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O que é o processo de fundição sob pressão de alta pressão (HPDC)?

A fundição sob pressão cria peças metálicas complexas com eficiência. Aprenda sobre seus benefícios para produção rápida, designs complexos e vários materiais.
HITOP / Blogue / <a href="https://hitopindustrial.com/pt/qual-e-o-processo-de-fundicao-sob-pressao-de-alta-pressao/" title="O que é o processo de fundição sob pressão de alta pressão (HPDC)?">O que é o processo de fundição sob pressão de alta pressão (HPDC)?

Para empresas que fabricam peças metálicas em projetos complexos, fundição sob pressão de alta pressão surgiu como uma bênção. Os fabricantes acreditam que esse processo apresenta diversas vantagens em sua área de atuação.

O método otimiza o uso de materiais e o custo de fabricação em 30-50% e 20-40%, respectivamente. 

Fundição sob pressão é um processo altamente eficaz com raras limitações. Quer você seja um fabricante iniciante ou alguém curioso sobre os procedimentos de fabricação, este artigo o ajudará muito.

A primeira pergunta que vem à mente quando o nome aparece é o que é HPDC. Vamos simplificar isso para você aqui. Discutiremos muitas coisas sobre HPDC neste artigo, desde o que é, onde e como exatamente é usado, até suas vantagens e aplicações específicas.

o metal fundido é derramado em um molde, enfatizando a habilidade e a precisão exigidas no trabalho em metal

Definição de fundição sob pressão de alta pressão

A fundição sob pressão de alta pressão (HPDC) é um processo de fabricação utilizado para produzir peças metálicas com alta precisão, acabamento de superfíciee consistência dimensional. Funciona especialmente bem para a produção de peças complexas em grandes quantidades a partir de ligas metálicas, incluindo cobre, zinco, magnésio e alumínio. Numerosas indústrias, como a automotivo, aeroespacialOs setores de eletrônicos, eletrônicos e produtos de consumo dependem fortemente do HPDC.

Envolve injeção de alta pressão de metal fundido, geralmente ligas de zinco ou alumínio, em uma cavidade de molde de aço. As pressões aplicadas estão entre 10 e 175 MPa (1.500 e 25.000 psi). A velocidade de injeção também ajuda a alcançar uma solidificação rápida, o que contribui para tempos de ciclo mais curtos.

A alta pressão torna mais fácil preencher com precisão e rapidez furos de moldes complicados, produzindo formas elaboradas. O processo HDPC começa com a preparação da matriz como primeira etapa. A matriz é dividida em duas seções: a matriz de cobertura fixa e a matriz ejetora móvel. 

O formato pretendido do componente é formado pela usinagem cuidadosa dessas matrizes. Finalmente, usando uma prensa hidráulica ou mecânica, o metal fundido é pressionado sob extrema pressão na cavidade do molde. O componente é expelido das matrizes quando o metal solidifica.

História da fundição sob pressão de alta pressão

A história do HPDC começou no início de 1800 e, ao longo do tempo, ocorreram grandes desenvolvimentos.

Foi no início de 1800 que a técnica de fundição de metal controlada manualmente e operada manualmente foi desenvolvida. Usando esta técnica rudimentar, o metal fundido foi derramado na cavidade do molde e deixado endurecer antes que o produto completo fosse extraído.

No entanto, o desenvolvimento da tecnologia hidráulica e pneumática não levou a avanços substanciais até o final do século XIX e início do século XX. Esses desenvolvimentos abriram caminho para a criação de máquinas automatizadas de fundição sob pressão. Essas máquinas avançadas poderiam preencher rapidamente furos complexos em moldes com metal fundido, aplicando alta pressão.

EW Kelsey, desenvolvedor da primeira máquina de fundição sob pressão acionada manualmente em 1849, também desempenhou um papel fundamental no desenvolvimento da tecnologia de fundição sob pressão. As máquinas de fundição sob pressão tiveram uma série de avanços ao longo das décadas seguintes, incluindo a adição de dispositivos automatizados de enchimento e ejeção.

Hoje, uma ampla gama de setores emprega extensivamente a fundição sob pressão de alta pressão. Fabricantes de todo o mundo continuam a utilizá-lo devido à sua capacidade de produzir componentes metálicos complexos e de alta qualidade de forma rápida e acessível. Em última análise, isso incentiva a inovação e o desenvolvimento contínuos na indústria.

O procedimento de fundição sob pressão

A fundição sob pressão de alta pressão possui um processo passo a passo; aqui está como vai. 

Preparação do Molde:

Você terá que começar preparando o molde, também conhecido como matriz. Esta matriz é ainda dividida em partes, nomeadamente a matriz ejetora e a matriz de cobertura.

Esses moldes são projetados para suportar calor e pressão extremos e geralmente são feitos de aço temperado. A forma pretendida da peça final é obtida através da usinagem de precisão de a cavidade do molde.

Preparação de fusão e liga:

A próxima etapa envolve a fusão da liga metálica que será usada para fundição. As matérias-primas são carregadas em um forno e aquecidas até a temperatura necessária, normalmente acima do ponto de fusão da liga.

Esses moldes, geralmente feitos de aço temperado, são projetados para suportar altas temperaturas e pressões. A cavidade do molde é meticulosamente usinada para assumir a forma pretendida do produto acabado.

Injeção:

Assim que a liga estiver pronta, ela é injetada na cavidade do molde a alta pressão. Esta etapa é realizada por uma máquina especializada chamada máquina de fundição sob pressão. O metal fundido é colocado na cavidade do molde sob alta pressão.

Preencher toda a cavidade e dar-lhe forma é a parte final. A pressão ajuda a garantir que o metal flua suavemente e preencha todos os detalhes intrincados do molde.

Resfriamento:

Depois que a cavidade do molde estiver cheia, o metal fundido pode esfriar e solidificar. O resfriamento por canais de água ou outros sistemas de resfriamento geralmente ocorre muito rapidamente. O resfriamento rápido auxilia na solidificação do metal e reduz a probabilidade de falhas como porosidade ou formação de encolhimento.

Ejeção:

A parte recém-cunhada é retirada do molde após a separação do molde, o que é pós-solidificação. Isto é realizado com a ajuda de pinos ejetores ou mecanismos embutidos no molde. 

A peça, após ser ejetada da cavidade do molde, pode exigir algum corte ou acabamento adicional. Você pode remover facilmente qualquer excesso de material ou rebarba que possa ter se formado durante o processo de fundição.

Pós-processamento:

Finalmente, a peça fundida pode passar por etapas adicionais de pós-processamento para atingir o acabamento superficial e as propriedades mecânicas pretendidos. Isso pode incluir processos como usinagem, polimento, pintura ou revestimento, dependendo dos requisitos específicos da peça.

Vantagens da fundição sob pressão de alta pressão (HPDC)

O HPDC como processo oferece inúmeras vantagens, algumas das quais estão listadas abaixo: -

Alta eficiência de produção: 

HPDC é um processo automatizado que garante a possibilidade de produção de um grande número de peças de forma rápida e com pouca mão de obra. A técnica é perfeita para produções de alto volume devido à sua rápida duração de ciclo e grande reprodutibilidade, que permitem aos fabricantes cumprir prazos e economizar custos totais de produção.

Geometrias complicadas:

A capacidade do HPDC de criar componentes com paredes finas e geometrias complicadas é uma de suas principais características. Este método garante uma replicação exata até mesmo das características mais complexas, permitindo a produção de peças com tolerâncias restritas.

Excelente acabamento superficial:

HPDC reduz a necessidade de procedimentos adicionais de acabamento como usinagem ou polimento. Isso se deve à produção de produtos com acabamento superficial liso e detalhes finos. Isto garante que os componentes acabados cumprem os critérios funcionais e estéticos necessários, ao mesmo tempo que poupa tempo e dinheiro.

Ampla gama de materiais:

Ligas à base de alumínio, zinco, magnésio e cobre são apenas alguns dos metais e ligas que podem ser fundidos com HPDC. Devido à sua adaptabilidade, os produtores conseguem selecionar o melhor material para uma determinada aplicação. A consideração de fatores como resistência mecânica, resistência à corrosão ou características de leveza pode ser evitada.

Economia de materiais:

Como o HPDC é um processo com formato quase final, menos desperdício de material é gerado durante a produção de componentes. HPDC é uma opção de produção econômica porque oferece controle exato sobre o processo de injeção. Isso também mantém o escopo da reciclagem de sucata, o que reduz ainda mais os custos de material.

Qualidade consistente:

O design automatizado do HPDC garante peças da mesma qualidade durante toda a produção. Sistemas avançados de monitoramento e controle de processos reduzem o risco de falhas e garantem que todas as peças atendam aos requisitos necessários. O HPDC garante isso auxiliando na identificação e correção em tempo real de quaisquer desvios.

Flexibilidade de projeto:

Em comparação com outras técnicas de fundição, o HPDC oferece aos projetistas mais liberdade ao projetar peças. O desempenho e a utilidade das peças podem ser otimizados incluindo recursos complicados, como túneis internos, rebaixos e paredes finas.

Custos de ferramentas reduzidos: 

Embora a fundição HPDC possa ter custos iniciais de ferramentas maiores do que outras técnicas de fundição, com o tempo, essas despesas são mais do que compensadas pela produção rápida e econômica de grandes quantidades de componentes.

Reduzir ainda mais os custos totais de ferramentas significa maior vida útil das ferramentas e menos requisitos de manutenção decorrentes de melhorias nos materiais de ferramentas e nos processos de produção.

Aplicações de HPDC

Conforme discutido anteriormente, o HPDC encontra sua utilização em diversos setores.

Indústria automobilística:

Vários componentes empregados na indústria automotiva são fomentados pelo processo de HDPC. Certas peças importantes, incluindo peças de motor, carcaças de transmissão, componentes de direção, componentes de suspensão e peças estruturais, são todas formadas por meio de HPDC. 

Ele torna peças leves com geometrias complicadas de produção rápida e econômica. Isto torna o método HPDC perfeito para melhorar o desempenho do veículo e a eficiência de combustível.

Indústria aeroespacial:

Na indústria aeroespacial, o HPDC é usado para fabricar componentes importantes, como peças de motores de aeronaves, componentes estruturais e hardware aeroespacial. O HDPC atende aos rigorosos requisitos da indústria aeroespacial. O processo permite a produção de peças leves, porém de alta resistência, com excelente precisão dimensional.

Elétrica e Eletrônica:

O HPDC é amplamente utilizado na indústria elétrica; dissipadores de calor, conectores e outros gabinetes eletrônicos são feitos usando esse método. O processo permite a integração perfeita de recursos complexos, como aletas de resfriamento e pontos de montagem, nas peças.

Bens de consumo:

Muitos bens de consumo, como eletrodomésticos, ferramentas elétricas e equipamentos recreativos, utilizam componentes fabricados através do HPDC. Carcaças, puxadores, suportes e outros elementos estruturais são alguns exemplos dessas peças. As necessidades do mercado consumidor podem ser satisfeitas através da produção de peças com tolerâncias precisas, esteticamente bonitas e duráveis, graças ao HPDC.

Equipamento industrial:

HPDC é usado na produção de componentes para diversos equipamentos industriais, incluindo bombas, válvulas, componentes hidráulicos e peças de máquinas. Recursos intrincados e formas complicadas podem ser criados com este método, garantindo desempenho e confiabilidade superiores em aplicações industriais.

Iluminação e luminárias:

HPDC é usado na produção de equipamentos de iluminação, carcaças de lâmpadas e outros componentes decorativos para a indústria de iluminação. O procedimento possibilita a criação de padrões elaborados e formas únicas, o que permite aos produtores atender às diversas demandas da indústria de iluminação.

Moldagem por injeção

Fundição sob pressão de alta pressão para moldagem por injeção (HPDC) garante alinhamento e controle exatos da linha de partição. Essa característica é essencial para a produção de produtos finais de alta qualidade. Para evitar incompatibilidade de linha de partição, rebarbas e falhas estéticas, são utilizadas técnicas sofisticadas de ferramentas e projeto de molde.

O HPDC mantém tolerâncias rígidas e transições perfeitas entre os segmentos do molde, otimizando a superfície da linha de partição. Isto ocorre através do uso de novas técnicas de usinagem e componentes de molde ajustados com precisão. 

O método HPDC garante uma produção eficaz e confiável em operações de moldagem por injeção. Melhora a aparência e o funcionamento do produto e diminui a necessidade de pós-processamento. Você certamente pode se conectar com um bom empresa de moldagem por injeção para serviços HPDC.

o metal fundido flui e faíscas voam à medida que o metal é injetado sob alta pressão em um molde, um processo crítico na fabricação de componentes duráveis e de precisão

Resumindo

Resumindo, Fundição sob pressão é uma técnica de fabricação avançada que conquistou a indústria manufatureira. Fatos menos conhecidos demonstram a sua relevância e adaptabilidade para além das suas aplicações comuns. Para sua surpresa, a fundição sob pressão não é apenas para zinco e ligas de alumínio. 

Além disso, materiais como cobre, magnésio e até mesmo certas ligas podem ser usados com ele. Além disso, este método ajuda a criar geometrias complexas e paredes extremamente finas. Isto é o que ajuda a criar componentes duráveis e leves para a eletrônica e setores automotivos.

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