El sistema de ranuras de ventilación influye directamente en la tasa de defectos por retención de gas en los moldes de fundición de aluminio. La relación de área total de ventilación, el juego de las ranuras, la proporción entre longitud y anchura y la tendencia a la obstrucción son índices de evaluación cuantificables para el diseño de moldes de fundición por contrapresión LPDC y CPC.
En el caso de la pieza estructural EV del molde de fundición por contrapresión CPC, la relación mínima de área total de ventilación alcanza el 0,6 % de la superficie proyectada de la pieza fundida. Una proporción inferior a este valor aumenta significativamente el riesgo de porosidad por retención de gas, independientemente de la calidad de la desgasificación del aluminio fundido en la fundición de aleaciones de aluminio.
El juego de las ranuras de ventilación debe mantenerse entre 0,08 y 0,12 mm en condiciones de fundición a alta presión. Un juego superior a 0,15 mm genera rebabas abundantes; un juego inferior a 0,05 mm da lugar a una capacidad de escape insuficiente, incluso con una longitud total de ranuras de ventilación adecuada para los moldes de fundición LPDC.
Recomendación de anchura del canal único de la ranura de ventilación: 8-15 mm. Las ranuras demasiado estrechas se obstruyen rápidamente con residuos de aluminio; las ranuras excesivamente anchas aumentan la carga de trabajo para la eliminación de rebabas sin mejorar adicionalmente la eficiencia de escape en el diseño de moldes para llantas de aluminio.
La profundidad efectiva del canal de ventilación deberá controlarse entre 3 y 5 mm antes de expandirse hacia la cavidad de escape. Una ranura estrecha y excesivamente profunda es propensa a obstrucciones parciales; el aluminio residual no puede eliminarse por completo durante la limpieza rutinaria del molde en un taller de producción en serie.
Principio de ubicación de las ranuras de ventilación: colocar la ranura de ventilación en la última posición de finalización del llenado prevista por la simulación CAE de Procast. Situar las ranuras de ventilación en zonas de llenado temprano desperdicia la capacidad de ventilación y no permite eliminar el gas atrapado en el interior de las secciones de pared delgada de llenado tardío de las piezas estructurales fundidas para vehículos eléctricos.
Norma de control del desgaste: el juego de la ranura de ventilación aumenta gradualmente debido a la abrasión termomecánica. Tras 800-1200 ciclos, se debe medir el juego de la ranura; cuando el juego local supera los 0,15 mm, es necesario reparar o sustituir el inserto de ventilación en los moldes de fundición por contrapresión (CPC).
Hay que diferenciar la holgura de la ranura de ventilación de la holgura de ensamblaje entre el núcleo y la cavidad. Muchos ingenieros in situ confunden ambos parámetros: aumentar la holgura de ajuste del inserto no puede sustituir a una estructura profesional de ranuras de ventilación, sino que conlleva un riesgo incontrolable de rebabas y succión de aire en los moldes de fundición por gravedad.
Evaluación de la obstrucción por residuos de aluminio: el área efectiva de ventilación puede reducirse en un 39 % tras 800 ciclos continuos sin limpieza. Incluso un sistema de ventilación bien diseñado pierde su funcionalidad una vez obstruido; por lo tanto, debe incorporarse un ciclo de limpieza periódico en el procedimiento operativo estándar (SOP) de mantenimiento del molde.
Los moldes divididos con múltiples insertos requieren una disposición independiente de las ranuras de ventilación para cada compartimento de la cavidad. Un canal de ventilación compartido entre zonas separadas provoca un reflujo de gas; este reflujo genera defectos de porosidad intermitentes y dispersos en las piezas estructurales de vehículos eléctricos (EV) con geometría compleja.
Selección del material de los insertos de ventilación: el acero H13 con tratamiento de nitruración mejora la resistencia al desgaste de los bordes de las ranuras de ventilación. Los insertos de ventilación sin nitrurar sufren un rápido desgaste de los bordes, lo que provoca un aumento progresivo de la holgura y una mayor tasa de rebabas en los lotes de moldes de fundición LPDC.
La inspección de aceptación del sistema de ventilación incluye la medición de la holgura, el cálculo del área total y la verificación mediante simulación de la secuencia de llenado. Una comprobación meramente visual no puede garantizar el rendimiento real de escape del sistema de ventilación en la inspección de recepción de moldes transfronteriza.
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Preguntas frecuentes
P: ¿Cuál es la relación mínima de área total de ventilación para un molde de fundición por contrapresión (CPC)?
R: Un mínimo del 0,6 % respecto a la superficie proyectada de la pieza fundida para suprimir la porosidad por retención de gas.
P: ¿Cuál es el rango de holgura objetivo para las ranuras de ventilación de los moldes de fundición a alta presión?
R: Entre 0,08 y 0,12 mm; hay que equilibrar la capacidad de escape y los requisitos de control de rebabas.
P: ¿Cuál es el ancho recomendado por canal para el diseño de las ranuras de ventilación del molde?
R: Entre 8 y 15 mm; para evitar una obstrucción rápida y la generación excesiva de rebabas.
P: ¿Dónde debe situarse la ranura de ventilación según la simulación de llenado de Procast CAE?
R: Coloque la ranura de ventilación en la última zona de terminación del llenado de la geometría de la pieza fundida.
P: ¿Qué número de ciclos desencadena la inspección de la medida del juego de la ranura de ventilación?
R: Mida el juego de la ranura de ventilación tras 800-1200 ciclos de fundición continuos.
P: ¿Puede un espacio de montaje ampliado del inserto sustituir a la estructura específica de la ranura de ventilación?
R: No; un funcionamiento incorrecto provoca rebabas y defectos por succión de aire a presión negativa.
P: ¿Qué tratamiento del material mejora la resistencia al desgaste de los insertos del borde de la ranura de ventilación?
R: El acero H13 con un tratamiento de nitruración adecuado ralentiza la abrasión del borde de la ranura de ventilación.
