PROCESO DE FUNDICIÓN A PRESIÓN · 18 de septiembre de 2026
Porosidad en piezas de fundición a presión: cómo evitarla en zamak
Causas (gas y contracción), soluciones en el diseño del molde, parámetros HPDC, vacío y control de calidad: la guía técnica completa.
La porosidad es el defecto más comentado — y más malinterpretado — de la fundición a presión. En las piezas de zamak se manifiesta como micro o macrocavidades internas, en ocasiones aflorando a la superficie, que pueden comprometer la estanqueidad, la resistencia mecánica y la calidad del acabado galvánico. Entender sus dos orígenes físicos (gas atrapado y contracción de solidificación) es el primer paso para controlarla. En esta guía analizamos las causas, las estrategias de prevención en diseño y proceso, tecnologías avanzadas como la fundición a presión al vacío, los métodos de control de calidad y los umbrales de aceptabilidad. El enfoque de Micrometal, empresa de Erbusco (Brescia, Italia) con 35 años de experiencia en fundición a presión de zamak que trabaja para clientes en toda Europa, es claro: prevenir en origen, no corregir al final.
Qué es la porosidad en las piezas de fundición a presión: definición y tipos
La porosidad es la presencia de cavidades — huecos de gas o huecos de contracción — dentro o en la superficie de una pieza solidificada. Su tamaño va desde microporos (fracciones de milímetro) hasta macrocavidades visibles a simple vista. En la fundición a presión en cámara caliente, típica del zamak, la porosidad tiene dos mecanismos bien diferenciados, cada uno con causas y soluciones propias.
Porosidad por gas
Procede del aire y los gases atrapados en la cavidad del molde durante el llenado. El metal líquido, inyectado en pocos milisegundos, no da tiempo a que el aire evacúe por completo a través de los respiraderos y las líneas de unión. Las burbujas quedan atrapadas y aparecen como poros redondeados, a menudo lisos.
Porosidad por contracción
Se forma de manera natural cuando el metal líquido caliente pasa al estado sólido: la contracción volumétrica durante la solidificación genera cavidades de forma irregular, típicamente en las secciones más gruesas, donde el metal solidifica en último lugar. Como explica la literatura técnica de referencia (zinc.org — Mechanical Properties), prácticamente todas las piezas de fundición a presión de zamak contienen cierta porosidad: el término «sound» (pieza sana) no es, por tanto, un absoluto. La norma EN 12844 regula las aleaciones de zamak para fundición a presión y sus requisitos de calidad.
Las causas principales de la porosidad en la fundición a presión de zamak
La alta presión permite el llenado rápido del molde, necesario para que toda la cavidad se llene antes de que cualquier parte de la pieza solidifique, evitando discontinuidades incluso en las secciones más delgadas. Pero esa misma velocidad es el origen del defecto: queda muy poco tiempo para que el aire escape (Wikipedia — Die casting).
Veamos la secuencia lógica que conecta las causas típicas con los dos tipos de porosidad:
Los puntos calientes son secciones de la pieza que se enfrían más lentamente que las zonas circundantes debido a su mayor volumen: generan contracción anómala, porosidad y grietas, evitables con un enfriamiento adecuado del molde (Wikipedia — Casting defect). Una posición desfavorable de la entrada de metal, además, impide que el material fundido alcance todas las regiones de la cavidad por el recorrido de flujo más corto, provocando defectos (zinc.org — General Remarks). Para un panorama completo de los defectos relacionados, remitimos a nuestro glosario de la fundición a presión de zamak.
Cómo influye el diseño de la pieza en la porosidad
La batalla contra la porosidad por contracción se gana — o se pierde — en la mesa de diseño. Las reglas de diseño para el zamak (zinc.org — Design Rules) ofrecen criterios cuantitativos precisos.
La regla de las esferas inscritas
Si imaginamos inscribir una esfera en las distintas secciones de una pieza, cuando los diámetros de dos secciones adyacentes difieren en más de 3:1 puede aparecer porosidad por contracción en las zonas más gruesas. Si la relación supera 6:1, el efecto se vuelve severo y la resistencia se reduce de forma significativa en esa área. El diseño debe apuntar, por tanto, a transiciones graduales de espesor.
Espesores uniformes y reducción de las masas térmicas
Los espesores uniformes favorecen una solidificación homogénea. Donde se necesitan secciones resistentes, es preferible sustituir una masa maciza por nervios y radios de acuerdo: se obtiene la misma rigidez reduciendo la masa térmica y, con ello, el riesgo de puntos calientes y cavidades por contracción. Los ángulos vivos siempre deben redondearse.
En Micrometal estas verificaciones forman parte del análisis DFM (Design For Manufacturing) realizado durante la industrialización del molde. Consultar nuestra guía de reglas de diseño para la fundición a presión de zamak y la sección dedicada a nuestro parque de maquinaria ayuda a plantear correctamente el proyecto desde el inicio, evitando modificaciones costosas sobre un molde ya fabricado.
El papel del sistema de colada, los canales y los respiraderos en la prevención
Si la geometría de la pieza determina la porosidad por contracción, el sistema de colada gobierna en gran medida la porosidad por gas. El diseño del punto de inyección, los canales de alimentación y los respiraderos es donde se concentra el saber hacer del fundidor.
Los respiraderos (vents) colocados a lo largo de las líneas de unión permiten que el aire evacúe durante el llenado: son la solución principal contra el atrapamiento de gases (Wikipedia — Die casting). El dimensionamiento del punto de inyección y los canales debe garantizar un flujo ordenado y no turbulento, que reduce la ingestión de aire en el metal fundido. Un recorrido de flujo más corto y un llenado equilibrado de la cavidad minimizan los frentes de metal que colisionan generando burbujas.
Parámetros de proceso críticos: velocidad, presión y temperatura
Con el mismo molde, los parámetros de inyección marcan la diferencia entre una pieza conforme y una porosa. Cada palanca actúa principalmente sobre uno de los dos tipos de porosidad.
| Parámetro | Actúa contra | Efecto técnico |
|---|---|---|
| Velocidad de inyección | Porosidad por gas | Controla el régimen de flujo y la evacuación del aire; una velocidad mal calibrada aumenta la turbulencia y el atrapamiento |
| Presión de intensificación | Porosidad por contracción | Comprime el metal durante la solidificación, compensando la contracción volumétrica y cerrando los microhuecos |
| Temperatura del molde | Contracción + puntos calientes | Un molde a ~150-200°C gestiona la velocidad de solidificación y reduce los puntos calientes |
| Temperatura de colada | Llenado | El zamak se inyecta a ~415-430°C: garantiza fluidez sin sobrecalentamientos que favorezcan la absorción de gases |
La calibración no es universal: cambia según la aleación. Las cuatro aleaciones de zamak Zamak 3, Zamak 5, Zamak 2 y ZP8 presentan comportamientos de solidificación diferentes (Zamak 3 es la más dúctil, Zamak 2 la más dura y resistente, ZP8 la más rica en aluminio). Con nuestro parque de 11 máquinas de cámara caliente — 7 prensas Agrati, Italpresse y Frech más 4 islas robotizadas, en el rango de 20 a 90 toneladas — ajustamos los parámetros a medida para cada componente y aleación, siguiendo las indicaciones de la norma EN 12844 y las buenas prácticas de proceso de NADCA.
Tecnologías avanzadas: fundición a presión al vacío y simulación CAE
Cuando el proceso estándar no basta, existen tecnologías que actúan más a fondo sobre las causas.
En la fundición a presión asistida por vacío (VHPDC — Vacuum assisted High Pressure Die Casting), una bomba de vacío elimina el aire y los gases de la cavidad del molde y del sistema de alimentación de metal antes y durante la inyección. El resultado: porosidad notablemente reducida, posibilidad de tratamiento térmico y soldadura (imposibles en el proceso estándar, donde el calor hace que el gas de los poros se expanda, generando microgrietas y exfoliación superficial) y un mejor acabado (Wikipedia — Die casting).
| Aspecto | HPDC estándar | VHPDC (al vacío) |
|---|---|---|
| Porosidad por gas | Presente, controlable con respiraderos | Fuertemente reducida |
| Tratamiento térmico / soldadura | No recomendados | Posibles |
| Aplicaciones típicas | Componentes no estructurales | Componentes estructurales críticos |
| Coste / complejidad | Estándar | Mayor |
El vacío no es, sin embargo, necesario para todas las aleaciones de zamak: para Zamak 3/5/2/8 en aplicaciones no estructurales, un HPDC bien diseñado suele ser suficiente. Es una tecnología adicional que debe evaluarse caso por caso, no un estándar indiscriminado.
Aguas arriba, la simulación CAE/CAD del llenado y la solidificación permite predecir dónde se formarán cavidades por contracción y corregir la geometría y el sistema de colada antes de cortar el acero, evitando mayores tasas de rechazo y costes unitarios más elevados (zinc.org). Es la herramienta que transforma la prevención de la porosidad, de un arte empírico, en una ingeniería de diseño.
Cómo se mide y controla la porosidad: métodos de inspección
Prevenir no basta: hay que verificar. La porosidad interna, por definición no visible, requiere métodos de inspección específicos.
Inspección radiográfica (RX)
El método de referencia para detectar cavidades internas. La norma ISO 9915 especifica las reglas para la implementación de la inspección radiográfica en piezas de aleación, incluidos los criterios de aceptación de discontinuidades. Las radiografías de referencia ASTM E505 (piezas de fundición a presión de zinc), ASTM E192 (microporosidad) y ASTM E155 constituyen el estándar visual para clasificar la severidad de los defectos.
Pruebas de estanqueidad
Para las piezas destinadas a contener fluidos o gases, la prueba de estanqueidad (por presión o por caída de presión) verifica la ausencia de vías de fuga pasantes generadas por porosidad interconectada.
Cuándo la porosidad es aceptable: umbrales e impregnación como solución
Dado que cierta porosidad es intrínseca al HPDC, la pregunta correcta no es «¿hay porosidad?» sino «¿la porosidad presente compromete la función de la pieza?».
Las fuentes técnicas (zinc.org — Mechanical Properties) indican que si el nivel de porosidad está entre aproximadamente el 1% y el 5% y los poros individuales son muy pequeños, el efecto sobre la resistencia no es significativo. Ahora bien: la distribución importa tanto como el porcentaje nominal. Una pieza con porosidad concentrada en una zona estructuralmente crítica es más problemática que otra con porosidad difusa y uniforme. Diseñadores y fundidores deben, por tanto, garantizar la integridad precisamente en las áreas funcionales.
La impregnación al vacío
Para las piezas que deben ser estancas, la impregnación al vacío es una solución posterior: un sellante penetra y cierra las porosidades y las vías de fuga. Está regulada por normas militares como MIL-STD-276A y MIL-I-17563C. Atención a su papel correcto: no es una técnica de prevención, sino una solución complementaria posterior a la fusión, orientada únicamente a la estanqueidad.
La porosidad aflorante es además enemiga de la calidad galvánica: los poros superficiales atrapan los baños y generan defectos en los acabados galvánicos, incluido el delicado ciclo Cu-Ni (cobre de base más níquel). Por eso el enfoque de Micrometal es prevenir en origen — diseño del molde, sistema de colada y parámetros optimizados — en lugar de recurrir a costosas soluciones posteriores.
Preguntas frecuentes sobre la porosidad en piezas de fundición a presión de zamak
¿Se puede eliminar por completo la porosidad en una pieza HPDC?
No. Las fuentes técnicas (zinc.org, Wikipedia — Die casting) confirman que cierta porosidad residual es intrínseca al proceso de fundición a presión de alta presión estándar, incluso en procesos muy refinados. El objetivo realista es minimizarla y confinarla lejos de las áreas críticas.
¿La porosidad afecta siempre a la resistencia mecánica?
No siempre. Con una porosidad entre el 1% y el 5% y poros muy pequeños, el efecto sobre la resistencia es insignificante. Se vuelve crítica cuando se concentra en zonas estructuralmente solicitadas: la distribución es tan determinante como el porcentaje.
¿Por qué la porosidad es un problema para la galvanoplastia?
Los poros aflorantes retienen los baños galvánicos y los gases, provocando burbujas, manchas y desprendimientos en el acabado. Una superficie libre de porosidad aflorante es esencial para ciclos como el niquelado Cu-Ni.
¿Cuándo conviene la fundición a presión al vacío?
Cuando se necesitan componentes estructurales, tratables térmicamente o soldables, o con requisitos de porosidad especialmente exigentes. Para la mayoría de las aplicaciones no estructurales en Zamak 3/5/2/8, un HPDC bien diseñado es suficiente.
¿Tienes un componente con requisitos de estanqueidad, integridad estructural o acabado crítico? Solicita una asesoría técnica a Micrometal: nuestro equipo técnico evalúa geometría, aleación y proceso para minimizar la porosidad desde la fase de diseño. Teléfono +39 030 7760830.
Revisión técnica: Marco Sega
Contenido redactado con la ayuda de sistemas de inteligencia artificial y sometido a supervisión técnica de la redacción. Responsabilidad editorial: Micrometal S.r.l.