Aluminio e innovación: la nueva aleación esencial

Published

Las fundiciones se preparan para el futuro del aluminio

El mercado global de piezas fundidas de aluminio complejas, en rápido crecimiento, requiere el uso de equipo específico para el aluminio que funcione en armonía desde la fusión, el mantenimiento, la dosificación y el moldeo hasta el acabado. En eso, Norican es especialista.

Antes el aluminio era el material más preciado del universo. Hoy en día, con una previsión de aumento del consumo global hasta los 120 millones de toneladas en 2025, solo el acero lo supera como metal más popular. Esta demanda está cambiando la imagen de las fundiciones en todo el mundo.

La producción del aluminio creció un 6 % globalmente en 2017 y es la industria de la automoción la que impulsa este auge, además de otros sectores, como el aeroespacial y los de ingeniería mecánica y embalaje. 

A medida que se endurece la legislación medioambiental, aumenta la presión para reducir el consumo de combustible y las emisiones de CO2. Los nuevos vehículos más ecológicos deben ser más ligeros, por lo que elegir el aluminio, un peso pluma comparado con el acero, que es más pesado, tiene sentido para algunos componentes, especialmente en el caso de las piezas estructurales grandes. 

Por este motivo, en 2022, el coche medio tendrá casi 100 kilogramos extra de aluminio para sustituir componentes más pesados. En general, el uso del aluminio en automóviles aumentará del 12 al y 25 por ciento del consumo (30 millones de toneladas) en 2025. 

Creciente fascinación por el aluminio de alta calidad

Las fundiciones son testigos de cómo el aluminio y otros metales ligeros ocupan un lugar más destacado en los mercados nacionales. China, el mayor productor y consumidor de aluminio del mundo, observó un crecimiento de la producción primaria del 10 % tan solo en 2017.

En Estados Unidos, el mercado de la fundición de aluminio se tasó en 49 470 millones USD en 2016 y se espera que crezca un 7,8 % al año hasta 2025. Dado que los Estados Unidos importan la mayoría de su aluminio, las nuevas tarifas de importación de 2018 pueden repercutir en estas cifras, pero las perspectivas globales continúan siendo muy positivas.

India, el tercer mayor productor de piezas fundidas del mundo y actualmente la gran economía con mayor crecimiento, también se está pasando al aluminio. Lo mismo se aplica a Europa, donde el aluminio se utiliza cada vez más en la fabricación prémium de automóviles y en otros sectores, como el de la construcción.

Esta rápida transición del acero al aluminio supone una gran oportunidad para algunas fundiciones. Sin embargo, no basta con enviar al equipo de ventas. No es un negocio de fácil acceso.

No es fácil fundir con precisión y dar un acabado eficiente y uniforme a las piezas estructurales complejas de aluminio para la automoción. Cada vez más, la fundición a presión guarda más relación con la calidad que con la cantidad, y requiere equipo sofisticado y especializado. Las fundiciones deben invertir e innovar para jugar su baza.

Invertir en la innovación del aluminio

Las empresas de fundición a presión más astutas ya se están beneficiando del auge del aluminio. En China, el mercado de la automoción ha crecido rápidamente a lo largo de los veinte últimos años y el mercado de la fundición a presión se ha ido expandiendo en paralelo, duplicando su tamaño en la última década.

Las empresas que se anticiparon en su inversión para atender a esta expansión están prosperando, como DGS China. La empresa con sede en Nansha, Guangzhou, se especializa en la fundición a alta presión de aluminio y magnesio y ha observado un crecimiento de sus ingresos de 40 millones RMB a más de 320 millones RMB desde 2012. Las constantes mejoras de la planta contribuyen a la producción rentable de los componentes estructurales complejos y valiosos que especifican sus clientes del sector de la automoción.

La reducción de costos y la mejora de la productividad fueron consecuencia de las importantes mejoras asociadas al aluminio que tuvieron lugar en la planta de Neoflam en Corea del Sur y la de Ford en Alemania. Esta última actualizó sus hornos Westomat con los controladores digitales más recientes, lo que sirvió para mejorar la precisión de la dosificación, el consumo energético y la disponibilidad del sistema.

Los proveedores también deben jugar su papel a la hora de respaldar la expansión del aluminio en el sector de la fundición. Se requieren importantes recursos de I+D para desarrollar productos y soluciones de servicios que se adapten a las propiedades del aluminio y se ajusten a las fundiciones más pequeñas que suelen trabajar con el mismo. 

En Norican, un buen ejemplo es la nueva gama de máquinas de granallado Wheelabrator LBS 1000, recién salida en julio del Centre for Product Innovation de Wheelabrator en Metelen, Alemania.

La nueva granalladora con cinta de malla LBS, más ligera, es especialmente ideal para el acabado de piezas de aluminio y su concepto de cinta de malla permite el granallado eficaz de las piezas por todos los lados en un espacio compacto, sin caídas. El diseño compacto sin pozo del nuevo modelo agiliza la instalación dada su altura de carga más ergonómica. Su adaptación a disposiciones estrechas y el hecho de que se desplace más fácilmente entre las células hacen que su integración con los procesos existentes sea más flexible.

 

Células de fundición de aluminio integradas para la optimización de procesos

A pesar de ser esenciales, la limpieza y el acabado de la superficie son solo una parte de la respuesta que necesita la producción de componentes de aluminio. Las máquinas de fundición a presión y los hornos fusores y dosificadores hacen también su papel y deben funcionar perfectamente integrados. 

Las marcas de Norican Group DISA, Italpresse Gauss, StrikoWestofen y Wheelabrator colaboran estrechamente con el objeto de ofrecer soluciones integradas para la fusión, el mantenimiento, la dosificación, el moldeado y el acabado de las piezas de aluminio. 

Las células automatizadas de Italpresse Gauss pueden integrar máquinas de fundición a presión y todos los dispositivos periféricos, desde un horno dosificador hasta funcionalidad de desbarbado automático. Se pueden personalizar y adaptar a los procesos específicos de cada cliente, desde las sofisticadas aplicaciones de la automoción hasta los objetos más comunes, como componentes de iluminación o utensilios de cocina.

Al trabajar de cerca con el cliente, Italpresse Gauss coordina a los proveedores de periféricos y asume la responsabilidad plena del proyecto final en su conjunto. En este planteamiento interno se aplica la avanzada simulación 3D, que permite realizar análisis de viabilidad para la evaluación de los proyectos y evaluar cuidadosamente el proceso y las funciones de las células para optimizar la automatización y los tiempos de ciclo. En producción, el software de control HMe personalizado y el almacenamiento y análisis de los datos permiten una gestión centralizada y ofrecen la flexibilidad necesaria para seguir mejorando.

Los elementos básicos de la fundición a alta presión

Para crear los procesos más productivos y competitivos, las empresas deben considerar invertir en equipos que mejoren el rendimiento. Si se desea producir piezas fundidas uniformes con características mecánicas excelentes y baja porosidad, se necesitan máquinas de fundición a alta presión con una rigidez y estabilidad sólidas. Los fabricantes de automóviles desean el metal de la más alta calidad por su resistencia estructural y fácil soldabilidad y remachado.

De hecho, todos los aspectos del proceso de fundición deben revisarse de una forma que no tiene precedentes. La eficiencia energética, la reducción del costo por pieza, la sostenibilidad y un entorno de trabajo limpio y seguro están ganando en importancia. Un buen ejemplo es el horno dosificador Westomat y el revolucionario sistema de transporte cerrado Schnorkle nuevo de StrikoWestofen. 

El horno Westomat solo requiere una parte de la energía que consumen los sistemas automáticos de cuchara con hornos mantenedores y tiene una vida de servicio de hasta 25 años. El sistema Schnorkle hace que queden en el pasado los desbordamientos accidentales o los volcados poco seguros durante la transferencia del aluminio fundido al horno dosificador, con un contacto mínimo con la atmósfera.

El nuevo horno fusor BigStruc de StrikoWestofen es otro buen ejemplo: desarrollado teniendo en cuenta las nuevas necesidades del aluminio, puede fundir material de retorno extremadamente grande, de hasta 2,5 m², con paredes muy delgadas. Por el momento, está superando las expectativas del sector por su elevadísimo rendimiento de metal y bajísimo consumo energético. Es la solución perfecta para las piezas fundidas estructurales complejas de la automoción actual.

Mientras tanto, otros avances tales como el sistema ECO-FIT de Italpresse Gauss también satisfacen las ambiciones de ahorro de energía. ECO-FIT Mode y ECO-FIT Plus regulan las bombas hidráulicas de las máquinas de fundición a presión para reducir el consumo energético, bajar las temperaturas del fluido hidráulico y disminuir los niveles de ruido. Así se consigue ahorrar energía, reducir costos y crear un entorno de trabajo más limpio.

 

Invertir en la innovación del aluminio

La nueva máquina de carga suspendida giratoria SPH-2-3/8 compacta de Wheelabrator se desarrolló específicamente para aplicaciones de aluminio y destaca a la hora de descascarillar, desbarbar y limpiar distintas piezas de aluminio.

A partir de un modelo polivalente existente, la máquina mejora considerablemente la potencia de granallado y el rendimiento abrasivo. Su diseño es más ligero y delgado y, una vez más, se adapta perfectamente a los entornos de producción de aluminio compactos.

Del mismo modo, los sistemas de granallado con manipulador DS y DV de Wheelabrator se diseñaron específicamente para la producción de alta calidad de piezas fundidas de metal ligero complejas.

Gracias a su avanzada funcionalidad de integración y automatización, los sistemas de granallado con manipulador de alto rendimiento pueden limpiar, descascarillar y endurecer por granallado componentes de distintos tamaños y formas sin necesidad de reformar o modernizar los equipos.

Fundición en arena para la producción flexible de aluminio

Dentro de la cartera de Norican, el moldeo en arena verde es otra opción de alto rendimiento para la fundición de aluminio. Al ofrecer un costo de herramienta muy inferior y cambios de herramienta mucho más rápidos, puede tener ventajas significativas frente a la fundición a presión en ciertas aplicaciones para el aluminio. También puede ofrecer una velocidad de producción increíblemente rápida: desde 300 piezas fundidas por hora.

En el caso de los componentes críticos para la seguridad con requisitos mecánicos exigentes, la solución más adecuada es la fundición en arena de baja presión. Un horno presurizado bombea el metal fundido hacia el molde, generando un flujo laminar que minimiza la exposición del metal al aire. Esto reduce la formación de óxido de aluminio y dota a la pieza de propiedades mecánicas excelentes.

La producción sencilla y eficaz de piezas con machos de fundición es otro de los atractivos del proceso en arena verde. La tecnología de macho de arena en caja fría, probada y económica, permite producir fácilmente componentes de aluminio complejos, con secciones huecas y paredes delgadas.

Esto ofrece a los diseñadores más libertad para crear geometrías complejas con secciones transversales cerradas y grosores de pared precisos, lo cual es perfecto para componentes como los brazos de suspensión de un automóvil, que tienen requisitos mecánicos y de tolerancia muy estrictos.

Para las piezas con secciones huecas, que además son más ligeras, se utiliza menos aluminio bruto. Las máquinas como DISAMATIC D3 y, para piezas fundidas de mayor tamaño, DISAMATIC 240 y 250, con una precisión sin igual, son perfectas para esta clase de producción tan exigente.

Si las propiedades mecánicas son menos críticas, el vertido por gravedad puede ser la solución perfecta para la fundición de aluminio. Con una menor inversión, las gamas de máquinas como DISA MATCH y DISAMATIC C3 pueden producir grandes cantidades de moldes de arena de alta calidad. 

DISA MATCH emplea tecnología de placa de adaptación patentada de DISA, con el mecanismo de soplado/presión de DISAMATIC, que combina velocidad y flexibilidad con alta precisión: la respuesta perfecta para las fundiciones pequeñas y medianas que fabrican piezas como bridas, soportes de cojinete y bancadas de motor. 

Por ejemplo, DISA MATCH 20/24 puede producir hasta 180 moldes sin núcleo por hora con un desajuste asociado a la máquina máximo inferior a 0,2 mm. Un cambiador de placa de adaptación rápido (QMC) permite realizar cambios rápidos de patrón (en menos de dos minutos) para mejorar incluso más la eficacia de la producción a corto plazo.

Juntos, DISA y sus aliados de Norican Group pueden ofrecerlo todo: desde una sencilla máquina de moldeo hasta una fundición completa. Con independencia de si el tamaño del ciclo es de 50 o 50 000 piezas, o si las propiedades mecánicas de la pieza fundida son menos críticas o más exigentes, la tecnología de DISA brinda nuevas opciones a la fundición de aluminio eficaz.

Creatividad combinada para una fundición de aluminio rentable

A medida que los fabricantes de automóviles adoptan diseños más compactos y reducen el número de pasos en la producción de vehículos, los procesos de moldeo, fundición a presión y acabado del aluminio son más exigentes.

Las piezas estructurales fundidas son cada vez de mayor tamaño, más planas y más complejas, con formas intrincadas y paredes delgadas. Deben ajustarse a requisitos de rendimiento mecánico más estrictos, combinando la gran resistencia y rigidez con el bajo espesor.

Innovar es la única manera de mantenerse a la cabeza en este mundo tan competitivo. ¿Alguien duda de la competitividad en la fundición en aleación ligera? La innovación es una cualidad que comparten todas las marcas de Norican y Norican Group está perfectamente preparado para apoyar a las fundiciones para afrontar estas nuevas perspectivas de negocio.

Gracias a la cooperación de todas nuestras marcas, sobrealimentamos nuestro aprendizaje y desarrollo para crear nueva tecnología que está perfectamente integrada. 

Además de ser proveedor global de las mejores soluciones de fundición de aluminio integradas, la red de Norican Group está reforzando sus niveles de servicio en países como China, lo que se traduce en una mejora de la respuesta del servicio de asistencia técnica y el suministro de piezas localmente.

Los ingenieros están cerca de los clientes para ayudarles, para compartir sus conocimientos en fundición de aluminio y permitirles aprovechar al máximo los equipos y mejorar sus procesos de fabricación. 

El objetivo de Norican Group es moldear la industria para resolver los retos actuales y futuros. Al final, esta visión implacable de la innovación y la calidad de servicio permitirá a los clientes sacar el máximo partido de la oportunidad del aluminio.