ESTUDIO DE
MOLDEO: BIELA DE
MOTOCICLETA
ESTUDIO DE MOLDEO : ES UN
ANALISIS PARA OPTIMIZAR LA
INVERSION Y LOS
PROCESOS,PROPONE SOLUCIONES
A LAS CONDICIONES QUE
IMPONEN LA GEOMETRIA,LOS
ESFUERZOS, EL MATERIAL, LA
ARENA A UTILIZAR, LA CALIDAD
ESPERADA EN LA PIEZA Y ESTIMA
EL COSTO DE FABRICACION.
PLANTEAMIENTO DEL
PROBLEMA Y FUNCION DE LA
PIEZA
SE DESEA FABRICAR UNA BIELA
DE UN CIGUEÑAL PARA UNA
MOTOCICLETA CON UNA
PRODUCCION PEQUEÑA DE 200
PIEZAS.
UNA BIELA PERMITE CAMBIAR
MOVIMIENTO LINEAL DEL
PISTON POR UNO DE ROTACION
QUE INPULSE LA MOTOCICLETA.
FIGURA 1. BIELA DE MOTOCICLETA
SELECCION DE MATERIAL
LA BIELA FUNCIONA EN ALTA
TEMPERATURA Y SOMETIDA
A GRANDES ESFUERZOS.
DEVIDO A ESTO SE ESCOGIO
UN ACERO RESISTENTE :
AICI 4010 TEMPLADO Y
REVENIDO
PROPIEDADES DEL MATERIAL
EN ESTADO DE ENTREGA
PRESENTA:
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
Resistencia ultima a tensión de 525MPa
Resistencia a la fluencia a tensión de
290MPa
Modulo de elasticidad de 200GPa
Dureza Vickers de 155
Densidad de 7.845gr/cm3
ESPECIFICACIONES Y CONTROL
DE CALIDAD. PROCEDIMIENTO DE
CONTROL
POR ESTAR SOMETIDA A ESFUERZOS
NECESITA BUEN ACABADO
SUPRFICIAL PARA EVITAR FATIGA,
LOS AGUJEROS Y PARTES EN
CONTACTO DESLIZANTE SERAN
MAQUINADOS.
SE REALIZARA UN PLAN DE
MUESTREO BAJO LA NORMA NTC
ISO2859-1 PARA GARANTIZAR LA
CALIDAD DE LA PIEZA Y ASEGURAR
SU CORRECTO DESEMPEÑO
ORDEN DE SOLIDIFICACION
PARA DETERMINARLO, SE
DIVIDIO LA PIEZA EN PARTES
SIMPLES OBTENIENDOSE 13
NIVELES QUE PRODUCEN 13
PARTES DE LA SIGUIENTE
MANERA:
FIGURA 2. BIELA DIVIDIDA
CALCULO DE LOS MODULOS
DE ENFRIAMIENTO
FIGURA 3. ORDEN DE SOLIDIFICACION
ANALISIS DEL ORDEN DE
SOLIDIFICACION
DE ACUERDO A LOS RESULTADOS
OBTENIDOS SE NOTA QUE EL AREA
DE DISIPACION DE CALOR ES EL
FACTOR MAS IMPORTANTE.
ESTE ORDEN INDICA EL
POSICIONAMIENTO EN FUNCION
DEL PRIMER Y ULTIMO SECTOR EN
SOLIDIFICAR DE LA PIEZA, ADEMAS
DETERMINA EL SISTEMA DE
ALIMENTACION Y LLENADO QUE
EVITE RECHUPES Y POROSIDADES.
FIGURA 4. TIEMPOS DE ENFRIAMIENTO POR
MEDIO DEL PAQUETE SOLIDWORK
SENTIDO DE MOLDEO: MODELO
COMPLETO LINEA DE PARTICION A UN
COSTADO
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Ventajas
Fácil construcción del sistema de llenado y de alimentación.
La utilización de un modelo completo sin particiones.
No necesita piezas desmontables.
Fácil ubicación del modelo en el molde.
Las ultimas regiones en solidificar quedan en la junta de
moldeo
Desventajas
Aparición de rebaba.
Posibilidad de desmoronamiento
FIGURA 5. SENTIDO DE MOLDEO
ARENAS DE MOLDEO Y
CONTROL DE PROPIEDADES
LA RUGOSIDAD DE LA PIEZA EN ZONAS
DONDE NO SE MAQUINARA ESTA EN
UN RANGO DE 12.5-25µm. POR TAL
RAZON SE SELECCIONA ARENA EN
VERDE COMO MATERIAL DE
MOLDEO. ESTA ARENA SE COMPONE
EN GRAN PARTE DE SILICE,
ILMENITA, MAGNETITA, ZIRCON Y
OLIVINA MEZCLADAS CON
AGLUTINANTE NATURAL COMO
ARCILLAS CON BENTONITA O
CAOLINITA.
ARENAS DE MOLDEO Y
CONTROL DE PROPIEDADES
PARA GARANTIZAR LAS PROPIEDADES DE LA
ARENA A UTILIZAR EN EL MOLDEO SE LE
REALIZARAN LAS SIGUIENTES PRUEBAS:
Ensayo de Compresión
Ensayo de moldeabilidad
Ensayo de Compactabilidad
Ensayo de Permeabilidad
Ensayo de Dureza
Determinación del Porcentaje de Humedad
Determinación del Porcentaje de Arcilla Activa
Ensayo de Granulometría
ARENAS DE MOLDEO Y
CONTROL DE PROPIEDADES
SISTEMAS DE ALIMENTACION
UTILIZANDO LAS SIGUIENTES
ECUACIONES Y ASUMIENDO LA
MAZAROTA CILINDRICA SE
DETERMINO LA GEOMETRIA DE LA
MAZAROTA:
H/D= 2 D = 4.67M
Dm = 26.85mm Hm = 53.71mm
Vm = 30411.2mm3
SISTEMAS DE ALIMENTACION
FIGURA 6. REPRESENTACION DE LA BIELA Y
LAS MAZAROTAS
SISTEMA DE LLENADO

Primero se debe seleccionar la caja que permita
moldear la pieza sin ningún problema, cuyas
dimensiones se encuentran en la siguiente tabla:

Para el sistema de llenado de los moldes se
eligo un sistema con un desenso cilindrico,
relación de colada 1-1-1 y llenado lateral,
esto debido a que las paredes del cuerpo
son uniformes y se debe garantizar un
correcto llenado de las mismas. Los
cálculos de la geometría del sistema de
colada se presentan a continuación.
Donde:
 Sd: Sección de descenso.
 B: Coeficiente de Pérdidas.
 tv: Tiempo de enfriamiento.
 g: Gravedad.
 V: Volumen pieza.
 Hi: Altura del sistema de llenado a la parte
superior de la caja.
 Hf: Altura del modelo a la parte superior de
la caja.

La determinación del coeficiente de
perdidas se logro mediante la siguiente
tabla para las relaciones de colada
recomendadas:
De la tabla anterior, conociendo los siguientes
datos
Con L0 = 0.025m, Lc = 0m y hd = 0.1m, así
definimos ; el tiempo de enfriamiento se
determinó por medio de una tabla según el
material, en nuestro caso lo tomaremos
como un acero, y el modulo total de la pieza,
M = 2.67mm
De esta forma los datos recopilados fueron:
Dd = 20.07 mm Vd= 27586.78mm3
Sd = 32.04 mm2
COSTOS
EXISTEN VARIABLES QUE AFECTAN
DIRECTA O INDIRECTAMENTE EL
COSTO DE FABRICACION DE UNA
DETERMINADA SERIE DE PIEZAS.
SE APROXIMARAN LOS COSTOS DE
PRODUCCION PARA 200 PIEZAS EN
AISI 1040 Y NO SE INCLUIRAN LOS
COSTOS DE MAQUINADO YA QUE
ESTE PROCESO SE REALIZA EN OTRA
EMPRESA
COSTO DEL MATERIAL
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Vpieza = 47435.16mm3mm3
Vmazarota = 30411.2mm3
Vcanal = (CON  = 20.07mm.) 31636.22mm3
DENSIDAD DEL ACERO =7.845gr/cm3
Mpieza = 372.36gr
Mmazarota =477.16gr
Mcanal = 248.19gr
Mtotal = 1097.71gr
MTOTALPRODUCCION =219.542 Kg
Costo/Kg =4150
CostoPlacaModelo =500000
CostoToal =1411099.3
COSTO MANO DE OBRA Y
ADMINISTRATIVOS
Servicios públicos que se emplean en el proceso de
fabricación =280320
 Gastos de papelería =15000
 Gastos de transporte =50000
 Asesoría de un ingeniero =170000 POR 2 DIAS
 Gastos imprevistos. Se asume un costo de 10000$
 Salario del operario =2 Operarios A 25000 C.U/DIA
 Utilidades =Utilidad/pieza de 10000,Utilidadtota de 2
millones
 Gastos administracion =3125320
 Gastos admón.+material =4536419.3

CONCLUSIONES



PODRIA PENSARSE QUE LAS PARTES
MASIVAS TARDARIAN EN SOLIDIFICAR,
PERO EL MODULO GEOMETRICO DICE LO
CONTRARIO
LA SELECCION DEL MATERIAL ES DE
VITAL IMPORTANCIA DEVIDO A LA
CONTRACCION EN ESTADO SOLIDO.
SE DEVEN TENER EN CUENTA TODAS LAS
VARIABLES PARA REALIZAR EL MOLDEO
BIBLIOGRAFIA
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
AMERICAN SOCIETY FOR METALS. Metals
Handbook. Vol 5
SIERRA, Horacio. Fundiciones y sus propiedades.
Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín.
TRONCOSO C, J. Modelos para fundición. Medellín:
Universidad nacional.
TRONCOSO C, J. Modelos en piezas fundidas en arena.
Medellín: Universidad nacional.
TRONCOSO C, J. Solidificación en moldes de arena
transferencia de calor. Medellín: Universidad Nacional
Descripción de la norma AFS para arenas de moldeo.
MUCHAS GRACIAS
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biela de motocicleta - Universidad Nacional de Colombia