¿Por qué aparecen la porosidad y el rechupe en una pieza fundida a presión y cómo se especifican en el plano?

Datos clave

• La piel que solidifica rápido contra el molde llega típicamente a una profundidad de 0.38 a 0.50 mm (0.015 a 0.020 pulg) y empuja la porosidad hacia el centro de la sección, según la guía de diseño de la asociación norteamericana de fundición a presión (NADCA, criterios estructurales, consultado en 2026)
• ASTM E505 ilustra tres categorías de discontinuidad para aluminio y magnesio fundidos a presión, cada una en cuatro niveles de severidad creciente; el nivel aceptable lo fija el comprador en su plano o especificación (ASTM E505-22, ASTM International, 2022)
• ASTM B85/B85M aclara que está escrita para piezas de uso general y que puede no cubrir las pruebas de integridad que necesitan las piezas muy cargadas o críticas para la seguridad (ASTM B85/B85M-25, ASTM International, 2025)
• En Saola Manufacturing el fresado y el torneado CNC se hacen en nuestra planta asociada principal en Vietnam. La fundición a presión se coordina con fábricas asociadas, y la ubicación de producción se indica en cada cotización.

¿Qué diferencia hay entre la porosidad por gas y el rechupe?

La porosidad por gas deja poros redondos de pared lisa, porque el gas atrapado empuja el metal hacia afuera; el rechupe deja cavidades irregulares, ramificadas o con forma de grieta, porque el metal se contrae al solidificar y ya no llega metal líquido a compensar esa contracción.

La distinción importa porque cada defecto tiene causas y remedios distintos. El gas viene del aire que estaba dentro de la cavidad y no alcanzó a salir por los respiraderos, del vapor que forma el agua del desmoldante al tocar el metal caliente y de los propios gases que suelta el desmoldante. Se corrige con mejores respiraderos y rebosaderos, con menos desmoldante, con un llenado menos turbulento o con vacío en la cavidad. El rechupe aparece en las secciones que solidifican al último: una masa gruesa, el cruce de dos paredes, la base de un barreno sin núcleo o una zona lejos de la entrada del metal. Se corrige sobre todo con diseño, haciendo las paredes más parejas o quitando masa, y después con la presión de intensificación y el control térmico del molde.

En la práctica las dos causas suelen mezclarse en la misma pieza. Por eso el primer paso, cuando una pieza sale con poros, es cortar o radiografiar unas cuantas y ver la forma del hueco: redondo y brillante apunta a gas, irregular y dendrítico apunta a rechupe. Esa lectura es la que permite pedirle al proveedor una acción concreta en lugar de un genérico «mejorar la calidad».

¿Qué decisiones de diseño provocan rechupe?

Las secciones gruesas y los cambios bruscos de espesor son la causa más frecuente de rechupe. Le siguen las masas aisladas lejos de la entrada del metal, como un saliente grueso o un barreno sin núcleo, que solidifican al último y se quedan sin alimentación.

En fundición a presión el metal entra muy rápido y solidifica en muy poco tiempo, así que la alimentación de las zonas gruesas depende de la presión de intensificación al final del llenado, no de mazarotas como en la fundición en arena. Una sección que es mucho más gruesa que las paredes que la rodean se queda líquida en el centro cuando la entrada ya solidificó, y la contracción de ese centro deja la cavidad. Por eso las guías de diseño recomiendan paredes lo más uniformes posible, con transiciones suaves y radios generosos, y quitar masa con bolsas o nervios en lugar de dejar bloques sólidos.

Cuando reciba una revisión de manufacturabilidad del proveedor, busque tres cosas: dónde predice el proveedor que estarán las secciones calientes, si propone núcleos o bolsas para quitar masa y si esas zonas coinciden con caras que usted va a maquinar. Si coinciden, conviene mover la cara, cambiar la geometría o aceptar una zona con criterio más holgado antes de hacer el molde, porque cambiarlo después cuesta un molde modificado y un nuevo muestreo.

¿Qué cambia si la pieza es de zinc o la sección es muy gruesa?

Las radiografías de ASTM E505 solo ilustran aluminio y magnesio, así que una pieza de Zamak necesita que el plano o la orden de compra diga expresamente qué referencia se usará. Y una sección más gruesa que la ilustrada se compara por equivalencia, lo que también conviene dejar escrito.

ASTM permite aplicar las placas de E505 a otros materiales o espesores solo cuando se ha comprobado que aplican y el comprador y el fabricante están de acuerdo (ASTM E505-22, alcance). Para zinc, la hoja BDG P 202 sí incluye las aleaciones de zinc en su alcance, según el registro de DIN (BDG P 202, edición 2010-09), y es una alternativa práctica cuando el cliente acepta cortes de muestra en lugar de radiografía.

Otro punto que se pasa por alto: las escalas no se traducen entre documentos. ASTM E505 y E2973, escritas para piezas fundidas a presión, gradúan en cuatro niveles, mientras que ASTM E155, para piezas fundidas en general, gradúa en ocho, así que un «nivel 2» copiado de un plano de fundición en arena no significa lo mismo en una pieza fundida a presión. Si cambia el proceso de la pieza, revise también la nota de porosidad.

¿Cómo se acuerda la porosidad en el PPAP y en el plan de control?

El criterio de porosidad se acuerda antes de construir el molde y se escribe en tres lugares: el plano, el plan de control y los registros del PPAP. Si solo vive en un correo, la primera discusión en la inspección de recibo no tiene a qué referirse.

En la práctica, para un proveedor automotriz en México, eso significa cuatro pasos. Primero, una revisión de manufacturabilidad que marque las secciones calientes y compare esas zonas con las caras maquinadas. Segundo, una nota de porosidad por zonas en el plano, con la referencia, el nivel y la etapa en que aplica. Tercero, una línea en el plan de control para cada característica: radiografía o corte de muestra, prueba de fuga, inspección visual de la superficie maquinada, con su frecuencia y su plan de reacción. Cuarto, evidencia en el PPAP: las radiografías o cortes de las piezas de muestra, por cavidad, con la ubicación de la porosidad encontrada.

Vale la pena acordar también qué dispara un nuevo muestreo: una reparación del molde, un cambio de lote de aleación, un cambio de máquina o un cambio de parámetros. La porosidad depende del proceso más que del material, y un criterio que se aprobó una vez puede dejar de cumplirse sin que nadie cambie el plano.

Cuando cotice con Saola Manufacturing, la fundición a presión se coordina con fábricas asociadas y la ubicación de producción se indica en cada cotización. El maquinado CNC posterior se hace en nuestra planta asociada principal en Vietnam, que es donde una cara de sello o una cuerda deja ver si la porosidad quedó fuera de las zonas críticas. Para revisar una pieza, envíe el plano con sus zonas de porosidad y la nota de prueba de fuga; si todavía no tiene zonas, la revisión de manufacturabilidad le dirá dónde conviene ponerlas.