada ductilidad, fácil de recubrir, paredes muy finas.
Magnesio	Cajas de transmisión, carcasas portátiles, componentes aeroespaciales	El más ligero de todos, gran rigidez específica.
Cobre / Latón	Válvulas, conexiones eléctricas, herrajes marinos	Alta resistencia mecánica y al desgaste, buena resistencia a la corrosión.

Preguntas frecuentes (FAQ)

¿Cuál es la presión máxima en fundición a presión?

La presión de inyección puede alcanzar hasta 210 MPa / 30,500 psi en máquinas de cámara fría, mientras que los procesos de cámara caliente suelen operar entre 10 y 35 MPa / 1,450 y 5,000 psi.

¿Qué precisión dimensional se logra en fundición a presión?

Se alcanza una precisión de ±0.2 % de la dimensión nominal, lo que equivale a ±0.1 mm (±0.004 in) en piezas de 50 mm, eliminando a menudo el mecanizado posterior.

¿Cuál es la temperatura de colada del aluminio y del zinc?

El aluminio se cuela a una temperatura de 650 °C / 1200 °F, mientras que el zinc se procesa a 425 °C / 800 °F, permitiendo ciclos más cortos para este último.

¿Qué espesor mínimo de pared es posible en fundición a presión?

Con aleaciones de zinc es posible alcanzar un espesor mínimo de 0.6 mm / 0.025 in; para aluminio, el mínimo es de 0.9 mm / 0.035 in, y para aleaciones de cobre, 1.25 mm / 0.050 in.

¿Por qué no se pueden fundir a presión metales ferrosos?

Los aceros y hierros tienen puntos de fusión superiores a 1150 °C / 2100 °F y reaccionan químicamente con el acero del molde, reduciendo drásticamente su vida útil; por ello el proceso se limita a metales no ferrosos de menor punto de fusión.

¿Cuánto pueden pesar las piezas fundidas a presión?

Los pesos máximos típicos son de 35 kg / 77 lb para zinc, 32 kg / 70 lb para aluminio, 20 kg / 44 lb para magnesio y 4.5 kg / 10 lb para latón; en aplicaciones automotrices modernas se han alcanzado piezas de aluminio de más de 100 kg / 220 lb mediante tecnología avanzada.

Fuentes consultadas

• engineeringtoolbox.com: https://www.engineeringtoolbox.com/metal-alloys-densities-d_50.html
• efunda.com: https://www.efunda.com/processes/metal_processing/die_casting.cfm