Proyecto PR91 Carcasa de aluminio fundido a presión con aletas onduladas
- SHAMANA Technical Team
- 30 dic 2025
- 5 Min. de lectura
Cubierta funcional de disipador de calor para control de movimiento industrial
Este estudio de caso presenta una carcasa de aluminio fundido a presión con un disipador de calor de aletas onduladas integrado , desarrollado para equipos de control de movimiento industrial que operan en entornos hostiles.
Tipo de proyecto
Fundición a presión + Ingeniería DFM + Simulación de fundición + Operaciones secundarias CNC
Solicitud
Equipos de control de movimiento industrial: entornos hostiles (niebla de aceite, polvo, estabilidad térmica a largo plazo)
Material
Aleación de aluminio ADC12
Tamaño y peso de la pieza
242,5 × 150,5 × 42,6 mm ~ 1,18 kg
1. Contexto del proyecto
Este proyecto partió de un requerimiento que en el papel parece sencillo pero que en la realidad es difícil de ejecutar correctamente:
El cliente necesitaba una carcasa de aluminio que también funcionara como disipador térmico , utilizada en sistemas de control de movimiento industrial de precisión. La estabilidad térmica, la rigidez, la integridad del sellado y la fiabilidad a largo plazo eran aspectos innegociables.
Al mismo tiempo, la pieza tenía que ir más allá de un aspecto puramente industrial. La superficie externa debía ser visualmente distintiva , limpia y reconocible, no simplemente “otra caja de aluminio”.
El resultado fue una geometría de disipador de calor con aletas onduladas : una superficie que es al mismo tiempo funcional (disipación de calor) y estética (firma del producto).
2. Requisitos del cliente (Resumen)
Carcasa de aluminio fundido a presión con aletas disipadoras de calor integradas
Alta eficiencia térmica y rigidez mecánica.
Superficies de sellado hermético (carcasa resistente al aceite y al polvo)
Sin deformación durante el montaje
Alta calidad cosmética en superficies visibles
Solución lista para producción: diseño → herramientas → muestras → producción en masa estable
3. Por qué no era una simple pieza fundida a presión
Este componente se encuentra en la intersección de tres disciplinas exigentes:
Diseño industrial Estética de aleta de ola, líneas limpias, fuerte identidad visual
Función mecánica y térmica Disipación de calor, planitud, rigidez, fiabilidad de sellado
Realidad de la fundición a presión Comportamiento del flujo del metal, atrapamiento de aire, contracción, vida útil de la herramienta, resistencia del acero
Si estos no se diseñan en conjunto, los modos de falla típicos incluyen:
marcas de hundimiento y ondulaciones superficiales
Porosidad interna del gas (a menudo visible solo después del acabado)
Zonas débiles y acero delgado en el molde
Fallo de sellado debido a una planitud insuficiente
Desde el primer día, el objetivo fue claro: mantener el diseño de aleta de ola, pero diseñarlo de manera que pueda lanzarse repetidamente, de manera limpia y predecible.
Desde una perspectiva de fabricación, esta carcasa de fundición a presión de aluminio combina rendimiento térmico, rigidez mecánica y precisión de sellado en un solo componente.
4. Simulación de DFM y fundición: el núcleo del proyecto
Antes de cortar el acero, el proyecto pasó por una fase completa de simulación de fundición + DFM , centrándose en:
Comportamiento de llenado a través de las aletas de ola
Secuencia de solidificación y detección de puntos calientes
Zonas de riesgo de atrapamiento de aire y porosidad
Borrador, estrategia de expulsión y riesgos de vida útil de la herramienta
Desafío clave: Espesor promedio de la pared ~3,6 mm, con espesores locales superiores a 10 mm : una receta clásica para la contracción y la porosidad si no se controla.
Los resultados de la simulación no se produjeron “para documentación”. Impulsaron directamente las decisiones de diseño .
Se utilizó una simulación de fundición exhaustiva para analizar el flujo de metal, el atrapamiento de aire, la contracción y el comportamiento de solidificación antes de la liberación de las herramientas.
5. Principales riesgos técnicos y soluciones de ingeniería
1) Atrapamiento de aire y porosidad de gas
La geometría de aleta de ola crea frentes de flujo convergentes complejos.
Riesgo: Aire atrapado → porosidad interna → defectos visibles después del acabado o zonas roscadas debilitadas.
Solución:
Posicionamiento optimizado de compuertas y desbordamientos
Estrategia de ventilación dedicada
Ajuste de geometría local (características de relieve/aberturas controladas donde sea necesario)
2) Marcas de hundimiento y transiciones de grueso a fino
La masa local grande se enfría más lentamente y se contrae más.
Riesgo: Hundimiento de la superficie, huecos internos, rechazo cosmético.
Solución:
Identificación de puntos calientes mediante simulación
Reducción de masa local cuando sea posible
Alivio geométrico conservando el lenguaje de diseño de aletas de onda
3) Vida útil de la herramienta y robustez del molde
Las aletas estéticas a menudo llevan el acero del molde a límites peligrosos.
Riesgo: Acero fino, rotura, atascamiento, desgaste excesivo de la herramienta.
Solución:
Optimización del calado (objetivo ~2° en zonas críticas)
Radios estratégicos para reducir el estrés y la erosión
Ajustes de longitud y geometría de las aletas donde el acero se volvió demasiado delgado
4) Precisión de sellado (resistencia al aceite y al polvo)
La fundición a presión por sí sola no es suficiente para obtener superficies de sellado confiables.
Solución:
Tolerancias de mecanizado definidas con antelación
Operaciones secundarias CNC en áreas críticas de acoplamiento y sellado
Estrategia de referencia y sujeción estable para obtener resultados CNC repetibles
6. Estrategia de control de flujo y compuertas
Se evaluaron conceptos de puertas múltiples mediante simulación.
El análisis de compensaciones mostró:
Una opción minimizaba el hundimiento pero aumentaba el riesgo de que quedaran atrapadas las burbujas de aire.
Otro relleno más limpio, menos defectos de aire y mejor calidad de superficie.
Teniendo en cuenta los requisitos cosméticos y de acabado del cliente , el proyecto priorizó:
Relleno estable y predecible
Mínimo aire atrapado
Calidad de superficie superior después del acabado
Las zonas restantes con riesgo de hundimiento se manejaron mediante ajuste de geometría , no mediante aceptación de defectos.
7. Herramientas y primeras muestras
Después de la convergencia del diseño:
Se lanzó y fabricó la herramienta.
Se produjeron las primeras muestras para validar:
Flujo de metal real vs. simulación
Calidad de la superficie del área de las aletas de las olas
estabilidad dimensional
Viabilidad del CNC para el sellado de superficies
Esta fase confirmó que la estrategia híbrida de fundición + CNC ofrece resultados repetibles.
8. Operaciones secundarias CNC: precisión donde importa
Para garantizar la integridad del sellado:
La fundición a presión crea la estructura compleja
El mecanizado CNC garantiza planitud y precisión en interfaces críticas
Este enfoque es estándar en carcasas industriales de alta gama donde el rendimiento importa más que la “perfección inicial” teórica.
Las áreas críticas de sellado y acoplamiento se terminaron mediante mecanizado CNC de la carcasa de aluminio fundido a presión , lo que garantiza resistencia al aceite y al polvo a largo plazo.
9. Entregables finales
El cliente recibió una solución lista para producción :
Diseño de fundición a presión finalizado alineado con los objetivos de diseño industrial
Geometría optimizada por DFM validada mediante simulación
Concepto probado de compuerta y ventilación
Herramientas fabricadas y primeras muestras
Postproceso CNC definido para precisión de sellado
Identificación clara de zonas críticas para la calidad
10. Por qué es importante este caso
Este proyecto es un claro ejemplo de ingeniería bien hecha .
No solo una cubierta de metal, sino:
un componente térmico
un recinto protector
una declaración de diseño industrial
Fabricable mediante:
Disciplina DFM
decisiones basadas en simulación
Uso correcto del CNC donde la precisión no es negociable
