Magnesium die casting parts will be more popular scine 2025.The auto industry has always had to change under pressure. As the demand for more efficient cars grew, factories faced several challenges. It was always hard to make a car lighter and more energy efficient. Fuel economy and tighter emission controls are also noteworthy factors. In the past, steel and cast iron were used to make autos. Later, these metals became limitations rather than solutions. In this case, fundición a presión de magnesio representó un cambio significativo para la industria del automóvil.

Tradicionalmente, la gente utilizaba madera, hierro y acero simple para fabricar automóviles. Por aquel entonces, la resistencia era más importante que la velocidad. Sin embargo, el aluminio resolvió el problema en muchos casos. Ofrece coches mucho más ligeros, y la fabricabilidad es mejor. Sin embargo, sigue mostrando limitaciones para ciertas piezas de automóviles.

El magnesio cambió esta trayectoria. Con la densidad más baja entre los metales, introdujo una nueva forma de diseñar automóviles. El uso del magnesio ofrece una elevada relación peso/resistencia. Además, son resistentes a la corrosión y extremadamente ligeros.

La fundición a presión de magnesio es crucial para la industria automovilística mundial en la actualidad. Statistica afirma que en 2024, el mercado tenía un valor de $1.841 millones. Para 2034, los investigadores estiman que esta cifra podría alcanzar los 5.088 millones, con una tasa CAGR del 10,7%. Este aumento se debe a la necesidad de aleaciones de magnesio de la industria del automóvil.

Este artículo explica todo sobre la fundición a presión de magnesio para aplicaciones de automoción. También destaca las piezas de automóvil más populares fabricadas con magnesio fundido a presión. Esperamos que este artículo le ayude a tomar decisiones con conocimiento de causa. Puede ayudarle en el desarrollo de productos y en los negocios.

Fundición inyectada de magnesio

La fundición a presión de magnesio es un proceso de fabricación de alta velocidad. Utiliza una aleación de magnesio y la inyecta a alta presión para conseguir la forma adecuada. La aplicación de una presión extrema facilita todo el proceso porque siente cada fino hueco del molde. Otra ventaja es que es un metal muy fluido. Incluso para piezas de geometría compleja, obtendrá la máxima precisión.

Generalmente, el proceso comienza fundiendo la aleación de magnesio. A continuación, se coloca en un horno y se inyecta la aleación en la matriz de magnesio mediante un émbolo. Se deja enfriar. Una vez que la aleación se cura y endurece, la máquina expulsa la pieza sólida. Este ciclo es relativamente rápido porque el magnesio se enfría más rápidamente que otros metales.

La fundición a presión de magnesio es un proceso vital para la ingeniería moderna. Ofrece múltiples ventajas y se considera el material estructural más ligero en la actualidad. Comparativamente, es 33% más ligero que el aluminio y 75% más ligero que el acero. El uso de piezas de magnesio puede reducir el peso sin comprometer la resistencia. Esta práctica ahorra tiempo y energía al tiempo que mejora el rendimiento general.

Las aleaciones de magnesio tienen amplias aplicaciones en casi todos los sectores. Su principal razón es la amplia gama de excelentes propiedades, aunque la característica crucial es su naturaleza ligera. Por esta razón, los fabricantes utilizan el magnesio en la industria del automóvil, electrónica, aeroespacial, aeronáutica y muchas otras. Además, es un material clave para la construcción de edificios.

Fundición inyectada de magnesio en la industria del automóvil

La fundición a presión de magnesio se utiliza para fabricar diversos tipos de piezas de magnesio para automóviles. Aunque las aleaciones utilizadas para cada pieza pueden diferir. Cada una de estas piezas tiene unos requisitos específicos de fuerza y resistencia al impacto.

Interior Auto Parts

Los salpicaderos, las consolas centrales, los armazones de los asientos y las piezas de tapicería son piezas comunes del interior del automóvil. Los usuarios utilizan a menudo estas piezas. Por tanto, deben ser ligeras, fuertes y resistentes a los impactos y al calor. La fundición a presión de magnesio es un candidato perfecto en este caso. También puede encontrar alternativas como el aluminio y el plástico. Sin embargo, el magnesio ofrece mayor resistencia y mejor estabilidad de tamaño.

Cuerpo y partes estructurales

Hay varios tipos de piezas de la carrocería fabricadas con magnesio, como los marcos del techo, los portones levadizos y los interiores de las puertas. Estas piezas son cruciales para los clientes y deben ser lo suficientemente resistentes como para protegerlos durante cualquier choque. Aquí, el magnesio resulta más útil. Es resistente y fusiona las piezas con un único recambio, lo que reduce las necesidades de montaje. Además, las piezas son más ligeras.

Chasis, bastidores y piezas portantes

En esta sección se tratan los soportes del motor, los bastidores auxiliares y los soportes de suspensión. Estas piezas son esenciales para soportar las cargas. Además, deben soportar fuertes vibraciones de la carretera. Las aleaciones de magnesio tienen una excelente capacidad de amortiguación y pueden absorber energía. El acero también es fuerte, pero las aleaciones de magnesio como la AZ91D son duraderas y resistentes. Ofrece una durabilidad específica a una fricción particular para los pesos. Puede confiar en ella para obtener mejores resultados.

Sistemas de dirección, frenado y control

En esta sección, algunas piezas comunes son volantes, columnas, soportes de pedales y carcasas. Como estas piezas son muy sensibles, deben ser precisas y resistentes. La fundición a presión de magnesio produce cada pieza con tamaños exactos y formas precisas. A menudo, requiere poco mecanizado, pero son suaves y muy estables para los conductores.

Componentes de la cadena cinemática

Las piezas típicas de la cadena cinemática son los embragues, las cajas de cambios, las cubiertas del motor y los cárteres de aceite. Estas piezas deben soportar altas temperaturas y tensiones mecánicas. Por eso hay que fabricarlas con materiales capaces de disipar el calor y soportar las tensiones. Las aleaciones de magnesio son uno de los materiales más adecuados para este trabajo. Los ingenieros las prefieren para minimizar el peso del motor.

Carcasas para vehículos eléctricos y electrónica

Los VE utilizan magnesio para las cubiertas de las baterías, los motores y los inversores. Estas piezas deben ser ligeras y ayudar a propagar el calor con facilidad. Las piezas de magnesio son perfectas para usos sensibles. Pueden bloquear fácilmente las interferencias electromagnéticas (EMI). Puede utilizar plástico o aluminio como alternativa. Sin embargo, mucha gente prefiere esto para aumentar la autonomía reduciendo el peso.

Aleaciones de magnesio populares para la fundición a presión de piezas de automóvil

Las aleaciones de magnesio están especialmente diseñadas para la fundición a presión de automóviles. Son buenas en varias propiedades físicas. Se puede tener en cuenta la fuerza, la resistencia a la corrosión o incluso el peso. Las distintas aleaciones, en este caso, ofrecen propiedades diferentes.

AZ91D

Esta aleación se compone de 9% de aluminio, 1% de zinc y 0,15-5% de manganeso. A diferencia de otras aleaciones de magnesio, tiene mayor resistencia a la corrosión y baja fluencia a temperaturas elevadas. Estas propiedades especiales hacen que esta aleación sea ideal para cubiertas de motor y piezas estructurales.

AM60B

AM60B es un material flexible, dúctil y resistente a los impactos. La aleación sólo contiene aluminio 6% y una pequeña cantidad de manganeso. A diferencia de otras aleaciones, no se agrieta ni se rompe bajo alta presión, pero puede deformarse. Por eso, la mayoría de la gente la utiliza para volantes y armazones de asientos, donde la seguridad es fundamental.

AM50A

La AM50A contiene aluminio 5% y es conocida por su gran tenacidad y alargamiento. Esta aleación es más dúctil que la AM60B. Por lo tanto, es más perfecta para sobrevivir a colisiones sin romperse. En consecuencia, los fabricantes lo utilizan para interiores de puertas y puertas levadizas. Garantiza un gran equilibrio entre seguridad y resistencia.

AE42

AE42 es un material especializado que utiliza metales de tierras raras en la aleación. Es una aleación única porque puede soportar fácilmente la fluencia sin sufrir ningún daño. En este caso, los términos fluencia se refieren a cambios de estado o deformación bajo tensión constante y alta temperatura. Estas características la convierten en una opción útil para las piezas del motor.

Tipos de procesos de fundición a presión de magnesio

Las piezas de magnesio para automóviles pueden fabricarse mediante dos procesos principales de fundición a presión. Aunque su objetivo es el mismo, los métodos y equipos difieren. Cada proceso tiene pasos únicos para fundir, inyectar y acabar las aleaciones. Son adecuados para una amplia gama de tamaños de piezas y volúmenes de producción.

Fundición en cámara caliente

La fundición a presión en cámara caliente es el método más habitual para dar forma a piezas de aleación de magnesio. Funciona bien para componentes de tamaño pequeño o mediano. El proceso clave consiste en fundir el metal, introducirlo en una cámara caliente o molde, dejarlo enfriar y solidificarlo. Una vez solidificado, se le da una buena forma para su uso en el mundo real. Este tipo de configuración tiene el horno dentro de la máquina.

Paso #1 Preparación y fusión

El primer paso consiste en preparar el molde y limpiarlo para la siguiente aproximación. El operario debe eliminar a fondo la suciedad de la superficie, asegurarse de que está bien limpia y, a continuación, aplicar lubricantes. Así se evita que el metal se pegue a la superficie. Al mismo tiempo, los lingotes de magnesio se funden en un quemador incorporado a la máquina. Hay un gas especializado que recubre el metal y evita que se queme al exponerlo al oxígeno.

Paso #2 Inyección de magnesio fundido

Tras la fusión, un émbolo hidráulico se desplaza hacia el metal fundido. El émbolo ejerce entonces fuerzas, empujando el metal para que fluya a través de un tubo conocido como cuello de cisne. Esta alta presión y estas fuerzas hacen que el metal rellene cada pequeño hueco y detalle del molde. Además, todo el proceso de llenado se completa en sólo unos segundos.

Etapa #3 Solidificación y enfriamiento

Si el molde se llena, la presión se mantiene constante. Este paso ayuda a evitar que cualquier resto de aire o burbujas entren en el molde. Para la refrigeración, la gente suele hacer fluir agua o aceite a través de canales para reducir el calor en el molde. Además, el metal de magnesio forma rápidamente una pieza sólida, ya que es un metal fino.

Paso #4 Apertura y expulsión del troquel

La apertura de la matriz es un paso automatizado. Tras el enfriamiento, la máquina abre automáticamente las dos mitades de la matriz. A continuación, el expulsor empuja la pieza maciza fuera de la cavidad. No lo olvide: el metal puede ser sólido, pero está muy caliente al tacto. Asegúrese de utilizar un brazo automatizado o retire la pieza con cuidado utilizando otras herramientas. A continuación, la matriz se cierra automáticamente e inicia otro ciclo.

Paso #5 Recorte y acabado

La pieza en bruto puede tener algunas partes extra llamadas flash. Para cortar estas partes sobrantes se necesita una prensa de recorte adecuada. Tras el corte, los fabricantes pueden lijar o pulir la superficie y aplicar una capa protectora.

Fundición a presión en cámara fría

La fundición a presión en cámara fría, por su parte, se utiliza para piezas de magnesio más grandes o gruesas. Lo que diferencia a este proceso es el uso de un molde o cámara fría para crear las formas. El término “cámara fría” se refiere a la ausencia de horno en la máquina. Este tipo de configuración es ideal para componentes de mayor tamaño.

Fusión externa de una aleación de magnesio

En este proceso, no hay ningún horno adicional en la máquina. Por ello, los operarios funden el magnesio en una unidad externa independiente. Esta unidad u horno tiene una cubierta de gas sobre el magnesio fundido, que lo protege del aire. Sin el gas, el magnesio puede reaccionar con el aire y quedar impuro para la fundición.

Colado manual o automático

Los fabricantes toman una cantidad precisa de magnesio fundido para fundirlo. Por lo general, en las fábricas modernas se utiliza un brazo robótico para cucharear o recoger el líquido. A continuación, el brazo vierte el material en el manguito de inyección. Este trabajo debe completarse lo antes posible para mantener el material caliente.

Inyección a alta presión

Cuando el metal fundido llena el manguito de inyección, un cilindro hidráulico avanza para realizar el siguiente trabajo. Normalmente empuja el metal, a alta presión y velocidad, hacia la matriz. En este caso, la presión es relativamente más alta que en las máquinas de cámara caliente para garantizar un mejor llenado.

Llenado, enfriamiento y solidificación

El metal líquido llena la cavidad de la matriz con facilidad. El metal fluye por cada nervio, orificio y pared de la pieza. Como la matriz está bajo refrigeración por agua, el metal fundido pierde calor y se enfría más rápidamente. Además, la pieza permanece a alta presión hasta que se solidifica.

Apertura de matrices y extracción de piezas fundidas

Cuando el metal se solidifica, la máquina abre sus pesadas placas. Unos pasadores eyectores empujan el metal fuera de la cavidad. Como la pieza sigue muy caliente incluso después de la formación, un robot siempre la retira y la deja en una estación de refrigeración.

Postprocesado y acabado

La pieza de fundición puede tener algunas partes o bordes sobrantes. Estas partes pueden eliminarse utilizando un troquel de recorte o máquinas CNC. Además, la pieza puede someterse a sobrecalentamiento para hacerla más resistente. Después se aplica una capa protectora. Estos pasos evitan daños en las piezas del coche causados por la sal o el agua.

Fundición en cámara caliente frente a fundición en cámara fría

Tanto la fundición en cámara caliente como la fundición en cámara fría se utilizan ampliamente en la industria de fabricación de metales. Aunque estos métodos difieren en sus procesos, son ideales para diversos tipos de autopartes. La siguiente tabla resume las diferencias entre estos dos métodos de fundición a presión.

Parámetros	Fundición en cámara caliente	Fundición a presión en cámara fría
Fundición de metales	Metal fundido mantenido en una cámara caliente	Metal fundido fuera de la cámara
Tamaño de la pieza	Piezas pequeñas y medianas	Piezas medianas y grandes
Velocidad del ciclo	Rápido	Más lento
Aleaciones adecuadas	Aleaciones de bajo punto de fusión	Aleaciones de alto punto de fusión
Desgaste del equipo	Menos	Más (debido al contacto metálico a alta temperatura)
Acabado superficial	Suave, preciso	Bueno, puede necesitar más acabado
Uso común	Soportes, carcasas, componentes pequeños	Bloques de motor, piezas estructurales, componentes del chasis

 

Por qué la industria del automóvil apuesta por el magnesio

La industria del automóvil confía en la fundición a presión de magnesio por varias razones. En comparación con otros metales y sus aleaciones, las aleaciones de magnesio para fundición a presión ofrecen mejores resultados para las piezas de automóvil. Permiten una mayor flexibilidad de diseño y un mecanizado más sencillo. Por ello, las aleaciones de magnesio se utilizan mucho para piezas de tarjetas, especialmente cierres.

Aligeramiento de vehículos

Como ya se ha dicho, el magnesio es el material estructural más ligero. Este metal es más ligero que el acero y el aluminio. El uso de este metal minimiza significativamente el peso de cada pieza. Es una gran opción para las piezas de coche de magnesio, puertas levadizas que requieren una relación luz-peso.

Adecuado para la producción a gran escala

La fundición a presión de magnesio es un proceso rápido, por lo que resulta adecuado para producciones a gran escala. Permite suministrar piezas fundidas a una velocidad constante. Además, el metal tiene un punto de fusión bajo. Esta eficaz ventaja reduce el coste energético y ahorra tiempo y dinero. Como resultado, el coste global de la producción en masa sigue siendo muy bajo a largo plazo.

Eficiencia de combustible y reducción de emisiones

La eficiencia del combustible y la reducción de emisiones son cruciales hoy en día. El sistema consume entre 0,3 y 0,5 litros menos de combustible cada 100 km por cada 100 kg ahorrados. Por lo general, si el coche pierde 10% de su peso, aumenta su autonomía entre 5% y 8% fácilmente. Esta práctica ayuda a los fabricantes a cumplir las estrictas normas sobre emisiones de carbono.

Elevada relación resistencia/peso

El magnesio es ligero pero resistente y dúctil. Tiene la mayor relación resistencia-peso entre los materiales estructurales comunes. La mayoría de los fabricantes lo utilizan para crear piezas resistentes y ligeras. Estas piezas también pueden soportar tensiones y vibraciones sin agrietarse ni romperse, como usted sabe. Son una de las opciones más fiables para cumplir los protocolos de seguridad de las piezas de un coche en caso de accidente.

Flexibilidad y precisión de diseño

El magnesio es uno de los metales flexibles más finos, capaz de producir formas intrincadas, complejas y delgadas. Puede alcanzar un grosor de pared de 1,0 mm, con toda probabilidad. Como resultado, los ingenieros pueden sustituir muchas piezas pequeñas por una sola pieza de fundición a presión de magnesio. Ya no es necesario ensamblar o soldar las piezas.

Amortiguación de ruidos y vibraciones

El magnesio absorbe de forma natural las vibraciones y el ruido durante su uso. En comparación con otros materiales, como el aluminio o el acero, los productos de fundición a presión de magnesio son mucho más estables. Esta propiedad se denomina “capacidad de amortiguación”. Utilizar metal de magnesio en volantes o respaldos de asientos hace que la cabina del coche sea más segura. Hace que la conducción sea más fácil y cómoda para el usuario.

Eficiencia de costes en grandes volúmenes

El magnesio en bruto puede ser caro. Pero su uso en la producción en serie reduce definitivamente el coste. El proceso de producción es más rápido; cada ciclo se completa rápidamente. Una producción más rápida también significa que se fabrican más piezas en menos tiempo. De este modo, disminuye el coste por unidad en la fundición a presión de magnesio, lo que la convierte en una opción adecuada y rentable para las grandes empresas de fabricación.

Resistencia moderna a la corrosión

Las aleaciones de magnesio más antiguas no son lo bastante fuertes para resistir la corrosión. Tenían problemas con la sal y el óxido. Sin embargo, las aleaciones actuales son aleaciones de gran pureza, como la AZ91D. Pueden resistir fácilmente la corrosión. Además, la nueva tecnología de revestimiento, como la oxidación electrolítica por plasma, la ha hecho más fiable.

Material reciclable y sostenible

El magnesio es 100% reciclable y muy abundante en la naturaleza. Está muy disponible en la naturaleza y es el octavo material más común entre otros elementos químicos. Incluso se puede extraer del agua de mar. Además, sólo se necesita 5% de la energía para crear un nuevo material a partir del anterior.

Magnesio frente a otros metales de fundición inyectada para automoción

Fundición a presión de magnesio es una de las opciones más populares para la industria del automóvil. La mayoría de los fabricantes prefieren la fundición a presión de magnesio al acero y el aluminio. La razón principal es su ligereza. Como ya sabrá, el magnesio es 33% más ligero que el aluminio y 75% más ligero que el acero. Esta naturaleza ligera reduce el peso de las piezas del coche, disminuyendo el peso total del coche. Cuanto más ligero sea, menos combustible necesitará para funcionar. También permite fabricar piezas complejas de paredes finas.

El acero es fuerte y barato, pero pesado. Además, puede oxidarse, mientras que el aluminio resiste la corrosión y soporta mejor el calor. Sin embargo, el magnesio es flexible y ofrece una mejor relación resistencia-peso. También absorbe mejor las vibraciones que otros materiales, lo que lo hace más adecuado y seguro para pilotos y pasajeros. Cada metal desempeña un papel importante, pero el magnesio es la mejor opción para los casos en los que hay que ahorrar peso.

Dificultades y limitaciones de la fundición a presión de magnesio para piezas de automóvil

Aunque las piezas de magnesio para automóviles tienen una gran demanda en la industria automovilística, presentan algunas limitaciones. Al diseñar los componentes, hay que conocer las limitaciones para controlar mejor los procesos de producción.

Alta inflamabilidad

El magnesio es muy reactivo cuando se expone al oxígeno. Cuando está fundido o incluso en polvo fino, puede incendiarse fácilmente. Existe un riesgo para la seguridad cuando se trabaja con fundición a presión de magnesio. Por lo tanto, debe utilizar cubiertas de gas especializadas durante la producción.

Requieren revestimientos protectores

El magnesio puede corroerse fácilmente cuando entra en contacto con la sal, el agua u otras sustancias. Para evitar este problema, los fabricantes utilizan varios tipos de revestimiento. Esto permite que las piezas sean más duraderas y resistan una gama más amplia de condiciones ambientales.

Mayor coste de producción

El magnesio en bruto suele ser más caro que el acero y el aluminio. El equipo también cuesta más debido a sus protocolos de seguridad. Así pues, el proceso requiere una inversión inicial más elevada. Pero la empresa puede equilibrar fácilmente estos costes con su eficiencia en costes de combustible. Ofrece varias ventajas que pueden generar beneficios a largo plazo.

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