Análisis completo de los escenarios de aplicación y los usos típicos de la fundición a baja presión

Puntos clave

• El mercado de la fundición a baja presión superará los 10 000 millones de dólares en 2025, y el sector del automóvil representará la mayor cuota
• Tres criterios de autoevaluación: estanqueidad, espesor de pared de 1,5 a 50 mm y umbral mecánico; si cumple dos de ellos, elígelo.
• Aleación A356.2 para llantas de aluminio, con un espesor de pared de 8-20 mm y un rendimiento de producción de aproximadamente 92%-96%.
• El bajo rendimiento de la tapa del cilindro se debe a que tiene muchas cavidades internas y a que la entrada de fundición se encuentra en la zona de mayor espesor, lo que favorece la solidificación secuencial.
• Las carcasas de los motores de nuevas energías y las bandejas de baterías presentan una alta estanqueidad, por lo que son adecuadas para la fundición a baja presión.

Resumen de los puntos clave

• El mercado mundial de la fundición a baja presión superará los 10.000 millones de dólares en 2025, y el sector de la automoción representará la mayor cuota.
• La presión de llenado en la fundición a baja presión suele situarse entre 0,02 y 0,06 MPa, muy por debajo de las decenas de MPa de la fundición a presión.
• Las llantas de aleación de aluminio constituyen la mayor aplicación individual, con un peso aproximado de entre 8 y 12 kilogramos por unidad.
• El producto final presenta una alta densidad y unas propiedades mecánicas superiores a las de la fundición por gravedad, por lo que es adecuado para piezas sometidas a presión.
• A la hora de elegir un modelo, hay que tener en cuenta tres aspectos: el tipo de aleación, la uniformidad del espesor de la pared y el tamaño del lote.

¿Para qué piezas es adecuada la fundición a baja presión? Un criterio de evaluación en una sola frase

La fundición a baja presión es adecuada para piezas estructurales de aleación de aluminio de tamaño mediano a grande, con un espesor de pared uniforme y que requieran una alta estanqueidad. Los datos técnicos indican que el molde se llena a una presión baja de 20 100 kPa (ligeramente superior a la presión atmosférica) y que es apto para piezas de fundición complejas con un espesor de pared de entre 1,5 y 50 mm, como llantas de automóvil y culatas. Esto significa que, cuanto mayor sea la densidad interna requerida en las piezas y mayor sea el riesgo de fugas de aire, más adecuada resultará la fundición a baja presión.

Los tres criterios de autoevaluación que figuran a continuación te ayudarán a determinar en 30 segundos si una pieza es adecuada.

• Ver los requisitos de estanqueidad: Cuando se requiera resistencia a la presión y estanqueidad (como en el bloque del motor, la carcasa de la batería o la carcasa de la bomba de aceite), se dará prioridad a la fundición a baja presión. El llenado a baja presión es uniforme, genera menos aire atrapado y presenta un menor porcentaje de poros internos que la fundición por gravedad.
• Fíjate en el grosor de la pared y las dimensiones: Son las piezas de tamaño mediano a grande, con un espesor de pared de entre 1,5 y 50 mm y relativamente uniforme, las más adecuadas. Si son demasiado finas (menos de 1 mm), no se llenan por completo; si son demasiado gruesas y presentan grandes diferencias de espesor, es fácil que se produzcan poros de contracción.
• Analizar los umbrales de las propiedades mecánicas: Las piezas estructurales sometidas a cargas y a impactos (rótulas, brazos de control) se benefician notablemente de ello; la solidificación a baja presión da lugar a una estructura densa, con una resistencia y una elongación superiores a las de los moldes de arena.

La recomendación de Ningbo Hexin es la siguiente: si se cumplen dos de los tres criterios, se debería incluir la fundición a baja presión en la comparación de opciones. Por el contrario, para piezas pequeñas de paredes delgadas fabricadas en grandes series (como las carcasas de productos 3C), suele resultar más rentable la fundición a alta presión. En la siguiente tabla comparativa se explica cómo sopesar las ventajas de los tres procesos.

¿Cuáles son las aplicaciones más habituales de la fundición a baja presión en el sector del automóvil?

En el sector del automóvil, las tres categorías de piezas de producción en serie en las que más se utiliza la fundición a baja presión son las llantas de aluminio, las culatas y los colectores de admisión. Todas estas piezas deben presentar una estructura interna densa y ser estancas a la presión. Según los datos del sector de la fundición a presión de aluminio de 2023, en las llantas, las culatas y los manguitos de dirección, debido a sus elevados requisitos de densidad y propiedades mecánicas, ya se ha generalizado el uso de la fundición a baja presión y a presión diferencial. Se opta por este método para garantizar que incluso las piezas complejas con espesores irregulares queden bien rellenas y presenten menos poros de contracción.

¿Cómo se determinan los parámetros de aleación y proceso para tres tipos de piezas de producción en serie?

Las diferencias en cuanto a la aleación y el grosor de las paredes de estas tres piezas son considerables. Las llantas deben ofrecer ductilidad y resistencia a los impactos; las culatas, resistencia al calor y a la presión; y los colectores de admisión, ligereza y estanqueidad. A continuación se muestra una comparación de las configuraciones más habituales:

piezas	Clasificaciones de aleaciones más comunes	Gama de espesores de pared	Rendimiento típico
Llantas de aluminio	A356.2 (AlSi7Mg)	8–20 mm	92%–96%
Tapa de culata	A356 / AlSi7Mg0,3	4–12 mm	85%–90%
colector de admisión	Mejoras en el A356 / ADC12	3-6 mm	88%–93%

El bajo rendimiento de la tapa del cilindro se debe a que cuenta con numerosas cavidades internas, como la camisa de agua y los conductos de aceite; si la salida de aire de los núcleos de arena no es fluida, es fácil que se formen poros por acumulación de aire. La recomendación de Ningbo Hexin para el diseño de moldes de baja presión es la siguiente: realizar primero un análisis de conformado del producto, situar la entrada de colada en la zona de mayor espesor y permitir que el metal se solidifique de abajo hacia arriba, lo que permitirá estabilizar el índice de rendimiento de las tres categorías de piezas.

¿Se puede utilizar la fundición a baja presión en los sistemas de «tres componentes eléctricos» de los vehículos de nueva energía? Ejemplos de carcasas de motores y bandejas de baterías

Sí, pero hay que elegir bien los componentes. Entre los tres componentes eléctricos de los vehículos de nueva energía (motor eléctrico, sistema de control electrónico y batería), la carcasa del motor y la bandeja de la batería exigen un alto nivel de estanqueidad y densidad, lo que supone precisamente el punto fuerte de la fundición a baja presión. Según datos del sector, durante la producción de las carcasas de los paquetes de baterías, la presión del proceso suele controlarse entre 50 y 80 kPa para garantizar la integridad de las estructuras de pared delgada de 3,5 mm. Esto significa que, para los componentes de los «tres sistemas» que deben evitar fugas de líquido y requieren disipación de calor, la fundición a baja presión resulta más estable que la fundición por gravedad.

¿Cómo se distingue entre lo adecuado y lo inadecuado? La lógica de Ningbo Hexin a la hora de tomar decisiones en su expansión en el sector de las energías renovables es muy clara:

• Carcasa del motor: El espesor de la pared es uniforme; requiere una estructura interna densa para evitar fugas; presenta pocos poros de contracción en el moldeo a baja presión, por lo que es adecuado para baja presión.
• Bandeja para baterías: De gran tamaño y pared delgada (3-5 mm), deben ser totalmente estancos y poder rellenarse bien a baja presión; se trata de piezas de acoplamiento típicas.
• Soporte pequeño con control eléctrico: Dada su estructura sencilla, los grandes volúmenes de producción, el escaso espesor de las paredes y la necesidad de un ciclo rápido, resulta más adecuado recurrir a la fundición a presión de alta presión, lo que ofrece una mayor eficiencia.

Regla general: para obtener una estructura densa y sin fugas, con un espesor de pared uniforme, se debe optar por la baja presión; para piezas pequeñas en las que se busca el rendimiento y la cadencia, se recomienda el moldeo a presión. Ningbo Hexin cuenta con capacidad para fabricar moldes tanto de baja como de alta presión, por lo que puede adaptar el proceso a las características de las piezas del cliente.

Aplicaciones de la fundición a baja presión en los sectores aeroespacial y de la energía para electrodomésticos

En el caso de los componentes estructurales aeronáuticos, la fundición a baja presión garantiza una alta densidad de las aleaciones de aluminio A356/A357, mientras que en los componentes energéticos para electrodomésticos se da mayor importancia a las paredes delgadas y al coste. Un estudio del sector de 2025 revela que la fundición a baja presión ya se utiliza para fabricar componentes clave de la industria aeronáutica, como álabes de motor y discos de turbina, con el fin de prolongar la vida útil de los motores. Por lo tanto, aunque se trata del mismo proceso, las prioridades de ambos sectores son totalmente diferentes.

⚠️ Errores comunes: Al fabricar tapas de cilindro siguiendo el principio del proceso de fundición por gravedad, al situar la boca de colada en una zona de pared delgada, se produjeron poros por retención de aire en la camisa de agua y en el interior de los conductos de aceite, lo que provocó que el rendimiento cayera por debajo de aproximadamente 851 TP3T. Causa: el metal no se solidificó de forma secuencial de abajo hacia arriba y la expulsión de aire del núcleo de arena no fue fluida, lo que provocó la retención de aire. Solución: realizar primero un análisis de conformación y situar la boca de colada en la zona de mayor espesor para favorecer la solidificación secuencial.

¿Por qué se insiste tanto en la densidad del A356/A357 en los componentes estructurales aeronáuticos?

Las piezas aeronáuticas están sometidas a cargas alternas, por lo que una sola porosidad interna puede provocar grietas por fatiga. Las aleaciones A356/A357 pertenecen a la familia de las aleaciones de aluminio, silicio y magnesio (con magnesio añadido para aumentar la resistencia) y, tras un tratamiento térmico T6, alcanzan una resistencia a la tracción superior a 310 MPa. La fundición a baja presión permite un llenado uniforme del molde a 20 100 kPa, con una mínima incorporación de gases, lo que facilita que el control por rayos X alcance la densidad de grado 1 exigida por las normas aeronáuticas.

¿Qué es lo que más se valora en los electrodomésticos y los equipos energéticos?

Las piezas como las carcasas de disipación térmica y los cuerpos de válvula se fabrican en grandes cantidades y tienen un precio unitario bajo, por lo que lo más importante es la uniformidad de las paredes delgadas y el coste. El espesor de las paredes suele controlarse entre 2 y 4 mm, y se evita la contracción local mediante un llenado uniforme mediante fundición a baja presión. En la fabricación de productos de baja presión, Ningbo Hexin suele emplear moldes de múltiples cavidades para este tipo de cuerpos de válvula, con el fin de reducir el coste unitario, lo que contrasta con el enfoque de máxima densidad por pieza que se aplica en los componentes aeronáuticos.

¿Cómo elegir entre la fundición a baja presión, la fundición a alta presión y la fundición por gravedad? Tabla comparativa

La elección del proceso depende de las características de la pieza: si se busca una estructura densa y hermética, se opta por la fundición a baja presión; si se requieren paredes delgadas y un ritmo de producción elevado, se opta por la fundición a alta presión; y si se busca un bajo coste y lotes pequeños, se opta por la fundición por gravedad. Según los datos técnicos de 2024, la presión de llenado en la fundición a baja presión es de 20 100 kPa, lo que la hace adecuada para piezas sometidas a presión con un espesor de pared de entre 1,5 y 50 mm. Por lo tanto, la fundición a baja presión es la opción más adecuada para piezas estructurales con espesores irregulares y sensibles a las fugas de aire.

dimensión de comparación	fundición a baja presión	Fundición inyectada a alta presión	fundición gravitacional
Espesor de pared típico	1,5–50 mm	Paredes delgadas de 0,8 a 4 mm	Paredes de más de 3 mm de espesor
homogeneidad	Alto (apto para tratamiento térmico)	Medio (incluidos los porosos difíciles de tratar térmicamente)	medio-alto
Coste del molde	medio	高	bajar (la cabeza)
Ritmo de producción	Medio (más lento que la fundición a presión)	Rápido (en segundos)	Lento (vertido manual)
Lote aplicable	Piezas sometidas a presión en series medianas y grandes	Piezas de pared delgada en grandes cantidades	Muestras en pequeñas series

La lógica de la decisión es muy sencilla: las piezas sometidas a presión que requieren tratamiento térmico, como las llantas y las tapas de cilindro, se fabrican mediante fundición a baja presión; mientras que las carcasas de paredes delgadas, como los marcos de los teléfonos móviles, se fabrican mediante fundición a alta presión. Ningbo Hexin es capaz de fabricar tanto los moldes como los productos para estos tres procesos, por lo que puede realizar primero un análisis de conformado del producto antes de decidir el proceso, evitando así errores de selección y la necesidad de volver a fabricar.

¿Qué aleación de aluminio se debe elegir para cada aplicación? Comparativa entre el A356 y las aleaciones más habituales

Para las llantas se utiliza el A356; para las piezas aeronáuticas sometidas a esfuerzo, el A357; y para los soportes de baterías, se suele emplear el AlSi7Mg. La composición de estos tres grados es similar; la diferencia radica en el contenido de magnesio y en la resistencia tras el tratamiento térmico. El contenido de magnesio del A356 es de aproximadamente 0,31 TP3T, mientras que el del A357 alcanza los 0,51 TP3T y 0,71 TP3T, lo que le confiere una mayor resistencia, aunque también un mayor coste. Según datos del sector de la fundición a presión de aluminio de 2023, para piezas como las llantas y los manguitos de dirección, que requieren una alta densidad, se suele emplear la fundición a baja presión con el A356.

grados	aplicación típica	Resistencia a la tracción tras el tratamiento T6	costes (fabricación, producción, etc.)
A356	Llantas, tapas de cilindros, carcasas de motores	Aproximadamente 260 MPa	patrón de referencia
A357	Componentes estructurales aeronáuticos	Aproximadamente 320 MPa	Altura aproximada: 151 TP3T–201 TP3T
AlSi7Mg	Bandeja para baterías, piezas de pared delgada	Aproximadamente 250 MPa	Cerca de la A356

¿Por qué se apuesta decididamente por el A356 para las llantas? Ofrece una buena fluidez y es fácil de moldear; permite rellenar bien incluso la zona de transición de 60 mm entre la parte gruesa y la delgada de los radios, y tras el tratamiento térmico T6 (solución sólida + endurecimiento por envejecimiento) alcanza un alargamiento superior al 61 TP3T, lo que le confiere resistencia a los impactos. La recomendación de Ningbo Hexin a la hora de seleccionar materiales para la fundición a baja presión es la siguiente: para las piezas de producción en serie, dar prioridad al A356; solo en el caso de los componentes aeronáuticos sometidos a esfuerzos se debe optar por el A357, a pesar de su mayor coste.

¿Cómo influyen los poros reducidos y los poros en el rendimiento y los costes? Experiencia práctica en el control

Las cavidades por contracción (huecos que se forman debido a la contracción volumétrica del metal al solidificarse) y las porosidades (pequeños orificios que se forman cuando el gas queda atrapado en la pieza fundida) son las principales causas de rechazo en la fundición a baja presión, lo que reduce directamente el rendimiento y aumenta el coste unitario. Según un caso práctico internacional de 2022, sustituir la fundición por gravedad por la fundición a baja presión en la fabricación de carcasas de turbina permite reducir el consumo de material del sistema de colada y disminuir la tasa de desechos. Por lo tanto, controlar estos dos aspectos equivale a controlar los beneficios.

¿En qué zonas se producen con mayor frecuencia los defectos?

Las porosidades por contracción suelen aparecer en los puntos calientes gruesos y grandes, como por ejemplo en los ángulos de unión entre los radios y la llanta; las porosidades por gas, por su parte, se concentran al final del proceso de llenado y en los ángulos muertos del molde donde la ventilación es deficiente. La zona de transición en la que el espesor de la pared pasa de 3 mm a 15 mm es la más propensa a presentar problemas.

¿Cómo gestionarlo? Las decisiones de He Xin, de Ningbo

• Desaireación del molde: Colocar un tapón de purga en el extremo para expulsar el aire del molde, en lugar de hacerlo mediante presión.
• Curva de mantenimiento de presión: En las secciones calientes se prolonga el tiempo de mantenimiento de la presión para que los huecos de contracción se rellenen y se compacten, a costa de una reducción del ritmo de producción.
• Vida útil del molde:El acero para moldes de trabajo en caliente H13, utilizado en moldes de baja presión, puede alcanzar una vida útil de entre 80 000 y 100 000 ciclos; una vez superada esta vida útil, las grietas superficiales pueden provocar la aparición de nuevas porosidades.

Preguntas frecuentes sobre las aplicaciones de la fundición a baja presión

La fundición a baja presión permite fabricar piezas de paredes delgadas; la vida útil del molde puede alcanzar varias decenas de miles de ciclos, y suele resultar rentable para lotes pequeños de más de 1.000 unidades. Estas son las tres preguntas más frecuentes de los ingenieros y los responsables de compras; a continuación, ofrecemos respuestas contrastadas para cada una de ellas.

¿Qué grosor de pared se puede conseguir con la fundición a baja presión?

Se pueden fabricar piezas con paredes de hasta 1,5 mm de espesor. Según los datos técnicos de 2024, la fundición a baja presión es apta para espesores de pared de entre 1,5 y 5,0 mm; en las carcasas de los paquetes de baterías se suelen utilizar presiones de 50 y 80 kPa para mantener paredes de 3,5 mm de espesor. Sin embargo, las piezas de pared delgada son más sensibles a la velocidad de llenado del molde y al control de la temperatura del mismo; cuando el espesor de la pared es inferior a 2 mm, se requiere un equipo con una eficiencia térmica del sistema de calentamiento superior al 75 % para garantizar un moldeo estable; de lo contrario, es fácil que se produzcan separaciones por enfriamiento (hendiduras que se forman cuando el metal no se une correctamente).

¿Cuántos ciclos dura el molde? ¿Merece la pena para lotes pequeños?

La vida útil de los moldes de baja presión de aleación de aluminio suele oscilar entre 50 000 y 100 000 ciclos. Para determinar si resulta rentable para lotes pequeños, hay que valorar si el volumen permite amortizar el coste de fabricación del molde. La inversión por juego de moldes de baja presión es inferior a la de los moldes de fundición a presión de alta presión; por lo tanto, para lotes pequeños y medianos de 1 000 o 5 000 piezas, la fundición a baja presión resulta más económica que la de alta presión. Esta es también la razón por la que Ningbo Hexin promueve soluciones de baja presión en el sector de las energías renovables: en el caso de las tapas de motor y las carcasas, que presentan una gran variedad de modelos y se fabrican en lotes medianos, la fundición a baja presión permite compaginar la densidad de acabado con los costes de fabricación del molde.

¿Cómo evaluar la capacidad de un proveedor?

Hay que tener en cuenta tres aspectos: en primer lugar, si el molde y la pieza fundida forman una sola pieza; los fabricantes capaces de diseñar sus propios moldes controlan mejor la formación de poros; en segundo lugar, la capacidad de análisis del proceso de conformado del producto; quienes puedan realizar simulaciones de llenado con antelación reducirán el número de pruebas de molde; en tercer lugar, la variedad de aleaciones que ofrecen; las fábricas capaces de trabajar con A356, A357 y AlSi7Mg tienen una mayor capacidad de adaptación.

Resumen y lista de acciones para la selección de modelos

Antes de optar por la fundición a baja presión, hay que tener en cuenta tres características: la aleación, el espesor de pared y el volumen de producción. Las piezas estructurales de aleación de aluminio con un espesor de pared de entre 1,5 y 50 mm, que requieran una estructura interna densa y estanca al aire, y con un volumen de producción superior a 1.000 unidades, suelen ser idóneas para la aplicación de la fundición a baja presión. Para 2025, el mercado mundial de la fundición a baja presión habrá superado los 10.000 millones de dólares, concentrándose en los sectores de la automoción, la aeronáutica y la fabricación de maquinaria. La siguiente lista de referencia le ayudará a realizar una evaluación preliminar.

Características de las piezas	Procesos recomendados	razonamiento
Espesor irregular, piezas sometidas a presión y estanqueidad (como tapas de cilindros o carcasas de motores)	fundición a baja presión	El moldeado a baja presión permite un relleno compacto y reduce la formación de poros de contracción
Paredes delgadas, alto ritmo de producción y grandes volúmenes (por ejemplo, soportes estructurales)	Fundición inyectada a alta presión	Rapidez y bajo coste por unidad
Lotes pequeños y con restricciones de coste (por ejemplo, muestras o piezas de prueba)	fundición gravitacional	Los moldes son baratos y la inversión es baja

La lista es solo el punto de partida. Si se modifica el espesor de la pared o el contenido de magnesio de una misma pieza, el proceso óptimo puede cambiar por completo. La recomendación de Ningbo Hexin es: antes de la finalización del diseño, entregar el modelo 3D de la pieza a la fundición para que lo analice.Análisis del moldeado, simula los procesos de llenado y solidificación, lo que permite identificar con antelación las zonas de riesgo de contracción. La actividad de Ningbo Hexin abarca tres tipos de moldes y productos: de baja presión, por gravedad y de alta presión; además, ofrece análisis de la estructura de los moldes y del proceso de moldeo de los productos, lo que resulta ideal para ayudarte a tomar decisiones prácticas a la hora de elegir los moldes adecuados para tus aplicaciones de fundición a baja presión.