Prós e contras da fundição em molde:uma análise detalhada

A fundição sob pressão é uma das técnicas de fabricação mais flexíveis e inovadoras para a fabricação de peças metálicas. Diversos componentes para engrenagens, fechaduras, peças de automóveis e motocicletas são fabricados com fundição sob pressão. Se você escolher o processo de fundição sob pressão para suas aplicações, é melhor conhecer seus prós e contras de antemão.

Neste artigo, você aprenderá em detalhes sobre as vantagens e desvantagens da fundição sob pressão. Além disso, comparamos com algumas outras técnicas de fabricação comuns para ajudá-lo a fazer a melhor escolha.

O que é fundição ?

A fundição sob pressão é um processo de fabricação que envolve metais e ligas fundidos em um molde de aço sob condições extremas de temperatura e pressão para criar a forma desejada. O processo de fundição é bastante semelhante ao da moldagem por injeção de plástico. No entanto, é usado principalmente para usos de metais não ferrosos com baixo ponto de fusão e alta fluidez, como alumínio, zinco, cobre, magnésio, etc.

Existem dois tipos de máquinas para fundição sob pressão, a máquina de fundição sob pressão de câmara quente e fria.

Uma máquina de fundição de câmara quente possui um forno embutido que aquece o metal em um estado fundido antes de transferi-lo para moldes para moldagem, o que pode acelerar a produção de ciclos. Em contraste, na máquina de câmara fria, o aquecimento dos metais ocorre em um forno separado.

A máquina de câmara quente funde ligas metálicas com baixo ponto de fusão como zinco, cobre e chumbo. Por outro lado, a máquina de câmara fria é preferida para metais de alta temperatura de fusão e resistência à corrosão. Portanto, o material escolhido para o processo determina qual máquina usar.

Prós e contras da fundição em molde

Após uma breve compreensão do processo de fundição, vamos mergulhar em suas vantagens e desvantagens. No entanto, primeiro fazemos um resumo simples mostrado abaixo.

S/N	Vantagens	Desvantagens
1	Oferece alta eficiência de produção.	O custo do dado pode ser caro.
2	Permite a produção fácil de peças de parede fina e componentes internos que exigem padrões de alta precisão.	Experimente dificuldades de fabricação ao fabricar peças grandes.
3	Produz peças com uma estrutura cristalina fina e excelentes características mecânicas.	Não é ideal para metais ferrosos e ligas metálicas com pontos de fusão muito altos.
4	Processo de fabricação econômico, especialmente para produção de grande volume.	Propenso a causar aprisionamento de gás, levando à porosidade das peças fundidas.
5	Baixo custo das operações de pós-processamento porque as peças fabricadas têm bom acabamento superficial.	O ciclo de produção pode levar muito tempo, dependendo da complexidade das peças.

5 vantagens da tecnologia de fundição sob pressão

1. Peças complexas de paredes finas

A fundição sob pressão de alumínio pode fabricar componentes leves e de formato complexo, mas com uma excelente relação resistência-peso, dando-lhe uma vantagem sobre outras fundições de moldagem de metal e fundições de investimento. As peças de fundição sob pressão com ligas de alumínio podem ter uma espessura tão baixa quanto 0,5 mm; a espessura da parede de peças fundidas feitas com zinco pode ser tão baixa quanto 0,3 mm.

2. Altas Propriedades Mecânicas

Os produtos de fundição sob pressão apresentam excelentes propriedades mecânicas. À medida que o metal líquido solidifica sob alta pressão, o produto parece ser fino, compacto e cristalino. As peças de fundição sob pressão são rígidas com alta dureza e resistência. Além disso, eles têm maior durabilidade e alta condutividade.

3. Alta tolerância dimensional

A fundição sob pressão produz peças com alta durabilidade e precisão dimensional. Mesmo quando expostas a condições adversas, as peças mantêm sua precisão dimensional ao longo do tempo. Como resultado, a fundição sob pressão é usada na fabricação de peças complexas e internas de máquinas que exigem altos padrões de precisão e exatidão.

A fundição sob pressão mantém tolerâncias mais rígidas em relação a outros processos de fundição. Ou seja, as peças são produzidas com variações mínimas. A classe de tolerância típica de peças fundidas é IT13~IT15 em GB/T 1800-2009. Maior precisão pode atingir IT10~W 11. Portanto, a excelente precisão dimensional da fundição evita a necessidade de usinagem e melhora a utilização da liga.

4. Superfícies lisas

As peças de fundição sob pressão têm uma superfície cristalina lisa e consistente. Ligas de processo de fundição sob pressão liga de metal fundido para preencher as matrizes e criar a forma exata. Portanto, desde que a matriz esteja bem moldada e o processo esteja nas condições corretas, as peças ficarão finas e lisas.

Por causa da fabricação de peças brilhantes, há menos necessidade de prosseguir com operações adicionais de pós-processamento, exceto para necessidades personalizadas. Além disso, após a fundição, os produtos podem ser enviados para entrega. Isso pode reduzir o tempo total de produção do ciclo.

5. Custo-benefício para produção em massa

Como a superfície dos fundidos geralmente é lisa com excelentes características mecânicas, as peças fundidas geralmente requerem menos usinagem. Em alguns casos, nenhuma usinagem. Como resultado, há menos necessidade de gastar em operações secundárias. A capacidade da fundição sob pressão de reduzir os custos de pós-processamento ajuda a garantir sua relação custo-benefício.

Notavelmente, máquinas de fundição sob pressão, moldes e outros tipos de equipamentos relacionados são bastante caros. No entanto, a produção em massa auxilia na melhor distribuição de custos ao longo do processo de produção, tornando o processo de fundição sob pressão econômico.

5 desvantagens da tecnologia de fundição sob pressão

1. Gere porosidade facilmente

No processo de fundição sob pressão, o metal fundido enche rapidamente a cavidade do molde em alta velocidade, mas as cavidades não têm permeabilidade ao gás. Assim, as bolhas de gás que afetam a integridade estrutural das peças fabricadas tendem a ficar presas nas peças fundidas.

A presença de cavidades de gás em peças fundidas afetaria essas peças quando expostas a condições adversas, como endurecimento por tratamento térmico. Além disso, tais peças estão predispostas a dificuldades de usinagem. Portanto, a tolerância de usinagem das peças deve ser mantida mínima. Caso contrário, a camada endurecida nas superfícies de fundição sob pressão seria removida, expondo assim a superfície.

2. Geralmente suporta apenas metais não ferrosos

Geralmente, a fundição sob pressão é perfeita para metais não ferrosos com pontos de fusão mais baixos do que as ligas de metais ferrosos. No entanto, o processo suporta ligas ferrosas como ferro e aço. Os metais ferrosos têm pontos de fusão muito altos e baixa resistência à corrosão, o que causa baixa vida útil da matriz. Portanto, os fabricantes sempre escolhem ligas de metais não ferrosos para fundição sob pressão.

Além disso, a fundição de metais ferrosos vem com muita complexidade e várias complicações imprevistas. Consequentemente, os fabricantes aderem aos metais não ferrosos apenas para operações de fundição sob pressão.

3. Não adequado para produção de baixo volume

A fundição sob pressão não é uma escolha prática para produção de baixo volume, porque o custo do ferramental das máquinas de fundição sob pressão e a manutenção são bastante caros. Portanto, o processo é caro e parece complexo para produção em pequena escala.

No entanto, a produção em larga escala torna-se rentável, pois os custos são bem distribuídos pelos muitos itens produzidos. Os fornecedores não recomendam serviços de fundição sob pressão para projetos de baixa escala, pois o processo parece ser mais caro do que outros métodos de produção.

4. Vida útil baixa

Metais e ligas de alto ponto de fusão comprometem a eficácia das matrizes de aço. Esses metais, como o cobre, têm requisitos extensos para resistir à deformação térmica. A presença contínua de ligas com alto ponto de fusão tensiona a matriz de moldagem, reduzindo assim sua durabilidade.

5. Grande investimento de capital

Ao contrário de outros processos de fundição, a máquina de fundição, as matrizes e outros equipamentos relacionados à fundição sob pressão são caros. Sem o equipamento essencial, é impossível realizar a fundição sob pressão. Embora materiais baratos como o zinco sejam usados ​​para cortar custos, o processo geral de produção ainda é caro. A única vez que a fundição sob pressão se torna econômica é na produção de grande volume.

Vantagens da fundição sob pressão:comparação com outros processos de fabricação

Discutimos os prós e contras da fundição sob pressão. Em seguida, vamos comparar a fundição sob pressão com outras técnicas comuns de fabricação, indicando por que é um importante processo de fabricação nas indústrias.

Fundição em molde x fundição em areia

Fazendo comparações entre fundição sob pressão e fundição em areia, a fundição sob pressão prova ser um processo de fabricação superior. A seguir estão os critérios em que a fundição sob pressão prova ser uma técnica melhor do que a fundição em areia.

• A fundição sob pressão requer menos usinagem e outras operações de acabamento.
• A fundição sob pressão tem melhores tolerâncias dimensionais e maior eficiência de produção.
• A porosidade é comum tanto na fundição sob pressão quanto na fundição em areia. No entanto, existem precauções para evitá-lo na fundição sob pressão, mas é quase impossível na fundição em areia.
• Melhores propriedades de superfície.
• Requer menos mão de obra.
• A fundição sob pressão usa um molde de aço, o molde de areia usa um molde de areia.
• A fundição em areia não é adequada para a fabricação de componentes de paredes finas, enquanto a fundição sob pressão é.

Fundição sob pressão versus moldagem por injeção

Em comparação com a moldagem por injeção de plástico, a fundição também parece ter uma vantagem. Abaixo estão as vantagens da fundição sob pressão sobre a moldagem por injeção.

• Os produtos de fundição sob pressão apresentam melhores propriedades mecânicas. Eles são mais fortes, mais duros, mais resistentes e com maior resistência térmica.
• A fundição sob pressão oferece maior estabilidade dimensional. Portanto, mais ideal para peças que exigem alta precisão e exatidão.
• Os produtos de plástico podem ser suscetíveis à radiação ultravioleta, ao contrário das peças fundidas.
• Os produtos de fundição sob pressão são mais duráveis ​​e podem suportar melhor estresse, intempéries e situações de carga pesada.
• A fundição sob pressão tem um ciclo de produção mais rápido. Assim, os fabricantes podem fabricar grandes volumes de peças em menos tempo.

Fundição em molde x sobre forjamento

O forjamento envolve moldar o metal sob extrema força de compressão. No entanto, a fundição sob pressão se mostra superior ao forjamento no seguinte:

• A fundição sob pressão pode fabricar melhor formas e geometrias complexas.
• Tem maior estabilidade dimensional.
• A produção de componentes de paredes finas é um problema com o forjamento.
• As ferramentas são mais baratas na fundição.

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A partir deste artigo, você provavelmente agora tem um vasto conhecimento dos prós e contras da fundição sob pressão. Você sabe que a fundição sob pressão é um processo de fabricação superior para produção de alto volume e peças de alta precisão dimensional.

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Perguntas frequentes

Como reduzir a porosidade das peças fundidas?
A porosidade é o principal defeito na fundição sob pressão. Abaixo estão os meios de reduzir a porosidade em peças fundidas.
uma. Manter medidas rigorosas de controle de qualidade durante cada etapa de produção.
b. Use aditivos que ajudarão a liberar alguns dos gases dissolvidos durante a fusão.
c. Lubrifique as matrizes após cada fundição – isso reduz as tendências de porosidade.
d. Tente criar um vácuo dentro da cavidade do molde durante a fundição.
e. Projete o molde corretamente para facilitar o funcionamento e o fluxo do metal fundido.
Como reduzir o custo de ferramentas em fundição sob pressão?
Para minimizar o custo de ferramentas de fundição, as diretrizes abaixo devem ser úteis.
uma. Tente simplificar o design. Muitos detalhes intrincados tendem a aumentar o custo. Portanto, é melhor remover detalhes intrincados que não são críticos para a integridade estrutural e o desempenho geral da peça.
b. Embora a fundição sob pressão possa fabricar facilmente componentes de paredes finas, reduzi-los ou evitá-los é melhor. Como essas paredes finas geralmente requerem usinagem; portanto, eles atraem custos de fabricação adicionais.
c. Desiste de tolerâncias desnecessárias. Muitos requisitos de precisão levam a um aumento do custo das ferramentas.
d. Tente evitar recursos e rebaixos de difícil acesso com uma máquina CNC de 3 ou 4 eixos.
Qual ​​é a relação entre fundição sob pressão e moldagem por injeção de metal?
A moldagem por injeção de metal (MIM) e a fundição sob pressão são técnicas de fabricação semelhantes. Ambos usam metais e ligas na fabricação de peças. A principal diferença são os tipos de metal usados ​​em ambos os métodos. A fundição sob pressão usa principalmente alumínio e outros metais não ferrosos. Em contraste, a moldagem por injeção de metal usa aço, ferro, níquel e outras ligas MIM.