Domínio da fundição de metal:explicação das tolerâncias CNC de precisão

Imagine o seguinte:uma técnica de fabricação que dura mais de 6.000 anos E ainda hoje é muito valorizada. Isso é fundição de metal .

Mais metais foram fundidos ao longo do tempo:ouro por volta de 4.000 a.C., seguido pelo bronze e cobre e depois ferro por volta de 1.000 a.C. A importância da fundição de metal não pode ser exagerada. Até mesmo o progresso da civilização em si recebeu o nome dos processos de fundição de metal mais utilizados durante esse período:a Idade do Cobre, a Idade do Bronze, a Idade do Ferro.

Claro, avanços técnicos foram feitas ao longo dos milênios, mas o princípio básico e os benefícios permanecem os mesmos.

Por que transmitir?

A transmissão simplifica o processo de transformar metal em produtos. Veja como isso é feito:o metal fundido é derramado em um molde para criar o padrão desejado. Para remover o padrão ou peça, uma leve conicidade, geralmente chamada de rascunho, é usada nas superfícies do padrão. Se necessário, passagens ou cavidades dentro da peça fundida são feitas inserindo-se núcleos na caixa de peça fundida assim que o padrão for removido.

A importância da fundição no processo de fabricação é significativa. Uma fundição resulta em menos componentes e menos peças precisando ser montados. Uma soldagem que antes tinha uma dúzia de peças pode ser fundida em uma única peça, resultando em menos tempo de montagem, controle de estoque mais simples e queda no preço geral. Além disso, a versatilidade geral do elenco é incrível.

Vantagens da fundição sob pressão de alumínio

Embora os últimos anos não sejam chamados de “Era do Alumínio”, poderiam ser. Hoje, o alumínio é desejado por seu leve e força . Embora os primeiros produtos comerciais de alumínio fossem peças fundidas de utensílios de cozinha e vários itens decorativos, as aplicações modernas do alumínio fundido incluem invólucros de paredes finas que exigem menos usinagem e apresentam uma superfície de acabamento atraente e muito lisa.

O alumínio não apenas cria um preço de peça acessível e, permite tempos de ciclo rápidos e produção de alto volume, de até 1.000 peças por dia, dependendo das necessidades de usinagem.

À medida que nos aprofundamos nos três métodos mais importantes de fundição - fundição em areia , fundição sob pressão e fundição em molde permanente — lembre-se de que os benefícios de todos os três processos são ampliados quando o alumínio é usado. A exceção é o ferro, que não pode ser submetido a alta pressão, portanto a fundição em areia é a única opção de fundição do ferro.

Fundição em areia e fundição sob pressão

A fundição em molde de areia é a mais versátil método de fundição para a produção de muitos produtos, especialmente alumínio. Um padrão é pressionado em uma mistura de areia fina. Isto forma o molde no qual o metal é derramado. Para fundição sob pressão, o metal fundido é forçado sob pressão em uma matriz de aço (ou molde). A fundição sob pressão é perfeita para peças moldadas com precisão exigindo menos usinagem e acabamento.

Então, como eles se comparam?

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  Disponibilidade de ligas:Diferentes ligas estão disponíveis para uso em fundição em areia (liga 319 ou 356, por exemplo) que não são possíveis na fundição sob pressão. Todas as ligas têm diferentes resistências e características com base no produto
  
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  Geometria:Alguns machos para passagens não são possíveis com fundição sob pressão, durante a qual o padrão deve sair diretamente do molde
  
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  Velocidade:Muito mais peças fundidas sob pressão podem ser feitas em uma hora do que a fundição em areia, portanto, a fundição sob pressão é normalmente usada para produção de alto volume
  
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  Tolerâncias:Como a fundição sob pressão é uma ferramenta mecânica de aço, ela pode manter tolerâncias mais rígidas do que a fundição em areia (mais sobre tolerâncias abaixo)
  
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  Usinagem:Os custos de usinagem da fundição sob pressão são menores devido ao menor estoque, e certas superfícies são capazes de permanecer fundidas sem qualquer necessidade de usinagem
  
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  Ferramentas:A fundição sob pressão resulta em um aumento significativo no custo das ferramentas de aço. No entanto, o investimento certo em ferramentas iniciais resulta em um preço geral mais baixo por peça
  

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  Custo:A fundição em areia é um processo de preço por peça mais caro do que a fundição sob pressão, mas a fundição em areia pode ser mais econômica para pequenas quantidades e protótipos, projetos complexos e quando a fundição em si é muito grande
  

Agora, vamos abordar o método de molde permanente/semipermanente, que se enquadra entre os dois anteriores em muitos aspectos.

Molde permanente ou molde semi-permanente

A fundição em molde permanente envolve ferramentas de aço junto com núcleos de areia conforme necessário. Esse investimento em ferramentas é mais caro do que ferramentas de fundição em areia, mas não tão caro quanto ferramentas de fundição sob pressão.

Ao contrário da fundição sob pressão (metal de alta pressão é soprado no molde), o processo de molde permanente envolve fluxo gravitacional ou fluxo de baixa pressão no molde. Um vácuo pode ser aplicado para manter o fluxo fluindo suavemente, bem como ajudar a reduzir a porosidade.

Em comparação com as peças fundidas em molde ou em areia, as peças fundidas em moldes permanentes muitas vezes podem ser mais resistentes. A fundição em molde semipermanente significa que há núcleos de areia colocados no molde para criar passagens internas que serão removidas por queima/sacudir. Isso é usado com mais frequência com alumínio.

Dois defeitos comuns de fundição:porosidade e falta de limpeza

O líquido viaja naturalmente pelos poros ou espaços abertos. Uma peça mal projetada, com muito estoque, por exemplo, abre porosidade . O aprisionamento de gás dentro de um molde de alta pressão pode criar bolsas ou buracos, o que pode causar vazamento.

Na fundição em areia, a principal causa da porosidade é o ar e/ou gás aprisionado , ou possivelmente um defeito de areia, como sujeira. Embora o processo de fundição sob pressão - usando um jato de alumínio de alta pressão - crie ar preso com mais frequência, ele normalmente ocorre sob a superfície da peça. Uma pele limpa, com apenas 2 mm de espessura, elimina quaisquer problemas de porosidade.

Normalmente, estoque insuficiente é causado por uma peça fundida dobrada ou por uma peça fundida mal projetada (estoque insuficiente construído antecipadamente). Na fundição em areia ou em moldes permanentes, a causa pode ser retificação ou serragem excessiva na superfície, ou pode ser um deslocamento do núcleo que causa problemas dimensionais. As causas da fundição sob pressão podem envolver corte ou, na maioria dos casos, uma fundição dobrada (devido às paredes finas e à forma como é ejetada do molde).

Estoque insuficiente leva diretamente à não limpeza . Quando não há material ou estoque suficiente para cortar, a ferramenta programada não engata o material; simplesmente “corta” o ar. Portanto, em vez de uma superfície lisa cortada à máquina, é uma superfície fundida. A não limpeza pode ser ajustada na máquina empurrando um corte mais fundo. No entanto, mantendo uma espessura mínima poderia impedir o uso desta técnica.

Tolerâncias de fundição — visão geral e importância

Diferentes materiais e processos envolvem diferentes padrões . Portanto, dependendo do processo específico, tolerâncias são revisados quanto às posições, comprimento (por polegada) e classes de material, bem como aos requisitos do próprio cliente. e especificações . Além disso, as associações têm seus próprios padrões orientadores. Por exemplo, uma fundição sob pressão de alumínio deve seguir os padrões da Aluminum Association e da North American Die Casting Association (NADCA). No entanto, as peças de ferro devem ter como referência a ISO 8062.

Quando as tolerâncias não são alcançadas, muita coisa pode acontecer…

• Mais sucata de fundição ou sucata de máquina
• Problemas de garantia de um cliente
• Um produto não funciona corretamente
• Retrabalhar o ferramental (fundido e/ou máquina)
• Usinagem extra

… e nada disso é agradável porque, no final, todos afetam diretamente os custos , o que pode ser significativo. Portanto, embora existam vários processos e detalhes a serem considerados, o mais importante é fazer uma parceria com uma equipe que entende essa complexidade e pode explicar cada processo com clareza para que a decisão certa seja tomada.

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Stecker assume desafios complexos de fabricação que outros na indústria evitam. Ao fazer parceria com uma oficina mecânica CNC experiente, dedicada e confiável, você obtém certas vantagens .

NÃO está classificado em uma fundição

Quando uma oficina mecânica possui uma fundição, os processos e materiais são frequentemente predeterminados, independentemente de estarem corretos ou não. Por outro lado, ter acesso a uma ampla base de fornecimento com vários processos e materiais podem combinar uma peça com o processo e parceiro exatos certos. Em vez de fazer com que a peça se encaixe no processo estabelecido, a peça é colocada no processo correto. Stecker tem parcerias com mais de 40 fundições , então Vantagem Stecker!

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Colaboração

Não pode ser exagerado:o trabalho de equipe inicial entre o usuário final, a oficina mecânica CNC e a fundição é vital. Uma vez determinado o processo, é hora de projetar a peça para capacidade de fabricação. Stecker tem vantagem com diferentes processos e materiais, então Advantage Stecker!

Um guia com seus resultados financeiros em mente

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• uma troca de material
• uma mudança na geometria
• uma mudança no método de transmissão
• usinagem adicionada

Após análise, descobriu-se que com o volume projetado, uma fundição (mesmo com custos iniciais adicionais de ferramentas) pode ser a melhor solução. Em seis meses, o retorno pode ser alcançado, com o projeto chegando pela metade do preço, então Vantagem Stecker!

Verdadeiro trabalho em equipe

Stecker resolve cada cliente individual necessidades únicas. Exploraremos o que você precisa, revisaremos o que podemos oferecer, realizaremos uma revisão de impressão, determinaremos um processo de fundição, discutiremos qual fundição pode ser uma boa opção e descobriremos a melhor maneira de seguir em frente. É uma parceria de escolher a melhor fundição e o melhor processo, então Advantage Stecker (e VOCÊ!)

Agora que você conhece o iimportância da fundição de metal e o poder do Stecker, leia estes mini-estudos de caso que mostram nossa disposição em mergulhar em situações desafiadoras de usinagem CNC:Em apuros? 4 projetos durante os quais a Stecker Machine resgatou clientes necessitados .

Sobre o autor

Jason gosta de resolver os desafios dos clientes. Como vice-presidente de desenvolvimento de negócios, Jason é responsável pelo desenvolvimento de novos negócios, além de ser a pessoa indicada para vários clientes atuais da SMC. Jason trabalhou em engenharia, produção e vendas e descobriu que seu maior ponto forte é fornecer aos clientes soluções para seus desafios de fabricação.