Servicios de fundición de uretano

Los uretanos son compuestos versátiles formados por nitrógeno, hidrógeno y oxígeno; es un compuesto cristalino, un éster de ácido carbónico (calentado con alcohol y un catalizador ácido). El uretano es un sellador habitual por su resistencia natural al agua, el aceite y la oxidación. El material es resistente a la abrasión y a las temperaturas extremas. El uretano es también una excelente opción para fundir piezas duraderas de bajo volumen, manteniendo la calidad de la producción. Siga leyendo para saber más sobre los usos de la fundición de uretano y las estrategias de diseño.

En términos básicos, la fundición de uretano implica el diseño del patrón de la pieza maestra, la fabricación de un molde a partir del patrón y, a continuación, el vertido o la fundición de la resina para producir piezas o prototipos de fundición de uretano. Cada paso implica múltiples procesos y puede ser bastante complejo.

Hacer el patrón de la pieza maestra

La primera parte de la fabricación del patrón de la pieza maestra consiste en realizar el diseño del componente utilizando principios de ingeniería mecánica y una plataforma de modelado 3D, como SOLIDWORKS. El modelo CAD de su pieza se utilizará para hacer el patrón de la pieza maestra para la pieza a fundir. Para el diseño del modelo 3D, hay que tener en cuenta cómo se va a moldear la pieza y cómo se va a extraer el material de fundición de uretano del molde. Los siguientes consejos son útiles cuando se hace el modelo CAD del Patrón de Pieza Maestra:

1. Dado que el molde para las piezas de uretano probablemente esté compuesto de silicona, no es necesario diseñar el relieve del molde ni los ángulos de desmoldeo.
2. Considere la posibilidad de incorporar características más complejas, como agujeros profundos/estrechos, cavidades internas y canales, con procesos secundarios posteriores a la fundición.
3. Las compuertas deben diseñarse para que se inyecte la resina y los productos curativos. El tamaño y la ubicación dependerán del volumen de la pieza colada y del perfil del patrón de colada.
4. Los respiraderos deben diseñarse para permitir la salida del aire atrapado en el interior del molde.
5. Al dividir la pieza en segmentos, es necesario disponer de localizadores en las superficies de contacto para evitar el desplazamiento de las mitades del molde. El desplazamiento puede cambiar la línea de separación de los moldes y crear problemas con el dimensionamiento o la tolerancia de las piezas finales.

En última instancia, simplemente debe diseñar el patrón de la pieza maestra con el objetivo final de producir piezas de uretano.

Fabricación del patrón de la pieza maestra

Una vez finalizado el modelo CAD, se envía a un proveedor de fabricación que suele optar por imprimir el patrón de pieza maestra. La mayoría de las veces la impresión se realiza mediante los métodos PolyJet 3D (PJ3D), Fused Deposition Modelling (FDM) o Stereolithography (SLA). Puede utilizarse el mecanizado CNC para crear el patrón de la pieza maestra, pero la impresión 3D suele ser más rentable. El objetivo principal de la impresión del patrón de la pieza maestra es crear un molde de silicona preciso para las piezas moldeadas de uretano.

Fabricación del molde de la pieza de uretano

La mayoría de los moldes de piezas de uretano se hacen vertiendo silicona líquida alrededor de las piezas para crear un molde. En primer lugar, se construye una caja que se utilizará para mantener la pieza maestra para el vertido de silicona alrededor de ella para crear el molde. A continuación, la pieza maestra se coloca de forma segura en la caja. En tercer lugar, se vierten los materiales de silicona líquida en la caja, alrededor del patrón de la pieza maestra. La silicona se cura en varios pasos. El curado suele realizarse utilizando uno de los dos métodos siguientes: curado por condensación o curado por adición. Normalmente, el molde se divide en dos para la extracción de la pieza maestra, o el proceso de moldeo se diseña para crear un molde de dos partes. Otra opción para un molde de silicona se denomina molde de piel y se crea vertiendo silicona líquida sobre el patrón de la pieza maestra, capa a capa hasta conseguir el grosor deseado. A veces, las características que se van a moldear y que pueden ser susceptibles a la fatiga se sustituyen por materiales más resistentes.

Fundición de la pieza de uretano

La fundición de piezas de uretano implica la utilización de un tipo de resina de fundición de poliuretano o uretano para rellenar un molde de silicona para la producción de piezas. El material de fundición de uretano consta normalmente de dos componentes, resina y agente curativo, que reaccionan químicamente al mezclarse para formar el material de uretano. Los dos componentes se mezclan en un recipiente y se desgasifican, para eliminar cualquier burbuja de aire. Los moldes pueden llenarse con uretano utilizando un método de vertido o de llenado a presión, como la inyección por tornillo. A continuación, la pieza de uretano se cura y el molde se divide en dos partes para poder retirar la pieza fundida.

En las piezas de uretano fundido se pueden realizar operaciones posteriores a la fundición, como el esmerilado, el corte, el mecanizado CNC, el taladrado o el fresado, según sea necesario. Pueden alisarse o cortarse compuertas o respiraderos. Se pueden añadir agujeros o canales. Sin embargo, las piezas de uretano fundido tienen un punto de fusión bajo, por lo que deben utilizarse refrigerantes durante el mecanizado como medida preventiva.

Aplicaciones de la fundición de uretano

Las piezas de uretano pueden utilizarse para una amplia variedad de componentes, desde piezas de automóviles hasta dispositivos médicos, productos de consumo e incluso prototipos. A continuación se presentan algunos ejemplos de piezas comunes de fundición de uretano:

• Los uretanos Shore D pueden utilizarse para fabricar piezas resistentes y duraderas como carcasas, cajas, productos electrónicos de consumo, dispositivos médicos, embalajes e incluso juguetes.
• Los uretanos más blandos, Shore A, con mayor elasticidad, son útiles para piezas flexibles pero resistentes a los impactos. Algunos ejemplos son los guantes de goma, los sobremoldes, los botones, los teclados, las botas de goma y los botones.

Las piezas de uretano pueden fundirse utilizando una variedad de materiales. La selección del material debe basarse en varios factores, como las consideraciones estéticas, la durabilidad, la vida útil de la pieza, el precio, los requisitos de utilización o aplicación, la resistencia, las propiedades físicas, las propiedades químicas, la exposición al medio ambiente y la resistencia química. Los materiales de uretano también pueden denominarse materiales de poliuretano. No hay ninguna diferencia entre los dos términos; pueden utilizarse indistintamente. Un polímero no es más que un grupo de unidades repetitivas unidas químicamente. Una pieza de poliuretano simplemente contiene múltiples grupos de uretano. La siguiente tabla resume algunas de las resinas de fundición de uretano más utilizadas:

La fundición de uretano ofrece un gran número de ventajas. Requiere una configuración sencilla de materiales fáciles de obtener y un proceso simple. El coste de inversión es bajo para iniciar una operación de fundición de uretano. Los moldes de silicona son más baratos y fáciles de producir que las herramientas o moldes metálicos. Por lo tanto, los prototipos se pueden hacer más rápidamente y a menor coste. Los moldes de uretano son más rápidos de crear que los moldes duros, unos tres días frente a una o dos semanas. Además, hay una gran variedad de materiales de uretano/poliuretano entre los que elegir para sus piezas de fundición, lo que da lugar a una amplia gama de propiedades físicas disponibles.

Las piezas fundidas de uretano tienen algunos retos asociados. Las piezas de uretano fundido pueden no ser tan mecanizables como sus homólogas metálicas. Además, los moldes de silicona utilizados para la fundición de piezas de uretano pueden no ser tan duraderos, lo que hace que el proceso sea más adecuado para series de bajo volumen o de prototipos.