Pruebas en línea del molde: dureza, resistencia y permeabilidad

En la mayoría de las fundiciones, la arena se controla en el laboratorio. Se toma una muestra, se prepara una probeta y se ensaya en el banco. El resultado es correcto, pero llega tarde: para cuando el informe está listo, ya se moldearon y colaron varias cajas con esa misma arena.

Las sondas en línea invierten ese orden. En lugar de ensayar una probeta que representa al molde, se mide el molde mismo mientras avanza por la línea de moldeo. El resultado se conoce antes de colar, no después de desmoldear.

Qué se puede medir sobre la línea

Hoy se miden tres propiedades del molde directamente en la línea, cada una con su propia sonda:

• Dureza del molde. El Medidor de Dureza del Molde en Línea VPRH entrega el número de dureza en escala B, en un rango de 0 a 100 con división mínima de 1. La dureza es la lectura más rápida sobre cómo se apisonó la arena.
• Resistencia del molde. El Medidor de Resistencia del Molde en Línea VPRS apoya la punta de la sonda contra la cara del molde y reporta la resistencia en kg/cm², de 0 a 5 con división mínima de 0.01 kg/cm².
• Permeabilidad del molde. La Sonda de Permeabilidad del Molde en Línea VPRP hace pasar aire por la arena y reporta la permeabilidad relativa.

Las tres comparten la misma plataforma de control: pantalla propia, conexión Ethernet, tres salidas digitales y dos entradas digitales.

Cómo trabaja la sonda de permeabilidad

La medición real no es la permeabilidad sino la presión. Se inyecta aire por el cabezal de la sonda y la arena opone resistencia a ese flujo. Esa resistencia aparece como una contrapresión, medida en milímetros de columna de agua y resuelta a 1 mm c.a. El equipo convierte esa contrapresión en un número de permeabilidad usando la carta AFS.

Conviene tener presente que ambos valores se mueven en sentido contrario. La arena abierta deja pasar el aire con facilidad, la contrapresión es baja y el número de permeabilidad resulta alto. La arena cerrada retiene el aire, la contrapresión sube y el número baja.

El aire sale por uno de dos orificios intercambiables, y el que esté montado define el tramo de la escala que la sonda lee:

• Orificio grande: permeabilidad de 2450 hasta 36, sobre una contrapresión de 4 a 88 mm c.a.
• Orificio pequeño: permeabilidad de 49 hasta 1.1, sobre una contrapresión de 20 a 98 mm c.a.

Entre 36 y 49 los dos se traslapan, de modo que cualquiera de ellos entrega lectura en esa franja.

Permeabilidad relativa, no absoluta

Esta distinción conviene dejarla clara antes de comparar cifras. La sonda reporta permeabilidad relativa: lee el molde donde está, sin preparar probeta alguna. El número AFS de permeabilidad absoluta se mide sobre una probeta apisonada de altura y diámetro conocidos, y un molde no es eso.

En la práctica esto significa que las cifras de la sonda deben seguirse contra sí mismas y contra los límites que su planta defina, en lugar de compararse directamente con las del banco. Ambas salen de la misma carta AFS, pero se toman sobre cosas distintas.

Qué ocurre cuando una lectura se sale de límites

La baja permeabilidad del molde es una causa frecuente de defectos de gas como sopladuras y picaduras. Cuando una lectura queda fuera de los límites fijados, se activa la salida de bocina y el molde puede atenderse sobre la línea, no en el área de rebabado.

El controlador trae la entrada y salida necesaria para trabajar sobre una línea en movimiento sin un PLC aparte: tres salidas digitales para bajar la sonda, retraerla y accionar la bocina, y dos entradas digitales para los sensores de proximidad que indican dónde está el molde. Como opción puede suministrarse un accesorio de rechazo para retirar automáticamente los moldes fuera de límites.

A dónde van las lecturas

Cada lectura aparece en la pantalla del equipo y puede enviarse de tres maneras:

• A la nube, cargada y almacenada mediante V-Sync.
• A un servidor propio, con VSync Local Server, que guarda las lecturas en una PC dentro de la planta para las fundiciones que prefieren que sus datos no salgan del sitio.
• A una pantalla extendida, repitiendo la cifra en vivo donde los moldeadores puedan verla.

Lo que las sondas no reemplazan

El banco de laboratorio sigue haciendo falta. La preparación de la arena, el contenido de arcilla activa, el índice de finura de grano y la pérdida por calcinación se siguen midiendo sobre muestra preparada. Las sondas en línea no sustituyen ese trabajo: le agregan una lectura por molde que el muestreo por sí solo no alcanza a dar.

Dicho de otro modo, el banco explica por qué cambió la arena y la sonda avisa que cambió, mientras todavía se puede hacer algo al respecto.

Para empezar

Si está evaluando control en línea para su línea de moldeo, el punto de partida útil es definir qué propiedad le está costando más en piezas rechazadas. Si son defectos de gas, conviene empezar por permeabilidad. Si el problema es apisonado irregular, por dureza. Si son moldes blandos que no soportan la colada, por resistencia.

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