La fundición mineral y sus características

El hormigón polimérico y la geometría de los productos

Una ventaja significativa del hormigón polimérico es que las estructuras y las bases geométricamente más complicadas pueden fabricarse sin la necesidad de procesos adicionales. Para ello se requiere una herramienta de precisión (molde), que se amortiza en un corto plazo. Insertos roscados, placas de montaje, husillos, son pre-fundidos como piezas moldeadas y suministrados para la fase de diseño del molde, eliminando así la necesidad de operaciones de acabado o mecanizado, complejas y de coste elevado. Esto, por supuesto, conlleva plazos de realización más breves, algo cada vez más importante en los tiempos modernos.

Agente de unión

El agente de unión, también conocido como matriz, está compuesto de resina, a la que se incorporan materiales de relleno específicos una vez decidida la receta. Se utiliza resina epoxídica, en lugar de resina de metacrilato, porque las resinas de poliéster presentan una contracción inferior y un mejor tiempo de procesamiento. Cuando se vierte, el agente de unión también actúa como un lubricante entre los elementos del relleno, mejorando así las características de flujo. No puede producirse ninguna reacción química entre el rellenador y el agente de unión. Las piezas moldeadas que contienen resinas epoxídicas como agentes de unión no son adecuadas para temperaturas de funcionamiento superiores a 80° C.

Ventajas de las resinas epoxídicas

La baja viscosidad confiere buenas características de flujo
Garantía de que el relleno utilizado está bien lubricado
Tiempo de gelificación prolongado
Lento endurecimiento por precipitación, combinado con bajas reacción exotérmica
Buenas características mecánicas (tensión, compresión, flexión, módulo de elasticidad, dilatación térmica)
Buenas características químicas, por ejemplo, resistencia a los líquidos agresivos
Buen comportamiento a largo plazo
Las resinas epoxídicas están aprobadas por la industria alimentaria

Quartz Rock as a Filler

Cuarcita como material de relleno

Los materiales de relleno, también conocidos como agregados, forman la base del hormigón polimérico. El hormigón polimérico de SCHNEEBERGER ofrece diversas recetas o mezclas, que aseguran y determinan las propiedades óptimas de cada producto para satisfacer las demandas de aplicación específicas del cliente. La roca de cuarzo natural se utiliza en diferentes tamaños de grano. Dado que las características de colada vienen determinadas principalmente por las características de estos rellenos, existen requisitos específicos de densidad, resistencia a la tracción y a la compresión, módulo de elasticidad, coeficientes de expansión térmica y conductividad del calor.

También se pueden añadir aditivos no minerales a los materiales de relleno.

Se emplean guijarros de cuarzo que tienen alto grado de pureza y excelentes características mecánicas.

Hormigón polimérico de SCHNEEBERGER

Novedad: con techcon^®para «aplicaciones seleccionadas», ofrecemos una mezcla de cemento especialmente desarrollada, que ha sido concebida como una alternativa económica al hormigón polimérico.

Information: at moment not available for the Asian market

El hormigón polimérico es un material moderno que, desde su introducción en el mercado (hace más de 30 años), constituye una importante alternativa a las estructuras tradicionales de acero y de hierro fundido y, en la actualidad, presenta múltiples aplicaciones en la tecnología superior.

El proceso completo, desde la fase de diseño y fundición hasta el acabado final de alta precisión, está sujeto a las medidas y el control de calidad más exigentes.

Presencia: el hormigón polimérico de SCHNEEBERGER se produce en la UE (Cheb, Chequia) y en China.

Estamos presentes en el mercado europeo y asiático con plantas de producción locales propias y, además, en todos los países industrializados a través de los representantes comerciales propios de SCHNEEBERGER.

Más información:
Enlace al comunicado de prensa

Novedad: hormigón polimérico como «subconjunto directo en la línea de montaje»

El hormigón polimérico de SCHNEEBERGER ofrece un valor añadido adicional. Realizamos también complejas tareas de montaje en las piezas de hormigón polimérico producidas. Nos encargamos, como hasta ahora, del montaje, pero también del abastecimiento completo de las piezas de montaje, el control de calidad íntegro y la logística. De esta manera, el hormigón polimérico de SCHNEEBERGER supone un gran valor añadido para nuestros clientes.

Las ventajas son: una reducción significativa de los plazos y una toma de responsabilidad para el subconjunto completo que conlleva claras ventajas en cuanto a costes.

No dude en ponerse en contacto con nosotros en cualquier momento para obtener asesoramiento sin compromiso.

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Concepto

Grosor de la pared

Las piezas moldeadas y el grosor de las paredes de los componentes deben ser al menos cinco veces superiores que los diámetros máximos de la gravilla. Por lo tanto, con un diámetro máximo de la gravilla de 16 mm, las piezas moldeadas y el espesor de la pared deben ser al menos de 80 mm. Debido a las bajas tensiones residuales diferentes, a los distintos grosores de paredes y a los cambios bruscos entre paredes finas y gruesas, es posible lograr fácilmente grosores de pared en un componente de hormigón polimérico. Se pueden alcanzar valores de rigidez adecuados mediante la apropiada selección de las secciones transversales y teniendo en cuenta los posibles esfuerzos de tensión y compresión altamente variables.

También es posible trabajar con espesores de pared más delgada en las partes no portantes de la construcción. Aquí se usan mezclas de colada que tienen un diámetro máximo de gravilla más pequeño. La primera colada de un procedimiento de colada de varios niveles, en donde se vierte primero la mezcla más fina, seguida de la composición más gruesa, se llama precolada.

Colada

Se utilizan pistas desmoldeantes para liberar la pieza de fundición, similar al método utilizado para la colada gris. La recomendación de utilizar una pendiente aproximada de 5° para piezas de fundición gris, a menudo se utiliza también para el hormigón polimérico. Sin embargo, en la práctica son suficientes ángulos más pequeños.

Ventilación

Durante la preparación de la mezcla de hormigón polímero, el aire entra en el compuesto a través del propio proceso de mezcla. Además de esto, el aire también queda atrapado en el interior del molde y el compuesto durante el procedimiento de colada. Para asegurarse de que el componente terminado no presenta cavidades de contracción más tarde, después de verter el compuesto, se hace vibrar el molde hasta que prácticamente no haya burbujas de aire atrapadas. Con este fin, el molde debe contar con una ventilación adecuada. Para esto, los segmentos del molde y las piezas moldeadas deben estar dispuestos de tal manera que no se impida la llegada de hormigón polimérico ni el aire de escape. Las burbujas se pueden formar sobre todo en las superficies horizontales, que el hormigón polimérico eleva desde abajo. Si es posible, tales superficies deben evitarse, para que tengan un ángulo relativamente grande, con el fin de hacer posible que el aire escape.

Capacidad de carga

Durante la construcción de componentes de hormigón polimérico es esencial tener en cuenta las características especiales del material. Los componentes de la colada, por ejemplo, pueden soportar fuerzas sustancialmente mayores de compresión y tracción.

Al anclar las piezas de fundición debe garantizare que se ajustan a una distancia suficiente de los bordes del componente para que no se rompan. Para saber la distancia mínima a los bordes, se utiliza la tabla correspondiente de la pieza moldeada.

Si van a usarse conexiones de tornillo en el componente de hormigón polimérico, es necesario garantizar que el material fundido puede soportar las cargas creadas por las fuerzas que actúan sobre el hilo. Si existe el riesgo de que se corte, debe ser tratado con casquillos roscados metálicos adecuados, que se moldean en los puntos necesarios.

TEl efecto de muesca se reduce claramente y la reorientación de la fuerza se mejora redondeando y biselando los conectores entre las unidades componentes.

Asimismo, deben tomarse las medidas adecuadas para el transporte necesario hasta la entrega al cliente. Así, para los componentes muy grandes, deben diseñarse puntos de enganche y elevación, que faciliten su carga segura con grúas y equipos elevadores similares. Para evitar los daños de transporte, también se pueden colocar unos railes en la parte inferior para su transporte mediante carretillas elevadoras.

Estructura geométrica básica

El molde está hecho de madera, acero, aluminio, PVC, silicona, poliamida o una combinación de estos materiales. Los principales criterios para la selección del material adecuado son:

el número estimado de piezas que deben ser producidas por un molde,
la precisión y la calidad superficial requeridas de los componentes de hormigón polimérico,
tamaño, peso,
variantes previstas en las coladas,
coste y tiempo.

El diseño, el cálculo y la construcción del molde van en paralelo con la construcción de la pieza. Es preciso tener en cuenta los criterios de diseño del molde, a fin de asegurar la precisión geométrica y la alta rigidez estática y dinámica:

El diseño de las superficies funcionales principales del molde es crucial para asegurar la exactitud.
Los moldes están hechos sobre todo de placas. La geometría básica se diseña a partir de elementos simples.

Integración de componentes mecánicos

Insertos roscados, planchas de acero, anclajes de transporte, cables y canalizaciones y celdas huecas pueden incluirse directamente en el componente de la colada pues se trata de un proceso de colada fría.

Con el fin de asegurarse de que estarán en condiciones de funcionamiento óptimas más adelante, todos los componentes mecánicos deben fijarse firmemente, pues su posición no podrá corregirse posteriormente y se desarrollarán importantes fuerzas de elevación durante el procedimiento de colada, que podrían cambiar la posición si la fijación es no lo suficientemente segura. Es necesario asegurarse cuando el componente está siendo diseñado y, sobre todo, después, en la construcción del molde, de que esta inserción no obstruya el flujo de material o la ventilación del molde.

Si los orificios roscados están demasiado cerca del borde o si el componente de hormigón polimérico presenta un patrón de orificios para el acoplamiento, las piezas especiales se moldean dentro. Estas piezas moldeadas especiales (moldes, placas) se anclan al componente de hormigón polimérico con tornillos de cabeza hexagonal.

Superficies operativas

Según se describe en el capítulo correspondiente, es posible alcanzar una precisión máxima de +/- 0,1 mm/m aprox. con moldes correctos. No obstante, muchos de los componentes tienen una superficie de acoplamiento con otras piezas, lo cual requiere una mayor precisión, por ejemplo, para la fijación de sistemas de guías lineales, superficies de deslizamiento o de montaje. Por tanto, es imperativo integrar estas superficies funcionales con el fin de alcanzar las tolerancias especificadas. En la actualidad, SCHNEEBERGER utiliza cuatro procedimientos fundamentales, según se indica a continuación, con el fin de crear las superficies necesarias:

Mecanizado de hormigón polimérico - en este procedimiento, la colada se vierte en exceso y luego se mecaniza hasta el tamaño exacto por fresado o rectificación.
Mecanizado de piezas fundidas - en este procedimiento, las partes metálicas, como las planchas de acero o hierro fundido, se integran en el hormigón polimérico y después se mecanizan una vez endurecida la fundición.
Replicación - con este procedimiento, se vierte el hormigón polimérico hasta una tolerancia negativa de unos 2 mm. Después de retirar el molde hay una segunda etapa de colada donde se moldea material muy fino con una plantilla de ajuste preciso.
Posterior colada de piezas metálicas - con este procedimiento, las piezas de alta precisión se moldean con precisión tras retirar el molde, usando indicadores de posición.

Análisis de elementos acabados (FEM)

Con el método FEM es posible efectuar cálculos de diferentes características de la geometría de los componentes y de los diseños de las máquinas. Un uso típico es el cálculo de las deformaciones en las bases de las máquinas o componentes y la consecuencia derivada de la geometría optimizada de estos resultados. Además, actualmente es posible determinar con gran precisión la dinámica de la temperatura y la respuesta de vibración.

Algunos ejemplos prácticos, como la disminución de la deformación de los componentes de una máquina textil (CETEX) o la reducción del efecto regenerador sobre tornos (Boehringer Werkzeugmaschinen GmbH), gracias a la conducta mejorada de absorción del hormigón polimérico, en comparación directa con diseños soldados o moldeados, o la optimización del comportamiento térmico (SCHNEEBERGER AG).

Transporte e instalación

Transporte

Los componentes de hormigón polimérico deben ser fijados de forma segura durante el transporte. Para el traslado se utilizan grúas, carretillas elevadoras y camiones. Además debe haber anclajes y carriles adecuados.

Instalación

En principio, para la instalación de cremalleras de hormigón polimérico deben seguirse las mismas normas que para las bases de acero o de fundición de hierro gris. Es muy importante contar con unos cimientos especiales, en particular en máquinas de gran tamaño, pues en su construcción característica como bases de un motor con un 70-90 % de la masa total de una máquina, garantizan una alta rigidez torsional general con la elevada masa inercial y pueden alcanzar la precisión adecuada gracias al buen funcionamiento de la máquina.

El dimensionamiento minucioso de la base de la máquina es crucial, especialmente con componentes muy pesados y fuerzas de trabajo consecuentemente elevadas o con cargas de impacto repentinas; si no se hace así, provocará inevitablemente el hundimiento parcial de la máquina y dejarán de obtenerse las precisiones geométricas características actuales en todo el espacio de trabajo. Las máquinas con una configuración en tres puntos son una excepción a esta regla, ya que su precisión no depende de la base.