ES3040227T3

ES3040227T3 - Casting mould and method of casting

Info

Publication number: ES3040227T3
Application number: ES20844008T
Authority: ES
Inventors: David John Moodie; William Robert Wiles; Lance Molyneaux; Joshua Joseph Mcintosh
Original assignee: Foundry Lab Ltd
Current assignee: Foundry Lab Ltd
Priority date: 2019-07-22
Filing date: 2020-07-20
Publication date: 2025-10-29
Anticipated expiration: 2040-07-20
Also published as: EP4003680B1; CA3147884A1; JP2025170286A; EP4003680C0; AU2020318023B2; US20220250138A1; PL4003680T3; MX2025012643A; EP4003680A4; WO2021015626A1; US20240253109A1; TW202120287A; CN114555310A; MX2022000087A; CN114555310B; KR20220070424A; US11975384B2; AU2020318023A1; EP4003680A1; NZ783911A

Abstract

Un molde de fundición que comprende: un molde inorgánico o refractario, configurado para recibir material de alimentación; y donde dicho material de alimentación se calienta in situ. Puede incorporar un molde reutilizable, un susceptor reutilizable y/o un agente desmoldante. También se proporciona un método para fabricar un molde y fundir una pieza empleando calentamiento in situ. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Molde de fundición y método de colada

Campo

La presente invención se refiere a un molde de fundición, por ejemplo, un molde de fundición reutilizable, que se utiliza en la fabricación de piezas metálicas. Además, la invención se refiere a un método de fundición de una parte metálica.

Antecedentes

Los métodos de la técnica anterior de producción a corto plazo de partes metálicas pueden ser costosos o lentos. Cuando tales partes se usan para investigación y desarrollo (R&D, por sus siglas en inglés) o prototipado, puede ser deseable que tales partes se produzcan de manera económica, rápida, repetitiva, fiable, con una amplia gama de formas, con una amplia gama de metales o aleaciones, o de manera escalable. El documento US2018370078 A1 se refiere a un sistema para curar materiales termosensibles en moldes. El documento US2019001404 A1 se refiere a la fundición a la cera perdida de componentes de molde de núcleocarcasa y a procesos que utilizan estos componentes. El documento EP3210691 A1 se refiere a la fundición de componentes de núcleo y a procesos que utilizan estos componentes de núcleo. El documento WO2019122797 A1 se refiere a un método para formar una carcasa para su uso como molde en la fundición a la cera perdida.

Compendio

El alcance de la presente invención se define por las reivindicaciones independientes 1 y 14, y se especifican realizaciones adicionales de la invención en las reivindicaciones dependientes 2-13.

Se reconoce que a los términos "comprender", "comprende" y "que comprende" pueden, en jurisdicciones variables, se les puede atribuir un significado exclusivo o inclusivo. Para el propósito de esta memoria descriptiva, y a menos que se indique lo contrario, estos términos pretenden tener un significado inclusivo, es decir, se considerará que significan una inclusión de los componentes enumerados a los que el uso hace referencia directamente, y posiblemente también de otros componentes o elementos no especificados.

La referencia a cualquier documento en esta memoria descriptiva no constituye una admisión de que sea técnica anterior, combinable válidamente con otros documentos o que forme parte del conocimiento general común.

Breve descripción de los dibujos

Los dibujos anexos que se incorporan en y constituyen parte de la memoria descriptiva, ilustran realizaciones de la invención y, junto con la descripción general de la invención dada anteriormente, y la descripción detallada de realizaciones dada a continuación, sirven para explicar los principios de la invención, en donde:

Figura 1 es un diagrama esquemático de un sistema para la fundición de metales;

Figuras 2 a 7 son vistas en sección transversal de topografías de moldes alternativas;

Figura 8 es una vista en sección transversal de una estación de llenado y microondas combinadas; Figuras 9 a 11 son vistas en perspectiva de sistemas de sujeción alternativos;

Figura 12 es una vista en sección transversal de un molde con enfriamiento conforme; y Figura 13 es una vista en sección transversal de un sistema alternativo de molde y susceptor.Descripción detallada

La Figura 1 ilustra un sistema 100 para fundición según una realización a modo de ejemplo. En términos generales, puede haber etapas en el proceso de fundición, o las etapas pueden combinarse o llevarse a cabo en un orden diferente según los requisitos de cualquier aplicación dada. Un molde está diseñado 102 para una especificación de parte específica. A continuación, se imprime un molde semipermanente inorgánico en una impresora 1043D usando el diseño del molde. El molde se llena con la materia 106 prima apropiada. El molde lleno es activado por una fuente de alimentación inalámbrica para fundirin situla materia 108 prima. Alternativamente, la materia prima puede fundirse calentando el molde lleno usando medios convencionales, por ejemplo, un horno de combustión. El molde se enfría y se retira de la fuente 110 de alimentación inalámbrica. La parte dentro del molde puede entonces retirarse 112 y el molde puede entonces reutilizarse para la posterior fundición si la aplicación requiere reutilización.

Una o más realizaciones pueden tener la ventaja de que un molde puede ser más rápido para la impresión 3D que la parte en cuestión. En cualquier caso, una vez impreso, el molde puede usarse para fundir rápidamente dos o más partes.

En cualquier realización donde los moldes se pueden reutilizar dos o más veces, el tiempo de producción típico de cada parte se puede reducir de 8 horas (o mucho más largo para algunos métodos) a un mínimo de 10-15 minutos. Un sistema a modo de ejemplo como, por ejemplo, se muestra en la Figura 1, puede tener una pequeña huella, operar de manera estable, puede ser más eficiente, proveer un acabado aceptable, puede ser rápido y sencillo de entrenar y/o es de bajo mantenimiento. Una o más realizaciones pueden ser ventajosas para las industrias automotriz, de bienes de consumo, construcción, equipos y máquinas, minería, aeroespacial, construcción de barcos y militares.

Se utilizará la siguiente terminología en todo el documento:

Sistema Un aparato, método y/o software usados en el proceso de fundición.

Consumible Una materia prima que se usa por el sistema que puede incluir: cerámica, susceptor, catalizador, agente de liberación, aglutinante, fundente, aditivo, líquido, polvo o metal.

Molde El molde impreso y curado.

Molde de inversión Un molde de un solo uso que no puede abrirse sin dañar el molde.

Molde permanente Un molde que puede reutilizarse muchas veces.

Molde semipermanente Un molde que puede reutilizarse dos o más veces, también puede denominarse molde reutilizable. El número de veces puede depender de los requisitos de las aplicaciones, p. ej., el diseño de la parte, la aleación requerida, el coste, el tiempo, el nivel de acabado después del molde requerido (es decir: molido, limado, pulido por corte, etc.). El molde puede volverse inutilizable cuando el molde ya no retiene el metal fundido sin fugas. Para el prototipado automotriz, pueden ser apropiadas 10 (o más) fundiciones separadas.

Molde de varias partes Un molde reutilizable con 2 o más partes.

Cavidad de molde Un detalle negativo o hueco en el molde que se llena con materia prima durante la fundición. Conforma la superficie externa de la parte.

Núcleo de molde Una característica positiva en un molde que forma un hueco en la parte final. Un núcleo puede ser reutilizable o de un solo uso. Conforma la superficie interna de la parte.

Impresión de molde El hueco del molde formado por la cavidad de molde, el núcleo de molde y cualquier otra parte de molde.

Superficie interior La interfaz entre la impresión de molde y la cavidad de molde, el núcleo de molde y cualquier otra parte de molde.

Superficie externa La superficie visible del molde cuando se ensamblan la cavidad de molde, el núcleo de molde y cualquier otra parte de molde.

Materia prima Un consumible que incluye polvo, partícula, gránulos, alambre, lingotes o mezclas. Por ejemplo, puede tratarse principalmente de componentes metálicos.

Molde inorgánico Un molde formado a partir de un material inorgánico como, por ejemplo, un material refractario, incluidos metal o cerámica.

Cerámica Un consumible que incluye un líquido, sólido, compuesto sólido o polvo capaz de soportar el choque térmico, compatible con el metal (a menos que se utilice una capa de barrera), y que presenta una temperatura de servicio máxima en función del material de la parte en cuestión. Por ejemplo, para un metal de baja temperatura puede requerirse una temperatura de servicio máxima de al menos 1000 °C.

Aglutinante Un consumible que incluye un líquido, sólido o polvo para ayudar a la formación de un molde.

Susceptor Un consumible que incluye un líquido o polvo para ayudar en la generaciónin situde calor dentro de la impresión de molde.

Agente de liberación Un consumible que incluye un líquido o polvo para ayudar en la extracción de una parte del molde después de que la materia prima fundida se solidifique. Puede incluir, o también funcionar como, una capa de barrera. Alternativamente, la capa de barrera puede estar separada.

Identificador de molde Un identificador del molde o sus propiedades, por ejemplo, un RFID resistente a la temperatura, una NFC resistente a la temperatura, un código QR, una etiqueta de ID o un código de barras fijado a, incorporado o impreso en el molde.

Estación El dispositivo o hardware en diferentes ubicaciones funcionales en el Sistema, p. ej., una impresora, un dispensador de materia prima metálica, microondas o estación de enfriamiento.

Horno La estación con una o más fuentes de alimentación inalámbricas para el calentamiento y/o cajones de enfriamiento asociados.

Parte La salida del sistema.

Impresora Una impresora 3D y/o equipo asociado.

Calentamientoin situLa materia prima se calienta dentro del molde.

Fuente de alimentación inalámbrica puede incluir transmisión de energía electromagnética, transmisión de energía de microondas, transmisión de energía inductiva, transmisión de energía de RF, transmisión de energía capacitiva o transmisión de energía dieléctrica.

Microondas Radiación electromagnética que tiene una frecuencia de entre 300 MHz y 300 GHz, por ejemplo 5,725 GHz y 5,875 GHz, 2,4 y 2,5 GHz, o de entre 902 y 928 MHz.

RF Radiación electromagnética de radiofrecuencia que tiene una frecuencia de entre 30 Hz y 300 GHz. Inductivo Transmisión de potencia inalámbrica usando un campo predominantemente magnético.

Capacitiva Transmisión de energía inalámbrica usando un campo predominantemente eléctrico.

Temperatura de servicio máxima que puede soportar una temperatura máxima durante un ciclo de fundición sin agrietamiento, carbonización, contracción, deformación, quemado, fusión o fallo estructural. Se puede usar un valor de temperatura diferente dependiendo del requisito de la aplicación. Por ejemplo, para el molde puede ser 1000 °C, 1200 °C o 1450 °C, mientras que para el sistema de sujeción puede ser 200 °C.

Transmisor de potencia inalámbrico puede hacer pasar energía inalámbrica sin pérdida de energía apreciable, o calentamiento localizado, pero en función de la aplicación. En el caso de la transmisión de microondas, una tangente de pérdida (tanó) de 10-3 o menos se considera transmisiva al menos para el molde, aunque se pueden usar diferentes valores dependiendo del requisito de la aplicación. Por ejemplo, el sistema de sujeción puede ser capaz de aceptar una tanó más alta siempre que retenga la integridad mecánica o no rompa la temperatura de servicio máxima para el molde. Alternativamente, se puede usar el término transparente a la potencia inalámbrica.

Metal de baja temperatura Un metal o aleación con un punto de fusión de menos de 1000 °C.

Densidad Puede ser una medida absoluta como, por ejemplo, Mol/mm3 o una medida de concentración relativa de tal proporción en peso molecular de cerámica frente al susceptor en cualquier punto a lo largo de una sección transversal del molde (o a una distancia dada de la superficie interna del molde), o, comparado con la porción del volumen total del susceptor usado en el molde.

SolidificarCuando el metal fundido o la materia prima hace una transición de estado a un sólido.

Diseño de molde

La etapa del diseño 102 de molde en la Figura 1 puede implementarse utilizando un molde 200 de múltiples partes como se muestra en la Figura 2, o un diseño complejo de un solo uso (o molde de inversión) que no puede fabricarse con moldes divididos. En este caso, el molde se rompe después del enfriamiento y se retira la parte. El molde puede diseñarse en software CAD o según los requisitos de la aplicación.

Otra posibilidad es hacer herramientas para el mercado del moldeo por inyección de plástico (PIM, por sus siglas en inglés). Una ventaja de una o más realizaciones con respecto al mecanizado CNC puede ser fabricar herramientas metálicas con canales de enfriamiento conformados internos integrales. La capacidad de enfriar las herramientas metálicas puede reducir el tiempo de respuesta, permite un enfriamiento rápido o controlado del plástico, una calidad de parte y/o volúmenes de producción mejorados. Los moldes PIM pueden ser fundidos por el sistema o puede fundirse cobre para fabricar electrodos para la erosión por chispa de herramientas de moldes de acero, ambos de los cuales pueden fabricarse más fácilmente que el mecanizado CNC.

La impresora 3D puede imprimir usando múltiples cabezales de impresión para imprimir aglutinante, susceptor, tinta y posiblemente agente de liberación, o usando un solo cabezal de impresión capaz de imprimir múltiples materiales. El material impreso puede incluir un identificador de molde en el molde que informará al usuario de esos detalles cuando sea escaneado por un lector adecuado que puede incluir: etiqueta de ID, materia prima específica, volumen/masa de materia prima requerida, instrucciones para el horno, cuántas veces se ha utilizado el molde, dónde en el proceso está el molde, y cuál es la condición actual del molde.

Impresión del molde

La etapa de impresión 104 de molde en la Figura 1 puede implementarse usando una impresora 3D local. La impresora puede usar la técnica de inyección de aglutinante. Las alternativas pueden depender de la aplicación, por ejemplo, el procesamiento de luz digital (DLP, por sus siglas en inglés) impreso o la sinterización selectiva por láser (SLS, por sus siglas en inglés). Esto puede implementarse según la descripción en el documento US 5204055 o el documento US2016193653 cuyos contenidos se incorporan a la presente memoria por referencia.

En algunas realizaciones, la impresora puede imprimir el molde a partir de un polvo que puede retener su integridad al soportar múltiples masas fundidas a diferentes temperaturas de fusión para una gama de materias primas. El yeso con un aglutinante de PVA en polvo que se activa pulverizando con agua a través de los cabezales de impresión es una opción para los moldes. Otra opción es el polvo de sílice con un tamaño de grano de entre 50 y 600 mallas. Los granos de forma esférica pueden fluir mejor sobre la mesa de impresión, pero los granos de forma irregular también pueden funcionar bien. El polvo de alúmina y otros son posibles dependiendo de los requisitos de la aplicación. La sílice puede ser más compatible con un rango más amplio de metales fundidos (resiste la humectación y no es reactiva). La mezcla de polvo de sílice/aglutinante es higroscópica, puede ser necesario mantener el polvo en contenedores herméticos o protegerlo de otro modo de la absorción de agua. En algunas realizaciones, la impresora evitará el uso de polvo de nanoaluminio, que puede ser indeseable en algunas aplicaciones.

Otros ejemplos de cerámicas incluyen: a base de circonio/circonio, grafito, nitruro de silicio o nitruro de boro.

Para mantener el polvo cerámico en la forma deseada, se puede usar un aglutinante. Estos se encuentran típicamente en forma seca, en polvo y se mezclan en el polvo cerámico. El aglutinante líquido puede imprimirse en lugar de utilizarse en forma de polvo sobre el lecho de impresión.

Otros aglutinantes pueden incluir soluciones coloidales inorgánicas o aglutinantes inorgánicos de alta temperatura como, por ejemplo, silicato de sodio, silicato de potasio, fosfato de aluminio, resinas de silicona y cementos de fraguado hidráulico.

En algunas realizaciones, la impresora imprime un susceptor 302 en las partes 304 de molde como se muestra en la Figura 3. En una realización, un susceptor puede pintarse, pulverizarse, rociarse, sumergirse o depositarse directamente sobre la superficie interna del molde. El susceptor puede imprimirse directamente a través de los cabezales de impresión usando partículas a nanoescala similares a los pigmentos en la tinta. El susceptor genera temperaturas capaces de fundir la materia prima cuando se expone a la energía inalámbrica suministrada por la fuente de energía inalámbrica. Además, el susceptor también puede mantener la superficie de calentamiento en contacto con el metal permitiendo que el molde funcione como un aislante excelente (por seguridad para una fusión más rápida y más eficiente, etc.), evitar el riesgo de que las partículas metálicas formen arcos y dañen el horno (p. ej., en caso de microondas) y/o el molde. Idealmente, el susceptor se imprime de una manera que reduce la cantidad necesaria y que no se calienta en una manera que dañe el molde o la materia prima. El susceptor 402 puede extenderse uniformemente por todo el molde como se muestra en la Figura 4 o variar la distribución 502 del susceptor como se muestra en la Figura 5, de manera que se concentra cerca de la superficie interna del molde y disminuye en densidad a medida que se acerca a la superficie exterior para permitir el calentamiento controlado del cuerpo del molde y evitar el choque térmico o se imprime de una manera más compleja para proveer una protección alrededor de la parte. Puede haber una capa de susceptor a diferentes profundidades (en comparación con la superficie interior del molde) en diferentes ubicaciones en el molde como se muestra en la Figura 6, para minimizar el choque térmico o la tensión térmica en la parte compleja del molde como, por ejemplo, grietas. En una alternativa adicional como se muestra en la Figura 7, el molde 702 puede estar completamente formado por un material susceptor o la cerámica y/o aglutinante pueden tener características de susceptor (ya sea a ciertas temperaturas o en general).

En otro ejemplo alternativo, mostrado en la Figura 13, el molde 1300 se imprime con uno o más huecos 1304 en el mismo. El material 1302 de susceptor puede colocarse entonces en los huecos. El susceptor 1302 puede ser en forma de partículas que se vierten en los huecos 1304 o puede ser una forma preformada sólida que se inserta en los huecos 1304. En el ejemplo mostrado en la Figura 13, el susceptor 1302 tiene la forma de varillas. En este ejemplo, el molde 1300 no necesita incluir ningún otro susceptor o estar impreso a partir de un material susceptor. Esto significa que la elección de materiales para el molde 1300 es mayor de modo que el material base para fabricar el molde 1300 puede seleccionarse para una compatibilidad óptima con la materia prima. También puede permitir el uso de materiales base de menor coste para el molde 1300. Esta disposición también puede tener una resistencia mejorada al choque térmico.

Los materiales susceptores circonio, alúmina, película metalizada, agua, molibdeno, acero inoxidable o cualquier material conductor, dependiendo de los requisitos de la aplicación.

En algunas realizaciones, se puede proveer un agente de liberación en la superficie más interna del molde. Esto permite una fácil extracción de la parte, pero también puede proveer una barrera si ciertas aleaciones reaccionan al susceptor/cerámica. Esto puede imprimirse, de manera similar al susceptor, después de la impresión revestida o mezclarse con un susceptor líquido para dar un revestimiento híbrido. El polvo de grafito puede funcionar bien para algunos metales. La vida del molde puede mejorar con el uso de un agente de liberación aplicado sobre el susceptor, ya que esto puede proteger contra cualquier reacción química entre algunos metales y el susceptor.

Se puede añadir un deshumidificador/calentador para controlar la temperatura y humedad en la impresora.

Después de la impresión, el molde puede curarse para fraguar el aglutinante y expulsar la humedad. Esto puede hacerse con la aplicación de calor (o UV en el caso de DLP). El curado del molde puede afectar a su integridad, lo cual puede ser útil para un molde reutilizable.

Materia prima

La etapa de llenado 106 de materia prima en la Figura 1 puede implementarse usando una tolva de materia prima, una plataforma de vibración y una báscula.

Se puede utilizar una disposición alternativa de alimentación de tubos como se muestra en la Figura 8. En esta disposición, el molde 802 puede llenarse mientras está en el microondas 804. Un tubo 806 resistente a altas temperaturas (que también puede ser reflectante o absorbente de microondas) está fijado a una abertura en el techo del microondas 804. El molde 802 se coloca en el microondas 804 debajo del tubo 806 para su llenado y luego su posterior calentamiento. Una guía 808 de ondas más allá del corte de abertura asegura que no haya fugas de radiación. El tubo 806 puede ser extraíble y/o deslizable de modo que se puedan colocar moldes de diferentes alturas debajo de él. También se puede dispensar gas inerte como, por ejemplo, gas argón, en el tubo 806 para reducir la oxidación. Además, un sensor de IR puede dirigirse hacia abajo del eje del tubo 806 para medir la temperatura de la masa fundida directamente.

La capacidad de fluir dependerá de la forma de las partículas de materia prima (p. ej., son posibles todas las esféricas, rugosas o planas) y el tamaño de las partículas desde nano, hasta micro hasta gránulos. Con lingotes, la materia prima fría no fluirá hacia la impresión del molde. En su lugar, se pueden cargar lingotes en la tolva. Una vez que los lingotes en la tolva se funden, la materia prima fluirá hacia la cavidad y la llenará. El susceptor alrededor de la impresión del molde puede continuar calentando la materia prima de modo que permanezca fundida hasta que todas las secciones se rellenen. Mantener la materia prima fundida hasta que se rellenen las impresiones de molde puede tener ventajas con respecto a la técnica anterior que debe llenar rápidamente la cavidad antes de que la materia prima se solidifique. Esto puede proveer un mayor control del flujo de materia prima y/o una calidad mejorada de la parte. Uno o más diseños de molde pueden ayudar a abordar un llenado desigual, incluida la adición de una mesa de vibración y el diseño de una tolva más grande en el molde para contener materia prima adicional para proveer asistencia por gravedad. Diferentes materias primas tendrán diferentes características de fusión bajo diferentes fuentes de energía inalámbricas y otros factores que incluyen la forma y el tamaño de las partículas. Las formas esféricas de polvo de un cierto tamaño funcionan bien para la mayoría de las aleaciones metálicas. El aluminio puede requerir un enfoque diferente debido a sus características de oxidación excepcionalmente altas. Se puede usar una mezcla de diferentes tamaños y formas de partículas para equilibrar el flujo con la capacidad de fusión. Los aditivos traza pueden actuar como un catalizador de fusión y/o flujo o inhibir la oxidación. Una escala electrónica puede garantizar que el molde se llene con la cantidad correcta de materia prima.

Materia prima fundida

La etapa de fundir la materia 108 prima en la Figura 1 puede implementarse usando un horno como, por ejemplo, un microondas.

El molde lleno se coloca en el microondas. La forma interna del metal del microondas puede usarse para garantizar que la radiación se enfoque en una masa fundida óptima y para garantizar un uso seguro. También se puede emplear un "agitador" que asegure una dispersión uniforme de las microondas. La temperatura de la superficie externa del molde puede medirse, lo cual permite al operario saber si la parte está solidificada y puede retirarse.

El molde puede sujetarse durante el calentamiento y el enfriamiento. Después del enfriamiento, el operario puede ser capaz de abrir, liberar fácilmente la parte y luego cerrar el molde y asegurar el sistema de sujeción repetidamente (dos o más veces).

El sistema de sujeción puede ser parte del molde 902 como se muestra en la Figura 9, p. ej., con pernos 904 cerámicos que atraviesan orificios 906 específicos, ser independiente como se muestra en la Figura 10, p. ej., usando una banda 1002 de silicona que será reutilizable, o como se muestra en la Figura 11, p. ej., usando pasadores 1102 como, por ejemplo, acero para resortes (con extremos redondeados) y estar ligeramente tensado, o ser cerámico, o desechable, p. ej., cinta de alta temperatura.

Asimismo, puede ser completamente externo como una característica en el suelo del horno, o una caja en cuña que mantiene el molde unido.

Para partes metálicas, la manera en que la materia prima se enfría en el molde puede afectar a cómo se alinean las moléculas metálicas y esto puede afectar a sus características de resistencia, es decir, tracción, cizallamiento, torsión, compresión y dureza. El control del enfriamiento de la parte metálica permitirá partes de un perfil de resistencia deseado. El enfriamiento conforme en el molde 1200 puede usarse para controlar el enfriamiento como se muestra en la Figura 12. Alternativamente, fundir selectivamente áreas del molde y luego mover la zona fundida a otra área puede proveer control adicional. El enfriamiento por aire forzado puede enfriar rápidamente el molde mientras está todavía en el microondas. Puede ser útil la extracción y filtración de aire forzado (que probablemente sea carbón activado) para eliminar cualquier humo nocivo que pueda liberarse durante el ciclo de fusión.

Una vez que la parte se ha fundida, se deja enfriar hasta una temperatura segura antes de ser manipulada.

Retirar la parte

La etapa de retirar la parte del molde 112 en la Figura 1 puede implementarse usando una estación de inspección.

El sistema de sujeción se retira, y las partes de molde se separan. Si el molde es un molde de inversión, en cuyo caso se retira físicamente (p. ej., con un martillo o herramienta vibratoria). La parte se extrae entonces del molde.

El embudo y cualquier otro artefacto de fundición se cortan, normalmente una sierra para metales o una sierra de banda. Si es necesario, la parte se lija, se lima, se acaba o se pule hasta un acabado superficial aceptable. A continuación, puede recubrirse, pintarse o tratarse de alguna manera. El molde se inspecciona (a simple vista o a máquina o con algún dispositivo de calibración) para determinar daños. A continuación se cierra (manualmente) y se fija de nuevo y se rellena con materia prima antes de volver a colocarlo en el horno. Si ha pasado un largo período desde que se usó el molde, entonces puede requerir otro ciclo de curado para eliminar cualquier humedad que pueda estar presente. Si el molde falla la inspección, se retira de la producción.

Aunque la presente invención se ha ilustrado mediante la descripción de las realizaciones de la misma, y aunque las realizaciones se han descrito en detalle, no es la intención del solicitante restringir o limitar de ninguna manera el alcance de las reivindicaciones anexas a tal detalle. Ventajas y modificaciones adicionales aparecerán fácilmente para las personas con experiencia en la técnica. Por lo tanto, la invención en sus aspectos más amplios no se limita a los detalles específicos, aparato y método representativos, y ejemplos ilustrativos mostrados y descritos.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un molde (200; 304; 702; 802; 902; 1200; 1300) de fundición para la fundición de una parte metálica, comprendiendo el molde de fundición:

un molde inorgánico configurado para recibir la materia prima; y

un susceptor (302; 402; 502; 1302) sobre o dentro del molde, estando configurado el susceptor para el calentamientoin situpara fundir la materia prima,

en donde el molde está impreso en 3D y el susceptor es un susceptor impreso en 3D.

2. El molde de la reivindicación 1, en donde el molde es un molde de múltiples partes.

3. El molde de la reivindicación 1, en donde el molde es reutilizable para fundir dos o más partes.

4. El molde de la reivindicación 1, en donde el molde impreso en 3D comprende una cerámica y un aglutinante.

5. El molde de la reivindicación 1, que comprende además una tolva o embudo.

6. El molde de la reivindicación 1 que comprende además uno o más canales de enfriamiento conformados dentro del molde configurados para ayudar a enfriar una parte formada a partir de la materia prima fundida.

7. El molde de la reivindicación 1, en donde el susceptor es carburo de silicio, grafito o magnetita.

8. El molde de la reivindicación 1, que comprende además un agente de liberación configurado para ayudar en la extracción de una parte del molde después de que la materia prima fundida se solidifique.

9. El molde de la reivindicación 1, en donde la materia prima es un metal de baja temperatura con un punto de fusión de menos de 1000 °C.

10. El molde de la reivindicación 9, en donde la materia prima metálica de baja temperatura incluye al menos una selección de un grupo que consiste en Al, Mg, Zn y cualquier combinación o aleación de los mismos.

11. El molde de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que comprende además un aglutinante seleccionado del grupo que consiste en silicato de sodio, soluciones coloidales inorgánicas o aglutinantes inorgánicos de alta temperatura.

12. Un sistema de fundición que comprende el molde de la reivindicación 1 y una fuente de alimentación inalámbrica externa a la impresión del molde, en donde el calentamientoin situes provisto por la fuente de alimentación inalámbrica.

13. El sistema de fundición de la reivindicación 12, en donde la fuente de alimentación inalámbrica se selecciona de un grupo que consiste en un transmisor de microondas, un transmisor de potencia inductivo, un transmisor de potencia capacitivo o dieléctrico, un transmisor de potencia de RF (radiofrecuencia) y cualquier combinación de los mismos.

14. Un método de fundición de una parte metálica que comprende:

recibir un molde (200; 304; 702; 802; 902; 1200; 1300) según las reivindicaciones 1-11,

seleccionar una cantidad de materia prima;

llenar el molde con la materia prima; y

calentarin situla materia prima para formar la parte, en donde el molde es energizado por una fuente de energía inalámbrica para fundirin situla materia prima, y el susceptor (302; 402; 502; 1302) genera temperaturas capaces de fundir la materia prima cuando se expone a la energía inalámbrica suministrada por la fuente de energía inalámbrica.