Compreendendo a fundição sob pressão:um processo preciso de fundição de metal

Um guia para fundição sob pressão
 

A fundição sob pressão é um processo de fundição de metal no qual um molde pressurizado, ou “matriz”, é usado para produzir peças metálicas complexas, ou “fundidos”, com altos graus de precisão e consistência. Normalmente, a fundição sob pressão utiliza metais não ferrosos (aqueles que não contêm ferro), como alumínio, zinco, magnésio ou cobre. O processo é usado em uma ampla variedade de indústrias para produzir peças adequadas para produção ou uso pelo consumidor final. É semelhante à moldagem por injeção, que utiliza essencialmente o mesmo processo, exceto com plástico fundido em vez de metal.

Uma breve história da fundição sob pressão

O processo de fundição existe há séculos, com seu uso mais antigo conhecido remontando à Dinastia Han na China, onde o bronze era usado para criar moedas, espelhos e outros itens decorativos.

O processo de fundição sob pressão, especificamente, ganhou popularidade na primeira metade de 1800 na Europa e na América do Norte, onde foi usado para produzir peças para impressoras e outras máquinas industriais. O processo foi ainda mais refinado no início do século 20, quando o uso de ligas de alumínio e zinco permitiu a produção de peças leves, duráveis ​​e resistentes à corrosão, frequentemente utilizadas para aplicações industriais. 

Para que serve a fundição sob pressão agora?

À medida que o processo de fundição sob pressão se tornou mais avançado e versátil, ele começou a ser utilizado em uma ampla gama de indústrias. Hoje é usado nas seguintes e em muitas outras indústrias:

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  Automotivo . A fundição sob pressão é usada para produzir componentes de motor, peças de transmissão e painéis de carroceria.
  
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  Aeroespacial . A fundição sob pressão é usada para produzir componentes para motores de aeronaves, trens de pouso e outros sistemas críticos.
  
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  Eletrônicos de consumo. A fundição sob pressão é usada para produzir capas de computadores e telefones celulares, corpos de câmeras e outros componentes de última geração.
  
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  Médico. A fundição sob pressão é usada para produzir implantes, ferramentas cirúrgicas e outros dispositivos médicos.
  

Como funciona a fundição sob pressão?

A fundição sob pressão é normalmente um processo de seis etapas. Aqui daremos uma olhada em cada etapa do processo de fundição sob pressão.

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  Projeto de molde. A primeira etapa do processo de fundição sob pressão é projetar o molde, que é feito de metal não ferroso. O molde é projetado de acordo com as especificações exatas da peça desejada.
  
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  Preparação do molde. O molde é preparado aplicando um lubrificante para evitar que o metal fundido grude nele. O molde é então fechado e preso com grampos.
  
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  Injeção de metal fundido. O metal fundido é injetado no molde a alta pressão usando uma máquina de fundição sob pressão. A pressão ajuda a preencher completamente o molde e a criar uma peça consistente.
  
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  Resfriamento de peças. O molde é resfriado por meio de um sistema de resfriamento, que ajuda o metal fundido a solidificar e tomar a forma do molde.
  
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  Ejeção de peças. Depois que a peça solidifica, o molde é aberto e a peça é ejetada do molde por meio de pinos ejetores.
  
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  Pós-processamento. A peça é limpa e acabada, o que pode envolver a remoção do excesso de material, polimento, aplicação de camada protetora ou outras técnicas de pós-processamento.
  

Quais são as vantagens da fundição sob pressão?

  Existem várias vantagens em usar fundição sob pressão para fabricar uma peça.

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  Alta taxa de produção. A fundição sob pressão pode produzir muitas peças em um curto espaço de tempo, tornando-se um processo eficiente para produção em massa ou em grandes lotes.
  
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  Excelente acabamento superficial. Os moldes usados na fundição sob pressão são feitos de materiais de alta qualidade, o que pode fornecer um acabamento superficial de alta qualidade às peças que produzem.
  
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  Precisão dimensional. A fundição sob pressão pode produzir peças com alta precisão dimensional e consistência, tornando-a ideal para peças que exigem tolerâncias restritas.
  
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  Flexibilidade de design. A fundição sob pressão pode produzir peças com formatos complexos e paredes finas, permitindo maior flexibilidade de projeto.
  
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  Resistência e durabilidade. As peças fundidas são fortes e duráveis, tornando-as ideais para aplicações que exigem alta resistência e durabilidade.
  
  

Quais são as desvantagens da fundição sob pressão?

A seguir estão as desvantagens de usar fundição sob pressão para fabricar uma peça. 

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  Alto custo de ferramentas. O custo de fabricação dos moldes utilizados na fundição sob pressão pode ser alto, o que o torna menos econômico para pequenas tiragens de produção.
  
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  Escolha limitada de materiais. Como a fundição sob pressão é usada principalmente para metais não ferrosos, como alumínio e magnésio, o número de materiais que podem ser efetivamente usados é limitado.
  
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  Tamanho da peça limitado. A fundição sob pressão não é adequada para a produção de peças grandes, pois o tamanho do molde é limitado pelo tamanho da prensa disponível.
  
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  Defeitos superficiais. Defeitos superficiais como porosidade, rachaduras e empenamentos podem ocorrer durante o processo de fundição sob pressão, o que pode afetar a qualidade das peças finais.
  

Como você projeta um molde para fundição sob pressão?

Ao projetar moldes para uso em fundição sob pressão, é importante considerar fatores como espessura da parede, ângulos de inclinação e a colocação de portas e corredores. Você também deve levar em consideração o material usado e quaisquer requisitos específicos de resistência, durabilidade ou resistência. Aqui estão algumas dicas para projetar um molde para fundição sob pressão.

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  Ângulos de rascunho. Um ângulo de saída é necessário para permitir que um molde seja removido do molde sem danificá-lo. Normalmente, recomenda-se um ângulo de inclinação de um a três graus.
  
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  Espessura da parede. A espessura da parede de uma peça fundida deve ser uniforme e apropriada para a aplicação pretendida. Seções espessas podem causar porosidade e encolhimento, enquanto seções finas podem causar empenamento ou distorção.
  
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  Evite cantos afiados. Cantos agudos podem causar concentrações de tensão e rachaduras, por isso é melhor projetar peças com bordas arredondadas.
  
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  Rebaixamentos. Os cortes inferiores podem causar dificuldade na ejeção da peça fundida do molde, o que significa que devem ser minimizados ou evitados.
  
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  Linha de partição. A linha de partição é o limite onde as duas metades do molde se encontram. É importante projetar a linha de partição de modo que ela não interfira em nenhum recurso crítico da peça.
  
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  Design do portão. A localização e o design da comporta, através da qual o metal fundido é derramado no molde, podem afetar a qualidade da peça fundida. A comporta deve ser localizada de forma que permita um enchimento uniforme e turbulência mínima.
  
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  Posicionamento do pino ejetor. Os pinos ejetores são usados para remover um molde de um molde. A colocação cuidadosa permitirá evitar danos à peça final.
  
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  Acabamento de superfície. O acabamento superficial do molde é afetado pelo acabamento superficial do molde. Um acabamento superficial liso pode ajudar a minimizar defeitos superficiais e melhorar a aparência de uma peça.
  
  

Quer começar a fundir sob pressão ou aprender mais sobre o processo? Fale com nossa equipe em redesales@protolabs.com para aconselhamento técnico, preços e prazos de entrega.

Perguntas frequentes

O que é fundição sob pressão?

A fundição sob pressão é um processo de fabricação no qual o metal fundido é injetado em um molde pressurizado. O material é então resfriado e solidificado para formar um produto final.

Quais são as vantagens da fundição sob pressão?

A fundição sob pressão pode produzir formas complexas com alta precisão, superfícies lisas e boa consistência dimensional. Também é rápido, eficiente e pode usar uma variedade de metais.

Quais são as desvantagens da fundição sob pressão?

Os custos iniciais de ferramentas e equipamentos para fundição sob pressão podem ser altos e o processo não é adequado para todos os tipos de metais ou produtos. A fundição sob pressão também produz mais resíduos do que outros processos de fabricação.

Quais são as aplicações comuns da fundição sob pressão?

A fundição sob pressão é comumente usada para fabricar peças para automóveis, eletrodomésticos, dispositivos eletrônicos e brinquedos, entre outros produtos.

A fundição sob pressão é cara?

A fundição sob pressão pode ser cara, mas depende de fatores como a complexidade do produto, o tipo de metal utilizado e o volume de produção.

Como você pode reduzir os custos de fundição sob pressão?

Para reduzir custos com fundição sob pressão, você pode otimizar o design da peça para minimizar a quantidade de material usado, usar uma liga de custo mais baixo ou aumentar o volume de produção para se beneficiar de economias de escala. A análise DFM abrangente da Protolabs Network ajuda a otimizar sua peça para fabricação.

Qual é a diferença entre moldagem por injeção e fundição sob pressão?

Embora os processos tenham semelhanças, a fundição sob pressão é normalmente usada para materiais metálicos, enquanto a moldagem por injeção é usada para plásticos.