Deformación de colector de pared fina: ¿qué la causa en la primera colada?
La deformación de un colector de pared fina resulta de tres entradas combinadas: la contracción de solidificación, la restricción de la brida y un espesor de pared que cambia a lo largo de la pieza. La primera colada hace visible la combinación, normalmente como 0,3–1 mm de movimiento en la cara de brida.
El movimiento no es un defecto del modelo ni de la colada por separado. Es el resultado predecible de enfriar una sección esbelta junto a una pesada, y la forma de tratarlo es planificarlo en lugar de discutirlo tras la inspección.
¿Dónde empieza la deformación del colector de pared fina?
Empieza en el cambio de sección. La brida solidifica despacio y sigue caliente mientras la pared de 1,0 mm de al lado ya ha contraído, así que la brida retiene la pared y la pared tira de la brida. El resultado es una comba en lugar de una contracción uniforme.
El segundo factor es la contracción de la aleación. El acero inoxidable está en la banda de 1,5–2,5 %, y un colector de 300 mm acumula ese movimiento a lo largo de su longitud en lugar de en una sola sección.
El tercer factor es la alimentación. Una sola entrada en un extremo alimenta la pieza de forma desigual, y la sección que llena al final también solidifica al final, lo que añade un gradiente térmico al gradiente de sección. Una disposición de entradas simétrica elimina parte de ese gradiente antes de imprimir el modelo.
Nada de esto se ve en el CAD. Vive en la combinación de geometría y proceso, por eso la revisión de colada debe ocurrir antes del primer modelo, no después del primer artículo.
¿Cuánto movimiento se acepta?
El criterio de aceptación lo fija el plano, no la costumbre de la fundición. Una brida que debe quedar plana a 0,05–0,10 mm tras el mecanizado necesita sobreespesor para cortarse dos veces: una para la comba y otra para el acabado. Ese es el sobreespesor de 0,5–1,5 mm que el modelo debe dejar.
Si el movimiento queda dentro del sobreespesor, la pieza se recupera con mecanizado y nuevo datum. Si queda fuera, la pieza es chatarra y el modelo debe corregirse antes de la siguiente colada.
La medición pertenece al primer artículo. Un escaneo CMM de la cara de brida y los extremos de canales dice en qué dirección corre la comba y cuánto es sistemático; una sola lectura de calibre sobre la brida no lo muestra.
Un segundo tratamiento térmico puede mover la pieza otra vez. El alivio de tensiones antes del acabado es normal, pero el utillaje y la temperatura deben elegirse para la pared, o la segunda operación introduce una nueva comba.
¿Qué se corrige sin cambiar el diseño?
La primera corrección es la compensación. Si la comba es sistemática y siempre en la misma dirección, el modelo puede imprimirse con una contracurva predefinida, y la pieza llega más plana antes de cualquier mecanizado.
La segunda es la simetría del proceso: entradas en ambos extremos, un camino de enfriamiento más lento y un utillaje que sujete la brida durante el primer enfriamiento. Nada de eso cambia el plano, y juntos pueden quitar la mayor parte del movimiento en un colector por lo demás sano.
La tercera es la disciplina de sobreespesor. Mantener 0,5–1,5 mm en la brida y cortar tras el alivio cuesta menos que perseguir una cara en bruto perfecta, y mantiene la pieza dentro de la banda de tolerancia sin cambio de diseño.
Lo que no se puede corregir sin cambio de diseño es una pared demasiado fina para llenarse o una brida cuya restricción supere cualquier reserva razonable de sobreespesor. Esas son decisiones de plano y pertenecen a la revisión, no a la cuarta colada.
Envíe el plano del colector y los datos del primer artículo a Neway; le diremos si el movimiento está dentro del sobreespesor o requiere corrección del modelo.
