Cera Perdida

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CERA PERDIDACera perdida o Cire perdue, proceso utilizado en el vaciado de esculturas de metal huecas. El modelo central (realizado con materiales a prueba de altas temperaturas, tales como conglomerado de yeso o arcilla) es recubierto con una capa de cera, a la que se le da la forma deseada, ya sea trabajndola directamente o sacando un molde de yeso o escayola del objeto que se desea vaciar. El modelo central al que se ha recubierto de cera, denominado de manera simple modelo, vuelve a recubrirse, esta vez con escayola, y se obtiene un conjunto al que se llama molde. ste se introduce en un horno para que la cera se funda o se queme, dejando un espacio libre. Se vierte el metal fundido en esa cavidad, que ha quedado al desaparecer la cera, hasta rellenarla. Ms tarde el metal se enfra y endurece adoptando la forma del modelo, despus de lo cual se rompe el molde para liberar el objeto de metal. Este mtodo antiguo se utiliza en escultura y joyera.Fundicin1 INTRODUCCINFundicin, proceso de produccin de piezas metlicas a travs del vertido de un metal o una aleacin fundida sobre un molde hueco, por lo general hecho de arena. La fundicin es un antiguo arte que todava se emplea, aunque ha sido sustituido en cierta medida por otros mtodos como el fundido a presin, la forja, la extrusin, el mecanizado y el laminado. Vase Siderurgia; Metalurgia.La fundicin implica tres procesos diferentes: en primer lugar se construye un modelo de madera, plstico o metal con la forma del objeto terminado; ms tarde se realiza un molde hueco rodeando el modelo con arena y retirndolo despus, y a continuacin se vierte metal fundido en el molde (este ltimo proceso se conoce como colada).En los casos en que el nmero de piezas fundidas va a ser limitado, el modelo suele ser de madera barnizada, pero cuando el nmero es elevado, puede ser de plstico, hierro colado, acero, aluminio u otro metal. El modelo presenta dos diferencias importantes con respecto al original: sus dimensiones son algo mayores para compensar la contraccin de la pieza fundida al enfriarse, y los modelos de objetos huecos tienen proyecciones que corresponden a los ncleos (vase ms adelante). Aunque los modelos pueden hacerse de una sola pieza, cuando su forma es complicada resulta ms fcil sacar el objeto fundido del molde si tiene dos o ms partes. Por esa misma razn, los modelos de objetos con lados rectos se suelen fabricar con un ligero rebaje en su espesor. Las distintas partes de un modelo tienen salientes y entrantes coincidentes para alinearlas de forma correcta al montarlas.La mejor forma de comprender el proceso de fabricacin del molde y fundido de la pieza es por medio de una pieza sencilla, por ejemplo, un tubo con pestaas en un extremo, como el que aparece en la figura 1 de la ilustracin adjunta. El modelo de la pieza se muestra en la figura 2. La mayora de los moldes se preparan empleando dos cajas de madera (sin fondo ni tapa) dotadas de salientes u otros sistemas que hacen que ambas cajas ocupen la misma posicin relativa al unirlas (figura 3). Al hacer el molde, la parte plana de una mitad del modelo se coloca sobre una superficie plana, y la caja inferior se sita encima. Se vierte arena de moldeado en la caja y se apelmaza hasta que se llena toda la caja. A continuacin se da la vuelta a la caja y se pone en su lugar la otra mitad del modelo (el resultado de esta operacin se ve en la figura 4). Se espolvorea sobre la superficie de la caja una arena seca especial denominada arena de separacin; despus se coloca la caja superior, se llena de arena y sta se comprime. A continuacin se separan las dos mitades del molde y se retira el modelo. Se perforan uno o ms agujeros o bocas de vertido a travs de la arena de la caja superior, as como orificios ms pequeos o respiraderos para que salga parte del vapor que se forma cuando se vierte el metal caliente en el molde.Por ltimo se prepara el ncleo, la parte del molde correspondiente al hueco de la pieza fundida. En el tubo mostrado en la figura 1, el ncleo es un simple cilindro, pero una pieza compleja puede exigir uno o ms ncleos de forma elaborada. Los ncleos se fabrican aparte en cajas de ncleos que sirven como modelo. Despus de darles forma se cuecen en un horno hasta que son lo bastante resistentes para ser manejados. El ncleo se coloca dentro de la caja inferior del molde (figura 5) y se vuelve a montar la caja superior. El molde ya est listo para el vertido.Despus de fundirlo en un horno, el metal se vierte a mano desde un crisol cuando las piezas son pequeas o, en la mayora de los casos, desde un cucharn o cubo de gran tamao transportado por una gra o una vagoneta, hasta que el molde est totalmente lleno. Cuando la pieza se haya enfriado, se saca del molde de la caja. Los salientes de metal formados en las bocas y respiraderos tienen que serrarse o eliminarse de alguna otra forma.La arena empleada para la fundicin contiene suficiente arcilla para mantener la cohesin si se humedece antes de usarla. La arena de separacin sirve tan slo para que las cajas se desprendan sin dificultad; es una arena seca con un contenido de arcilla bajo o nulo. Se utiliza arena para los moldes porque permite que escape una cierta cantidad de vapor y gas cuando se vierte el metal. Para los metales con puntos de fusin bajos, como el latn, es posible emplear materiales de moldeado slidos, como escayola o yeso. Estos moldes, igual que los metlicos, tienen superficies ms lisas que los moldes de arena, por lo que las piezas fundidas tienen un acabado ms fino y detallado. Sin embargo, no se pueden utilizar para fundir hierro. En la fundicin se emplean muchas variantes y tcnicas especiales. En un proceso de fabricacin, muchas veces resulta muy til confeccionar dos o ms piezas con un solo molde. Es posible realizar modelos de objetos compuestos de varias piezas con partes superpuestas, para poder retirar el modelo del molde pieza por pieza sin afectar a la arena. Cuando se funden piezas de maquinaria como engranajes, cuyo borde tiene que ser lo ms resistente posible, en ocasiones se colocan en el molde piezas de hierro o acero alrededor del borde. Estas piezas conducen muy bien el calor, con lo que la parte de la pieza situada en sus proximidades se endurece con rapidez, lo que proporciona mayor resistencia al metal. A veces, las ruedas o engranajes grandes se funden sin cajas, en recipientes de arena situados directamente sobre el suelo de la fundicin. En esos casos, la forma de la rueda se talla directamente en la arena, y se colocan ncleos en el molde para formar el cubo o eje central y los radios.2 MTODOS MODERNOS DE FUNDICINLa fundicin o colada centrfuga es un mtodo para fundir objetos de forma circular, y consiste en hacer girar rpidamente un molde circular durante el fundido. No hace falta ncleo, porque la rotacin del molde mantiene el metal apretado contra l debido a la fuerza centrfuga. Esta tcnica es til para fabricar tubos metlicos.En la fundicin inversa, una adaptacin del proceso de cera perdida para la fabricacin de piezas fundidas ornamentales, el modelo se construye en cera, a menudo con una mquina de fundido a presin, y se recubre con una pasta de material refractario que se deja secar. Esta capa refractaria, con el modelo de cera dentro, se recubre de arena y despus se cuece todo el molde. La cera se derrite y se vierte fuera del molde, con lo que ste queda listo para recibir el metal. Las piezas fabricadas con este proceso tienen una gran precisin y reproducen bien detalles finos.En el proceso de fundicin continua se vierte acero fundido a un ritmo constante sobre la parte superior de un molde de seccin transversal uniforme refrigerado por agua, y se extrae acero slido de la parte inferior del molde de forma continua.. ---Estoy invitando a todos los maestros y profesionales de esta area y/o carrera a colaborar construyendo este sitio dedicado a esta hermosa y util profesion aportando el material apropiado a cada uno de los mas de 1,000 temas que lo componen.Tambien los invito a aportar material a los mas de 30,000 temas que constituyen las 30 carreras profesionales que se imparten en los Institutos Tecnologicos de Mexico y se encuentran en este sitio.

Moldeo a la cera perdida

ElCentauro de Royos, pieza fundida a lacera perdidaen tallerespeloponsicosdelsiglo VIa.C.que fue importada a lapennsula Ibrica(MAN)Elmoldeo a la cera perdidaofundicin a la cera perdidaes un procedimientoescultricode tradicin muy antigua (por ejemplo, era habitual en la Grecia de los siglosVIyVa.C.)1que sirve para obtener figuras demetal(generalmentebronce) por medio de unmoldeque se elabora a partir de un prototipo tradicionalmente modelado encera de abeja.Este modelo previo es rodeado de una gruesa capa de material blando que se solidifica; una vez endurecido, se mete en unhorno, que derrite la cera de la figura de cera, saliendo sta por unos orificios creados al efecto (de ah su denominacin) y, en su lugar, se inyecta el metal fundido, que adopta la forma exacta del modelo. Para extraer la pieza final es necesario destruir el molde. La principal ventaja de este procedimiento es la estrecha tolerancia dimensional que podemos conseguir, la cual no puede conseguirse mediantre otros procesos. Podemos conseguir dimensiones ajustadas de 0,002 mm por mm. Es un proceso en el que tenemos que controlar numerosas variables, pero obtenemos un acabado superficial excelente. Es un proceso caro, por lo que se utiliza para la fabricacin de preseries y prototipos, pudiendo ser utilizado en volmes de produccin bajos.Esta forma de trabajar el metal (bronce), simplificada en los prrafos anteriores, en realidad, requiere un largo, costoso y complicado proceso junto con una perfecta y adecuada combinacin de diversosoficios: para el proyecto general y la coordinacin, losescultores; para los primeros pasos, losmoldeadores; para la labor de horneado, losfundidoresy para el acabado, loscinceladoresypatinadores.

[editar]La tcnica tradicional de la cera perdida con bronce[editar]Trabajo con el modeloElaboracin de unmodelo provisionalde cera siguiendo eldiseoque ha ideado elartista. Durante esta preparacin, se explora y se experimenta hasta lograr expresar lo que el escultor busca. Si la obra va a ser monumental, los modelos iniciales se hacen aescala, para trabajar ms cmodamente. La utilizacin de la cera se debe a que su textura,dctily blanda, permite modelar con ms facilidad, hacer tanteos y aadir o quitar elementos con gran detallismo y provecho. Actualmente existen otros materiales que pueden sustituir a la cera de abeja, como laparafina, lagelatina, elltexo lasilicona.

Modelo de una manzana en cera de abeja.

El mismo modelo realizado en parafina.

Modelo hecho en escayola con un molde bivalvo.

A veces se realiza un paso intermedio para conseguir mayor perfeccin. Sobre el modelo de cera (u otro material equivalente) se construye un molde bivalvo, a partir de dos piezas de un materialplsticoque se endurezca sobre el modelo. La mayora de los moldes de esculturas pequeas se hacen deyeso, pero se pueden tambin hacer defibra de vidrioo de otrosmateriales. Cuando el material del molde fragua, se abre y se extrae el modelo de cera. El molde debe ser prcticamente estanco, lo que obliga a fijarlo fuertemente con unos ganchos, y, por un orificio, se vierte en su interiorescayolalquida.Endurecida la escayola, la pieza se desmolda, obteniendo una reproduccin en positivo virtualmente idntica al modelo de cera, pero la escayola permite apreciar mejor el resultado real, corregir posibles errores y repasarlo con mayor correccin (por medio delimado,esgrafiadoobruido).[editar]Creacin del molde

Molde macizo de arcilla, parcialmente abierto, para que pueda apreciarse la colocacin de losbebederosy losclavosde sujecin; adems del orificio principal y el alma omacho.Sea cual sea el proceso, una vez liberado el modelo final, va siendo rodeado o forrado de algn materialmaleablepero que se endurezca poco a poco (ladrillomolido, oescayola) y que searefractario(que resista la accin del fuego sin alterarse). Se van aplicando tantas capas como sea necesario, para crear un molde hermtico, de una sola pieza.nicamente hay que colocar unos soportes deacero, a modo de puntas, que se claven en el modelo blando del interior y que quedan fuertemente sujetos al molde exterior.Igualmente se abre un nmero variable de pequeos orificios, llamadosbebederos, que se consiguen colocandocanutosdepapelencerado, que comunican el interior con el exterior.Adems, est elorificioprincipal, en forma deembudo.Actualmente, la primera capa se hace dematerial cermico refractario, de gran precisin, compuesto de polvo deslice, el resto puede ser de ladrillo refractario ms basto.Cuando se ha endurecido el molde definitivo, con susbebederosyclavos, hay dos posibilidades. Si laesculturava a ser pequea, se puede verter directamente el bronce fundido. Pero si la figura esmonumental, la cantidad de bronce puede ser excesiva, tanto por elcoste econmico, como por elpesoresultante. Por eso es conveniente conseguir que la forma seahueca. Cmo se consigue eso?En primer lugar se vierte por el orificio principal una pequea cantidad de cera que quede adherida a las paredes del molde cubriendo por completo su superficie interna; se pueden verter varias capas de cera, para obtener un mayorgrosorde la futura capa de bronce. El interior sigue quedando vaco y se rellena con una sustancia que va a actuar demacho: una solucin de ladrilloporosomolido y escayola, por lo que al endurecer queda un alma ligera pero maciza y resistente, sujeta por losclavosque tiene el molde, de modo que no se mueve y no deforma la cera.Ahora ya se puede llevar el molde, convertido en un bloque slido y resistente, alhorno de fundicinomufla.[editar]Proceso de fundicinAl introducir el molde en la mufla, en posicin invertida, la cera se derrite y sale por los bebederos o por el orificio principal, pero el macho queda fijado por los clavos manteniendo la misma separacin y disposicin y dejando un hueco homogneo entre el alma y el molde. Ese hueco es el que ser rellenado por el bronce licuado al ser vertido por el orificio principal. Hay que tener presente que los metales disminuyen su volumen al solidificarse. Por lo que, para evitar que se produzcan cavidades al contraerse el metal que conforma la pieza final, la solidificacin ha de comenzar en las partes de menor tamao y ms alejadas de los bebederos, continuando de manera gradual en direcin de las mazarotas o respiraderos, los cuales facilitarn la salida de aire, asegurando que no queden burbujas ni restos de cera o escayola. En los respiraderos tendremos el metal a mayor temperatura y con cierta presin hidrosttica, con la finalidad de llenar los huecos que se vayan formando debido a la contraccin del metal. El proceso puede llegar a durar desde decenas dehorasa variosdas, dependiendo tanto del tamao de la figura como del espesor de la misma (recordemos que las piezas pequeas pueden fundirse y desmoldarse sin necesidad de macho o alma).

La escultura de bronce recin extrada, con los bebederos, antes delacabado.[editar]Desmoldado y acabadoUna vez enfriados el bronce y el bloque macizo, se procede al desmoldado, que slo puede hacerse destruyendo el bloque (puesto que ste es de una sola pieza y no es posible abrirlo sin romperlo). La figura aislada resultante es detexturaspera, porosa y seguramente tenga imperfecciones, junto con los restos de losbebederos. Es necesario que el artista corte losbebederos, lime, pulimente y abrillante la superficie (y, si hay huecos hechos porburbujas, se rellenaran con metal fundido y se limaran), hasta lustrar el metal. En la actualidad es comn usararena muy fina proyectada a gran velocidadpara elacabado.

Detalle del Auriga de Delfos.Los remates posteriores son tan laboriosos como los de una obra deorfebrera, y van desde, aadirptinasy diferentescolores, bien por medio de productos qumicos o con aplicacin de calor (generalmente, con unsoplete, queoxidael metal dndole un tono distinto).Tambin se aaden complementos de todo tipo, por ejemplo, ya desde laAntigedad clsica, losbroncistas griegosforraban loslabiosde sus estatuas concobre, para que fuesen ms rojizos, incrustabanpasta vtrea blancaparadientesyojos, pasta negra para eliris, se aadan laspestaas. Por supuesto, se hacen cincelados y grabados para los detalles delpeloo imitacin de dibujos delropajeetc. A veces, se incluyen diversos aditamentos, comoarmamento,smbolos,coronas...Quiz uno de los ejemplos ms interesantes en este sentido sea la escultura deCarlos V y el Furor, dePompeyo Leoni: la figura delemperadorfue fundida desnuda, heroizada como los antiguos emperadores romanos, pero posee unaarmaduraque es posible quitar y poner fcilmente y que fue elaborada por piezas, aparte.En efecto, era normal que los grandesconjuntos escultricosde bronce fueran fundidos por fragmentos separados, tal es el caso de laestatua ecuestre del emperador Marco Aurelio, en el quecaballoyhumanose hicieron independientemente, as como losarreos,armasy otrosornamentos. Lo mismo puede decirse de la estatua deGattamelataporDonatello. Sin embargo, ya en elRenacimientose consiguieron obras sumamente complejas de una sola pieza, como elPerseo, deBenvenuto Cellini, una obra que rebosa virtuosismo tcnico y artstico y que supuso un esfuerzo pico para el autor.

Estatua ecuestre deMarco Aurelio.

El condottiero Gattamelata, porDonatello.

Perseo, porBenvenuto Cellini.

[editar]Otro procedimiento detalladoEl objeto metlico se modela inicialmente enceray es cubierto completamente enarcilla, dejando un orificio en el extremo superior.En primer lugar, se realizar el modelo que queremos conformarlo en metal. Para ello, se realiza la pieza con un material fcil de moldear, moldendolo con unpunznhasta darle la forma deseada. Este es el trabajo a realizar por el escultor o eljoyero. Una vez obtenido el modelo, se realiza un primer molde decauchollamado molde maestro, comprimiendo la pieza con dos lminas de caucho que se presionan con dos chapas (configuracin sndwich) y se calienta para que el caucho adopte la forma de la pieza que est comprimiendo. Una vez se ha enfriado el caucho, se separan las dos lminas de caucho y se extrae la pieza de su interior, de esta forma hemos conseguido obtener un molde de caucho, que en la parte superior tiene un orificio por el cual se verter la cera fundida a presin.Posteriormente se prepara la cera que ser vertida en el interior del molde de caucho. La cera viene en granitos, los cuales se introducen en el interior delhornoa una cierta temperatura para fundirlos. Una vez la cera est fundida, se introduce en el interior del molde de caucho a presin para que llegue bien a todos los rincones del molde de caucho. Cabe destacar que el aire del interior del molde sale fcilmente debido a que el molde de caucho est partido en dos y por las ranuras que se forman al juntar las dos partes, puede salir el aire y dejar el hueco del interior del molde para la cera. Una vez se ha introducido la cera en el interior del molde de caucho se espera a que se enfre la cera apretando el molde con dos chapas.A continuacin se pone la pieza de cera en el interior de un tubo y posteriormente se recubre dearena. Este proceso tambin se puede realizar con un recubrimiento de escayola. Para que se pueda verter el metal fundido hay que dejar un canal de vertido y un canal por el cual salga el aire. Para ello, antes de recubrir el modelo de cera con arena, hay que poner dos tubos que lleguen al modelo para formar los canales y posteriormente se recubre con arena (o con escayola). A continuacin, se funde la cera del interior del molde albao Maray la cera sale por el canal de llenado. De aqu el nombre de a la cera perdida. Una vez extrada la cera del interior del molde ya se tiene completamente conformado el molde, a punto para verter el metal fundido. Hay que destacar que si el molde se ha realizado de escayola, antes de verter el metal fundido se debe desecar el molde para quitarle la humedad.A la hora de verter el material, nos podemos encontrar con el problema de que el metal fundido solidifique parcialmente antes de entrar completamente, para que esto no ocurra, se debe precalentar el molde y de esta forma el metal no solidifica tan rpidamente. Otro problema que tambin nos puede surgir a la hora de verter el metal fundido en el interior del molde es que cueste de entrar o que no llegue a todas las partes del molde. Para evitar este problema, podemos introducir el metal fundido mediantecentrifugado.Cuando ya se ha introducido el metal fundido en el interior del molde se deja enfriar el metal. Hay que tener en cuenta que cuando el metal fundido se enfra y solidifica, se contrae, por lo que hay que verter material sobrante para que cuando el metal contraiga no se queden partes de la pieza huecas.Una vez enfriado el metal, se destruye el molde quedando al descubierto la pieza, y sta ser liberada del entramado delbebederoy as ya tendremos la pieza resultante acabada.