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REDUCCIÓN DE DEFECTOS EN CORAZONES

By Jerry Senk, President, EMI Inc.

PUNTOS SOBRESALIENTES DE ESTE INFORME TÉCNICO:

  • Definir el proceso apropiado para el corazón
  • Consideraciones en el diseño del herramental
  • Elección de corazoneras y equipamiento auxiliar
  • Recolección de datos de proceso, recetas y archivado
  • Programas de Mantenimiento (Limpieza)


Desde que se colaron las primeras piezas, los fundidores han estado trabajando para eliminar los descartes y mejorar la calidad del producto. Este informe técnico se concentrará en una de las áreas de reducción de defectos y descartes al delinear los importantes aspectos de un proceso confiable de producción de corazones de arena.

Hay muchos procesos diferentes para producir corazones que los fundidores pueden utilizar. Estos pueden incluir: caja fría, shell-molding, caja caliente, inorgánico, autofraguante y, más recientemente, corazones impresos, entre otros. Cualquiera de estos procesos de producción de corazones o macos, puede usarse para cualquier aleación. La elección se basa típicamente en el tamaño del corazón, la velocidad de producción necesitada, los requerimientos de calidad del proceso de fundición, inversión en el herramental y generalmente, las habilidades y competencia del personal de la fundición.

PROCESO DEL CORAZÓN

Las piezas fundidas y procesos que requieren corazones deben ser definidas meticulosamente desde el vamos. Por ejemplo, ¿qué tipo de terminación busca el cliente? ¿Es un trabajo de gran producción, un trabajo periódico o un trabajo de 1 prototipo? ¿Afectará perjudicialmente el venteo de los gases del corazón al producto colado? ¿El sacudido y quitado de los corazones de las piezas coladas estará restringido de alguna manera? Al definir los límites económicos de sus matrices de decisión, típicamente lo llevará al proceso de producción de corazones que satisfará sus requerimientos.

Los corazones de arena de shell (con resina) pueden ser sólidos y suaves con buena definición de su forma. Con este proceso también pueden hacerse moldes para colar dentro de ellos piezas con una excelente terminación y poco trabajo en el área de acabado/desbarbado. Los corazones sólidos de arena con resina, cuando son curados adecuadamente pueden tener excelente terminación cuando hay requerimientos de piezas con buen acabado superficial. Este proceso puede curarse con platinas calentadas eléctricamente o bien sistemas a gas, la arena sin curar puede re-utilizarse luego de ser recogida.

Los corazones de Caja fría tienen buena calidad de terminación de manera bastante rápida y se pueden mejorar la calidad de la superficie o su shake-out con varios tipos de enduídos para corazones. Los corazones de caja fría pueden fácilmente almacenarse por largos periodos de tiempo y son lo suficientemente sólidos como para soportar un manipuleo o transporte normal. Estas soluciones requieren considerar los lineamientos de EPA (agencia medioambiental) que incluyen recolección de arena y gases, así como una torre lavadora.

Los métodos de Caja caliente, caja tibia o corazones inorgánicos son hoy más populares por sus bajas emisiones tóxicas de gas durante el colado, así como excelentes propiedades para su shake-out. Estos procesos requieren una fuente externa de calor, como sistemas de combustión a gas o calentadores eléctricos, purga de aire tibio, o una combinación de ellos. Las velocidades de curado pueden ser comparables a las de la caja fría, donde la caja tibia tardará ligeramente más en curar y los corazones inorgánicos pueden tener tiempos mayores o menores de curado, dependiendo del corazón en cuestión. Los corazones inorgánicos son higroscópicos y requieren consideraciones especiales para ser almacenados por largo tiempo.

Los corazones autofraguantes pueden ser soplados o apisonados a mano. Típicamente, esto puede hacerse con herramental de bajo costo de madera y resina, y pueden ser manipulados con mandriles, insertos, pieza suelta, de manera relativamente fácil debido a su simplicidad. Los corazones de autofraguante pueden curarse convencionalmente luego de llenar la caja de corazones, se requiere un tiempo de reposo para la cura antes del desmoldeo, o dependiendo de la resina, puede usarse un catalizador gaseoso para acelerar el proceso de curado.

Pueden considerarse volúmenes desde muy pequeños a extremadamente grandes con el proceso autofraguante. El proceso de soplado de corazones autofraguantes típicamente no permite el soplado repetido de la arena descargada en el recipiente, como en caja fría u otros procesos. Luego del soplado, la arena remanente se descarta y no vuelve a utilizarse.

Los corazones impresos 3D pueden usarse y son básicamente capas de arena y resina que se imprimen de manera precisa. Con este proceso es posible lograr formas únicas, con paredes de desmoldeo negativo, patrones de tipo entramado y otras consideraciones internas que no pueden considerarse con el herramental convencional. A medida que los costos van bajando y la tecnología mejora, este método se vuelve cada vez más prevalente.

Otra consideración del proceso es la calidad de la arena y la elección del sistema de resina ligante para preparar los corazones. La arena de Shell debe venir de un proveedor con estrictos controles de calidad. Algunas compañías eligen colocar una planta de arena y procesar distintas recetas de mezcla de arena de shell.

El proceso Caja fría puede usar arena nueva o recuperada, o una mezcla de ambas. Pueden agregarse óxidos de hierro o Cromita durante la preparación de la arena. La finura de los granos puede ser un grano fino de sílice para corazones delicados y suaves D arena de lago para un corazón más poroso y resistente

Dependiendo de su proceso, va a necesitar algún método de curado para endurecer el corazón luego de su llenado. La arena de Shell se funde o calienta para darle terminación. El curado final se basa en el color o cuánto del corazón se curó en la máquina. Algunos corazones sólidos requieren un procesado posterior pasando por un horno.

Al usar un proceso caja fría, la elección de la resina junto con su catalizador es extremadamente importante. El ligante puede ser de 1 o dos componentes, o puede incluir un 3er componente como extensión de vida útil. Dentro de las adiciones a la arena se encuentran los óxidos de hierro (rojo, negro).

La caja caliente y tibia requiere alguna fuente externa de adición de calor, como también lo necesita el proceso Inorgánico, ya sea que se lo caliente a través de la caja o se lo cure con aire caliente pasando por las cavidades del corazón. Incluso una combinación de calor externo con aire de purga a temperatura elevada puede ser efectivo. La fuente de calor puede incluir: sistema de combustión con quemadores, varillas calentadoras eléctricas insertadas en el herramental o como placas planas de hierro, e incluso se puede incorporar aire tibio a través de un calentador externo.

Los corazones impresos se curan de manera similar a los corazones de autofraguante. Con la tecnología actual, algunos de nuestros vendedores industriales entregan corazones al día siguiente del pedido de impresión. ¡Incluso puede imprimirse herramental en plástico también!

DISEÑO DE HERRAMENTAL

Para cualquiera de los procesos de producción de corazones, (excepto los corazones impresos que requieren un archivo electrónico del modelo), el diseño del herramental es una consideración crítica para conseguir corazones que llenen adecuadamente y estén bien definidos para cumplir los requerimientos del proceso. Se precisa una buena comprensión del diseño del herramental para diseñar una solución completa de fabricación del corazón, que no solamente comprende a la corazonera sino al equipamiento auxiliar para que el sistema funcione sin interrupciones.

El herramental puede construirse de múltiples materiales, y se necesita tomar en consideración no solamente el diseño del molde mismo, sino como se apila e interactúa con los químicos del sistema de llenado y curado. Desde una caja de madera y corazones cubiertos con resina para baja producción o autofraguante, o un molde de aluminio mecanizado para caja fría, inorgánico o autofraguante, hasta las cajas de hierro/acero que son mecanizadas para producciones de medianas a grandes, o de shell, o de caja caliente o tibia.

Dependiendo del herramental para la caja de corazones y su diseño, la vida útil del mismo puede variar para los materiales, dependiendo de la precisión requerida para el corazón. Por ejemplo, cajas de corazones impresas o cajas hechas de madera y resina pueden ser buenas para series de unos pocos a algunos miles. Los herramentales de Aluminio pueden funcionar para decenas a cientos de miles de ciclos. EL herramental de hierro puede hacer series de cientos de miles a un millón. Por supuesto, estos valores generalmente dependen de un montón de factores y muchos herramentales pueden refaccionarse y reusarse durante el transcurso de su vida útil.

La reducción y minimización de defectos en los corazones y el aumento de confiabilidad empieza con el diseño de su herramental. El análisis de llenado y curado puede hacerse con ensayo y error, con un proveedor de patrones, de resinas o con experiencia de los fundidores o, con un software de simulación comercial como ASF-k Arena Flow con un alto grado de precisión. El éxito al lanzar un nuevo herramental requiere una combinación de estos pasos de diseño nombrados arriba, así como también una firme comprensión de las posibilidades de las corazoneras y sistemas de distribución que interactúan con su herramental.

Primero considere el nivel de experiencia de su diseñador de herramental. La comprensión del sistema de fabricación de corazones y aprovechar años de experiencia para acercar el diseño del herramental es un primer paso crítico. Se necesita un entendimiento claro de venteos, temperaturas, dinámicas del soplado de arena y un gaseado apropiado (introducción de catalizador y venteo) para el éxito. El software de simulación comercial, como mencioné arriba, no sólo toma en consideración el conjunto de su herramental, sino que también puede evaluar la entrega de arena del colector, así como también el proceso de curado para efectividad y eficiencia.

El ingeniero de diseño a menudo trabaja con el proveedor del ligante químico que tienen la experiencia de desarrollar los diseños con muchos de sus clientes. A menudo, la combinación de arte y ciencia puede ayudar a apurar el proceso de diseño y asegurar una producción de corazones segura.

Hay muchas reglas empíricas, fórmulas y criterios de diseño general para el diseño del herramental. Los tubos de soplado pueden ser ranuras, agujeros en placas, tubos plásticos de soplado, tubos metálicos con puntas de goma, placas de soplado enfriadas con agua y tubos de soplado. Todos estos puntos de salida tienen generalmente calado un agujero de algún tipo en el lado de entrada de la placa de soplado sobre la que están montadas. El primer objetivo es permitir la más suave transición de la arena del colector o magazine a la caja de corazones, luego concentrarse en su curado.

El herramental típicamente va a tener venteos, los que pueden ser agujeros, ranuras o un mallado u otro material que permite que el aire los atraviese efectivamente durante el soplado, que a la vez permita el curado más eficiente luego del llenado. Aunque ambos son críticos, el llenado es el requerimiento más importante que debe establecerse. Algunas áreas no permiten venteos, ya sea que son demasiado pequeñas para permitir el venteo o es un área que no permite defectos en esa área particular de la pieza colada luego. La regla general es típicamente duplique los venteos en el molde superior (sobre) con respecto al molde inferior (bajero) para moldes de partición horizontal. Nunca coloque un venteo directamente debajo de un tubo de soplado.

El herramental de partición vertical puede tener varios venteos en la zona inferior de la caja, con una mínima cantidad a lo largo de los lados verticales y algunos en el perímetro de la zona superior. Esto permite no sólo un buen llenado, sino que también fuerza la amina de curado a través del corazón por completo mientras hacia los venteos en la zona inferior. A veces, donde no es posible colocar venteos, la línea de partición puede cortarse ligeramente, brindando lo que se conoce como venteo “scratch” o rayado. Pueden utilizarse sellos o no en la línea de partición.

Otras consideraciones de diseño incluyen: sellos (tipos de material, tamaños, formas), arreglos de pasador y buje, pines de extracción y placas soporte, pins de la línea de partición, ventanas de gaseo y pines de apisonado, son importantes para la operación globalmente. El aplanado y cómo se monta el herramental en el equipo son factores clave y debe tomarse cuidado en la construcción de la caja de manera que pueda acomodarse adecuadamente para recibir las fuerzas que aplica la máquina.

Debe considerarse desde el primer momento el montaje y cambio de herramental, especialmente con un equipo nuevo o reacondicionamiento. Cualquier dispositivo de cambio rápido de herramental, ya sea automático o manual debe ser confiable y fácilmente accesible, así como también seguro. Considerar cómo cae y se limpia la arena, cómo se carga el herramental (orientación correcta también), conexión de la salida de curado y la salida de la caja (sin confinar), cómo se cambian las agarraderas y cómo se conectan las piezas sueltas son todos también importantes criterios de diseño.

Incluso el herramental mejor diseñado necesitará alguna atención periódica durante la producción. Es importante cada tanto el soplado de la línea de partición, la limpieza de los venteos o la aplicación de un spray en la línea de partición. Sin mencionar la importancia de los equipos auxiliares que abarcaremos debajo.

Con cualquier nueva caja de corazones, el operador debe recordar que la paciencia y perseverancia rinden fruto al final. (Vea la Conservación de Registros abajo) Tenga en mente que cada corazonera y herramental tiene algunas particularidades que no pueden planearse o evitarse. Casi toda herramienta requiere alguna modificación y solamente mediante paciente prueba y error podrá el ingeniero de procesos entregar corazones de alta calidad de forma consistente.

CORAZONERA Y EQUIPOS AUXILIARES

Tan importante como un buen diseño de herramental para su proceso es elegir una corazonera que sea correctamente dimensionada de acuerdo a su herramental para alcanzar sus metas de producción. Sin embargo, su éxito no dependerá solamente del herramental y del equipo, sino de que se especifique, diseñe e instale apropiadamente la celda corazonera completa para que cumpla sus requerimientos.

Como los vendedores de corazoneras seguramente le dirán, no todas las corazoneras son lo mismo. Por supuesto, como muchas decisiones que tomará una fundición, esto también se basará en los requerimientos de producción y consideraciones de tipo económico.

Hay muchas soluciones para producir corazones, desde los prototipos de entrada a nivel, semi- automáticas, automáticas, y hasta las más completas células de producción de corazones con dispositivos de asistencia para para satisfacer los más altos niveles de producción.

Un primer paso para determinar la solución apropiada en materia de máquinas corazoneras es comprender el tamaño y complejidad del corazón. A los corazones de mayor tamaño típicamente se los intenta aligerar con mandriles o piezas sueltas para lograr áreas huecas. Generalmente se desea que el corazón se componga de una única pieza, sin embargo, corazones de múltiples componentes se pueden ensamblar para lograr una pieza. Cada máquina debe ser considerada para el cálculo del costo total de la inversión (LCC), incluyendo el costo de capital inicial, productividad, tiempo productivo, tiempos muertos, MTTR (tiempo promedio de reparación), utilidades, mantenimiento preventivo y la experiencia de sus operadores.

Al analizar los requerimientos de su corazonera, debe considerar su producción de corazones por entero, el número de corazones por herramienta (o caja), la cantidad de corazones por año y sus horas operativas. Con estos datos básicos en mano, puede hacerse un análisis básico de los tiempos de producción y las mejoras potenciales que pueden ayudar a identificar el tamaño correcto (Capacidad de soplado y tamaño de caja) de la máquina corazonera que satisfaga las necesidades actuales y futuras de su fundición.

Al elegir una corazonera, una característica clave (y diferencia) en las máquinas será el colector o magazine de arena y el sistema de soplado/extracción. Diferentes fabricantes tienen distintas soluciones con diferentes capacidades. Puede ver equipos para 50 libras, 100 libras, 300 libras u 800 libras. Algunos fabricantes describen las capacidades en litros (10, 25, 40, 80, etc.) Básicamente, para tener como referencia una capacidad de 10 litros son unas 35 libras de arena.

Debe prestar cuidadosa atención al sistema de aire comprimido que alimentará a su nueva corazonera. El aire soplado, así como también el gas de purga son aspectos importantes para lograr un corazón de calidad. Cuando se sopla aire comprimido a la corazonera, aún pequeñas cantidades de humedad (incluso en fase gaseosa) pueden dar por resultado defectos en el corazón. La humedad puede afectar cada equipo y productos de manera diferente. El aire para el proceso de soplado debe secarse hasta al menos -40 F.

La dinámica del secado de aire puede ser compleja y debe dimensionarse cumplir con los requerimientos de caudal de su equipo. Considere consultar expertos en esta área para ayudar a eliminar el aire comprimido de la lista de potenciales creadores de defectos en los corazones. La mayoría de las fundiciones utiliza grandes compresores para un uso amplio en la planta. Es altamente recomendable que considere agregar un sistema de secado localizado para el circuito de soplado.

Otro punto importante es la misma arena. La arena que ingresa al sistema vendrá generalmente de un silo, ya sea uno pequeño (donde se tiene la arena unas horas) o bien uno grande (días). Es importante suministrar la arena al sistema de mezcla dentro del rango de 75-90 F para un curado de características óptimas. La arena debe atravesar un calentador antes de entrar a la mezcladora. Dependiendo de su ubicación geográfica, puede querer incluir un calentador de arena adecuadamente dimensionado (22,5-300 Kw para 100-2000 lbs/minuto) que deben configurarse y mantenerse (muchos se vuelven no funcionales en campo y obstruidos), junto con los calentadores de resina son consideraciones de proceso críticas.

La preparación y mezcla de la arena viene de una mezcladora por lotes (batch) o continua de alta velocidad. Una mezcladora batch puede ser abierta con cuchillas tipo S, vibratoria o tipo Stator montada lateralmente. De manera similar, como el molino de arena en verde, necesitará una cantidad de tiempo predeterminado para optimizar la mezcla de arena y resinas que entreguen una mezcla homogénea. Hoy, muchas fundiciones también utilizan la mezcladora continua para fabricar corazones ya que entrega mezclas con buenas propiedades que pueden ser a demanda por lotes, según se requiera.

La arena se inyecta o introduce en la caja de corazones mediante un sistema de aire a presión que sopla la arena a la caja a través de la placa de soplado descrita arriba. El modo de distribución de arena puede ser del magazine, o del cabezal de soplado, o un tirador de arena, o una prensa de arena (o el nombre del sistema de distribución que el fabricante elija para comercializarlo) todos son ligeramente diferentes.

Las geometrías y formas de estos magazines afectan la performance, como también lo hacen los sistemas de soplado. Se sopla el magazine a una presión, típicamente por debajo de 80 psi, en una ventana de 1-2 segundos. Inmediatamente del paso de soplado hay uno de reposo y salida de la presión de aire atrapado remanente. El tiempo de ventilación depende de los venteos del herramental, así como también de los sistemas de escape de las máquinas corazoneras.

Desde el punto de vista del proceso, el tiempo de evacuación de gases es típicamente el segundo lugar de mayor consumo de tiempo. Este aire remanente debe dispersarse del herramental y magazine de manera controlada de modo que no provoque velocidades de arena que la hagan escapar o tapar mallas o venteos. Algunos equipos traen sistemas duales soplado/extracción, mientras que otros tienen sistemas independientes de soplado y de extracción. Aparte de ser el más eficiente, el sistema elegido debe tener un mantenimiento amigable para su periódico mantenimiento.

Por supuesto, luego del arduo trabajo de tener una herramienta bien construida que se equipara a la corazonera y es capaz de llenar la caja, el proceso de curado es el siguiente paso que típicamente es el que más tiempo consume si miramos el proceso.

Para sistemas de caja tibia, caja caliente, corazones inorgánicos o de shell, el curado es función del sistema de calefacción, de la geometría de la caja de corazones y del tiempo que requiere la reacción hasta curar para poder ser quitados y manipulados. Estos métodos de curado consumen típicamente más tiempo que el sistema tradicional de caja fría.

El curado para Caja fría se hace mediante estos generadores de gas que se diseñan específicamente para entregar presión y temperatura del gas controlados, generalmente seguidos por una purga con aire limpio. Se introduce un gas o amina para iniciar una reacción que permite que el ligante sobre la superficie de la arena recubierta se endurezca, o cure. Hay varios tipos de catalizadores disponibles, entre los que se incluyen: TEA, DMEA, DMIPA, SO2, CO2, o Formato de Metilo.

Los requerimientos de catalizador dependen del sistema de ligante. Por ejemplo, un corazón promedio requiere 1,5% en peso de resina. Si el sistema de resina es de dos componentes, esto puede mezclarse a razón de 55/45. El volumen de amina regular para la arena a curar será en promedio 1 cc por 1 kg (unas 0,03 onzas cada 2 libras) de arena a curar. El tamaño del corazón y el diseño del arreglo de la caja también afecta los resultados de rendimiento final.

Es importante tener la posibilidad de programar rampas, de modo de entregar el gas catalizador inicial a una presión menor (hasta 15 psi) para la piel del corazón, luego completar la cura con el siguiente aire aplicado (hasta 40 psi). La posibilidad de programar la presión de gas como rampa, así como también el del gas de purga, permite un excelente control del proceso de endurecido del corazón y minimiza los defectos de un shock de aire.

Típicamente, los calefactores de suministros de aire de curado van de los 3 Kw a 40 Kw. El uso de estos calentadores para purgar aire tibio en la herramienta antes del arranque es una característica excelente que permite un mejor comienzo del corazón. Dependiendo de la amina usada para curar, las temperaturas pueden ir desde 100 a 250 F. Necesitará consultar con su proveedor de resina para saber el punto flash y temperaturas críticas de su catalizador en particular. Recuerde, solamente porque usted programe su controlador a 240 F, no significa que los elementos calefactores estén a esa temperatura, pueden estar a 1000 F. Los calentadores convencionales disponibles en el mercado se diseñan para flujo continuo de aire, no intermitente, de modo que tenga cuidado en este punto.

Un generador de gas eficiente, combinado con el catalizador más eficiente ayudará a reducir la cantidad de catalizador consumida. Esto pagará aguas abajo en el proceso, ya que menos gas significa menos emisiones y reducir los costos de ácido y torre de lavado.

Típicamente para los procesos Caja Fría, los catalizadores gaseosos nombrados arriba necesitan que se atrapen los gases de salida y se los haga atravesar una torre lavadora. Una torre lavadora común jalará cierto caudal en la caja de corazones directamente o en su recinto.

Esta torre lavadora de tipo ácida burbujea el aire recibido con gas a través de una solución agua/ácido. Típicamente se los identifica según eficiencia como 99%, 99,9% o 99,99%. Los números detrás de la coma son realmente importantes y deben discutirse concienzudamente antes de tomar una decisión. Cuanto mayor la precisión, generalmente más grandes son la torre lavadora y el sumidero, lo cual es directamente proporcional al costo mismo de las unidades.

Deberá trabajar codo a codo con el fabricante de la corazonera, los diseñadores del herramental y el fabricante de la torra de lavado para desarrollar un consenso claro y conciso del caudal correcto de la torre lavadora. Dependiendo del equipo y su carcasa y la manera de capturar la amina decidirá si una capacidad de 1000, 2000 o 4000 pies cúbicos por minuto es lo adecuado para su aplicación. Al elegir una torre lavadora, necesitará considerar no solamente la demanda del equipamiento actual, sino las futuras adiciones para una capacidad apropiada. Una torre lavadora demasiado fuerte puede hacerle cortocircuito a su caja y hacer ineficiente el proceso de curado.

Estos son los componentes clave de una celda de corazones. Hay muchos otros ítems en su solución específica para completar su plan de área de corazones. Una vez completado el plan, son críticos la ingeniería de detalle, construcción, ubicación e instalación. Antes de terminar su diagrama de Gantt, necesitará consultar la legislación local o estatal acerca de permisos, ¡Ya que algunos permisos de instalación demoran más de 6 meses en ser otorgados!

CONSERVACIÓN DE REGISTROS

LO que es crítico y a menudo olvidado es conservar cuidadosamente los registros de la arena, resina y parámetros de la máquina al producir un corazón de buena calidad. La larga lista de variables involucradas en la fabricación de un corazón de calidad es sorprendentemente compleja y fácil de ser olvidada. Asegúrese que su atención al archivado de los registros de este proceso sea tan detallada como en los otros procesos de su fundición. Esto puede ser tan simple como un libro de registro de los parámetros de la caja de corazones al lado de la corazonera, que sirva de ayuda al iniciar la producción de una caja de corazones ya existente.

Mantener registro de los parámetros del sistema es una excelente práctica que debe iniciar con las primeras pruebas de cualquier caja de corazones. Se debe resistir la tendencia de modificar de a varios parámetros a la vez (soplado, gas, purga, etc.). Por supuesto, usted puede tener suerte y dar con la combinación ganadora, pero el método correcto es ir cambiando de a una variable cada vez. Documentar y luego conservar el registro de cada configuración hasta alcanzar un conjunto de parámetros que produce calidad consistente para lograr una buena producción luego.

Otra manera de ayudar en la eliminación de defectos entre diferentes producciones de corazones y distintas cajas es utilizar los controladores lógicos programables (PLCs) de las corazoneras que tengan la función de “recetas”. Es una característica relativamente fácil de agregar a una máquina de corazones moderna con PLC e Interfaz Hombre Máquina (HMI) para controlar su operación. Pero como muchas fundiciones cuentan con corazoneras más antiguas con relés, este agregado resulta costoso.

Cada corazón es un producto que se obtiene a partir de atributos de proceso únicos que van desde volúmenes de arena y resina hasta los parámetros del equipo como: presiones de soplado, presión de gas, tiempos, temperaturas, número de ciclos, etc.…. Al mantener un registro detallado de los mismos de manera individual en una matriz de recetas, un ingeniero experimentado puede cargarlos en la HMI del equipo.

La interfaz HMI y los PLCs controlarán la corazonera de modo automático, sin que el operador tenga que efectuar ajustes manuales. Una vez que se completó esta matriz y se verificó que el proceso, el operador de la corazonera solamente debe ingresar la identificación del producto a fabricar mediante la HMI y la corazonera se encargará a partir de ahí. Incluso puede implementarse el uso de chips y lectores RFID (identificación por radiofrecuencia) para las cajas de corazones.

Al usar procesos precisos de recolección de datos junto con la tecnología actual de instrumentos y control, los operadores pueden producir corazones de alta calidad con menor posibilidad de sacarlos con defectos. Solamente otra herramienta que puede llevar a una mejor calidad, menos descartes y mayor rentabilidad.

NOTA: se puede encontrar información adicional acerca de control avanzado y análisis del equipo en nuestro artículo anterior titulado: “Optimización de Proceso con Técnicas de Control Avanzadas”

LIMPIEZA Y MANTENIMIENTO GENERAL

Una vez resuelto el proceso iterativo de la fabricación de corazones, la variable de proceso que más a menudo se pasa por alto es el asegurar la limpieza de la corazonera y su herramental previo y durante la producción. La limpieza de líneas de partición y venteos, soplado de las áreas de sellado de gas, son un procedimiento importante del proceso. Pueden también ser críticas las aplicaciones de spray a los patrones, ya que las fundiciones se acostumbraron a utilizar el soplado con aire comprimido para ayudar en este paso. Pero a medida que la promulgación de la “ley de sílice” avanza, esto puede crear problemas adicionales en la operación de fabricación de corazones.

Muchas corazoneras son completamente abiertas al ambiente de la fundición y serán el primer punto a revisar bajo la regulación propuesta de control de sílice. Un método que puede emplearse para paliar las emisiones de partículas es confinar completamente la corazonera dentro de un gabinete. Esto tiene un costo serio y consecuencias operativas, pero un gabinete diseñado de manera inteligente permitirá que los empleados puedan realizar tareas de limpieza de la herramienta mientras se captura sílica, se capturan emisiones de amina fugitiva, mientras a la vez se permite un acceso ergonómico durante la operación.

Las corazoneras modernas se entregan de manera rutinaria ya completamente dentro de su gabinete, ventanillas de contención de rápida acción y una función automática de limpieza del herramental a alta presión. La función de limpieza automática le agrega un nivel de seguridad a su operador al mantenerlo alejado de los movimientos automáticos de la corazonera. Un gabinete adecuadamente ventilado mejorará las condiciones ambientales del sector y a la vez minimizar el catalizador (amina, formato de metilo, SO2 y CO2)

Más allá de las razones obvias de la necesidad de mantener el herramental limpio, es igualmente importante realizar limpiezas de rutina de la corazonera misma. El colector magazine de arena, las tolvas de entrada, compuertas deslizantes o válvulas mariposa, deben limpiarse al finalizar cada turno. Las mallas de soplado y de venteo requerirán algún mantenimiento programado para mantenerlas en buen estado operativo. También deben verificarse y reemplazarse de manera rutinaria los sellos de las superficies donde se sopla. Incluso la alineación de pines, el estado de rodamientos u otros dispositivos deben incluirse en el plan de inspección y ajuste. La mejor herramienta para la alineación del equipo es el herramental más nuevo de conocidas dimensiones.

RESUMEN

El exceso de arena que se acumula alrededor de las piezas móviles del equipo causará errores de proceso y de operación que podrían afectar la calidad de los corazones y llevar a un desgaste prematuro de varillas guía, rodamientos y cojinetes. Algunos procesos de corazones pueden requerir la limpieza frecuente, incluso durante el mismo turno, como el caso de placas de pieza suelta. En estos casos, ayuda registrar el número de ciclos transcurridos entre las limpiezas y crear algún procedimiento que considere los pasos de limpieza que se precisan. Estos datos pueden ser parte de cualquier receta como paso de proceso de limpieza y puede ser un contribuyente clave en la mejora de la calidad del corazón.

Eliminar los corazones defectuosos del escenario de los defectos en piezas fundidas no es difícil. Pero se necesita monitorear el proceso de cerca y un plan de acción bien pensado que incluya listas de verificación para la conservación de registros para cada trabajo. Comenzar algunos simples cambios en el proceso, realizar procedimientos de mantenimiento y comprender el funcionamiento de su nueva máquina corazonera y sus sistemas auxiliares de apoyo puede ayudar en la entrega de corazones de calidad consistente. Lograr producir corazones de buena calidad es una combinación de varios factores. Tomar control de aún el más simple cambio puede mejorar dramáticamente la rentabilidad de su fundición, la seguridad de sus empleados y el ambiente de trabajo.

La automatización es ahora prioritaria para muchas fundiciones. Mientras usted formula los planes de su próximo proyecto de corazones, la dirección de muchas fundiciones comienza a estudiar cómo mantener su fundición en el frente y centro de sus clientes con extracción, manipulación y acabado de corazones robotizado, mejorando su rentabilidad durante muchos años venideros