Este estudio de caso explora el proceso de diseñar una pieza compleja de fundición destinada a aplicaciones estructurales, destacando consideraciones clave, retos y soluciones que se ocupan de garantizar la integridad y el rendimiento de la parte.

Diseño y requisitos iniciales

El proyecto comenzó con la definición de los requisitos funcionales de la parte de fundición. Necesitaba soportar cargas altas y resistir la fatiga con el tiempo. La selección de materiales fue crucial, con aleaciones de hierro fundido y aluminio son opciones primarias basadas en consideraciones de fuerza y peso.

Desafíos de diseño

La compleja geometría planteaba retos de fabricación, especialmente para garantizar el espesor uniforme de la pared y evitar defectos de fundición. Además, las características internas intrincadas requerían un diseño preciso de moldes para evitar defectos como la porosidad o los errores.

Análisis y optimización estructural

El análisis de elementos finitos (FEA) se empleó para evaluar la distribución del estrés bajo cargas operacionales. El análisis identificó concentraciones de estrés en ciertas características, lo que provocó modificaciones de diseño como filetes y refuerzos de costillas para mejorar la fuerza y reducir el riesgo de fracaso.

Fabricación y Pruebas

El proceso de fundición utilizado fue el fundición de arena debido a su flexibilidad para geometrías complejas. Post-casting, la parte sometida a mecanizado y tratamiento térmico para mejorar las propiedades mecánicas. Las pruebas no destructivas confirmaron la ausencia de defectos internos y la integridad estructural verificada.