Aluminio y cinc. Acero y níquel. Metales distintos.

La inyección a presión trabaja con aluminio entre 600 y 700 °C, mientras que el acero funde a 1400 o 1500. A esas temperaturas, las matrices corrientes, hechas de acero de herramientas, se ablandan y se erosionan enseguida: durarían días en vez de años. Existen materiales especiales —matrices de molibdeno o cerámicas— capaces de inyectar acero, pero son rarezas comerciales. Para piezas de acero en producción, el proceso asentado es la cera perdida.

En el molde permanente, o coquilla, el metal se cuela por gravedad en una matriz de acero reutilizable: menos presión que la inyección, ciclo más lento y equipo más sencillo. Se emplea en piezas de aluminio demasiado grandes o de sección demasiado gruesa para inyectar, o en tiradas de 5.000 a 50.000 unidades. La inyección a presión aporta presión alta, ciclo más rápido y más detalle. Ambos sirven para aluminio y cinc. Para grandes tiradas con mucho detalle, inyección a presión; para aluminio en tiradas medias, la coquilla suele salir más a cuenta.

Una matriz de inyección a presión tarda de 8 a 16 semanas desde el diseño hasta la primera pieza, y hasta 20 si lleva correderas. En cera perdida, el utillaje del modelo —la matriz metálica con la que se hacen los modelos de cera— tarda de 4 a 6 semanas, y las primeras piezas llegan dos o tres semanas después. El plazo más largo de la inyección a presión se explica por el acero templado y sus complicados canales de refrigeración. Cuando hay que arrancar deprisa, suele preferirse la cera perdida pese a su mayor coste por pieza.

Las piezas inyectadas a presión salen del molde con buen acabado, pero los alojamientos de rodamiento y las superficies de acoplamiento hay que terminarlos en CNC; la integración con esas operaciones secundarias es lo normal. Con la cera perdida ocurre lo mismo: buen acabado de colada y mecanizado solo en los detalles de precisión. Ambos procesos entregan la pieza casi a forma, con lo que se recorta mucho el tiempo de mecanizado frente a partir de tocho. En la operación secundaria suele arrancarse entre un 10 y un 20 % del volumen de la pieza para llegar a la tolerancia final.

En inyección a presión: aluminio A380, el de mayor volumen, para piezas de automoción; aluminio A356, más resistente y más dúctil; cinc ZA-8, para piezas estancas a presión; y magnesio AZ91, las piezas fundidas más ligeras. En cera perdida: inoxidable 17-4 PH de alta resistencia, inoxidable 316L para corrosión, Inconel 718 y 625 para aeronáutica, acero al carbono 4140 para estructuras y cromo-cobalto para medicina y odontología. Elija el material según la aplicación, y tenga en cuenta que no todo material está disponible en todo proceso.

Inyección a presión: unos 30.000 USD de utillaje y de 0,50 a 5 USD por pieza, con equilibrio frente al CNC en torno a las 5.000 piezas; con volúmenes muy altos, de 100.000 piezas al año en adelante, el molde se diluye hasta ser insignificante. Cera perdida: unos 8.000 USD de utillaje y de 5 a 50 USD por pieza, con equilibrio frente al CNC entre 200 y 500 piezas; a las 1.000 piezas suele competir de tú a tú con el mecanizado. Es el volumen el que decide el proceso.