Fundição de Alumínio sob Pressão Explicada: Guia Completo para Componentes Leves de Precisão

Se você está projetando peças de alumínio, é importante considerar o processo de manufatura. Entre todos os processos de conformação de alumínio, a fundição de alumínio sob pressão é a solução ideal.

O alumínio é uma liga leve com alta estabilidade dimensional. Então, a fundição de alumínio sob pressão é um processo de manufatura popular para criar formas complexas e designs com seção de parede fina. Portanto, são um metal popular em várias indústrias.

Este artigo ajudará você a entender os fundamentos do processo de fundição de alumínio. Vamos dar uma olhada mais profunda no processo.

O que é o Processo de Fundição de Alumínio?

Fundição de alumínio é um método de manufatura para criar peças metálicas. Uma barra de alumínio deve ser aquecida e derretida completamente em alta temperatura e então forçada na cavidade do molde pré-moldado para criar as peças metálicas desejadas.

O processo de fundição de alumínio sob pressão usa a câmara fria da máquina de fundição. A razão para derreter alumínio em uma máquina de câmara fria é que a alta temperatura do alumínio fundido danificaria a máquina se o mecanismo de injeção fosse submerso como no processo de câmara quente.

Na máquina de câmara fria, o pote de fusão é separado e as ligas de alumínio fundidas são então colocadas na matriz sob alta pressão. Após injetar o alumínio fundido, leva um tempo para solidificar. Então, você precisa separar as duas metades do molde para revelar a peça fundida de alumínio.

O produto final sai com superfície lisa. Na maioria das vezes, os produtos acabados não precisam de usinagem mínima e passam rapidamente para a etapa de entrega. Além disso, o molde de fundição é reciclado para fabricar as mesmas peças antes de se deteriorar. Portanto, a fundição de alumínio sob pressão é um processo de manufatura ideal para produção em larga escala. E é por isso que fabricantes preferem fundição sob pressão e é popular em várias indústrias.

Vantagens da Fundição de Alumínio

A fundição de alumínio tem extensas opções de acabamento superficial. A estabilidade dimensional é outra grande vantagem do processo de fundição de alumínio sob pressão. Além disso, são versáteis, e você pode usá-los para quase qualquer indústria.

Aqui listamos alguns dos benefícios da fundição de alumínio:

• Produtos acabados com excelente acabamento superficial
• Boa resistência à tração
• Matérias-primas de baixo custo
• Redução de porosidade e impurezas
• A estrutura molecular firme garante tolerância dimensional sem microfissuras
• Precisão de espessura (menos de 1,5 mm de espessura é alcançável)
• Hermeticidade e pressão
• Longevidade
• Muitas ligas para escolher com várias propriedades químicas e mecânicas
• Pode produzir peças com designs muito complexos

Ligas Comuns de Alumínio Fundido sob Pressão

Existem algumas ligas de alumínio comumente usadas na fundição sob pressão. Algumas delas são:

• A380
• A390
• A360
• A413
• ADC-12
• ADC-1

Ao preparar para fundição de alumínio sob pressão, escolher a liga certa é sua primeira tarefa importante. Deixe-nos dar algumas ideias sobre diferentes propriedades de ligas comuns de alumínio fundido sob pressão para auxiliá-lo.

Por exemplo, a liga A390 tem alta dureza e excelente resistência ao desgaste, mas a flexibilidade é menor que todas as outras ligas. Consequentemente, são apropriadas para aplicações como blocos de motor automotivos.

Por outro lado, A360 vem com excelente estanqueidade à pressão e propriedades resistentes à corrosão. Além disso, oferecem excelente fluidez quando fundidas. Esta liga é ideal para caixas de comunicação 5G, carcaças de controladores automotivos, cártteres de óleo automotivos, etc.

A liga A380 oferece excelentes propriedades de produto e fundição. Portanto, são a escolha do fabricante para uma ampla gama de aplicações. Por exemplo, ferramentas elétricas, móveis domésticos, chassis para equipamentos eletrônicos, caixas de câmbio, suportes de motor e muitas outras aplicações usam liga A380.

Características das Ligas de Fundição de Alumínio

A liga de alumínio vem com várias propriedades químicas e mecânicas avançadas. São altamente resistentes à corrosão e têm altas propriedades de dissipação de calor. Além disso, a relação resistência-peso também é uma vantagem significativa.

Essas propriedades ajudam engenheiros mecânicos a projetar peças de fundição de alumínio sob pressão com grande flexibilidade. Aqui estão algumas das propriedades:

• Leve
• Resistência à corrosão
• Excepcional relação resistência-peso
• Altas temperaturas de operação
• Boa rigidez
• Características de acabamento fino
• Blindagem RFI e EMI
• Superb condutividade térmica
• Alta condutividade elétrica
• Total reciclabilidade

Opções de Acabamento Superficial para Alumínio Fundido sob Pressão

Peças feitas de processos de fundição de alumínio precisam de usinagem mínima. Mas nada é perfeito. Então, às vezes você precisa realizar operações de acabamento superficial para estética e outros propósitos funcionais.

Aqui estão algumas das opções de acabamento superficial mais populares para peças de fundição de alumínio.

Anodização

Anodizar alumínio fundido sob pressão é uma opção acessível para tornar peças resistentes à corrosão e duráveis. Vem com uma camada protetora não condutiva nas peças.

O alumínio é um material altamente condutivo, mas a camada de óxido tem propriedades químicas e físicas cerâmicas que são isolamento elétrico. Portanto, o alumínio fundido anodizado torna-se não condutivo.

No entanto, o alumínio anodizado mostra condutividade elétrica limitada através de contato. É por causa da finura da camada de óxido circundante. Mas a condutividade é muito baixa comparada ao alumínio não tratado. Então, se sua aplicação requer condutividade elétrica através do alumínio, você deve escolher outra opção de acabamento superficial.

Pintura em Pó (Powder Coat)

Pintura em pó é um dos métodos de acabamento superficial mais populares para peças de fundição de alumínio sob pressão. Acontece em temperatura mais alta e é comparativamente difícil de fazer. Mas este método torna as peças resistentes a amassados e arranhões. Além disso, você obterá uma ampla variedade de cores, texturas e níveis de brilho.

Filme Químico (Chem Film)

Esta é outra opção popular de acabamento superficial para materiais de fundição de alumínio sob pressão. Você pode aplicar isso por vários meios, como spray, processo de imersão, pincel, etc. A única diferença é que é eletricamente condutivo.

Leia mais detalhes sobre opções de acabamento superficial para metais.

Aplicações de Peças de Fundição de Alumínio

A liga de alumínio tem algumas excelentes vantagens mecânicas. Portanto, você as verá em muitas aplicações. Por exemplo, são parte integral das indústrias automotiva e de construção.

De acordo com um relatório, o tamanho do mercado de fundição de alumínio foi 50,5 bilhões de dólares americanos em 2019 e taxa de crescimento anual composta (CAGR) esperada de 6,4% de 2000 a 2027. Mais indústrias se juntarão à comunidade, e novas aplicações serão desenvolvidas.

Aqui estão algumas das principais aplicações de liga de alumínio fundido sob pressão.

Construção

Você verá alumínio em superestruturas de telhado, estruturas de janelas, etc. Hoje em dia, grandes estruturas como pontes e edifícios comerciais também usam peças de alumínio fundido sob pressão no processo de construção.

Automotiva

Ligas de alumínio são leves, que também é uma característica essencial para veículos modernos. Portanto, você veria estas ligas em uma ampla gama de aplicações na indústria automotiva. Do motor a peças de carroceria, estão em todo lugar.

Indústria Eletrônica

Nas últimas duas décadas, nenhuma outra indústria cresceu mais que a indústria eletrônica. A inovação de produtos de consumo nestas indústrias tem sido excepcional. E o alumínio tem desempenhado um papel importante na produção daqueles produtos de consumo.

De smartphones a carcaças de rede 5G, a liga de alumínio fundida sob pressão desempenha um papel significativo neste desenvolvimento.

Móveis

O alumínio tem alta relação resistência-peso e é resistente à corrosão. Além disso, não são tão caros. Como resultado, a indústria de móveis usa uma liga de alumínio para fabricar vários móveis domésticos e de escritório.

Por exemplo, você pode ver cada vez mais cadeiras feitas com alumínio fundido sob pressão. Além disso, muitas peças importantes de móveis são feitas de peças de alumínio como fechaduras de porta, dobradiças, puxadores e outros acessórios de alumínio.

Indústria Aeroespacial

Como a indústria automotiva, a indústria aeroespacial também precisa de uma liga que seja leve e resistente a impactos. Além disso, a indústria aeroespacial requer ferramentas complexas e componentes estruturais de alta tração. Consequentemente, materiais de fundição de alumínio sob pressão são usados para várias partes de um avião.

Algumas peças aeroespaciais são feitas de alumínio fundido sob pressão, como cabeçotes de pistão de motor de avião, carcaças de carga, peças de sistema de combustível, carcaças de tampa de distribuidor de avião, bem como peças de luminárias e anéis de detenção de gabinetes eletrônicos.

Design de Peças de Fundição de Alumínio – 3 Fatores a Considerar

Fabricantes precisam tomar algumas medidas através do processo de fundição de alumínio sob pressão.

Design do Molde

A primeira grande coisa é o design do molde. O design precisa ser eficiente para que você possa injetar alumínio derretido e retirar peças construídas sem esforço. Todo molde tem uma linha de separação (a linha que separa as duas metades), e o designer deve considerar a linha antes de finalizar o design.

Localização do Ponto de Injeção

A próxima grande consideração é a localização do ponto de injeção. Você pode adicionar mais de um ponto de injeção. Isso pode ser feito se houver chance de solidificar o alumínio derretido antes de alcançar cada recanto na matriz. Além disso, ajuda as cavidades no design.

Espessura da Parede

A espessura da parede das peças é outra consideração que você deve fazer. Com tecnologia de automação e máquinas sofisticadas, não há nível mínimo de espessura. Mas para melhores resultados, seria melhor optar por uma espessura consistente para melhores resultados.

Cotações de Fundição de Alumínio: Protótipos e Peças Personalizadas de Fundição de Alumínio

Custo de Fundição de Alumínio

O processo de fundição de liga de alumínio sob pressão é relativamente um processo de manufatura barato. O custo depende de vários fatores. O primeiro é custos iniciais de ferramentaria. O custo de ferramentaria para este processo varia de USD 7.000 a USD 75.000, então aumentaria o preço total do processo de fundição sob pressão. Mas como a fundição sob pressão é um processo repetitivo, torna-se mais custo-efetivo quando você opta por produção de grande volume.

Segundo, é difícil determinar o custo exato da fundição sob pressão sem conhecer as especificações do produto. Depende do tamanho do molde, se o perfil criado é oco ou sólido, e a complexidade da seção transversal.

Terceiro, o custo mudará de acordo com o tipo de máquina e trabalhadores. O processo de solidificação levará mais tempo para características maciças e isso também afetará os custos. Além disso, peças móveis complexas afetam os eventos de abertura e fechamento da máquina, o que também aumenta os custos.

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