Estudio de producción de piezas de microfundición para joyería utilizando energía microondas

Abstract

En este trabajo se estudian procedimientos implicados en la fundición artística a través del uso de energía microondas. Concretamente, el ensayo aborda el proceso térmico de los moldes utilizados para la producción de joyería de metal fundido con la técnica a la cera perdida, analizando el comportamiento de estos compuestos a base de silicatos para la realización de moldes con encofrados cilíndricos a través de la radiación de microondas. Esta investigación forma parte de la continuidad de estudios anteriores, donde se verifica que la pérdida de agua durante el proceso de evacuación de cera y deshidratación del molde interfiere en la capacidad de aumento de temperatura necesaria para esta transformación. Para ello, se diseña como solución, una mufla construida con materiales eléctricamente activos para aumentar la temperatura mediante un calentamiento híbrido de microondas. El empleo de este calentamiento se estudió previamente en moldes de 80 gr con reproducción de formas simples. La necesidad de aplicar el procedimiento a casos reales de la fundición artística ha requerido un planteamiento a mayores tamaños y morfologías complejas, fundamentado en que la efectividad del calentamiento por microondas no sólo está ligado a las propiedades de los materiales, si no también, a las características del volumen a calentar. Por este motivo, el estudio recoge un sistema adaptado a las variantes escultóricas propias de las producciones de joyería o de pequeños formatos, incluyendo el proceso de descere y la colada del metal, donde la metodología viene dada por la variación de tiempo/potencia y peso/forma para obtener un procesado térmico efectivo, sin roturas, reacciones durante la colada y calidad en el registro del molde. Con el análisis de los resultados de esta investigación, mediante la ejemplificación de caso, se pretende aportar a las investigaciones en torno a la inclusión de la energía microondas en los talleres del área, manifestando que esta alternativa de calentamiento es viable y eficaz para su aplicación en el sector.

In this work, procedures involved in artistic casting through the use of microwave energy are studied. Specifically, the test addresses the thermal process of the molds used for the production of molten metal jewelry with the lost wax technique, analyzing the behavior of these silicate-based compounds for the realization of molds with cylindrical formwork through the microwave radiation. This research is part of the continuity of previous studies, where it is verified that the loss of water during the process of evacuation of wax and dehydration of the mold, interferes in the capacity to increase the temperature necessary for this transformation. For this, a muffle built with electrically active materials is designed as a solution to increase the temperature through hybrid microwave heating. The use of this heating was previously studied in 80 gr molds with reproduction of simple shapes. The need to apply the procedure to real cases of artistic casting has required an approach to larger sizes and complex morphologies, based on the fact that the effectiveness of microwave heating is not only linked to the properties of the materials, but also to the characteristics of the volume to be heated. For this reason, the study includes a system adapted to the sculptural variants typical of jewelery or small-format productions, including the descretion process and metal casting, where the methodology is given by the variation of time / power and weight / shape to obtain an effective thermal processing, without breakage reactions during casting and quality in the mold register. With the analysis of the results of this research, through the exemplification of the case, it is intended to contribute to the research on the inclusion of microwave energy in the workshops of the area, stating that this heating alternative is viable and effective for its application in the sector.