La fundición es un proceso clave para fabricar piezas metálicas utilizadas en sectores como la automoción, la energía, el urbanismo, los electrodomésticos o la industria aeroespacial. Una vez obtenidas las piezas, muchas aplicaciones requieren operaciones complementarias para identificarlas, prepararlas o asegurar su trazabilidad dentro del proceso productivo.
En este contexto, la tecnología láser puede intervenir en distintas fases, especialmente mediante el marcado o grabado de referencias, códigos y datos de identificación sobre piezas fundidas. Estos marcados ayudan a seguir el origen, el lote o la información técnica de cada componente, incluso cuando la pieza debe pasar por operaciones posteriores como el arenado o el granallado.
En este artículo veremos qué papel puede desempeñar el láser en la industria de la fundición, en qué sectores se emplean las piezas fundidas y por qué el marcado láser resulta útil para la trazabilidad industrial.
¿En qué ramas de la industria se puede encontrar la fundición?
Automoción
En el sector de la automoción, la fundición tiene un rol importante, de hecho, la parte estructural del motor, el chasis, los componentes de la transmisión y demás elementos del mecanismo de frenado se derivan de fundiciones. Generalmente, se encuentran hechas de aleaciones ferrosas (hierro y acero), aunque también se realizan de aleaciones no ferrosas, particularmente las de aluminio y magnesio.
Estas últimas son usadas para fabricar elementos estructurales del automóvil, tales como, piezas del motor, guías de dirección, ruedas, cajas de cambio y para la carrocería. De igual forma, la técnica de fundición se emplea para fabricar diversos accesorios como, por ejemplo, las manillas de las puertas hechas de Zamak (aleación de aluminio, zinc, cobre y magnesio).
Para los automóviles los códigos de trazabilidad son de suma importancia y es allí donde el proceso de fundición y grabado láser van de la mano. Cada uno de los elementos debe estar marcado con un serial de identificación que posee información relevante como el lote, fecha y hora de producción, lugar y fábrica de origen. Con esta información se protege la calidad y además se usa para intervenir en caso de algún desperfecto. Más adelante explicaremos un poco más acerca de este tema.
Para profundizar en esta aplicación, puedes consultar cómo funciona el marcado láser en fundición cuando una pieza necesita conservar una referencia, un lote o un dato de trazabilidad.
Industria aeroespacial
Mediante la fundición se realizan diversas piezas para el sector aeroespacial. Los aviones modernos son propulsados con motores de gran potencia hechos principalmente con fundiciones de acero generadas con tecnología de microfusión también conocida como la cera perdida.
Urbanismo
Existen diversos componentes fundidos a presión que son empleados en las calles de ciudades, los cuales son indispensables para la seguridad y la funcionalidad urbana. Por ejemplo, están las tapas de registro que ayudan a mantener seguro al tráfico, ya que con ellas se cubren las entradas a las redes subterráneas de electricidad, agua, gas y el alcantarillado.
Se pueden encontrar las farolas que proporcionan iluminación a las calles, plazas, parques, y que además se utilizan como decoración. También, los bancos de los parques públicos que se encuentran fabricados con partes de hierro fundido.
Industria de electrodomésticos
En todos los hogares existen elementos hechos a partir de la fundición para el disfrute y relajación de las personas, tales como estufas, bañeras y calderas. De hecho, la mayoría de los electrodomésticos no podrían fabricarse sin usar piezas de fundición.
Energía eléctrica
Para terminar, otro sector de la industria en donde la fundición tiene un papel importante es en el ramo energético. Aquí se emplean piezas de fundidas hechas principalmente de acero o aleaciones de hierro fundido. Ya sea para fuentes de energía renovable (viento y agua) o de combustibles fósiles, todos estos mecanismos para la producción de energía eléctrica emplean elementos de fundición a presión.
Como ejemplo tenemos los impulsores de turbinas hechas de fundición de acero o las cadenas de transmisión de movimiento. Estas son fabricadas mediante la fundición de hierro, y se encargan de propulsar el agua en las centrales hidroeléctricas, el vapor en las termoeléctricas o el viento en las centrales eólicas, para luego transmitirlas a los generadores de corriente.
¿Cuál es el procedimiento para fabricar componentes fundidos a presión?
El proceso de fundición comienza vertiendo el metal fundido (aleaciones ferrosas o no ferrosas) en los moldes de metal (normalmente acero) o de arena. Ya con la pieza fría, se retira del molde y posteriormente se realizan los acabados.
Dependiendo del peso de la pieza que se desee obtener y del material a fundir, la presión de inyección varía. Esta magnitud debe permanecer constante durante la fundición, hasta que la pieza se solidifique.
Las prensas hidráulicas se encargan de cerrar el molde y una vez que la pieza se encuentra seca, estas se abren y así recoger el objeto fundido a presión. Los metales con los que se fabrican los moldes, siempre poseen un punto de fusión más alto que el material inyectado.
¿Cómo se obtienen los productos de las fundiciones?
En las últimas décadas, se ha incrementado el uso de materiales reciclados para reemplazar la materia prima. Uno de los países que más le ha dado importancia a este tema es Italia, de hecho, hoy en día se recicla el 75 % de los materiales del sector de la fundición.
Los residuos también son usados en este proceso. El 95 % de la tierra se utiliza nuevamente como materia prima, sustituyendo la arena y la tierra que se genera debido a las actividades de minería. De igual manera ocurre con el agua, puesto que se reutiliza alrededor del 95 % de la misma para bajar la temperatura de los hornos. Se trata de un mecanismo circular, por lo que la industria de la fundición es ecológica en su totalidad.
Importancia del marcado láser en el proceso de creación de piezas fundidas a presión
En la actualidad, el marcado láser es usado en el proceso de fundición a presión, previo al arenado y el granallado. Esto era difícil de realizar hace algunos años, ya que un proceso tan invasivo podría perjudicar el grabado láser, haciendo que el código fuera complicado de leer.
Para entender mejor qué cambia entre una inscripción superficial, una marca de identificación y una acción más profunda sobre el material, conviene diferenciar el marcado láser, el grabado láser y el corte láser.
Códigos DataMatrix
Como ejemplo del uso de la técnica de marcado láser se encuentra la realización de los códigos de trazabilidad mencionados anteriormente, siendo los más comunes los llamados DataMatrix. Estos códigos son bidimensionales y brindan mayores ventajas que los códigos de barras que son unidimensionales.
Por ejemplo, los DataMatrix pueden tener más de dos mil caracteres de información, lo cual sería difícil de leer si se tratara de un código de barras. Esto significa que un solo código DataMatrix puede contener datos como el lote de producción, fecha y hora de extracción, o información presente en la base de datos del cliente.
En este caso, el marcado se hace de forma directa sobre el molde (Direct Part Marking) y puede leerse, aunque está dañado en un 30 %. Esto es importante para las piezas de fundición a presión que se someten a procesos como el granallado y arenado, y que son bastante invasivos.
La tecnología láser puede intervenir en distintos contextos de fabricación metálica, desde la identificación de piezas fundidas mediante marcado o grabado hasta operaciones de corte aplicadas a otros formatos de material. Cuando el proyecto requiere transformar chapa metálica con precisión, el corte de chapa por láser permite obtener piezas definidas a partir de planos y geometrías específicas.