14 tipos de casting: La guía definitiva

Diferentes tipos de proceso de fundición

Tipos de proceso de fundición

Existen varios tipos de fundición que suelen clasificarse de la siguiente manera:

① Fundición en arena común, que tiene tres tipos: Fundición en Arena Húmeda, Fundición en Arena Seca y Fundición en Arena con Endurecimiento Químico.

② La fundición especial, que puede dividirse en dos categorías en función del material de modelado: la fundición que utiliza arena mineral natural como material de modelado principal (como la fundición a la cera perdida, la fundición de arcilla, la fundición en coquilla, la fundición a presión negativa, la fundición en molde completo, la fundición en molde de cerámica, etc.), y la fundición que utiliza metal como material de modelado principal (como la fundición en molde de metal, la fundición a presión, la fundición continua, la fundición a baja presión, la fundición centrífuga, etc.).

Trataremos con más detalle las definiciones, características, ventajas y desventajas de cada uno de estos procesos de fundición.

Al leer esta información, comprenderá mejor la tecnología de fundición.

1. Fundición en arena

Fundición en arena

Qué es la fundición en arena?

La fundición en arena es un método de producción de piezas fundidas en un molde de arena, y es capaz de producir piezas fundidas de acero, hierro y la mayoría de las aleaciones no ferrosas.

Proceso tecnológico:

Proceso tecnológico

Proceso de fundición en arena

Características técnicas:

Este método es adecuado para producir piezas en bruto con formas complejasespecialmente los que tienen cavidades internas complejas. Tiene una amplia gama de adaptabilidad y es rentable.

La fundición en arena es el único proceso viable para producir piezas o piezas brutas con materiales de escasa plasticidad, como el hierro fundido.

Se utiliza en la fabricación de piezas de fundición, como bloques de motor, culatas, cigüeñales y otros componentes similares.

2. Fundición a la cera perdida

Fundición a la cera perdida

¿Qué es la fundición a cera perdida??

La fundición a la cera perdida es un proceso de fundición que consiste en crear un modelo a partir de un material fusible, recubrirlo con varias capas de materiales refractarios, fundir el modelo fuera del molde para obtener un molde sin superficie de separación y rellenarlo después de hornearlo a altas temperaturas.

Proceso tecnológico:

Proceso tecnológico

Proceso de fundición a la cera perdida

Ventajas:

  • Gran precisión dimensional y geométrica;
  • Alta rugosidad superficial;
  • Puede moldear piezas complejas y las aleaciones fundidas no están restringidas.

Desventajas: procedimientos complicados y coste elevado

Aplicacións:

La fundición a la cera perdida es adecuada para producir piezas pequeñas con formas complejas y requisitos de alta precisión, o para piezas difíciles de procesar, como los álabes de los motores de turbina.

3. Fundición en molde de arcilla

Fundición en molde de arcilla: Un método de fundición que utiliza la arcilla como material principal

La fundición en molde de arcilla es un proceso de fundición tradicional que utiliza la arcilla como material principal para crear un molde para producir piezas fundidas.

Para crear una fuerte fuerza de cohesión, la arcilla se mezcla con agua y materiales como cáscara de arroz, césped de arroz, estiércol de caballo y ceniza de paja. Tras secarse al aire o al sol, la arcilla forma un molde con poros de salida de aire y gran dureza.

La superficie del molde de arcilla es fina y uniforme, mientras que la textura en el centro es gruesa. Se pueden añadir materiales adicionales como arena, escoria de tanque y ladrillos rotos. El molde de arcilla puede utilizarse varias veces, lo que lo convierte en un molde semipermanente.

La fundición en molde de arcilla es la tecnología de fundición más antigua que se conoce en China.

4. Fundición en coquilla

La fundición en coquilla es un proceso que produce piezas fundidas utilizando moldes de coquilla delgados. Fue inventado por German J. Cronin en 1943 y utilizado por primera vez en Alemania en 1944. Desde entonces, ha sido adoptado también por otros países.

El proceso consiste en cubrir un encofrado metálico calentado a 180-280°C con arena de moldeo endurecida al calor, normalmente arena recubierta de resina fenólica, para crear un molde de concha fina con un grosor de 6-12 mm. A continuación se calienta el molde para solidificarlo, proporcionando la resistencia y rigidez.

Una vez que las carcasas superior e inferior del molde están sujetas o pegadas con resina, el molde puede formarse sin caja de arena. El encofrado metálico utilizado para la fundición suele calentarse a unos 300 °C, y la arena de moldeo utilizada es arena de resina, que se fabrica con resina fenólica como aglutinante.

Además, el núcleo también puede convertirse en un núcleo de capa delgada utilizando el mismo método que para crear un molde de fundición de capa delgada. El método de soplado se utiliza habitualmente para fabricar el núcleo de capa fina.

5. Fundición en molde cerámico

La fundición en molde de cerámica es un método de fundición que utiliza una lechada cerámica para producir piezas fundidas. La lechada se compone de hidrolizado de silicato de etilo y arenas refractarias finas, como cuarzo fundido, circón y corindón, conocidas por su textura pura y alta estabilidad térmica.

Para acelerar la gelificación de la pasta cerámica, a menudo se incluye hidróxido de calcio u óxido de magnesio como catalizador.

Debido a las similitudes de composición y aspecto entre el refractario utilizado y la cerámica, este proceso suele denominarse fundición de "tipo cerámico". La fundición en molde cerámico es una nueva tecnología que se ha desarrollado a partir de la fundición en molde de arena tradicional.

Existen dos tipos de fundición en molde de cerámica:

① El molde de cerámica se produce aplicando la lechada cerámica al tablero de moldeo, recubriendo la caja de arena, vertiendo la lechada ajustada en la caja de arena y levantando el molde después de pegarlo y endurecerlo. A continuación, el molde se hornea a alta temperatura para formar el molde de fundición.

② El molde de fundición se crea vertiendo la lechada cerámica en el hueco entre el casquillo y el patrón, utilizando un casquillo de arena o metal. Este método de uso de un casquillo puede ahorrar una cantidad significativa de lechada cerámica y se utiliza ampliamente en la producción.

6. Fundición de moldes metálicos

La fundición en molde metálico, también conocida como fundición en molde duro, es un proceso en el que se vierte metal líquido en un molde metálico para crear piezas fundidas. El molde está hecho de metal y puede reutilizarse varias veces, entre cientos y miles de veces.

Sin embargo, la fundición de moldes metálicos tiene ciertas limitaciones en cuanto al peso y la forma de las piezas que pueden fabricarse. Por ejemplo, los metales ferrosos solo pueden utilizarse para producir piezas de fundición con formas sencillas, y el peso de la pieza fundida no debe ser demasiado elevado.

Además, el grosor de la pared es limitado, lo que dificulta la fundición de piezas más pequeñas.

7. Fundición a presión

Fundición a presión

Qué es la fundición a presión?

El líquido metálico a alta presión se introduce a gran velocidad en la cavidad de un molde metálico de precisión, y el líquido metálico se enfría y solidifica a presión para formar una pieza fundida.

Proceso tecnológico:

Proceso tecnológico

Ventajas:

  • El líquido metálico está sometido a una presión elevada y el flujo es rápido durante la fundición a presión.
  • Buena calidad del producto, tamaño estable y buena intercambiabilidad.
  • Alta eficiencia de producción y moldes de fundición a presión puede utilizarse muchas veces.
  • Es adecuado para la producción en masa con buenos beneficios económicos.

Desventajas:

  • La fundición es propensa a producir poros finos y encogimiento.
  • Las piezas de fundición a presión tienen poca plasticidad y no deben funcionar bajo cargas de impacto y vibraciones.
  • En la fundición a presión de aleaciones de alto punto de fusión, la vida útil del molde es baja, lo que afecta a la expansión de la matriz. producción de fundición.

Aplicaciones:

La fundición a presión se aplicó por primera vez en la industria del automóvil y la industria de instrumentos, y luego se fue extendiendo gradualmente a diversas industrias, como la maquinaria agrícola, industria de máquinas herramientaLa industria electrónica, la industria de defensa nacional, los ordenadores, los equipos médicos, los relojes, las cámaras y la ferretería diaria.

8. Baja presión fundición

Fundición a baja presión

¿Qué es la fundición a baja presión??

La fundición a baja presión se refiere al método de hacer que el metal líquido llene un molde a baja presión (0,02 - 0,06MPa) y cristalice bajo presión para formar una pieza fundida.

Proceso tecnológico:

Proceso tecnológico

Características técnicas:

La presión y la velocidad durante el vertido pueden ajustarse, lo que la hace adecuada para diversos moldes de fundición, como moldes de metal y arena, y para fundir diversas aleaciones y piezas de diferentes tamaños.

Al adoptar un método de llenado por inyección inferior, se garantiza un llenado estable del líquido metálico, sin salpicaduras. Esto ayuda a evitar la presencia de gas y reduce la erosión de las paredes y el núcleo del molde, mejorando así el índice de paso de la colada.

La fundición se solidifica bajo presión, lo que da lugar a una estructura densa, un contorno nítido, una superficie lisa y altas propiedades mecánicas. Este proceso es especialmente beneficioso para la fundición de piezas grandes y de paredes finas.

Elimina la necesidad de elevadores y aumenta la tasa de utilización del metal a 90-98%. Además, se caracteriza por una baja intensidad de mano de obra, buenas condiciones de trabajo, equipos sencillos y un alto potencial de mecanización y automatización.

Aplicación: 

Se utiliza principalmente en productos tradicionales (culata, buje, bastidor de cilindro, etc.).

9. Fundición centrífuga

Fundición centrífuga

Qué es la fundición centrífuga?

Es un método de fundición en el que el metal fundido se vierte en un molde giratorio, y el molde se llena y solidifica bajo la acción de la fuerza centrífuga.

Proceso tecnológico:

Fundición centrífuga Proceso tecnológico
Fundición centrífuga Proceso tecnológico

Ventajas:

El sistema de vertido y el sistema elevador consumen un mínimo de metal, lo que mejora el rendimiento del proceso.

En la producción de piezas fundidas tubulares largas, la ausencia de núcleo mejora notablemente la capacidad de llenado del metal.

La fundición resultante presenta una alta densidad, pocos defectos (como poros e inclusiones de escoria) y excelentes propiedades mecánicas.

La fabricación de piezas de fundición de metal compuesto de cañones y manguitos es relativamente fácil.

Desventajas:

  • Existen ciertas limitaciones cuando se utilizan en la producción de piezas moldeadas con formas especiales.
  • El diámetro del orificio interior de la pieza fundida no es exacto, la superficie del orificio interior es rugosa, la calidad es mala y la tolerancia de mecanizado es grande.
  • La fundición es propensa a la segregación por gravedad específica.

Aplicacións:

La fundición centrífuga se utilizó inicialmente para producir tubos de fundición, pero desde entonces se ha adoptado ampliamente en diversas industrias como la metalurgia, la minería, el transporte, la maquinaria de riego y drenaje, la aviación, la defensa nacional y la industria del automóvil. Este proceso se utiliza para producir acero, hierro y carbono no ferroso. fundiciones de aleación.

La fundición centrífuga encuentra sus aplicaciones más comunes en la producción de tubos de fundición centrífuga, camisas de cilindro para motores de combustión interna y camisas de eje.

10. Fundición a presión por gravedad

Fundición a presión por gravedad

¿Qué es la fundición por gravedad??

La fundición por gravedad es un proceso de fundición en el que se vierte metal líquido en un molde metálico bajo la influencia de la gravedad, se enfría y se solidifica para producir una pieza fundida.

Proceso tecnológico:

Fundición por gravedad Proceso tecnológico

Ventajas:

El molde metálico presenta una alta conductividad térmica y capacidad calorífica, lo que se traduce en una rápida velocidad de enfriamiento y una densa estructura de fundición. Además, sus propiedades mecánicas son aproximadamente 15% superiores a las de la fundición en arena.

El uso de un molde metálico permite producir piezas de fundición con mayor precisión dimensional y menor rugosidad superficialmejorando así la estabilidad de la calidad.

Además, el uso del núcleo de arena es mínimo o inexistente, lo que mejora las condiciones medioambientales al reducir el polvo y los gases nocivos, así como la intensidad de la mano de obra.

Desventajas:

  • El propio molde metálico no es transpirable, por lo que deben tomarse ciertas medidas para evacuar el aire y el generado por el núcleo de arena en la cavidad.
  • El molde metálico no tiene ninguna concesión, y es fácil que se produzcan grietas cuando se solidifica la pieza fundida.
  • Los moldes metálicos tienen un ciclo de fabricación más largo y un coste más elevado, por lo que sólo pueden tener buenos efectos económicos cuando se fabrican en serie.

Aplicaciones:

La fundición de metales es un método adecuado para la producción a gran escala de piezas de fundición de aleaciones no ferrosas, tales como aleaciones de aluminio y aleaciones de magnesio, con formas complejas. También puede utilizarse para producir fundiciones y lingotes de hierro y acero.

11. Fundición a presión en vacío

Fundición a presión en vacío

¿Qué es la fundición a presión en vacío??

La fundición a presión en vacío es una forma avanzada de fundición a presión que mejora las propiedades mecánicas y el acabado superficial de las piezas fundidas eliminando o reduciendo significativamente los poros y los gases disueltos en su interior. Esto se consigue extrayendo gas de la cavidad del molde durante el proceso de fundición.

Proceso tecnológico:

Fundición a presión en vacío Proceso tecnológico

Ventajas:

  • Puede eliminar o reducir los agujeros de aire en el interior de la fundición a presión, mejorar las propiedades mecánicas y la calidad de la superficie de la fundición a presión, así como el rendimiento del revestimiento.
  • Para reducir la contrapresión de la cavidad, se puede utilizar una presión específica más baja y una aleación con un rendimiento de fundición deficiente. Es posible fundir a presión piezas más grandes con máquinas pequeñas.
  • Mejora las condiciones de llenado, puede colar piezas más finas.

Desventajas:

  • La estructura de sellado del molde es complicada, su fabricación e instalación es difícil, por lo que el coste es elevado.
  • Si el método de fundición a presión en vacío no se controla adecuadamente, el efecto no será muy significativo.

12. Fundición a presión

Fundición a presión

¿Qué es la fundición a presión??

La fundición a presión es un proceso que implica la solidificación de metal líquido o semisólido a alta presión y el conformado por flujo para producir directamente el producto final o la pieza en bruto. Este proceso ofrece varias ventajas, como un alto aprovechamiento del metal líquido, un proceso simplificado y una calidad constante.

Además, es un metal energéticamente eficiente tecnología de conformado muy prometedor para futuras aplicaciones.

Proceso tecnológico:

Fundición a presión Proceso tecnológico

Fundición a presión directa: 

Pintura en spray, aleación fundida, molde sujeciónPresurización, mantenimiento de la presión, alivio de la presión, separación de moldes, desmoldeo de piezas brutas y reajuste.

Fundición a presión indirecta: 

Recubrimiento por pulverización, sujeción del molde, alimentación, llenado, presurización, mantenimiento de la presión, alivio de la presión, separación, desmoldeo de piezas en bruto, reajuste.

Características técnicas:

  • Puede eliminar los poros internos, la contracción y otros defectos.
  • Baja rugosidad superficial y alta precisión dimensional.
  • Puede prevenir la aparición de grietas en la fundición.
  • Fácil de realizar la mecanización y la automatización.

Aplicación: 

Puede utilizarse para producir varios tipos de aleaciones, como aleación de aluminio, aleación de zinc, aleación de cobre, fundición nodular, etc.

13. Fundición de espuma perdida

Fundición de espuma perdida

Qué es la fundición a la espuma perdida (también conocida como fundición maciza)?

El vaciado en espuma perdida es una técnica moderna de vaciado que utiliza una combinación de modelos de parafina o espuma, creados para parecerse al molde deseado tanto en tamaño como en forma. A continuación, estos modelos se agrupan para formar una sola unidad.

El modelo de racimo se recubre con un material refractario, se seca y, posteriormente, se entierra en arena de cuarzo seca sometida a vibración.

A continuación, se vierte metal líquido en la arena en condiciones de vacío, lo que hace que el modelo se vaporice y el metal ocupe su lugar. Una vez solidificado el molde, se enfría para formar el producto final.

Proceso tecnológico: 

Preespumado → Moldeo por espuma → Recubrimiento por inmersión → Secado → Modelado → Vertido → Arena de caída → Limpieza.

Fundición de espuma perdida Proceso tecnológico

Características técnicas:

  • Fundición de alta precisión, sin núcleo de arena, lo que reduce el tiempo de procesamiento.
  • Sin superficie de separación, diseño flexible y alto grado de libertad.
  • Producción limpia sin contaminación.
  • Reducir los costes de inversión y producción.

Aplicacións:

La fundición de espuma perdida es un método adecuado para producir una gran variedad de piezas fundidas de precisión que presentan estructuras complejas en diferentes tamaños. Ofrece una gran versatilidad, sin limitaciones en cuanto a los tipos de aleaciones utilizadas o el tamaño de los lotes de producción.

Este método se ha utilizado con éxito para producir una serie de piezas moldeadas, entre las que se incluyen hierro fundido gris bloques de motor y codos de acero de alto manganeso.

14. Colada continua

Reparto continuo

Qué es la colada continua?

La colada continua es un sofisticado proceso de fundición que consiste en verter metal fundido de forma continua en un molde metálico especial llamado cristalizador. A continuación, la pieza fundida solidificada se extrae continuamente por el extremo opuesto del molde, lo que permite producir piezas fundidas de cualquier longitud o de una longitud específica.

Proceso tecnológico:

Fundición continua Proceso tecnológico

Características técnicas:

El rápido enfriamiento del metal da lugar a estructuras cristalinas más densas, uniformidad y mejores propiedades mecánicas, al tiempo que ahorra metal y aumenta el rendimiento.

Este proceso simplifica los procedimientos al eliminar la necesidad de modelado y otros pasos, reduciendo la intensidad de la mano de obra y minimizando significativamente el espacio de producción necesario.

Además, la colada continua es fácilmente automatizable, lo que aumenta la eficacia de la producción gracias a su facilidad de mecanización.

Aplicacións:

La colada continua puede utilizarse para fundir acero, hierro, aleaciones de cobre y aleaciones de aluminio, aleaciones de magnesio y otras piezas moldeadas largas con formas de sección transversal constante, como lingotes, desbastes, tochos de alambrón, tubos, etc.

Qué es el proceso de fundición?

La fundición es una técnica de procesamiento en la que se funde metal sólido y luego se vierte en un molde de una forma específica para que se solidifique. El resultado, también conocido como colada, se extrae del molde una vez que se ha solidificado, completando el proceso. proceso de fundición.

La fundición es un proceso en el que el metal se funde para cumplir unos requisitos específicos y, a continuación, se vierte en un molde. El resultado es una pieza de fundición sólida con una forma, tamaño y rendimiento predeterminados tras su enfriamiento, solidificación y limpieza.

proceso de fundición

Como la fundición está casi formada, el mecanizado se reduce o no es necesario, lo que se traduce en un menor coste y un tiempo de fabricación más corto.

La fundición es un proceso fundamental en la industria manufacturera moderna.

El proceso de fundición suele incluir lo siguiente:

① Preparación del molde de fundición: El molde de fundición está hecho para contener la pieza fundida sólida y puede dividirse en diferentes tipos en función del material utilizado, como moldes de arena, moldes de metal, moldes de cerámica, moldes de arcilla y moldes de grafito. El número de usos del molde también puede determinar su clasificación como molde de un solo uso, molde semipermanente o molde permanente. La preparación del molde de fundición es el factor más significativo que afecta a la calidad de las piezas fundidas.

② Fundición y colada del metal de fundición: El metal de fundición, también conocido como aleación de fundición, incluye principalmente hierro fundido, acero fundido y aleaciones no ferrosas fundidas.

③ Tratamiento e inspección de la fundición: Este proceso implica varios pasos, como la eliminación de materias extrañas del núcleo y de la superficie de colada, la eliminación de bebederos y contrahuellas, eliminación de rebabas, grietas y otros salientes, tratamiento térmico, conformado, tratamiento antioxidante y mecanizado en bruto.

La mayoría de los materiales de fundición son metales, como cobre, hierro, aluminio, estaño, plomo, etc., que se calientan hasta alcanzar el estado líquido a partir de su forma sólida. Los materiales del molde de fundición pueden ser arena, metal o cerámica, y el método utilizado variará en función de los requisitos.

La fundición es uno de los primeros procesos de trabajo de metales en caliente conocidos por el hombre, con una historia que se remonta a unos 6000 años.

Los metales que pueden fundirse incluyen cobre, hierro, aluminio, estaño y plomo, mientras que los materiales utilizados para los moldes de fundición ordinarios pueden ser arena en bruto, arcilla, vidrio al agua, resina y otros materiales auxiliares.

Algunos ejemplos de moldes de fundición especiales son la fundición a la cera perdida, la fundición de espuma perdida, la fundición de moldes metálicos, la fundición de moldes cerámicos, entre otros. (La arena bruta puede incluir arena de cuarzo, arena de magnesia, arena de circonio, arena de cromita, arena de forsterita, arena de cianita, arena de grafito, arena de hierro, entre otras).

Proceso tecnológico: metal líquido → llenado → solidificación contracción → colada.

Qué es el casting

Fundición características del proceso:

  • Puede producir piezas con cualquier forma complicada, especialmente las que tienen formas complicadas de cavidad interior.
  • Gran adaptabilidad, tipos de aleación ilimitados y tamaño de colada casi ilimitado.
  • Amplia fuente de materiales, los residuos pueden refundirse y la inversión en equipos es baja.
  • Alto índice de chatarra, baja calidad superficial y malas condiciones laborales.

¿Cómo puedo moldear piezas en casa?

Para empezar a fundir, necesitará un aparato capaz de fundir hierro o aluminio. Si su producción diaria es baja, es aconsejable invertir en un horno eléctrico de pequeña capacidad. Incluso puede bastar con un horno antiguo.

Los hornos de queroseno también son adecuados para fundir aluminio.

Es importante tener en cuenta que el hierro y el aluminio no pueden fundirse en el mismo horno, ya que puede dificultar la regulación del material.

Sin embargo, si el control de materiales no es un requisito, puede no ser un problema.

A continuación, necesitará un molde que puede fabricarse a medida en función de las piezas que desee fundir. También necesitará arena, y se recomienda una mezcladora de arena. Si no adquiere una mezcladora de arena, puede mezclarla manualmente.

Con estas sencillas herramientas de modelado, puede moldear, fundir y verter, creando la pieza en bruto de fundición.

Por último, necesitará herramientas de limpieza para eliminar la contrahuella de colada y alisar las rebabas. Añadir un rodillo de granallado puede mejorar el aspecto de la pieza fundida.

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Shane
Autor

Shane

Fundador de MachineMFG

Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.

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