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O que é fundição sob pressão? Processos, Materiais, Aplicações, Custos

Fundição sob pressão: peças metálicas de alta pressão acessíveis para muitos usos. Aprenda processos, materiais, fatores de custo e muito mais!
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Fundição sob pressão é um processo que promete peças metálicas de alto desempenho. Ao usar este método, você pode fabricar componentes robustos para diferentes setores a um custo acessível. O melhor é que não é tão complexo quanto outros procedimentos de moldagem e os resultados são permanentes. Para ajudá-lo a entender o processo, continue lendo enquanto descobrimos o que é fundição sob pressão, os diferentes processos envolvidos, materiais, aplicações e quanto é necessário para produzi-los.

O que é fundição sob pressão?

Um diagrama detalhado de um sistema de fundição sob pressão mostrando componentes como punção, fundição, canal e canal, destacando a engenharia complexa

É um processo pelo qual você pode fazer coisas de diferentes formatos, empurrando metal fundido usando alta pressão. Um exemplo disso são os cabeçotes de cilindro em liga de alumínio. 

A fundição sob pressão pode ser usada para produzir bens comerciais, industriais e de consumo. 

Os processos de fundição sob pressão

Fundição sob pressão emprega dois tipos de máquinas para produzir peças fundidas de metal de duas maneiras diferentes:

  • Câmara Quente
  • Câmara Fria

Câmara Quente

o processo de fundição sob pressão em câmara quente, onde o metal fundido é forçado para dentro de uma cavidade do molde por um êmbolo através de uma passagem em pescoço de ganso

Também conhecida como fundição pescoço de ganso ou matriz quente, o metal é aquecido em um forno que é posteriormente conectado a uma máquina de fundição. O metal fundido é então introduzido no molde usando alta pressão hidráulica.  

Com a ajuda deste processo, pode-se criar algumas formas complexas. Materiais de alta qualidade com baixos pontos de fusão são ideais para uma câmara quente.

Ligas adequadas para câmara quente: zinco, chumbo, estanho e magnésio.

Vantagens da fundição sob pressão em câmara quente

  • Produtos de alta qualidade são produzidos com requisitos mínimos ou inexistentes de pós-processamento. Isso também ajuda a economizar tempo.
  • É um processo eficiente. 
  • O processo é mais rápido. Cerca de 18.000 fotos podem ser produzidas a cada hora para componentes menores.
  • Processo versátil. Podem ser produzidos vários formatos, bem como geometrias, para uma ampla variedade de componentes e peças.
  • Pouco desperdício. 
  • A matriz dura muito, pois o ponto de fusão é baixo.

Desvantagens da fundição sob pressão em câmara quente

  • Pode sair caro porque o investimento inicial em ferramentas é alto. Então, funciona mais apenas para produção em larga escala.
  • A escolha de materiais é limitada, uma vez que a máquina requer apenas materiais de baixo ponto de fusão.
  • Existe limitação no tamanho e complexidade das peças devido à baixa fluidez do metal. 

Câmara Fria 

uma máquina de fundição sob pressão de câmara quente, que inclui pescoço de ganso, bico, êmbolo e câmara

Outro tipo de processo de fundição sob pressão ocorre na câmara fria. Neste, o metal fundido é adicionado à manga de granalha com o auxílio de uma concha, manualmente ou automaticamente. Isto é seguido pela propulsão do metal para dentro do molde. O contato entre os componentes do injetor e o metal quente é mínimo, o que ajuda a prolongar a vida útil do metal. 

Vantagens do processo de câmara fria

  • As peças são robustas e mais leves. Não necessitam de processos adicionais como fixação ou soldagem.
  • Eles são duráveis e estáveis e resistentes ao calor.
  • A taxa de produção é alta com usinagem envolvida. 
  • Formas complexas podem ser produzidas sem necessidade de ferramentas adicionais.
  • Facilita múltiplas técnicas de acabamento, como liso ou texturizado. Cada acabamento requer pouca ou nenhuma preparação. 

Desvantagens do Processo de Câmara Fria

  • O tempo de ciclo é menor que o da câmara quente.
  • É caro porque o custo de fundição do molde é alto
  • Ocupa mais espaço
  • A máquina precisa ser operada manualmente 

Materiais usados na fundição sob pressão

O processo de fundição sob pressão utiliza metais ferrosos e não ferrosos. No entanto, isso não significa que você pode usar qualquer material. Na verdade, você só pode escolher materiais como cobre, ferro, magnésio, zinco, alumínio, chumbo, silício e estanho. Estes podem ser aquecidos até um determinado ponto de fusão e depois prensados em moldes de formatos diferentes. 

Diferentes tipos de materiais usados na fundição sob pressão

Alumínio

Diferentes tipos de materiais usados na fundição sob pressão

O alumínio é um dos materiais mais utilizados no processo de fundição sob pressão. Primeiro, é altamente barato e, segundo, é leve e também bom para o meio ambiente. As ligas de alumínio compreendem cobre, magnésio e silício e são mais adequadas para o processo de fundição sob pressão em câmara fria. 

Outras propriedades que os diferenciam incluem alta condutividade térmica e resistência à corrosão. Os fabricantes podem experimentar diferentes geometrias, pois o material possui alta estabilidade dimensional e é fino.

Algumas das ligas de alumínio mais comumente usadas são 380, 390, 413, 443 e 518. 

Magnésio

várias peças fundidas em magnésio

Outro material de fundição sob pressão popular é o magnésio. É o oitavo elemento mais abundante encontrado no Núcleo da Terra. O que o torna tão utilizável é que pesa ainda menos que o alumínio. Além disso, uma vantagem adicional do magnésio é que ele é fácil de usinar. 

Essa capacidade de usinagem o torna altamente funcional para indústrias que necessitam de peças fundidas com detalhes extras ou acabamento superficial com máquinas. O magnésio é, portanto, usado de forma mais vívida na fundição sob pressão em câmara quente. Alguns dos elementos encontrados nas ligas de magnésio incluem zinco, alumínio, silício e manganês. 

Algumas ligas de magnésio empregadas na fundição sob pressão são AZ91D, AM60 e algumas ligas de terras raras, como AS41B e AE42.

Zinco

Algumas das ligas mais facilmente fundíveis se enquadram na categoria de zinco. Embora usado no processo de fundição sob pressão em câmara quente, ainda é um favorito entre os fabricantes que o admiram devido às suas muitas vantagens. Isso inclui ductilidade, alta resistência e adequação. Além disso, as ligas de zinco não enfrentam muito desgaste.

O zinco, como sabemos, é utilizado no lugar do ferro e do latão devido à sua capacidade de ser fundido em peças decorativas e práticas. Lembre-se de que não é tão leve quanto o alumínio ou o magnésio e é composto por cobre, magnésio e alumínio. 

As ligas de zinco incluem nomes como Zamak 3, Zamak 2 e Zamak 5. 

Outras ligas usadas para fundição sob pressão

Lata

Um material não tóxico que pode ser facilmente combinado com outros materiais é a liga de estanho. O material possui baixo ponto de fusão com excelente fluidez fundida. Forma facilmente ligas com outros materiais, tornando-o um dos mais procurados quando se trata de fundição sob pressão.

É utilizado como um dos materiais de soldagem e também pode ser utilizado para ferro fundido. Além disso, a estabilidade dimensional é alta. Mesmo que encolha durante a fabricação, não há danos, pois o encolhimento ocorre durante a solidificação.

Liderar

Este metal pode lidar com a corrosão como nenhuma outra liga. É essa propriedade que o torna útil na fabricação de rolamentos, itens ornamentais e equipamentos de segurança contra incêndio. No entanto, o chumbo não é recomendado para peças que possam entrar em contato com alimentos. 

Aplicações de materiais fundidos sob pressão

Liga de alumínio 

  • Automotivo: mais leve, o alumínio é uma alternativa ao ferro e ao aço, que são mais pesados. Seu uso resultou na diminuição do consumo de combustível e na otimização carcaça da caixa de velocidades
  • Aeroespacial: Seu peso leve é a razão pela qual o alumínio é usado para produzir peças aeroespaciais.
  • Carcaça e conectores elétricos: Os produtos desta indústria aproveitam as propriedades elétricas e de blindagem de alto desempenho do alumínio.
  • Dispositivos portáteis: As propriedades de blindagem do alumínio o tornam adequado para dispositivos, bem como sua longa vida útil e blindagem EMI/RFI.
  • Construção: Molduras de janelas, grades de cortinas, divisórias, acessórios e revestimentos utilizam produtos de fundição de alumínio.

Liga de magnésio

  • Automotivo: O magnésio leve garante que o produto fique eventualmente mais leve. Isso, por sua vez, aumenta a velocidade e a eficiência do veículo. Esta propriedade torna o magnésio perfeito para a fabricação de carros de alto desempenho. Um exemplo é um carro esportivo.
  • Aeroespacial: Esta indústria está sempre em busca de materiais que sejam leves e durem muito tempo. O zinco atende adequadamente a esses requisitos. 
  • Invólucro e invólucros eletrônicos: Com alta capacidade condutiva, o magnésio protege contra interferência eletromagnética. Pela mesma razão, eles estão sendo empregados no desenvolvimento de produtos de alta qualidade, como tablets, smartphones e aparelhos de TV.

Zinco

  • Automotivo: É um metal duro e forte. Portanto, é frequentemente visto em sistemas AC, sistemas de freio e sistemas de combustível. Os sistemas de motor e de direção hidráulica também usam zinco. 
  • Elétrica e eletrônica: paredes finas aumentam as propriedades de blindagem do zinco e melhoram o desempenho elétrico.
  • Produtos complicados: Para qualquer indústria que necessite de produtos complexos, o zinco é ideal, pois pode ser fundido facilmente.
  • Peças elétricas e de consumo: Produtos de consumo, como torneiras de pia, pistões de compressores, bielas, dissipadores de calor, etc., podem ser fabricados usando peças elétricas e de consumo de alta qualidade. 
  • Indústria moveleira: A fundição sob pressão é frequentemente usada para preparar componentes de móveis, como puxadores e puxadores de gaveta.

Lata 

Geralmente, o estanho é usado para preparar joias e itens decorativos, mas também pode ser usado para fazer eletrodomésticos. Além disso, por não ser tóxico, funciona bem em equipamentos usados para armazenar alimentos.

Bronze

Parece ouro branco e liga de aço inoxidável, e a indústria joalheira o utiliza como material fundido devido ao seu baixo ponto de fusão.

Além disso, existem muitas indústrias que utilizam materiais de fundição sob pressão para produzir produtos de alta qualidade e duráveis. 

Custo de fundição sob pressão

Geralmente, a fundição sob pressão funciona para produção em larga escala e o custo pode variar entre $50000 e $60000. Esse alto custo pode ser atribuído a muitos fatores. Vamos discuti-los um por um. 

Fatores que afetam o custo da fundição sob pressão

Durante a produção

Material

O custo do material é um fator chave na determinação do custo geral da fundição sob pressão. Primeiro, o preço do metal pode variar dependendo de quão fácil é obtê-lo e de sua aparência física. Outros determinantes incluem a sua reciclabilidade e o acabamento necessário após a fundição. Embora 90-95% de resíduos sejam utilizados, os resíduos de material também são contados.

Máquina

Como já discutimos, existem dois tipos de máquinas utilizadas na fabricação moldes fundidos: câmara quente e câmara fria. Das duas, a câmara quente é mais barata que a máquina fundida da câmara fria. Porém, o primeiro tem algumas limitações e sua escolha deve depender da sua necessidade final. 

Complexidade no design

Quanto mais complexidades você precisar, maior será o custo da fundição sob pressão. Alguns exemplos desses requisitos de projeto incluem rebaixos, altas tolerâncias e paredes finas. 

Volume de produção

Simplificando, quanto maior o volume, maior o custo. A produção em grande escala exigirá mais materiais e ferramentas e, portanto, o custo será elevado.

Ferramentas e moldagem

Você precisaria de ferramentas para fazer a fundição e também teria que gastar dinheiro para operá-las. Não só isso, mas a sua manutenção tem um preço. Esses custos adicionais aumentam o custo de fundição sob pressão de um metal.

Custo do trabalho

Além do acima exposto, a garantia de qualidade (processo que ajuda a estabelecer a pós-produção de qualidade do produto), a embalagem e a expedição exigem mão de obra. Às vezes, procedimentos de pós-processamento como toque, Usinagem CNC, anodização e perfuração também são necessárias, somando-se ao custo bruto.

Pós-produção

Não apenas o acima exposto, o seguinte também é levado em consideração ao decidir o custo de um molde fundido:

Taxa de projeto

Geralmente é 2-3 % da taxa total. Isso inclui desenhos 2D ou 3D, estruturas CNC, programação CAM e análise de fluxo de molde CAE.

Custo de materiais

Os principais fatores que afetam os custos de material na fabricação de moldes são os custos do núcleo e da estrutura. As molduras são padrão ou personalizadas. Geralmente, os fabricantes compram o material base de fora. Observe que o tamanho da base do molde depende de sua tonelagem. Portanto, o material da moldura é escolhido com base na duração prevista do molde. Um exemplo disso pode ser o molde de alumínio, cuja vida útil é de 80.000 a 100.000 vezes o molde.

Custo da inspeção

Às vezes, inspecionar o molde pode custar mais caro, pois depende dos anos de experiência e conhecimento do técnico envolvido. 

Custo de teste

Algumas ligas requerem medidas extras de segurança durante esta fase. Um exemplo é o magnésio. 

Custo de transporte

O custo de fundição de um produto também depende da localização do cliente. Os custos de transporte variam de acordo com o peso do molde. Quanto mais longe o local de entrega, maior será o custo.  

Pensamentos de despedida 

Fabricar produtos com fundição sob pressão não é fácil. Requer precisão, especialmente quando a demanda é alta em todos os setores. Mas, é importante saber o tipo de metal a ser utilizado. Deve-se também considerar a forma do produto final, incluindo a sua função. Portanto, certifique-se de estar do lado Projeto de moldes industriais HiTop Para o seu necessidades de fundição. Eles usam máquinas de fundição sob pressão de última geração para fornecer produtos fundidos de qualidade premium. 

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