As aplicações do Processo de Fundição em Alta Pressão são percebidas para criar formas complexas de componentes de metal. Ele garante alta precisão no desenvolvimento de designs elaborados. Comparado a outras técnicas, o método é rápido e eficaz, pois minimiza a utilização de material. Além disso, é mais barato a longo prazo e, portanto, uma opção acessível para os fabricantes.
Antes de entrar em mais detalhes sobre as aplicações do processo de fundição sob pressão de alta pressão, é necessário entender: o que é hpdc? Este artigo responderá a todas essas perguntas, não se preocupe. Então, vamos lá.
Fundição sob pressão de alta pressão: uma breve explicação da técnica
Nome da imagem: Fundição sob pressão de alta pressão
O processo de fundição sob pressão geralmente envolve três tipos principais; entre eles, um é a fundição sob pressão de alta pressão (HPDC). Este processo envolve forçar um metal fundido em um molde em alta pressão. A pressão empurra o metal fundido para cada canto cego. Depois disso, um metal se solidifica e deve ser retirado do molde em que foi colocado. O ciclo seguinte é continuado para que a produção seja contínua.
HPDC não deve ser confundido com fundição de baixa pressão (LPDC). Cada um deles tem suas peculiaridades e aplicações. Aqui vai uma comparação:
- Devido à necessidade de alta precisão, o HPDC emprega uma máquina orientada horizontalmente.
- O HPDC usa pressões entre 1000 e 25,000 PSI.
- Em contraste, o LPDC usa um arranjo de configuração de maquinário vertical e opera em pressões mais baixas.
- O LPDC geralmente leva um processo mais longo usando moldes diferentes.
Como funciona o processo de fundição sob pressão de alta pressão?
Nome da imagem: Peças fundidas sob pressão em grande composição
A fundição sob pressão de alta pressão (HPDC) normalmente envolve 4 etapas principais: preparação do molde, injeção, ejeção e tratamento pós-fundição. No entanto, eles podem incluir fundição sob pressão a vácuo e processamento de metal semissólido. No entanto, a abordagem geral permanece a mesma.
- Preparação do Molde
Limpeza: Molde para fundição sob pressão é uma obrigação antes do processo começar. Então, garanta que não haja impurezas durante o processo de fundição que possam fazer a diferença na fundição. Aplique revestimentos externos nas paredes internas do molde para regular a temperatura e facilitar a remoção do produto.
- Injeção
O metal fundido é então transferido para a câmara de injeção. Aqui, ele é forçado para dentro do molde por meio de prática de câmara quente ou câmara fria.
- Injeção em Câmara Quente: Neste processo, o sistema de injeção é imerso no forno de fusão. O êmbolo de injeção alimenta o metal fundido no bico e depois na matriz. O processo é ótimo para metais como zinco, magnésio e chumbo.
- Injeção em Câmara Fria: O metal líquido é então despejado em cascata em uma luva de câmara fria. Geralmente, isso é feito por um êmbolo hidráulico que força o metal a entrar na matriz. Este método é adequado para metais de alto ponto de fusão, como alumínio e latão ou mesmo cobre ou aço. Também pode usar injeção horizontal ou vertical.
No entanto, ambos os processos de injeção podem ser usados com magnésio. Pequenos componentes finos são feitos por máquinas de câmara quente devido aos limites de tamanho. Fundição de zinco geralmente é mais rígida do que alta pressão fundição de alumínio.
O processo de injeção é realizado sob pressões de 1,500 a 25,000 PSI. A pressão é mantida por um período não superior a algumas centenas de microssegundos. No resfriamento, a pressão hidráulica causa a expulsão do gás, que fica preso no molde. A pressão ajuda a compensar a contração quando o metal se solidifica. Essa capacidade de 4000 toneladas, no entanto, pode ser abordada por matrizes.
Remoção de peças
Após o metal se tornar sólido, pinos de ejeção simplesmente forçam a fundição para fora do molde. Esses pinos são colocados nas extremidades móveis do molde para facilitar a liberação.
aparar
Após a fundição, a espessura da seção transversal ou qualquer parte saliente é cortada do produto. Para esse propósito, equipamentos como matrizes de corte e serras são usados. O corte pode dar origem a sucata de metal que pode, em futuros ciclos de produção, ser utilizada para fazer mais produtos. (Leia mais sobre o comum defeitos de fundição sob pressão de alta pressão em nosso guia completo)
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Materiais compatíveis com fundição sob pressão de alta pressão
HPDC é ótimo para a fabricação de componentes ou peças de metal. Os mais amplamente usados são ligas de alumínio, zinco e magnésio. Vamos dar uma olhada geral nesses materiais para determinar se é melhor usar HPDC ou outro método.
- Alumínio:
Nome da imagem: Peças fundidas em alumínio
O alumínio é o material mais predominantemente usado em HPDC. Suas propriedades o tornam adequado para uso em indústrias como a de fabricação de automóveis e aviões. O alumínio tem uma fluidez razoável, especialmente quando derretido sob pressão. No entanto, para fundição de alta qualidade, ele precisa de um sistema de câmara fria. Algumas das ligas de alumínio mais comumente usadas são 380, 390, 412, 443 e 518.
Além disso, peças de alumínio são preferidos devido à sua relativa leveza. Também proporciona melhor estabilidade dimensional, condutividade elétrica, resistência à erosão e resistência térmica ao item final.
- Magnésio
Nome da imagem: Magnésio Fundido Produto
Assim como o alumínio, o magnésio é outro material escolhido para uso em HPDC. É mais leve que o alumínio e é conhecido por sua alta usinabilidade. De todas as ligas, o magnésio é o mais adequado para fundição sob pressão de câmara quente devido ao seu baixo ponto de fusão. As ligas populares são AZ91D, AM60, AS41B e AE42.
- zinco
Nome da imagem: Peças fundidas em zinco a granel
Entre os materiais HPDC, o zinco é o mais amigável aos usuários. É bastante adequado para uso com sistemas de câmara quente e câmara fria. Zamak 2, Zamak 3 e Zamak 5 são as três ligas de zinco primárias aplicadas a aplicações de fundição sob pressão. As peças de zinco são mecanicamente sólidas, resistentes ao desgaste e podem ser prontamente processadas.
Além disso, outros materiais podem ser usados, incluindo cobre, chumbo e ligas de estanho, etc. Cada material apresenta propriedades distintas. O primeiro critério para escolher um material é a função necessária e as condições sob as quais o equipamento irá operar. Você deve perguntar a um prestador de serviços de fundição sob pressão sobre o material mais apropriado.
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Aplicações do processo de fundição sob pressão de alta pressão: tipos de produtos que ele fabrica?
A fundição sob pressão pode ser usada em todas as indústrias por causa dos benefícios que ela traz. A seguir estão os méritos deste método.
Taxas de Produção Mais Altas
Nome da imagem: Componentes de fundição de precisão
Alta pressão processo de fundição sob pressão permite produção em taxas mais rápidas em comparação a outros métodos. Já que o processo de injeção de metal fundido em alta velocidade ajuda na produção mais rápida. Isso torna o processo adequado para organizações de produção de alto volume.
Peças de boa qualidade
Nome da imagem: Ferramentas fundidas
A fundição de alta pressão garante um formato quase líquido e, na maioria dos casos, produz um acabamento superficial fino. Porque peças de precisão podem ser cortadas com uma tolerância muito próxima e podem não precisar de mais cortes. Outro benefício de um bom acabamento superficial é que ele ajuda a obter um revestimento mais fácil. Além disso, a fundição sob alta pressão oferece uniformidade e estabilidade mecânica nas peças que estão sendo produzidas.
Produtos de Paredes Finas
Nome da imagem: Peças de fundição de parede fina
As altas pressões usadas no processo permitem seções de parede mais finas. A espessura mínima de parede disponível é de 0.40 mm, conforme os requisitos. Construções de paredes finas podem criar produtos leves e auxiliar na redução de peso. Além disso, permite a incorporação de peças como parafusos durante a fundição e reduz o número de etapas necessárias na montagem.
Obtenha designs complexos
Nome da imagem: Peça fundida complicada
O formato da matriz usada no HPDC oferece flexibilidade e permite que os designers desenvolvam projetos de peças mais complexos. Esse recurso é valioso para a formação de montagens intrincadas que empregam um número limitado de componentes.
Moldes Duráveis
As matrizes utilizadas em HPDC são resistentes e possuem um longo ciclo de vida. Isso torna possível que sejam usadas em muitos ciclos de produção, reduzindo assim o custo por unidade.
Aplicações do processo de fundição sob pressão de alta pressão
Muitas indústrias usam fundição sob pressão por seus benefícios ao produto final. Os setores comuns incluem.
Indústria automobilística
Nome da imagem: Sistema de suspensão para fundição sob pressão automotiva
Os fabricantes empregam fundição de alumínio de alta pressão e magnésio para componentes automotivos e peças estruturais. São itens do dia a dia, como blocos de motor, carcaças de caixa de câmbio e cárteres de óleo. Além disso, produz berços de motor e outras peças de reforço da carroceria, como vigas transversais.
Indústria médica
Nome da imagem: Instrumentos cirúrgicos fundidos
O processo é usado efetivamente para desenvolver instrumentos cirúrgicos leves. Além disso, é usado para fabricar dispositivos médicos e equipamentos de imagem. Ele dá suporte à fabricação de bombas de infusão e outros instrumentos médicos relacionados.
Indústria aeroespacial
Nome da imagem: Fundição sob pressão aeroespacial
Como consequência, o HPDC é preferido na indústria aeroespacial devido à sua capacidade de fabricar peças detalhadas e elaboradas. É útil para a produção de peças de motor de alto desempenho. Materiais comuns usados para aplicações aeroespaciais incluem ligas de alumínio, zinco e magnésio.
Componentes de uma máquina de fundição sob pressão de alta pressão
Máquinas de fundição sob pressão de alta pressão consistem em dois sistemas: câmaras frias e quentes. Embora tenham as mesmas peças, seus papéis são diferentes. Aqui estão as breves descrições dos componentes e seu funcionamento.
- Molde de Fundição (Die Cast Mold):
O molde de fundição é um elemento importante geralmente construído em aço. Estes são construídos através de Usinagem CNC. O molde consiste em duas metades de metal. Essas metades abrem e fecham usando ação hidráulica quando o metal derretido é despejado.
- Pinos Ejetores:
Pinos ejetores são pinos usados para empurrar para fora a peça fundida após ela ter se solidificado. Eles geralmente estão localizados na parte de lançadeira da matriz ou forma de corte.
- Pistão:
O pistão cria uma pressão de metal fundido e então o injeta no molde. Este processo na maioria dos casos é automatizado dependendo da máquina que está sendo usada.
- Componentes de Aquecimento:
Os componentes de aquecimento incluem o elemento de aquecimento, o termopar e a câmara de sopro. Essas peças ajudam a manter a temperatura do metal fundido em um processo chamado fundição. Os sistemas de câmara fria não incorporam essas peças de aquecimento.
- Tubo Ascendente (Riser Tube):
O tubo de elevação é usado para passar o metal fundido. Ele guia o metal durante a injeção no molde de fundição sob pressão através do processo de injeção.
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Perguntas Frequentes
Q1. Que tipos de materiais podem ser usados na fundição sob alta pressão?
Os metais mais usados em HPDC são alumínio, zinco, magnésio e ligas de cobre. Esses materiais apresentam certas características – resistência, resistência à corrosão e usinabilidade, que são bem adequadas para vários usos.
Q2. Quais são as diferenças entre fundição sob pressão de alta pressão e fundição sob pressão de baixa pressão?
O HPDC emprega pressão de injeção mais alta (1,500 a 25,000 PSI) para um disparo mais rápido e preciso. O LPDC opera em pressões mais baixas, é usado para componentes grandes e espessos e fornece menos controle dimensional do que o HPDC.
Q3. Qual é o tempo de ciclo usual para fundição sob pressão de alta pressão?
O tempo de ciclo para HPDC é tipicamente entre 15 a 60 segundos para as peças mais complexas e depende do material e do design do molde. Tempos de ciclo reduzidos também significam aumento de produtividade ou eficiência do processo de produção.
Q4. Quais são as vantagens da fundição sob pressão de alta pressão em relação a outros processos de fabricação?
Algumas das vantagens que tornam o HPDC preferível a outros métodos de fundição são: que o HPDC tem boa precisão dimensional, bom acabamento de superfície e pode produzir formas complexas e de paredes finas. Também é adequado para a produção de grandes quantidades de uma só vez, é mais barato a longo prazo.
Q5. Cite algumas aplicações do processo de fundição sob pressão de alta pressão.
O HPDC é usado em muitos setores, incluindo automotivo, aeroespacial, médico e eletrônico, para fabricar peças como blocos de motor, carcaças de caixa de câmbio, instrumentos cirúrgicos e invólucros para eletrônicos.