La industria del automóvil ha experimentado varios cambios en las últimas décadas, como el rendimiento, la eficiencia y la sostenibilidad. Los valores clave que impulsan este negocio. Fundición a presión de automóviles es una de las tecnologías cruciales en la lista de posibles procesos de fabricación que han provocado tal cambio. Permite a los fabricantes de vehículos de motor fabricar piezas complicadas, ligeras y muy reforzadas con gran precisión y fiabilidad.
La fundición a presión es ahora esencial en bloques de motor y carcasas de transmisión, así como en piezas estructurales y carcasas de vehículos eléctricos (VE). Esta es la guía detallada sobre fundición de aluminio para automoción, cómo lo hacemos y qué materiales utilizamos, ventajas y posibilidades de los futuros proveedores de fundición a presión sobre cómo serán estos vehículos el día de mañana.
Fundición a presión para automoción es una tecnología de fundición de metales por la que metales fundidos a alta presión, normalmente aluminio, magnesio o zinc, se introducen a la fuerza en una forma de acero reutilizable conocida como molde de fundición a presión. Tras la congelación, se expulsa la sección solidificada, que se limpia y afina para adaptarla a las especificaciones requeridas.
Se utiliza para fabricar miles (o incluso millones) de piezas de automoción idénticas con gran precisión, tolerancias estrechas y acabados superficiales elevados. Por su eficacia y rentabilidad, ha sido una opción ideal en la producción en serie de piezas ligeras dentro de la industria del automóvil.
La fundición a presión es un componente importante de la industria del automóvil, ya que ayuda a alcanzar los siguientes objetivos principales contribuyendo al rendimiento, la eficiencia y la calidad del vehículo:
Es una forma directa de reducir el peso de un vehículo, lo que se traduce en un mayor ahorro de combustible y una disminución de las emisiones. La fundición de aluminio a presión sustituye los pesados componentes de acero por otros ligeros pero resistentes, ayudando así a los fabricantes de automóviles a cumplir las normas mundiales de sostenibilidad y emisiones.
Los modelos de coches modernos requieren contornos complicados y elementos comprimidos. La fundición a presión realiza las geometrías complejas en un solo proceso y reduce los niveles de ensamblaje e integridad estructural en todas las piezas.
Se trata de una característica en la que se requiere que las piezas de automoción tengan las tolerancias adecuadas para encajar y funcionar correctamente. La fundición a presión garantiza una gran precisión en la producción de grandes volúmenes, lo que la hace menos variable y elimina el procesamiento secundario.
Los componentes fundidos a presión tienen intrínsecamente superficies lisas, por lo que se reduce el tratamiento posterior, lo que mejora la estética y el rendimiento. También se puede revestir, pintar y proteger contra la corrosión con facilidad.
Este proceso puede producir numerosas unidades en poco tiempo, con idéntica calidad en cada una de ellas, por lo que se encuentra entre las formas más baratas de gestionar la fabricación de automóviles a gran escala. El proceso también conlleva una considerable disminución de los residuos de material, lo que también reduce el coste total de producción sin interferir en la calidad.
A continuación se indican las distintas fases del proceso de fundición a presión de automóviles;
Comienza con el diseño del molde de fundición a presión para automoción, que es un molde de acero que se utiliza para obtener con precisión la forma del metal fundido. Los moldes se elaboran para que sean duraderos y frescos, y en muchos casos se crean con equipos CAD/CAM de alta gama para que sirvan lo mejor posible.
Los moldes constan de dos mitades, la fija (matriz de la tapa) y la móvil (matriz del expulsor), que determinan conjuntamente la geometría de la pieza final. Se trata de un paso importante, ya que un diseño eficaz del molde influye directamente en la calidad del producto y la eficiencia de la producción.
Durante la fundición a presión de aluminio para automoción, los lingotes de aluminio se funden en un horno de alto rendimiento para mantener una temperatura baja, que se regula cuidadosamente para garantizar la fluidez y la pureza. Todos los defectos se eliminan antes de la inyección para evitar fallos en la pieza fundida terminada.
También es importante vigilar las advertencias durante el proceso de fusión, ya que cualquier pequeño cambio de temperatura puede comprometer la resistencia, la densidad y el acabado general de la pieza.
La cavidad del molde se presuriza a una presión extremadamente alta que suele oscilar entre 1.500 y 25.000 psi, y el aluminio fundido se inyecta bajo esa presión utilizando un mecanismo de émbolo o pistón. Esta presión es increíble, ya que garantiza que el metal llene todas y cada una de las partes de la cavidad del molde antes de que empiece a enfriarse.
Este proceso se realiza en milisegundos y, por tanto, permite a los fabricantes crear componentes de automoción de fundición a presión polifacéticos y detallados con extrema precisión y menos porosidad.
Cuando se inyecta, el metal fundido se solidifica rápidamente en el molde de fundición a presión y se endurece posteriormente. Se utilizan canales de agua o sistemas de refrigeración a base de aceite para controlar la velocidad de enfriamiento y conseguir una solidificación uniforme.
El enfriamiento adecuado del producto puede mejorar la resistencia mecánica además de minimizar las tensiones internas para crear piezas de automoción fiables y duraderas.
Una vez solidificada, se abren las dos mitades del molde y la pieza solidificada se expulsa a través de unos pasadores eyectores automatizados. Esta acción deberá programarse bien; de lo contrario, la pieza recién moldeada se estropeará o deformará.
Los sistemas de expulsión automatizados ayudan a mantener una buena consistencia de los ciclos, y se requiere menos tiempo en el manejo del sistema, por lo que es capaz de llevar a cabo todo el proceso automatizado de fundición a presión de forma más rápida y eficiente.
El metal sobrante en forma de bebederos, canales o rebabas se recorta con ayuda de sistemas de corte mecánicos o automatizados. En función de los resultados deseados, tras el recorte, las piezas pueden pasar por varias actividades como el mecanizado, el pulido, el revestimiento o la pintura para obtener el aspecto final deseado.
Este último paso mejora tanto el aspecto como la funcionalidad del componente para ajustarse a los elevados estándares que deben cumplirse durante la producción de la industria automovilística actual.
Aunque hay varios metales que pueden utilizarse en la fundición a presión, la selección dependerá de las consideraciones de resistencia, peso y coste. El resumen que figura a continuación muestra los materiales más utilizados en la fundición a presión de automóviles, sus principales propiedades y aplicaciones.
| Material | Aleaciones comunes | Propiedades / Valores clave | Aplicaciones típicas |
| Aleaciones de aluminio | A380, A383, A360, ADC12 | Densidad: ~2,7 g/cm³ - Elevada relación resistencia/peso - Excelente resistencia a la corrosión y al calor - Punto de fusión ~660°C | Bloques de motor, cajas de transmisión, carcasas de baterías de vehículos eléctricos |
| Aleaciones de magnesio | AZ91D, AM60, AM50 | Densidad: ~1,8 g/cm³ - 33% más ligero que el aluminio - Buena capacidad de amortiguación - Punto de fusión ~650°C | Volantes, armazones de asiento y soportes interiores |
| Aleaciones de zinc | Zamak 3, Zamak 5, ZA-8 | Densidad: ~6,6 g/cm³ - Alta resistencia y precisión en los detalles - Bajo punto de fusión ~420°C | Tiradores de puertas, soportes, cerraduras, embellecedores |
| Aleaciones de cobre | C18200, C95400 | Densidad: ~8,9 g/cm³ - Excelente conductividad eléctrica y térmica - Resistencia superior al desgaste | Conectores eléctricos, disipadores térmicos, barras colectoras EV |
| Aleaciones de acero | AISI 4140, AISI 4340 | Densidad: ~7,8 g/cm³ - Alta resistencia a la tracción (>900 MPa) - Excepcional rigidez y resistencia a la fatiga | Soportes de seguridad, transmisión, piezas de refuerzo |
La fundición a presión, sobre todo en la industria de la automoción, es esencial en casi todos los procesos que intervienen en la fabricación de un vehículo para dotarlo de resistencia, precisión y ligereza. Los componentes típicos de automoción fundidos a presión son:
La tendencia al alza de la fundición de aluminio para automoción se debe a sus prestaciones, a su bajo coste y a su sostenibilidad:
A pesar de las numerosas ventajas de la fundición a presión para automoción, existen varios retos a los que fabricantes y proveedores se ven obligados a enfrentarse:
Los proveedores de fundición a presión son vitales para determinar la calidad, fiabilidad y novedad en la producción de automóviles. Sus conocimientos no se limitan a la producción; también son socios en la optimización del diseño, los ensayos de materiales y la sostenibilidad.
Los principales proveedores invierten en:
Las empresas que figuran en la lista de proveedores de renombre mundial de la industria automovilística están situadas en Estados Unidos, China, Alemania y Japón, y ofrecen soluciones integrales de fundición a presión para automóviles a fabricantes de todo el mundo.
Las tecnologías de fundición a presión para automoción evolucionarán rápidamente en la próxima década, sobre todo a medida que el mundo transite hacia el uso de coches eléctricos y autónomos.
Tesla fue la primera en practicar la fundición Giga, que consiste en fundir en máquinas de fundición a presión muy grandes para producir bastidores de coches únicos de gran tamaño, lo que reduce el número de piezas, el tiempo y el coste de montaje y de las piezas.
A medida que los vehículos eléctricos empiezan a ganar popularidad, las carcasas de las baterías y los motores de los vehículos eléctricos, mucho más grandes y complicados, se fabrican ahora con fundición a presión.
Se están incorporando sensores y sistemas de IA conectados a IoT para hacer un seguimiento en tiempo real de las condiciones del molde, el flujo de metal y la refrigeración.
Los fabricantes también están implantando el reciclaje en circuito cerrado, las fuentes de energía renovables y el uso de revestimientos ecológicos para garantizar que el proceso sea más respetuoso con el medio ambiente.
Los nuevos avances en la composición de las aleaciones también están creando materiales más ligeros, fuertes y resistentes al calor, que se adaptan a los coches de nueva generación.
En conclusión, la “fundición a presión para automóviles” es el baluarte de los vehículos actuales. Funciona bien tanto para vehículos eléctricos como para motores de combustión interna. Además, puede producir piezas complejas. Además, tiene piezas ligeras y duraderas con una alta repetibilidad.
Con la evolución de la tecnología, la fundición a presión de aluminio para automoción se utilizará aún más para garantizar que los fabricantes de automóviles alcancen sus objetivos de rendimiento, eficiencia y sostenibilidad. El futuro de esta industria es aún más prometedor debido al diseño avanzado de moldes de fundición a presión, proveedores de fundición a presión para automóviles de última generación, etc.
P1: ¿Cuál es la aplicación de la fundición a presión para automoción?
Piezas ligeras y complejas, como bloques de motor, carcasas de transmisión y cajas de baterías de vehículos eléctricos, con gran precisión y resistencia, se fabrican con fundición a presión para automoción.
P2: ¿Por qué es tan popular el aluminio en la fundición inyectada de automóviles?
Los expertos recomiendan el aluminio porque tiene una correlación perfecta entre ligereza, fuerza, resistencia a la corrosión y conductividad térmica, por lo que es idóneo en la industria automovilística que exige rendimiento y eficiencia de combustible.
P3: ¿Cuál es la vida útil de un molde de fundición a presión?
Un buen molde de fundición inyectada para automóviles tiene una vida útil de 100.000 a 1.000.000 de ciclos, también en función del material, el diseño y las prácticas de mantenimiento.
P4: ¿Cuáles son los principales procesos de fundición a presión?
Se trata de la fundición a alta presión (HPDC) y la fundición a baja presión (LPDC). La HPDC se aplica a la producción en serie, y la LPDC resultó ser mejor en cuanto a propiedades mecánicas.
P5: ¿Pueden los vehículos eléctricos (VE) utilizar fundición inyectada?
Absolutamente. La fundición a presión desempeñaría un papel importante en los vehículos eléctricos, las baterías y las carcasas de los motores, así como en los componentes ligeros del chasis, para aumentar la autonomía y la eficiencia.
P6: ¿Cuáles son los mejores proveedores de fundición a presión para automoción?
Los principales proveedores de fundición a presión para automoción son las empresas de China, Alemania, Japón y EE.UU., especializadas en la fabricación y especialización en fundición a presión de precisión y OEM internacionales con socios en todo el mundo, entre los que se incluyen Ryobi, Dynacast y Nemak.
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