FABRICACIÓN DE MOLDES - Zhejiang Ningbo Hexin se centra en la fundición a baja presión, fundición por gravedad, fabricación de moldes de fundición a presión, planta de fundición de aluminio

1. Diseño y revisiónDiseño gráfico 3D/2D

La fabricación de moldes de fundición a presión comienza con el análisis de los planos del producto y la revisión del flujo del molde. Los ingenieros comprueban primero el grosor de la pared, la pendiente de desmoldeo y la estructura de ángulo agudo del molde de fundición a presión para identificar posibles riesgos de contracción, aire atrapado y llenado deficiente. Posteriormente, se lleva a cabo un análisis del flujo del molde para simular en el software todo el proceso de llenado de la cavidad con líquido de aluminio o zinc a una alta velocidad de decenas de metros por segundo, predecir la ubicación del aire atrapado y la secuencia de solidificación, y optimizar en consecuencia la ubicación de la compuerta, el área transversal de la compuerta y la disposición del canal de rebose. En la fase de diseño estructural, se determina la superficie de separación, se diseña el sistema de vertido/descarga, se disponen los canales de refrigeración y se completa el cálculo del mecanismo de extracción y expulsión del núcleo de la corredera. El resultado final de los moldes en 3D y los planos de las piezas en 2D proporcionan una base precisa para la posterior preparación del material y el mecanizado.

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Diseño y revisión de planos de moldes en 3D y 2D

2. Materiales y desbasteDesbaste de machos de molde

El núcleo de esta etapa es obtener moldes en bruto cualificados. Los marcos de los moldes suelen comprarse en tamaños estándar, mientras que los aceros para moldes de trabajo en caliente, como H13, SKD61 u 8407, se utilizan para las tuercas de los moldes (cavidades/núcleos) que están en contacto directo con fluidos metálicos a alta temperatura. Para mejorar la densidad y la isotropía de la organización interna del acero, las piezas brutas deben forjarse en tres direcciones, lo que constituye un proceso previo clave para evitar el agrietamiento prematuro del molde. El mecanizado de desbaste se lleva a cabo en una fresadora ordinaria o en una máquina de bastidor de desbaste para eliminar rápidamente una gran cantidad de material residual, dejando 0,5-1 mm de margen de acabado en un lado. A continuación, tratamiento térmico al vacío: temple + revenido a alta temperatura, para que la dureza del núcleo del molde alcance HRC 48-52. El tratamiento térmico provocará inevitablemente deformaciones y oxidación de la piel, por lo que se clasifica antes del acabado, que es la ley de hierro del proceso de fabricación de moldes.

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Materiales para moldes y mecanizado en bruto

4. Montaje y puesta en servicioMolde de ajuste Molde

Las piezas se procesan, se transfiere al proceso de montaje de la abrazadera. La primera tarea es investigar con (molde de la mosca): en el núcleo del molde superficie de separación recubierta con Dan rojo, y el otro lado de la presión del molde, observar la densidad de distribución del punto de contacto, repetidamente raspar la reparación hasta que la superficie de separación tasa de ajuste de 85% o más, esto es para evitar la fundición a presión borde de la mosca phi frentes de la garantía fundamental. Posteriormente montado placa eyectora, palanca de reinicio, la primavera, la instalación de deslizador y la columna de guía oblicua, conectado al cilindro del núcleo hidráulico, establecer el circuito de agua de refrigeración y una por una prueba de fugas de presión. Molde de prueba es esta etapa de la prueba de enlace: molde de elevación a la máquina de fundición a presión, la depuración de alta velocidad / punto de conmutación de baja velocidad, la presión de sobrealimentación, el tiempo de pulverización, la temperatura del molde y así sucesivamente docenas de parámetros. Cuando la primera pieza de fundición completa es expulsada del molde, la idea de diseño se transforma en realidad por primera vez.

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5. Aceptación y entregaInspección de dimensiones, mantenimiento previo a la entrega

La pieza del molde de prueba entra en la sala de inspección después de retirar el bebedero y el chorro de arena. La máquina de medición por coordenadas realiza un escaneado a tamaño completo de las dimensiones clave de instalación, el espaciado de los orificios de montaje y la tolerancia de forma y posición, y genera el FAI (informe de inspección del primer artículo). Al mismo tiempo, proporcionamos el certificado del material del molde, el registro de la curva de tratamiento térmico y los datos de la prueba de dureza. Por lo general, los clientes solicitan traer piezas de muestra a la fábrica para la producción de prueba de montaje de lotes pequeños, para examinar las piezas fundidas en las condiciones de mecanizado y montaje del efecto de coincidencia real. Si se requiere la aparición de grano, se llevará a cabo un tratamiento de grabado/pelado después de pasar el molde de prueba para evitar que la superficie del grano se desgaste durante la depuración repetida. Antes de la entrega, los moldes se tratan a fondo contra el óxido, se limpian de aceite las cavidades, se adjunta el paquete de piezas de repuesto (pasadores eyectores, juntas, muelles de reajuste) según lo acordado, y los moldes se envían en cajas con certificados de conformidad e informes de inspección.

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Inspección con coordenadas tridimensionales

Capacidad de fabricación de moldes y equipamiento

He Xin Moulding cuenta conDiseño, fabricación, montaje y puesta a punto autónomos de los moldesCapacidad para gestionar todo el proceso, lo que permite completar la cadena de fabricación completa, desde la pieza en bruto de acero para moldes hasta la entrega de prototipos conformes, sin necesidad de recurrir a subcontratistas. El taller de moldes está equipado con equipos clave, como centros de mecanizado CNC, máquinas de electroerosión (EDM), máquinas de corte por hilo de avance lento y prensas de moldeo, lo que permiteMoldes de fundición a presión de alta presión, moldes de fundición a baja presión, moldes de fundición por gravedadFabricación de moldes mediante tres tipos de procesos; el ciclo de desarrollo de los moldes es de entre 15 y 40 días, y el número de pruebas y retoques de los moldes se limita a En un máximo de 2 rondas.

Ventajas de la fabricación propia:En comparación con los fabricantes de moldes externos, la fabricación propia de moldes permite eliminar la pérdida de información entre las fases de diseño y fabricación, lo que reduce el ciclo de optimización e iteración de los moldes en más de 50%; al mismo tiempo, la respuesta ante las reparaciones de moldes es más rápida, ya que las reparaciones rutinarias se completan en un plazo de 24 horas, lo que reduce al mínimo el tiempo de inactividad en la producción del cliente.

Comparación entre tres procesos de fabricación de moldes para fundición

Fabricación de moldes de fundición a presión

Materiales para moldesH13 / SKD61 / 8407

Dureza del tratamiento térmicoHRC 48-52

Precisión de la cavidad±0,01 mm

tratamiento superficialNitruración iónica / Recubrimiento PVD

Vida útil del moldeEntre 80 000 y 150 000 ciclos

Ciclo de fabricaciónEntre 25 y 40 días

Los moldes de fundición a presión soportan el impacto del metal fundido a altas velocidades de entre 50 y 100 m/s y una presión de inyección de ≥70 MPa, lo que supone un gran desafío para el acero de molde,Resistencia a altas temperaturas, resistencia a la fatiga térmica y resistencia a la pérdida por fusiónLos requisitos son muy exigentes. El material debe someterse a forjado tridimensional + tratamiento térmico al vacío (templado + múltiples recocidos a alta temperatura), para eliminar la austenita residual y garantizar una estructura homogénea. Tras el acabado, se aplica una nitruración suave con gas o una nitruración iónica para formar una capa endurecida de 0,1 a 0,3 mm; los moldes de alta gama se combinan con recubrimientos PVD (CrN / AlCrN) para reducir la tendencia a la adherencia del aluminio fundido.

Fabricación de moldes para fundición a baja presión

Materiales para moldesH13 / QT500-7, hierro fundido nodular

Dureza del tratamiento térmicoHRC 44-48

Precisión de la cavidad±0,03 mm

tratamiento superficialNitruración suave con gas

Vida útil del moldeEntre 30 000 y 50 000 ciclos de moldeo

Ciclo de fabricaciónEntre 20 y 30 días

La presión a la que se someten los moldes de fundición a baja presión (0,02-0,3 MPa) es muy inferior a la de la fundición a presión, pero es necesario que se adapten con precisión al tubo de ascensión y al horno de mantenimiento de la temperatura. La fabricación de los moldes se centra enAjuste hermético entre el casquillo de entrada y la conexión del tubo de ascensiónresponder cantandoMecanizado de los canales de refrigeración/calefacción de los compartimentos——Mediante la instalación de circuitos independientes de refrigeración por agua y calefacción eléctrica en diferentes zonas, se consigue un control preciso del campo de temperaturas del molde, lo que garantiza la solidificación secuencial de la pieza fundida en sentido vertical. Para la placa base y los moldes laterales se suele utilizar hierro fundido nodular QT500-7, que ofrece un buen equilibrio entre el coste y la resistencia a la fatiga térmica.

Fabricación de moldes para fundición por gravedad

Materiales para moldesQT500-7 / HT250

Dureza del tratamiento térmicoHRC 40-45

Precisión de la cavidad±0,02 mm

tratamiento superficialRecubrimientos para moldes / Nitruración local

Vida útil del moldeEntre 20 000 y 100 000 ciclos

Ciclo de fabricaciónEntre 15 y 25 días

Los moldes de fundición por gravedad no soportan presiones externas, por lo que los requisitos de resistencia a altas temperaturas del acero para moldes son relativamente bajos y la gama de materiales entre los que elegir es más amplia: el hierro fundido (QT500-7 / HT250) es suficiente para la mayoría de los casos. Los aspectos clave de la fabricación se centran enPrecisión de ajuste de la superficie de separaciónresponder cantandoEstructura de posicionamiento del núcleo de arena——Cuando se combinan moldes metálicos con núcleos de arena resina, es necesario mecanizar en el molde unos asientos de posicionamiento de los núcleos de arena y unos canales de ventilación precisos (profundidad de las ranuras de ventilación: 0,3-0,5 mm), a fin de garantizar que los núcleos de arena queden correctamente colocados al cerrar el molde y que los gases se expulsen sin problemas durante el proceso de colada.

Selección de materiales para moldes y especificaciones de tratamiento térmico

La elección del material del molde influye directamente en la vida útil del mismo, en la calidad de las piezas fundidas y en los costes de fabricación. He Xin recomienda las siguientes opciones de materiales para moldes en función del tipo de proceso de fundición y del volumen de producción:

grado de material	Procesos aplicables	Temperatura de temple	Temperatura de revenido	Uso de la dureza	Referencia sobre la vida útil de los moldes	Características de los materiales
H13 (4Cr5MoSiV1)	Fundición a presión, baja presión	1020-1050 °C	560-600 °C × 2-3 veces	HRC 48-52	Entre 80 000 y 150 000 ciclos	Excelente resistencia a altas temperaturas, buena resistencia a la fatiga térmica y alta capacidad de temple
SKD61	Fundición a presión, baja presión	1020-1050 °C	550-620 °C × 2-3 veces	HRC 46-50	Entre 60.000 y 120.000 ciclos de moldeo	Norma JIS japonesa; su rendimiento es similar al del H13, con una tenacidad ligeramente superior.
8407 (ASSAB)	fundición a presión	1020-1050 °C	560-600 °C × 2-3 veces	HRC 48-52	Entre 100 000 y 180 000 ciclos de moldeo	One Win 100 de Suecia: alta pureza y resistencia a la fisuración térmica líder en el sector
QT500-7, hierro fundido esferoidal	Baja presión, gravedad	860-900 °C: normalizado	550-600 °C: templado	HRC 25-35	Entre 20 000 y 50 000 ciclos	Bajo coste, buena autolubricación, adecuado para lotes pequeños y medianos
HT250: hierro fundido gris	Gravedad	— (Uso en estado de fundición)	500-550 °C: eliminación de tensiones	HB 190-240	Entre 10 000 y 30 000 ciclos	Coste mínimo, buena amortiguación de vibraciones, adecuado para lotes pequeños y prototipos

Equipos esenciales para la fabricación de moldes y capacidad de mecanizado

Centro de mecanizado CNC de alta velocidad

Equipado con 2 centros de mecanizado CNC de alta precisión, con una velocidad de giro del husillo de 12.000 rpm, recorrido de 800 × 500 × 500 mm, que permiten el fresado de precisión de las cavidades de los moldes, con una precisión de mecanizado de la línea de separación de ±0,01 mm y una rugosidad superficial de hasta Ra 0,8 μm.

Máquina de electroerosión (EDM)

Se utilizan varias máquinas de electroerosión (EDM) para mecanizar ranuras profundas y estrechas, letras en hueco y ángulos agudos, entre otros elementos, a los que las herramientas CNC no pueden acceder. Se emplea el mecanizado por electroerosión con electrodos de grafito o cobre, con una precisión dimensional de ±0,005 mm, y permite mecanizar acero para moldes templado con una dureza de HRC 48 a 52.

Máquina de corte por hilo de avance lento

Se utiliza para el mecanizado de orificios pasantes de alta precisión, como los orificios para pasadores de expulsión, los orificios oblicuos y los orificios de montaje de manguitos de colada, con una precisión de mecanizado de ±0,003 mm y una rugosidad superficial de Ra 0,4 μm, lo que garantiza que el juego entre el pasador de expulsión y la placa de expulsión se mantenga entre 0,01 y 0,02 mm.

Máquinas de cierre de moldes y equipos de prueba de moldes

Se utiliza una máquina de cierre de moldes para el ajuste y la puesta a punto de los moldes (moldes volantes); se comprueba el grado de ajuste de la línea de separación mediante el método de revelado con minio, y solo se aceptará si es ≥85%. Una vez finalizada la fabricación del molde, este se traslada directamente al taller de fundición propio de Hexin para realizar pruebas de moldeo; el proceso de ciclo cerrado (prueba de moldeo → rectificación del molde → nueva prueba de moldeo) puede completarse en un ciclo de 24 horas.

Normas de control de calidad y aceptación de moldes

He Xin aplica un riguroso proceso de inspección de moldes para garantizar que cada juego de moldes entregado cumpla los siguientes indicadores clave de calidad:

Parámetros de análisis	Métodos y herramientas de detección	Criterios de recepción e inspección	Momento de la prueba
Precisión dimensional de la cavidad	Máquina de medición por coordenadas (CMM)	Dimensiones críticas: ±0,01 mm; dimensiones no críticas: ±0,05 mm	Tras el acabado y las pruebas de moldeo
Índice de ajuste de la superficie de separación	Revelado con rojo de plomo + presión de la máquina de moldeo	Índice de adherencia ≥ 851 TP3T, sin huecos que atraviesen la superficie	Fase de montaje y ajuste
Movimiento del punzón/deslizador	Prueba de los movimientos de empuje y tracción manuales + cierre del molde	El movimiento es fluido, sin atascos, y la distancia de salida se ajusta a los planos.	Una vez finalizado el montaje
Estanqueidad de los conductos de refrigeración	Ensayo de presión hidráulica (1,5 veces la presión de servicio)	Mantenimiento de la presión durante 30 minutos sin fugas ni caída de presión	Una vez finalizado el montaje
Dureza del molde	Duremetros de Leeb / Duremetros de Rockwell	Cumple con los requisitos técnicos (HRC 48-52 o HRC 40-45)	Después del tratamiento térmico y antes del acabado
Dimensiones de las piezas de prueba	Escaneo tridimensional a escala real + informe FAI	Las dimensiones críticas se ajustan a las tolerancias del plano, con un Cpk ≥ 1,33	Tras la prueba del molde
Capa de nitruración superficial	Microscopio metalográfico / Durómetro microscópico	Profundidad de la capa de nitruración: 0,1-0,3 mm; dureza superficial: ≥HV 900	Tras el tratamiento de nitruración
Integridad del paquete de repuestos	Comprobar punto por punto la lista	Los pasadores, las juntas tóricas, los resortes de retorno, etc., se suministran según la lista acordada.	Antes de la entrega

Problemas técnicos habituales en la fabricación de moldes

P: ¿A qué se debe que los moldes tengan una vida útil corta y sean propensos a agrietarse? ¿Cómo se puede prolongar la vida útil de los moldes?

Entre las causas más comunes de las grietas prematuras en los moldes se incluyen: ① El acero del molde no ha sido sometido a forjado tridimensional —este es el proceso previo más importante, ya que el forjado tridimensional elimina la segregación de carburos en la estructura de la fundición y confiere isotropía al material; el acero para moldes sin forjar es extremadamente propenso a desarrollar grietas reticulares bajo ciclos térmicos—; ② Un proceso de tratamiento térmico inadecuado: una velocidad de enfriamiento durante el temple demasiado rápida o un recocido insuficiente provocan tensiones residuales excesivas; ③ Un precalentamiento insuficiente del molde: el contacto directo del molde frío con el aluminio fundido a alta temperatura (680-750 °C) genera un choque térmico debido a la gran diferencia de temperatura instantánea. Medidas de respuesta de He Xin: la pieza en bruto de acero para moldes 100% se somete a forjado tridimensional; tras el tratamiento térmico al vacío, se realizan entre 2 y 3 recocidos a alta temperatura; después de cada recocido, se deja enfriar al aire hasta temperatura ambiente antes de pasar al siguiente, lo que garantiza la transformación completa de la austenita residual; Durante la producción, el molde debe precalentarse a una temperatura de entre 180 y 250 °C antes de proceder a la colada.

P: ¿Se pueden utilizar indistintamente los moldes de fundición a presión y los de fundición a baja presión?

No se pueden compartir directamente, ya que las condiciones de carga y la estructura de las uniones de ambos tipos de moldes son completamente diferentes: los moldes de fundición a presión deben soportar una presión de inyección ≥70 MPa y el impacto del metal fundido a alta velocidad, por lo que el grosor de las paredes y la estructura de soporte son mucho más resistentes que en los moldes de baja presión; por su parte, los moldes de fundición a baja presión requieren el mecanizado de las uniones para los tubos de subida de metal y de las estructuras de sellado en la placa base, y el diseño de los circuitos de refrigeración y calentamiento del molde también se adapta a los requisitos de llenado lento y solidificación secuencial propios del proceso de baja presión. Sin embargo, los moldes de fundición a presión y los de fundición a baja presión para un mismo productoGeometría de la cavidadEl diseño puede basarse en un mismo modelo 3D, lo que reduce el trabajo de modelado repetitivo. Si el cliente no tiene claro por el momento qué proceso elegir, He Xin recomienda evaluar primero la viabilidad de ambos procesos mediante simulación CAE, para luego decidir el plan definitivo de fabricación del molde.

P: ¿Cuánto dura el ciclo de desarrollo de un molde? ¿Se puede acelerar el proceso?

Plazo estándar: moldes de fundición a presión, de 25 a 40 días; moldes de fundición a baja presión, de 20 a 30 días; moldes de fundición por gravedad, de 15 a 25 días. La opción urgente permite acortar el plazo estándar en 30%, pero debe cumplirse las siguientes condiciones: ① El diseño del producto debe estar cerrado y no se aceptan modificaciones a mitad del proceso; ② Debe haber existencias disponibles del material del molde (por ejemplo, especificaciones habituales de H13), sin necesidad de esperar a la programación de producción de la acería; ③ Hexin dispone de capacidad de producción excedentaria en ese momento. El proceso de tratamiento térmico de los moldes urgentes no puede acortarse (el ciclo de temple y revenido es fijo), por lo que el margen de reducción se centra principalmente en las fases de revisión del diseño y planificación de la producción del mecanizado CNC. Se recomienda a los clientes que, una vez confirmado el diseño del producto, inicien la fabricación del molde lo antes posible, reservando tiempo suficiente para las pruebas y los retoques del molde.

P: ¿Cuál es la política de garantía de He Xin para los moldes? ¿Cómo se gestiona la reparación de los moldes?

He Xin ofrece garantía para los moldes que fabricaAsistencia técnica de por vidaDurante el periodo de garantía (que suele ser el 50% de la vida útil del molde o 12 meses, lo que ocurra primero), se repararán gratuitamente los defectos del molde debidos a los materiales y al proceso de fabricación. Las reparaciones realizadas una vez finalizado el periodo de garantía se facturarán según las horas de trabajo y los materiales realmente empleados. La reparación de moldes es una ventaja importante de la fabricación propia de Hexin: las reparaciones rutinarias (como la sustitución de expulsores, la limpieza de los canales de refrigeración o la reparación de desgastes leves) pueden completarse en 24 horas, mientras que las reparaciones más importantes, como la soldadura de cavidades, se realizan en un plazo de 3 a 5 días laborables. En caso de daños en el molde provocados por un uso inadecuado por parte del cliente (como choques entre moldes o grietas debidas a no haber realizado el precalentamiento), Hexin ofrece un servicio de reparación prioritario, aunque este servicio es de pago.

¿Necesitas servicios de fabricación de moldes de fundición?

Envíenos los planos de su producto y los ingenieros de Hexin realizarán una evaluación del proyecto del molde en un plazo de 24 horas, además de ofrecerle recomendaciones sobre la selección de materiales para el molde, una estimación del plazo de fabricación y un presupuesto.

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