Proceso de caja fría

Fundamentos

Tal y como su nombre indica, el proceso de caja fría de poliuretano está basado en la reacción de dos componentes con poliuretano. Una poliadición del componente de la parte 1, la resina de fenol formaldehído, y el componente de la parte 2, el isocianato, se inicia por catálisis básica, normalmente mediante gaseo con una amina terciaria.

Parámetros de eficacia

La reacción de endurecimiento es muy rápida, lo que hace que el proceso de caja fría de poliuretano sea particularmente atractivo para una producción de alto rendimiento de series de componentes. El elevado nivel de resistencia permite que la producción de machos sea rápida y automatizada y con una gran fiabilidad en los procesos. Los machos sólo se pueden fundir durante un breve tiempo después de la producción y presentan una elevada estabilidad térmica, lo que también permite la producción precisa de machos para camisas de agua y de los conductos de aceite desde el punto de vista dimensional. Es posible reutilizar una gran proporción de las arenas usadas tratadas mecánicamente o térmicamente en la producción de caja fría, ya que sus propiedades se acercan al pH neutro.

Propiedades y ventajas

  • Posibilidad de cambiar rápidamente de modelo (cajas frías de machos)
  • Excelente estabilidad térmica
  • Tiempos cortos de ciclo y alta productividad gracias al rápido endurecimiento
  • Extracción segura de machos, escasa fractura de machos gracias a una alta resistencia inicial
  • Alta precisión dimensional
  • Acabado suave en las superficies de los machos
  • Reducción de las herramientas y de los costes energéticos

La razón principal por la que el proceso de caja fría tiene tanto éxito es que permite lograr machos con geometrías complicadas y con una elevada precisión dimensional y una gran productividad. Si se observa el proceso general de la producción de machos, el proceso de caja fría destaca por el hecho de que los machos disparados se pueden montar en paquetes de machos y se pueden pintar directamente después de producirlos, es decir, es posible lograr tiempos cortos de ciclo desde el disparo hasta que el macho está listo para ser utilizado. La excelente desintegración después de la fundición y las variadas posibilidades de regeneración con elevados índices de reutilización completan la imagen.

Fundamentos del proceso

Los componentes, la resina de fenol formaldehído y el isocianato, se mezclan con el material del molde, se comprimen en una caja de machos y se endurecen con un catalizador. Las proporciones de adición pueden variar en función de la aplicación y del material del molde; en lo que al material del molde se refiere, normalmente se sitúan entre el 0,4 % y el 1,2 % por pieza. Los puentes de aglomerante que se desarrollan durante la reacción (véase la foto SEM) garantizan la estabilidad del compuesto del material de moldeado. Después de la fundición, la temperatura de fundición ha debilitado los puentes de aglomerante hasta el punto de poder retirar la arena de la pieza fundida mediante entrada mecánica.

Ventajas

Producción de machos económica y automática y excelentes posibilidades de "producción en serie". Los machos se insertan en lingoteras o moldes de arena verde lo antes posible tras la producción y, a continuación, se funden. La productividad es de aproximadamente el doble que con el método Croning.

Requisitos para la caja fría

El requisito previo más importante para mantener nuestra posición frente a la competencia internacional es el de producir piezas de fundición de calidad con una geometría intrincada a un precio razonable. Las exigencias más importantes del mercado para la resina PUR para caja fría son:

  • Alta reactividad 
  • Reducción de las emisiones y de las emisión de olores o una baja concentración de monómeros (fenol libre y formaldehído libre) 
  • Reducción del consumo de aminas
  • Tiempo prolongado de procesamiento (vida útil del banco) de la mezcla de arena 
  • Elevada limpieza de la caja de machos 
  • Alto nivel de resistencia 
  • Alta resistencia térmica (estabilidad térmica) 
  • Alta estabilidad con respecto a los pinturas a base de agua (hidroestabilidad)