A fundição sob pressão é um processo de fundição sob pressão que pode ser muito bem utilizado em indústrias que produzem peças metálicas com designs complexos. Além de sua compatibilidade com qualquer projeto de produto, muitos fabricantes de peças metálicas o consideram por sua facilidade de uso, redução de desperdício de material e economia.
Se você está procurando o processo certo para o seu projeto de fundição sob pressão, a pergunta “Como posso usar a fundição sob pressão?” Por isso, este artigo explica o processo, as máquinas utilizadas e sua aplicação na fabricação de peças.
Conceito de fundição sob pressão
A fundição sob pressão (HPDC) é um dos três principais tipos de fundição sob pressão utilizados na produção de peças metálicas. Independentemente da máquina, o processo envolve a injeção de metal fundido em um molde pré-fabricado sob alta pressão. Segue-se o resfriamento, o metal fundido solidifica e é removido do molde. O ciclo então continua.
A fundição sob pressão às vezes é confundida com a fundição sob pressão de baixa pressão (LPDC), outro tipo de processo de fundição sob pressão. No entanto, ambos os métodos apresentam vantagens e desvantagens diferentes. Abaixo você encontrará um resumo dos dois procedimentos.
- HPDC usa uma máquina orientada horizontalmente
- As máquinas HDPC, como o nome sugere, injetam o metal fundido sob alta pressão (1.000 a 25.000 PSI)
- As máquinas LPDC têm duas metades da matriz fixadas em diferentes placas da máquina
- Máquinas dispostas verticalmente são usadas em fundição de baixa pressão
- As máquinas LPDC, como o nome sugere, injetam o metal fundido a baixa pressão.
Materiais compatíveis com fundição sob pressão
HPDC é adequado apenas para a produção de peças metálicas. Os materiais mais comuns são alumínio, zinco e magnésio. Abaixo está uma breve introdução aos materiais compatíveis para que você saiba se deve ficar com o HPDC ou usar outro.
1. Alumínio
O alumínio é o material HPDC mais comumente usado – uma das razões pelas quais a fundição sob pressão de alumínio é um processo de fabricação popular em indústrias como automotiva e aeroespacial.
Devido às suas propriedades inerentes, é muito comum. Além disso, o alumínio apresenta boa fluidez quando fundido sob alta pressão, mas requer um sistema de câmara fria para peças fundidas de alta qualidade. As ligas de alumínio comuns utilizadas no processo são 380, 390, 412, 443 e 518.
As peças HPDC de alumínio são amplamente utilizadas em inúmeras indústrias devido ao seu peso leve, estabilidade dimensional, condutividade elétrica, resistência à corrosão e resistência ao calor.
2. Magnésio
O magnésio é outro material HPDC popular, conhecido por seu peso leve (mais leve que o alumínio) e alta usinabilidade. Seu ponto de fusão mais baixo os torna mais adequados para fundição sob pressão em câmara quente. As ligas de magnésio comuns que você pode usar incluem AZ91D, AM60, AS41B e AE42.
3. Zinco
Dos três materiais HPDC comuns, o zinco é o mais amigável ao fabricante. Funciona melhor com um sistema de câmara quente, mas também é adequado para um sistema de câmara fria. As ligas comuns de fundição sob pressão de zinco de alta pressão incluem Zamak, 2, 3 e 5. Os materiais de fundição sob pressão de zinco são fortes, duráveis e usináveis.
Outros materiais compatíveis incluem ligas de cobre, chumbo e estanho. Cada um deles tem suas propriedades únicas. Portanto, você deve verificar a função necessária e o ambiente operacional antes de escolher. Melhor ainda consultar um serviço de fundição sob pressão que fará o processo com o material certo.
Componentes de uma máquina de fundição sob pressão
As máquinas de fundição de alta pressão utilizam dois sistemas diferentes: câmaras frias e quentes. Ambos os sistemas usam quase os mesmos componentes com funções semelhantes. Para um fabricante que deseja uma máquina HPDC, abaixo estão alguns componentes de uma máquina HPDC e seus recursos.
1. Molde de fundição sob pressão
Esta é a parte mais importante da máquina, que é feita principalmente de aço devido à sua alta precisão, exatidão e tolerância. Por exemplo, é fabricado utilizando processos de usinagem CNC. O design da peça corresponde ao produto pretendido. Os moldes de fundição sob pressão consistem em duas metades (móvel e fixa) que são fixadas à máquina. Ambas as metades são fixadas sob força enquanto o operador injeta metal fundido.
2. Pinos ejetores
Esses componentes são usados para ejetar a peça fundida após a solidificação. Eles geralmente estão localizados na metade móvel do molde.
3. Pistão
O pistão cria a pressão que injeta metal fundido da câmara de sopro no molde. Dependendo do tipo de máquina, isso pode ser feito automaticamente.
4. Componentes de aquecimento
Os componentes de aquecimento são o elemento de aquecimento, o termopar e a câmara de sopro (localização do metal fundido). Eles são usados para aquecer o metal e armazenar e manter a temperatura do metal fundido. Não há componentes de aquecimento no sistema de câmara fria.
5. Tubo ascendente
Serve como passagem para o metal fundido no molde de fundição sob pressão.
Como funciona o processo de fundição sob pressão?
A maioria dos entusiastas da fundição sob pressão concorda que o HPDC consiste em quatro processos: preparação do molde, injeção, ejeção e pós-tratamento. Abaixo está tudo o que você precisa saber sobre como funciona o processo:
Passo #1: Preparação do Molde
A preparação do molde inclui a limpeza do molde para remover contaminantes que possam afetar a qualidade da fundição do metal. Também inclui a lubrificação das paredes internas do molde para facilitar a ejeção do molde e a regulação da temperatura.
Etapa 2: Injeção
Nesta etapa o metal fundido é injetado no molde. Contudo, o método de injeção depende do sistema de injeção da máquina. Existem dois sistemas: câmara quente e câmara fria. Abaixo está uma explicação de ambos os métodos.
Sistema de injeção de câmara quente
O sistema de injeção em câmara quente é adequado para trabalhar com metais de baixo ponto de fusão, como zinco, magnésio e chumbo. A peça metálica é derretida na máquina e o metal fundido é injetado no molde.
Sistema de injeção em câmara fria
Na pulverização em câmara fria, o metal fundido é derramado na câmara de sopro antes de ser injetado no molde. O sistema é adequado para materiais com alto ponto de fusão, como alumínio e latão. Devido ao alto ponto de fusão do material, é necessário fundi-lo fora do sistema.
Abaixo estão algumas conclusões importantes sobre os dois sistemas:
- O sistema de injeção em câmara quente é mais rápido porque o metal é aquecido adicionalmente no sistema de câmara fria.
- A câmara quente utiliza uma pressão mais baixa (1.000 – 5.000 PSI) do que a câmara fria, que utiliza 1.500 a 25.000 psi.
- O sistema de câmara fria pode utilizar injeção horizontal ou vertical, enquanto o sistema de câmara quente utiliza apenas injeção horizontal.
- O sistema de injeção de câmara quente é adequado para a produção de peças pequenas e complicadas devido às limitações de tamanho da máquina.
Etapa 3: Remoção de Peças
À medida que esfria, o metal fundido solidifica. O operador então usa o pino ejetor para liberar a cavidade do molde e empurra para fora as peças fundidas solidificadas.
Etapa 4: aparar
O recorte é necessário para remover o excesso de material da peça fundida e do molde. Existem muitas maneiras de cortar o excesso de material. Normalmente, isso envolve o uso de uma ferramenta de corte e uma serra. O excesso de material é reutilizável e reciclável. Portanto, o processo é econômico.
Vantagens das peças fundidas sob pressão
Devido às suas vantagens, a fundição sob pressão é amplamente utilizada na indústria. Abaixo estão alguns motivos pelos quais você deve considerar este procedimento para o seu projeto:
1. Taxas de produção mais altas
A fase de injeção é a fase mais importante do HPDC e é rápida. Portanto, o HPDC tem uma alta taxa de produção. Portanto, o processo é importante na prototipagem rápida, especialmente na produção em massa. Também é mais rápido que LPDC e outros processos de fundição.
2. Peças de fundição sob pressão de alta qualidade
As peças fundidas feitas com HPDC apresentam alta precisão dimensional, bom acabamento superficial e excelente uniformidade. Eles também retêm as propriedades mecânicas do material base e raramente requerem processamento adicional.
3. Produtos de paredes finas
Uma espessura de parede fina inferior a 0,40 mm pode ser alcançada através da fundição sob pressão. Você também pode adicionar inserções (ou peças co-moldadas) para reduzir o número de componentes durante a montagem.
4. Obtenha um design complexo
HPDC é adequado para produzir produtos com formatos de matrizes complexos devido à flexibilidade no design do formato da matriz. Devido à flexibilidade, é mais fácil montar as peças fabricadas.
5. Matrizes duradouras
Os moldes de fundição sob pressão usados no processo HPDC são extremamente duráveis e, portanto, adequados para múltiplos ciclos de produção. Devido à sua longevidade, os custos unitários das peças fundidas são reduzidos.
Quando você não deve considerar peças fundidas sob pressão?
Embora o HPDC ofereça vantagens únicas, há duas situações em que não é ideal. Se você se enquadra nesta categoria, definitivamente deveria conversar com uma empresa de prototipagem rápida sobre possíveis processos de fabricação. Aqui você pode descobrir as vantagens e desvantagens da fundição sob pressão.
Presença de ar
HPDC não é o material adequado para produtos que não podem ter bolsas de ar. Devido à alta pressão, podem ocorrer bolsas de ar no molde durante a fase de injeção. Isto resulta em porosidade e tais peças não devem ser submetidas a tratamento térmico, pois isso pode causar bolhas na superfície. Se você ainda acha que a fundição sob pressão é o método certo, você pode mudar para a fundição sob pressão.
Custos iniciais de inicialização
Configurar sua própria máquina HPDC requer um grande investimento. Uma das razões pelas quais muitas pessoas e empresas consideram terceirizar para um provedor de serviços de fundição sob pressão.
Aplicação do processo de fundição sob pressão
O HPDC possui amplas capacidades industriais e, portanto, é usado nas seguintes indústrias:
1. Indústria automotiva
A indústria automotiva utiliza HPDC para produzir blocos de motores, caixas de transmissão, suportes de motores e outras peças estruturais de veículos. Essas peças possuem um design complexo e requerem alta precisão. Também são adequados devido à sua compatibilidade com materiais como alumínio e magnésio.
2. Indústria médica
Peças médicas, como dispositivos de imagem de alta produção e bombas de infusão, são fabricadas em máquinas HPDC. Este é o processo preferido devido à sua produtividade, compatibilidade de materiais e necessidade de compatibilidade com projetos complexos de produtos.
3. Indústria aeroespacial
A indústria aeroespacial também utiliza HPDC para fabricar produtos como peças de motores. Os processos de fundição de alta pressão de zinco, magnésio e alumínio são comuns aqui devido às suas propriedades.
Devo terceirizar ou comprar uma máquina de fundição sob pressão?
A decisão entre terceirizar e adquirir uma máquina HPDC depende da sua empresa, do tamanho do projeto e das suas opções de investimento.
As pequenas e médias empresas devem terceirizar os serviços de fundição sob pressão, independentemente do tamanho do seu projeto. Para as grandes empresas, o desejo de maximizar os lucros ditará a sua escolha, uma vez que o HPDC tem elevados custos de arranque, manutenção e operação.
Concluindo
A fundição sob pressão é um processo de fabricação comum em indústrias que utilizam peças metálicas sólidas com designs complexos. Oferece facilidade de uso, menos desperdício de material e eficiência de custos. Este artigo tratou do processo e sua aplicação na produção de peças. Você precisa de peças metálicas de alta qualidade fabricadas usando um processo de fundição sob pressão? Nós ajudaremos você a começar.
Faça um orçamento grátis
Perguntas frequentes
Por que você usa usinagem CNC para moldes de fundição sob pressão?
Devido à sua precisão, exatidão e alta tolerância, a usinagem CNC é o método mais utilizado para a produção de moldes. A forma requer um processo que pode fornecer muitos detalhes. Portanto, a usinagem CNC é um método comum para a produção de moldes de fundição sob pressão.
A fundição sob pressão é adequada para plásticos?
Não, para polímeros plásticos você deve usar moldagem por injeção. A fundição sob pressão é a moldagem por injeção de metais.
Qual é a diferença entre fundição de alta pressão e fundição por gravidade?
A fundição de alta pressão é um tipo de processo de fundição sob pressão, o que significa que é injetada sob pressão. A fundição por gravidade, por outro lado, envolve o preenchimento do molde com metal fundido sob a influência da gravidade.
