Introdução
A fundição sob pressão envolve o aquecimento de metais até a forma fundida antes de remodelá-los nas formas e estruturas desejadas em um molde. Essa técnica de fabricação já é utilizada desde o início de 1800, o que, após diversos avanços, garantiu o rendimento de peças com precisão dimensional.
Este artigo é uma visão geral abrangente da fundição sob pressão, incluindo o tipo, etapas de fabricação das peças, opções de materiais, acabamento superficial e outros aspectos complexos.
O que é fundição sob pressão?
A fundição sob pressão é um processo de fabricação de peças que envolve a fusão de metais e ligas antes de injetá-los em um molde pré-fabricado. Em moldes fundidos sob pressão, geralmente feitos de alumínio ou aço, o metal liquefeito esfria e solidifica no formato pretendido da peça.
Esses moldes geralmente são fabricados usando outro processo, como usinagem CNC, e geralmente são de uso único. Esse recurso torna a fundição sob pressão um processo de fabricação de alta precisão, garantindo repetibilidade e que as peças atendam aos requisitos de tolerância rígida.
Classificação do processo de fundição sob pressão
Embora existam vários processos de fundição sob pressão, dois processos comuns são usados nas indústrias de manufatura. Eles são os processos de fundição sob pressão de câmara de impacto e câmara fria. Na verdade, são basicamente o mesmo processo, com distinções específicas.
Sem muita demora, vamos examinar os dois processos de fundição sob pressão.
Fundição sob pressão de câmara quente
A fundição sob pressão em câmara quente é o processo mais rápido e comum. No entanto, é mais adequado para metais e ligas de baixo ponto de fusão, como zinco, chumbo e estanho. O processo envolve a injeção do metal já aquecido e fundido diretamente na matriz sob alta pressão, regulada por sistema hidráulico. À medida que o metal esfria e solidifica na forma desejada na matriz, o ciclo de fundição é mais rápido.
Fundição em câmara fria
Como a câmara quente é mais comum e rápida, o inverso é o caso da fundição sob pressão em câmara fria. Além disso, é a escolha mais favorável para metais de alto ponto de fusão, como ligas de alumínio. O processo envolve primeiro canalizar o metal fundido para a câmara fria antes de injetá-lo na matriz sob extrema pressão.
O sistema hidráulico utilizado na manutenção da alta pressão é semelhante para ambos os métodos. No entanto, a fundição sob pressão em câmara fria requer uma pressão significativamente mais alta do que o revestimento em câmara quente. A fundição sob pressão em câmara fria é o melhor método, visto que é compatível com mais opções de metal. Além disso, reduz a corrosão da máquina e o risco de danificar o sistema de bombeamento.
As etapas da fundição sob pressão
Independentemente do tipo de câmara de fundição sob pressão com a qual você está trabalhando, a operação segue etapas semelhantes. Abaixo está uma rápida visão geral de todas as etapas do processo de fundição sob pressão.
Preparação e fixação de moldes
O primeiro passo é preparar o molde para fundição sob pressão. Esta etapa é realmente crítica, pois desempenha um papel crucial no resultado do processo. A reparação do molde envolve a limpeza da matriz para remover todas as impurezas e lubrificá-la para melhor injeção e ejeção do eventual molde. Após a preparação do molde, prenda e fixe a matriz para manter a alta pressão.
Derretimento e Injeção
Embora esta etapa signifique derreter o metal e despejá-lo na câmara de injeção, há uma pequena distinção. Após derreter o metal em alta temperatura e pressão, ele é passado para uma câmara quente ou fria, dependendo da utilização. Depois, o metal é injetado no sistema hidráulico, ainda em alta pressão.
Resfriamento e Solidificação
Após a injeção, o molde fundido geralmente passa por uma fase de resfriamento e eventual solidificação de seu conteúdo. Esta fase é crucial para a durabilidade do molde, daí a necessidade de resfriamento e solidificação ideais na forma do molde projetado antes da ejeção.
ejeção
Depois de solidificado, o fabricante solta o molde, seguido pelo mecanismo de ejeção, que empurra o sólido fundido para fora da matriz.
Corte e outros pós-processamento
Nesta fase, você já tem sua peça fundida. Portanto, o fabricante remove excessos nos abetos e corredores, inclusive no produto acabado. Use uma serra ou matriz para garantir um corte ideal. Posteriormente, você pode realizar outras operações de pós-processamento, como anodização ou galvanoplastia, para melhorar ainda mais as características gerais do produto.
Materiais comuns para técnica de fundição sob pressão
Embora a fundição sob pressão seja adequada para várias opções de metal, ela é preferida para metais de baixo ponto de fusão. Esse recurso o torna mais comumente usado para metais não ferrosos. Abaixo está uma visão geral das ligas metálicas padrão compatíveis com técnicas de fabricação de fundição sob pressão.
Liga de alumínio
Exemplos de liga de alumínio para fundição sob pressão incluem ADC12, ADC1, A360, A380, A413, B390, EN AC 43500 e A356. Assim como o alumínio padrão, essas ligas são conhecidas por sua excelente relação resistência/peso, o que as torna uma boa opção para a fabricação de peças leves que exigem resistência considerável.
Além disso, são resistentes à corrosão e possuem excelente condutividade térmica, o que torna as ligas de alumínio excelentes para fundição sob pressão. Além disso, as peças fundidas de alumínio podem manter a estabilidade dimensional mesmo depois de passar por condições adversas.
Liga De Zinco
As ligas de zinco típicas para peças fundidas sob pressão incluem ZDC3 e ZDC5. Estas ligas de zinco são conhecidas pelo seu ponto de fusão, que é inferior a 800 graus Fahrenheit. Esta propriedade os torna uma excelente escolha para fundição sob pressão. Além disso, as peças fundidas de zinco são altamente dúcteis, tendo boa condutividade térmica e estabilidade dimensional, tornando-as adequadas para a fabricação de projetos complexos.
liga de magnésio
A liga de magnésio padrão para peças fundidas sob pressão é AZ91D. Sua principal propriedade é a leveza, o que o torna uma escolha popular para a criação de componentes para a indústria aeroespacial, onde a baixa densidade é um critério crítico. No entanto, o magnésio é geralmente utilizado na fabricação devido à sua inflamabilidade.
Liga de cobre
Exemplos de ligas de cobre para fundição sob pressão incluem H58, H59, H62, H65 e H68. As ligas de cobre são conhecidas por suas excelentes propriedades condutoras. Além disso, eles são relativamente resistentes à corrosão. Essas duas características os tornam uma boa escolha para a fabricação de moldes sob pressão.
Opções de acabamento de superfície e pós-processamento para peças fundidas sob pressão
As peças fundidas sob pressão são compatíveis com várias opções de acabamento superficial e pós-processamento. Abaixo está uma breve visão geral dos diferentes acabamentos adequados produto de fundição.
Jato de areia
O jateamento de areia, às vezes chamado de jateamento abrasivo, envolve a propulsão de material abrasivo na superfície das peças sob alta pressão. Dependendo de seu uso, ele pode suavizar uma superfície áspera, tornar áspera uma superfície lisa ou apenas ajudar a mascarar manchas e falhas na fundição sob pressão. É muito semelhante ao jateamento de contas.
No entanto, o jateamento de areia é mais agressivo e cria revestimentos mais densos. Portanto, é a melhor escolha para eliminar contaminantes de superfícies metálicas fundidas. Ainda assim, ambos servem aplicações semelhantes para melhorar as propriedades gerais da superfície de uma peça, incluindo estética e resistência ao impacto, arranhões e corrosão.
Powder Coating
O revestimento em pó é uma operação de acabamento típica para peças fundidas sob pressão. Envolve a aplicação de partículas de pó carregadas na superfície de um material. No entanto, garante o mascaramento de falhas e manchas de fabricação, ao mesmo tempo que melhora a espessura, a aparência e as propriedades mecânicas.
Portanto, o produto acabado é mais durável e resistente a arranhões, impactos e corrosão. Além disso, o revestimento em pó é ecologicamente correto, pois não utiliza nem gera nenhum material tóxico ou nocivo.
Pintura
A pintura é sem dúvida o acabamento superficial mais utilizado devido à sua simplicidade. Envolve a pulverização de tintas ou às vezes esmalte ou laca na superfície da peça acabada. O resultado final deste acabamento superficial é uma peça mais brilhante e esteticamente atraente.
Anodização
A anodização é outro processo que melhora a qualidade da superfície de uma superfície metálica fundida sob pressão. O processo envolve a criação de uma película de óxido anódico na superfície do metal, proporcionando uma camada extra de espessura e melhorando a estética. Ao contrário do acabamento discutido anteriormente, é relativamente caro.
Além disso, é um acabamento mais padrão para peças de alumínio, embora outros metais não ferrosos como o zinco também sejam compatíveis com este acabamento. Após esse acabamento, a peça fundida resultante apresenta melhor aparência e resistência mecânica e química, aumentando sua durabilidade.
Galvanização
O galvanização envolve a galvanoplastia padrão ou o processo sem eletrólito. Qualquer um dos processos envolve o revestimento das peças fundidas com outro metal com propriedades mecânicas e químicas melhoradas, como resistência à corrosão. A principal diferença é que enquanto a corrente elétrica catalisa o processo de galvanoplastia, os minerais catalisam a galvanização das peças fundidas sob pressão.
Revestimento Teflon
O revestimento de Teflon é um processo de revestimento químico que envolve o uso de Teflon – um material plástico quimicamente conhecido como politetrafluoroetileno (PTFE). O processo consiste em borrifar a superfície metálica com esse plástico impermeável, o que melhora a peça. A superfície resultante é não corrosiva e menos reativa, servindo como barreira mecânica que protege a peça, garantindo maior durabilidade.
Impregnação
A impregnação é outro processo de revestimento, denominado revestimento de saturação ou selagem de porosidade, pois utiliza substratos porosos com estrutura contendo poros que penetram em todo o substrato. O processo resultante garante o preenchimento dos poros com termofixos e polímeros resinosos, reforçando ainda mais o material. Portanto, o material fundido sob pressão resultante é aprimorado com melhores propriedades mecânicas, químicas e de superfície geral.
Os maquinistas e OEMs devem limpar suas peças fundidas antes de iniciar qualquer operação de acabamento. Embora o acabamento superficial ajude a mascarar as impurezas, é melhor reduzir ou remover algumas delas, como óleo e lubrificante, antes do acabamento para melhorar ainda mais a qualidade do acabamento.
Aplicações de peças de fundição sob pressão
A fundição sob pressão é altamente versátil, adequada para criar diferentes estruturas, incluindo peças complexas. Esse recurso o torna uma técnica de fabricação comum em vários setores. Abaixo está uma breve visão geral de seu uso em algumas das indústrias mais populares do mundo.
Indústria automobilística
A fundição sob pressão é um processo típico de fabricação de peças para a indústria automotiva. É usado para criar peças simples a complexas, como engrenagens, blocos de motor e cabeçotes, gladhands, conectores e componentes de transmissão, entre outras peças.
Indústria aeroespacial
Devido à sua precisão relativamente alta, versatilidade e economia, é adequado para a criação de peças para a indústria aeroespacial. Produz peças que atendem aos padrões especificados de qualidade e segurança. Essas peças podem suportar condições adversas, garantindo durabilidade e especificações de tolerância rígidas.
Indústria Eletrônica e de Bens de Consumo
A indústria elétrica é outro setor importante que utiliza produtos de fundição sob pressão para a fabricação de diversos aparelhos. O processo de fabricação é usado para criar componentes elétricos e domésticos, como quadros de distribuição, disjuntores, bielas, pistões de compressores, painéis, etc.
Indústria médica
A fundição sob pressão é capaz de criar peças que aderem aos padrões e regulamentos de segurança da FDA, tornando-a um processo adequado para a fabricação de dispositivos e ferramentas médicas. O processo é usado para criar instrumentos e equipamentos médicos duráveis.
Outras Aplicações
Além de todas as aplicações discutidas acima, a fundição sob pressão ainda oferece aplicações em diversos setores, como na fabricação de peças para móveis ou outros componentes domésticos. Por exemplo, é usado na fabricação de ferragens como torneiras de pia, puxadores e puxadores de gavetas, maçanetas de portas, brinquedos, carcaças de ferramentas elétricas, dissipadores de calor, etc.
Prós e contras da fundição sob pressão
Esta seção discutirá os prós e os contras da fundição sob pressão na fabricação de peças e estruturas.
Prós da fundição sob pressão
A fundição sob pressão é um processo de fabricação comum devido ao seu baixo custo de produção e facilidade de fabricação. Abaixo estão benefícios mais específicos da fundição sob pressão.
- Permite a criação de peças simples a complexas
- Menos custos de mão de obra e ferramentas em comparação com outros processos como usinagem
- Oferece fabricação de alta precisão e mantém especificações de tolerância rigorosas
- Taxas de produção rápidas com alta eficiência
- É um processo altamente versátil, adequado para vários tipos de metais, incluindo alumínio, zinco, cobre e magnésio.
- Ecológico, pois a maioria dos materiais para este processo são recicláveis
Contras da fundição sob pressão
Abaixo estão algumas das desvantagens deste processo
- Inadequado para grandes estruturas de chapa metálica
- Dependendo da complexidade da peça, a fundição sob pressão pode prolongar os tempos do ciclo de produção.
- Inadequado para metais com altos pontos de fusão
Fatores que impactam os custos de fundição sob pressão
A fundição sob pressão é relativamente econômica em comparação com outros processos de fabricação, como usinagem e impressão 3D. No entanto, alguns critérios específicos podem aumentar os custos de fabricação da fundição sob pressão. \
Abaixo está uma visão geral de alguns desses fatores.
Custos de ferramentas e moldes
Independentemente do processo de fabricação, o custo do molde e de todo o ferramental desempenha um papel crucial no custo de produção resultante. No que diz respeito à fundição sob pressão, os fabricantes muitas vezes precisam primeiro fabricar o molde antes de prosseguir com a fundição da peça. Portanto, o processo de fabricação para criar o molde fundido determinará o custo.
Escolha do Material
O material selecionado para fundição sob pressão também contribui para o custo de fabricação. Geralmente, alguns materiais são mais caros; por exemplo, o alumínio é mais caro que o aço carbono e o titânio é ainda mais caro que o alumínio. Portanto, utilizando um material caro, você espera um aumento geral no custo total de produção. Além disso, alguns materiais podem exigir mais calor e pressão para serem fundidos. Neste caso, aumentam os custos de produção através do processamento.
Opções de acabamento de superfície
As operações de pós-processamento exigidas pela fundição sob pressão também influenciam o custo de produção. Isso inclui desde acabamentos básicos, como recortes, até outros mais extensos, como pintura e galvanoplastia. Portanto, o custo real desta operação afetará o preço.
Embora o corte seja esperado principalmente para todos produtos de fundição sob pressão, os fabricantes podem melhorar a aparência através de acabamentos adicionais, melhorando a durabilidade e os custos totais da peça. Por exemplo, você espera que a pintura custe menos do que o revestimento ou outro acabamento secundário sofisticado.
Requisitos de tolerância e qualidade
Tolerância rigorosa e padrões de qualidade influenciam os custos de fabricação. Os fabricantes geralmente exigem ferramentas especializadas e acabamento superficial para garantir que as peças atinjam tolerâncias rígidas e requisitos de alta qualidade. A fabricação dessas peças exige cuidados extras, maior monitoramento de precisão e análise de qualidade, o que gera mais gastos.
Tamanho, peso e volume das peças
O tamanho, peso e quantidade necessários de peças fundidas sob pressão também afetam os custos. Por exemplo, o tamanho e o peso determinam o uso do material, o tempo de fabricação e o uso de energia. Portanto, componentes mais extensos e pesados custarão mais caro. No entanto, a fabricação em grande volume pode reduzir os custos por peça, pois requer as mesmas ferramentas e especificações, mas distribui os custos de produção pelos componentes individuais.
Serviços especializados de fundição sob pressão da Zintilon
Embora a fundição sob pressão seja relativamente simples, alcançar os resultados desejáveis requer experiência. Portanto, você deve fazer parceria com um serviço confiável para ajudar a garantir que sua fabricação atinja todas as especificações de projeto necessárias.
Zintilon é um fornecedor especializado de serviços de fundição sob pressão. Contamos com profissionais altamente qualificados e com as habilidades certas para ajudar a garantir sua produtos de fundição sob pressão se adapta ao uso pretendido. Oferecemos ainda aconselhamento especializado sobre a melhor forma de criar a sua peça caso necessite de esclarecimentos.
Contate-nos hoje para suas peças de fundição sob pressão!
Conclusão
A fundição sob pressão é um processo vital de fabricação de peças metálicas. É altamente versátil, econômico e eficiente para criar peças de diversos formatos, estruturas e padrões de precisão. Essas propriedades tornam-no uma técnica de fabricação valiosa para a fabricação industrial. Este artigo fornece uma revisão detalhada de tudo o que você precisa entender sobre o processo antes de selecioná-lo para sua fabricação.
Perguntas frequentes
O que é um molde fundido?
Uma fundição sob pressão refere-se ao resultado do processo de fabricação de fundição sob pressão. É um componente metálico fabricado por fundição sob pressão.
O que é ferramenta de fundição sob pressão?
A ferramenta de fundição sob pressão refere-se explicitamente à matriz ou molde de aço, que é parte integrante do processo de fundição. O molde geralmente é pré-fabricado por meio de um processo de fabricação adequado, que define a forma, design, estrutura e outras especificações do produto pretendido.
Como a fundição sob pressão difere da moldagem por injeção?
Embora ambos os processos compartilhem algumas semelhanças, e alguns possam até confundi-los como o mesmo método, a fundição sob pressão e a moldagem por injeção são distintas. A principal distinção é que a fundição sob pressão fabrica peças de metal e a moldagem por injeção é preferida para a criação de peças de plástico.
Ótimo, Juntos
