Tolerâncias de fundição de alumínio aeroespacial

Em busca de minimizar o peso, os componentes da aeronave, como manifolds, portas adaptadoras e carcaças, são aproximados de seu projeto ideal, mas também exigem menos variabilidade na fabricação. A fundição é um processo importante para redução de peso, mas é necessário um entendimento completo das tolerâncias de fundição para garantir que os fatores de segurança sejam mantidos.

Uso de alumínio no setor aeroespacial

O alumínio tem uma resistência específica muito alta, o que significa que pode ser transformado em peças leves, mas fortes. Também resiste à corrosão e à fadiga. Alguns compósitos modernos oferecem desempenho superior, mas acarretam uma redução significativa de custo quando comparados ao alumínio. Também pode ser difícil verificar a integridade estrutural dos compósitos. Por essas razões, as estruturas aeroespaciais modernas ainda usam alumínio extensivamente em formas forjadas e fundidas.

O alumínio é quase sempre usado como uma liga. Os principais elementos de liga utilizados são silício, cobre, magnésio e zinco. Estes influenciam propriedades como resistência à corrosão e à fadiga e fundibilidade.

As ligas de alumínio são definidas em termos de números de série que indicam o elemento de liga primário. A356.0, por exemplo, uma liga de alumínio usada extensivamente na indústria aeroespacial, é 92% de alumínio e 7% de silício, com o restante composto por magnésio, ferro, cobre e outros elementos.

Fundição de alumínio para aplicações aeroespaciais

O alumínio é amplamente utilizado em aeronaves modernas. Suportes, caixas, tampas de caixa, tampas de bomba, manifolds e adaptadores de porta são apenas algumas das muitas aplicações. A fundição é uma maneira de combinar peças que de outra forma seriam soldadas ou parafusadas. Os parafusos podem se soltar e permitir algum movimento. A soldagem de alguns tipos de alumínio é difícil e pode exigir o uso de técnicas de avaliação não destrutivas para verificar a integridade da junta.

Uma maneira de reduzir o peso é minimizar as espessuras das paredes. Isto é conseguido através da colocação precisa de núcleos que formam vazios na peça final. Para peças de qualidade que atendem a tolerâncias rígidas em longos ciclos de produção, o posicionamento do núcleo é um aspecto crítico do processo de fundição.

Os processos de fundição diferem em sua capacidade de fornecer consistência geométrica. Além disso, alguns precisam de ângulos de inclinação para permitir que os padrões sejam liberados dos moldes, o que aumenta a espessura da parede e pode complicar a usinagem.

Três processos de fundição usados ​​pela Impro para peças aeroespaciais são:

• Fundição de investimento – onde um padrão de cera é revestido com pasta cerâmica para produzir um molde
• Fundição de molde permanente - usa matrizes de metal, semelhantes à moldagem por injeção ou fundição sob pressão
• Moldagem de concha – forma uma cavidade de molde em duas metades revestindo metades de padrões de metal com areia.

Ângulos de rascunho

O processo de fundição de precisão raramente precisa de ângulos de inclinação adicionados à peça que está sendo fundida. Isso ocorre principalmente porque a casca de cerâmica é quebrada do metal após a solidificação. Além disso, os ângulos de inclinação raramente são necessários nos padrões de cera, pois eles tendem a encolher o suficiente para se soltarem facilmente do molde.

Os moldes permanentes geralmente precisam de 2° de calado ao fundir alumínio para garantir uma liberação fácil. A moldagem da concha requer 1° de calado para que o padrão se solte da concha de areia.

Tolerâncias de elenco

As tolerâncias são definidas principalmente como o desvio máximo permitido ou esperado na forma por polegada linear. Com base nisso, as tolerâncias alcançáveis ​​para cada processo de fundição são:

• Investimento fundido – +/- 0,010” por polegada, com tolerâncias mais apertadas que podem ser obtidas mediante solicitação. Mais de 3" de comprimento melhor que +/-0,020" é possível.
• Fundição de molde permanente - +/- 0,015" para a primeira polegada, depois +/- 0,002" por polegada
• Moldagem de concha – +/- 0,005" por polegada, com tolerância de +/- 0,020" sobre um comprimento de 3"

Obtenha ajuda com a seleção do processo de elenco

As peças aeroespaciais são feitas com tolerâncias apertadas para atingir os pequenos fatores de segurança necessários para a redução de peso. Os processos de fundição suportam a redução de peso eliminando material desnecessário através do uso de machos. É essencial manter altos níveis de consistência geométrica para peças aeroespaciais. Portanto, é essencial entender quais tolerâncias podem ser alcançadas pelos vários processos de fundição.

A Impro possui ampla experiência em microfusão, fundição em molde permanente e moldagem em concha. Entre em contato conosco hoje para saber como esses processos podem atender às suas necessidades aeroespaciais.