Las aplicaciones del proceso de fundición a presión a alta presión se consideran para crear formas complejas de componentes metálicos. Garantiza una alta precisión en el desarrollo de diseños elaborados. En comparación con otras técnicas, el método es rápido y eficaz, ya que minimiza el uso de material. Además, es más económico a largo plazo y, por lo tanto, una opción asequible para los fabricantes.
Antes de entrar en más detalles sobre las aplicaciones del proceso de fundición a presión a alta presión, es necesario entender: ¿qué es la HPDC? Este artículo responderá a todas esas preguntas, no se preocupe. Así que, entremos en materia.
Fundición a alta presión: una breve explicación de la técnica
Nombre de la imagen: Fundición a presión a alta presión
El proceso de fundición a presión generalmente implica tres tipos principales; uno de ellos es la fundición a presión a alta presión (HPDC). Este proceso implica forzar un metal fundido dentro de un molde a alta presión. La presión empuja el metal fundido hacia todos los rincones ciegos. A continuación, el metal se solidifica y se saca del molde en el que se ha colocado. El siguiente ciclo continúa para que la producción sea continua.
El HPDC no debe confundirse con fundición a baja presión (LPDC). Cada uno de ellos tiene sus particularidades y aplicaciones. A continuación, una comparación:
- Debido a la necesidad de alta precisión, HPDC emplea una máquina orientada horizontalmente.
- HPDC utiliza presiones de entre 1000 y 25,000 XNUMX PSI.
- Por el contrario, el LPDC utiliza una configuración de maquinaria vertical y opera a presiones más bajas.
- El LPDC suele requerir un proceso más largo y se utilizan moldes diferentes.
¿Cómo funciona el proceso de fundición a presión a alta presión?
Nombre de la imagen: Piezas de fundición a presión en maquillaje de gran tamaño
La fundición a alta presión (HPDC) normalmente implica cuatro pasos principales: preparación del molde, inyección, expulsión y tratamiento posterior a la fundición. Sin embargo, pueden incluir fundición a alta presión al vacío y procesamiento de metales semisólidos. Sin embargo, el enfoque general sigue siendo el mismo.
- Preparación del molde
Limpieza Molde de fundición a presión Es imprescindible realizar una limpieza antes de comenzar el proceso. Por lo tanto, asegúrese de que no haya impurezas durante el proceso de fundición que puedan afectar negativamente al resultado. Aplique recubrimientos externos en las paredes internas del molde para regular la temperatura y facilitar la extracción del producto.
- Inyección
A continuación, el metal fundido se transfiere a la cámara de inyección, donde se introduce a presión en el molde mediante una cámara caliente o una cámara fría.
- Inyección en cámara caliente: En este proceso, el sistema de inyección se sumerge en el horno de fusión. El émbolo de inyección alimenta el metal fundido a la boquilla y luego a la matriz. El proceso es óptimo para metales como el zinc, el magnesio y el plomo.
- Inyección en cámara fría: el metal líquido se vierte en cascada en una manga de cámara fría. Generalmente, se realiza mediante un émbolo hidráulico que obliga al metal a entrar en la matriz. Este método es adecuado para metales con un punto de fusión alto, como el aluminio y el latón, o incluso el cobre o el acero. También se puede utilizar la inyección horizontal o vertical.
Sin embargo, ambos procesos de inyección se pueden utilizar con magnesio. Los componentes finos pequeños se fabrican con máquinas de cámara caliente debido a los límites de tamaño. Las piezas fundidas a presión de zinc suelen ser más rígidas que las de alta presión. fundición a presión de aluminio.
El proceso de inyección se realiza bajo presiones de 1,500 a 25,000 PSI. La presión se mantiene durante un período que no supera unos pocos cientos de microsegundos. Durante el enfriamiento, la presión hidráulica provoca la expulsión de gas, que queda atrapado en el molde. La presión ayuda a compensar la contracción cuando el metal se solidifica. Sin embargo, una capacidad de 4000 toneladas puede ser abordada por matrices.
Eliminación de piezas
Una vez que el metal se ha solidificado, los pasadores de expulsión simplemente fuerzan la extracción de la pieza fundida del molde. Estos pasadores se colocan en los extremos móviles del molde para facilitar la liberación.
Guarnición
Después de la fundición, se corta el espesor de la sección transversal o cualquier parte saliente del producto. Para ello, se utilizan equipos como troqueles de corte y sierras. El recorte puede dar lugar a desechos metálicos que, en futuros ciclos de producción, se pueden utilizar para fabricar más productos. (Lea más sobre los métodos comunes Defectos de fundición a presión a alta presión en nuestra guía completa)
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Materiales compatibles con fundición a alta presión
El HPDC es óptimo para fabricar componentes o piezas de metal. Los más utilizados son las aleaciones de aluminio, zinc y magnesio. Echemos un vistazo a estos materiales para determinar si es mejor utilizar HPDC u otro método.
- Aluminio:
Nombre de la imagen: Piezas fundidas a presión de aluminio
El aluminio es el material más utilizado en la fundición a presión de alto rendimiento. Sus propiedades lo hacen adecuado para su uso en industrias como la de fabricación de automóviles y aviones. El aluminio tiene una fluidez aceptable, especialmente cuando se funde bajo presión. Sin embargo, para una fundición de alta calidad, necesita un sistema de cámara fría. Algunas de las aleaciones de aluminio más utilizadas son 380, 390, 412, 443 y 518.
Además, piezas de aluminio Se prefieren debido a su peso relativamente ligero. También proporcionan una mejor estabilidad dimensional, conductividad eléctrica, resistencia a la erosión y resistencia térmica al artículo final.
- Magnesio
Nombre de la imágen: Fundición a presión de magnesio Producto
Al igual que el aluminio, el magnesio es otro material elegido para el HPDC. Es más ligero que el aluminio y se destaca por su alta maquinabilidad. De todas las aleaciones, el magnesio es el más adecuado para fundición a presión en cámara caliente Debido a su bajo punto de fusión, las aleaciones más utilizadas son AZ91D, AM60, AS41B y AE42.
- Zinc
Nombre de la imagen: Piezas fundidas a presión de zinc a granel
Entre los materiales de HPDC, el zinc es el más amigable para los usuarios. Es muy adecuado para usar tanto con sistemas de cámara caliente como de cámara fría. Zamak 2, Zamak 3 y Zamak 5 son las tres aleaciones de zinc principales que se aplican a las aplicaciones de fundición a presión a alta presión. Las piezas de zinc son mecánicamente sólidas, resistentes al desgaste y se pueden procesar fácilmente.
Además, se pueden utilizar otros materiales, como aleaciones de cobre, plomo y estaño, etc. Cada material tiene propiedades diferentes. El primer criterio para elegir un material es la función requerida y las condiciones en las que funcionará el equipo. Debe preguntar a un proveedor de servicios de fundición a presión sobre el material más adecuado.
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Aplicaciones del proceso de fundición a presión a alta presión: ¿Tipos de productos que fabrica?
La fundición a presión a alta presión se puede utilizar en todas las industrias debido a los beneficios que conlleva. A continuación, se enumeran las ventajas de este método.
Mayores Tasas de Producción
Nombre de la imagen: Componentes de fundición a presión de precisión
Alta presión proceso de fundición a presión Permite una producción a un ritmo más rápido en comparación con otros métodos, ya que el proceso de inyección de metal fundido a alta velocidad ayuda a una producción más rápida, lo que lo hace adecuado para organizaciones de producción de gran volumen.
Piezas de buena calidad
Nombre de la imagen: Herramientas fundidas a presión
La fundición a alta presión garantiza una forma casi perfecta y, en la mayoría de los casos, produce un acabado superficial fino, ya que las piezas de precisión se pueden cortar con una tolerancia muy precisa y es posible que no sea necesario realizar más cortes. Otro beneficio de un buen acabado superficial es que ayuda a lograr un enchapado más fácil. Además, la fundición a alta presión ofrece uniformidad y estabilidad mecánica en las piezas que se producen.
Productos de Pared Delgada
Nombre de la imagen: Piezas de fundición de paredes delgadas
Las altas presiones utilizadas en el proceso permiten obtener secciones de pared más delgadas. El espesor mínimo de pared disponible es de 0.40 mm, según los requisitos. Las construcciones de paredes delgadas pueden crear productos livianos y ayudar a reducir el peso. Además, permiten la incorporación de piezas como tornillos durante la fundición y reducen el número de pasos necesarios para el ensamblaje.
Consiga diseños complejos
Nombre de la imagen: Pieza fundida a presión complicada
La forma de matriz utilizada en HPDC ofrece flexibilidad y permite a los diseñadores desarrollar diseños de piezas más complejos. Esta característica es valiosa para la formación de conjuntos complejos que emplean una cantidad limitada de componentes.
Moldes Duraderos
Las matrices utilizadas en HPDC son resistentes y tienen un ciclo de vida prolongado, lo que permite su uso en muchos ciclos de producción, lo que reduce el costo por unidad.
Aplicaciones del proceso de fundición a presión a alta presión
Muchas industrias utilizan la fundición a presión a alta presión por sus beneficios para el producto final. Los sectores más comunes incluyen:
Industria automotriz:
Nombre de la imagen: Sistema de suspensión para fundición a presión automotriz
Los fabricantes emplean aluminio fundido a presión y magnesio para componentes de automóviles y piezas estructurales. Se trata de artículos de uso cotidiano, como bloques de motor, carcasas de caja de cambios y cárteres de aceite. Además, produce cunas de motor y otras piezas de refuerzo de la carrocería, como vigas transversales del automóvil.
Industria médica:
Nombre de la imagen: Instrumentos quirúrgicos fundidos a presión
El proceso se utiliza de forma eficaz para desarrollar instrumentos quirúrgicos ligeros. Además, se utiliza para fabricar dispositivos médicos y equipos de diagnóstico por imagen. Es compatible con la fabricación de bombas de infusión y otros instrumentos médicos relacionados.
Industria aeroespacial:
Nombre de la imagen: Fundición a presión aeroespacial
Como consecuencia, el HPDC es el preferido en la industria aeroespacial debido a su capacidad para fabricar piezas detalladas y elaboradas. Es útil para la producción de piezas de motor de alto rendimiento. Los materiales comunes que se utilizan para aplicaciones aeroespaciales incluyen aleaciones de aluminio, zinc y magnesio.
Componentes de una máquina de fundición a presión de alta presión
Las máquinas de fundición a presión a alta presión constan de dos sistemas: cámaras frías y calientes. Aunque tienen las mismas piezas, sus funciones son diferentes. A continuación se describen brevemente los componentes y su funcionamiento.
- Molde de Fundición
El molde de fundición a presión es un elemento importante generalmente construido de acero. Estos se construyen a través de Mecanizado CNCEl molde consta de dos mitades de metal que se abren y se cierran mediante la acción hidráulica cuando se vierte el metal fundido.
- Pasadores de Expulsión
Pasadores eyectores Son pasadores que se utilizan para empujar la pieza fundida a presión hacia afuera después de que se ha solidificado. Por lo general, se encuentran en la parte de la lanzadera de la matriz o molde de corte.
- Pistón
El pistón crea una presión de metal fundido y luego lo inyecta en el molde. Este proceso en la mayoría de los casos está automatizado según la máquina que se utilice.
- Componentes de Calefacción
Los componentes de calentamiento incluyen el elemento calefactor, el termopar y la cámara de soplado. Estas piezas ayudan a mantener la temperatura del metal fundido en un proceso llamado fundición. Los sistemas de cámara fría no incorporan estas piezas de calentamiento.
- Tubo Ascendente
El tubo ascendente se utiliza para hacer pasar el metal fundido y lo guía durante la inyección en el molde de fundición a presión a través del proceso de inyección.
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FAQ’s
P1. ¿Qué tipos de materiales se pueden utilizar en la fundición a presión a alta presión?
Los metales más utilizados en el HPDC son las aleaciones de aluminio, zinc, magnesio y cobre. Estos materiales presentan ciertas características (resistencia, resistencia a la corrosión y maquinabilidad) que los hacen muy adecuados para diversos usos.
P2. ¿Cuáles son las diferencias entre la fundición a alta presión y la fundición a baja presión?
El HPDC emplea una presión de inyección más alta (1,500 a 25,000 XNUMX PSI) para lograr una inyección más rápida y precisa. El LPDC opera a presiones más bajas, se utiliza para componentes grandes y gruesos y proporciona un menor control dimensional que el HPDC.
P3. ¿Cuál es el tiempo de ciclo habitual para el tipo de fundición a presión de alta presión?
El tiempo de ciclo de HPDC suele ser de entre 15 y 60 segundos para las piezas más complejas y depende del material y del diseño del molde. Los tiempos de ciclo reducidos también significan un aumento de la productividad o la eficiencia del proceso de producción.
P4. ¿Cuáles son las ventajas de la fundición a alta presión con respecto a otros procesos de fabricación?
Algunas de las ventajas que hacen que el HPDC sea preferible a otros métodos de fundición son que el HPDC tiene buena precisión dimensional, buen acabado superficial y puede producir formas complejas y de paredes delgadas. También es adecuado para la producción de grandes cantidades de una sola vez y es más económico a largo plazo.
Q5. Mencione algunas aplicaciones del proceso de fundición a presión a alta presión.
El HPDC se utiliza en muchas industrias, incluidas la automotriz, la aeroespacial, la médica y la electrónica, para fabricar piezas como bloques de motor, carcasas de cajas de cambios, herramientas quirúrgicas y carcasas para dispositivos electrónicos.