La fundición a presión para automoción es un proceso de fabricación. En este proceso, el metal fundido se inyecta a alta presión en un molde reutilizable. Los metales que se suelen utilizar son aluminio, magnesio o zinc. Esta técnica crea formas complejas. Estas piezas tienen una gran precisión dimensional y excelentes acabados superficiales.

Muchas piezas de automoción se fabrican mediante fundición a presión. Entre ellas se incluyen:

• Culatas y bloques
• Cajas de cambios y carcasas
• Brazos de control y nudillos
• Soportes y componentes del chasis
• Conectores y carcasas

Los fabricantes suelen utilizar aluminio, magnesio o zinc metálico. Como las piezas de estos materiales son más ligeras, los vehículos pueden consumir menos combustible.

¿Sabe que los fabricantes hacen 70% de piezas de vehículos mediante fundición a presión?

Conozcamos el valor fundamental de los componentes de fundición a presión para automoción en la producción de vehículos seguros, de bajo consumo y de alto rendimiento.

Componentes de fundición a presión para automoción

En fabricantes de piezas metálicas fabrican para la industria del automóvil mediante fundición a presión se conocen como componentes de fundición a presión para automoción. Gracias al método de fundición a presión, se obtienen formas precisas con acabados suaves y durabilidad.

Las aleaciones de aluminio son las principales opciones de material. Con ellas se pueden fabricar piezas más ligeras que consumen menos combustible. En la técnica de fundición a presión, primero se funde el metal elegido en los puntos de fusión (por ejemplo, el punto de fusión del aluminio es de 660,3 °C). A continuación, los fabricantes utilizan alta presión para transferir este material fundido a un molde, también conocido como matriz.

Se centra en varios parámetros de fundición como la temperatura del molde (150-300°C), la presión de inyección (10-200 MPa) y el tiempo de enfriamiento (5-30 segundos) para obtener una alta calidad. Este eficaz método admite diseños complejos y producción en serie. Puede beneficiarse de él para las exigencias de la industria del automóvil.

Tipos de componentes de fundición inyectada para automoción

Componentes del motor

Los componentes de fundición a presión para automoción, como culatas, bloques de motor y cárteres, impulsan el vehículo. Utilizan mucho combustible para crear movimientos. Además, estas piezas del vehículo soportan altas temperaturas y no acumulan calor excesivo. Por ejemplo, pueden soportar temperaturas intensas y presiones de hasta 300 °C y 200 bar, respectivamente.

La elección del material de aluminio puede acelerar realmente la construcción de piezas de vehículos, ya que también mejora el flujo de material fundido hasta 40% durante la inyección. Así, un mejor flujo de metal llenará uniformemente la superficie interior de un molde y reducirá los defectos. Además, unos sistemas de refrigeración adecuados ayudan a solidificar el metal de manera uniforme y evitan las grietas. Por ejemplo, si utiliza un molde refrigerado por agua, mantenga su temperatura entre 30 y 50 °C.

Todos los métodos de fundición a presión y la programación adecuados contribuyen a obtener precios fuertes y perfectos, sin alabeos. Además de la protección contra las grietas, estos métodos le ofrecen la mejor calidad y consistencia.

A veces, se necesitan dimensiones precisas para el ajuste y el rendimiento crítico. Por ello, la fundición a presión para automoción es la solución que le ofrece una precisión dimensional de tan solo 0,1 mm.

Componentes de la transmisión

Los componentes de la transmisión y el tren motriz, como las cajas de cambios y las carcasas de los diferenciales en aplicaciones de automoción, toman la potencia de los motores. Para que ésta llegue a las ruedas. Que, en última instancia, hacen que éstas empiecen a girar y muevan el vehículo hacia delante.

Se enfrentan a elevadas fuerzas de torsión y rotación. Por ello, los fabricantes prefieren materiales como el magnesio y las aleaciones de aluminio. Estos metales disminuyen el peso hasta 30% y lo mantienen alrededor de 20 a 50 kg.

Además, hay que añadir resistencia en estas piezas para hacer frente a un par elevado. Esto puede ser alrededor de 200-500 Nm, pero depende totalmente del vehículo. Además, la durabilidad de la pieza que debe mantener debe estar alrededor de 150.000+ millas.

Si tiene en cuenta todos estos aspectos necesarios durante la fabricación, sus piezas transferirán la potencia con suavidad. No provocarán tirones ni ruidos, como en los coches automáticos. De hecho, una fabricación precisa minimiza las grietas, el desgaste, la desalineación y el deslizamiento de los engranajes en estas piezas esenciales.

Componentes estructurales

Por lo general, las piezas de suspensión de los vehículos soportan cargas de entre 10.000 y 15.000 N. Son los elementos que los fabricantes fabrican para absorber choques de hasta 3.000 N. Gestionan eficazmente los baches de la carretera, los baches o las frenadas bruscas.

Utilizar material de aluminio es una buena opción por su ligereza. Los fabricantes utilizan un tratamiento térmico en torno a los 300-500 °C para las aleaciones de aluminio. Así, mejoran la resistencia general de las piezas y reducen los defectos.

Porque seleccionar un material o un diseño inadecuados puede hacer que su pieza no funcione en situaciones difíciles. Pueden provocar flexiones, fracturas o desgaste. Por lo tanto, el material adecuado y las piezas de diseño preciso soportan el peso del vehículo, reducen las vibraciones y absorben los impactos de la carretera.

Componentes eléctricos

Los componentes eléctricos del automóvil suministran energía a los vehículos y controlan las señales. Protegen los sistemas sensibles. Algunos ejemplos son conectores, mazos de cables, relés, sensores, interruptores y módulos de control.

Los fabricantes producen conectores de cableado, que añaden potencia suficiente, como 10-50 amperios, para alimentar luces, sensores y componentes electrónicos. Fabrican haces de mazos de cables en los que se enrutan uno o varios cables y los organizan para que se conecten correctamente.

Puede prolongar la vida útil de estas piezas sensibles hasta más de 10 años aplicando revestimientos. Además, el uso de zinc o aluminio evita la corrosión. Además, las dimensiones y diseños precisos del perfil del producto evitan el sobrecalentamiento, las conexiones sueltas o los fallos. Así podrá salvar sus piezas y hacer que funcionen de forma fiable en todas las condiciones.

Ventajas de los componentes de fundición inyectada para automoción

• Como ya hemos leído, la fundición a presión en la industria del automóvil reduce el peso de piezas como bloques de motor o transmisiones en unos 30%.
• Por ejemplo, si produce una pieza de caja de cambios de aluminio con fundición a presión, su pieza puede contener 25% menos peso en contraste con una de acero.
• Esta pieza ligera de fundición a presión mejora el consumo de combustible de los vehículos hasta 10%.
• Los procesos de fundición a presión no desperdician las paletas de material y pueden ahorrar hasta 15% en costes de producción en comparación con otros procesos de mecanizado como la forja.
• Elegir el perfil de producto adecuado y realizar cambios drásticos en las características del diseño permiten evitar pasos adicionales como el esmerilado o el pulido. Como resultado, el molde produce sin problemas bordes finos con superficies lisas.
• También puede buscar canales de refrigeración avanzados para reducir las grietas y aumentar la resistencia de las piezas.
• Este proceso permite obtener piezas detalladas con un grosor mínimo y una precisión dimensional de unos 0,05 mm.
• Los diseños de ajuste perfecto pueden conseguirse mediante esta técnica.
• Los fabricantes utilizan la fundición a presión para hacer que las piezas de los vehículos sean más seguras y eficientes, dotándolas de los aspectos necesarios, como diseños innovadores y apariencias estéticas.

Proceso y técnicas de fabricación

Etapas del proceso de fundición a presión

Normalmente, la fundición a presión de componentes de automoción implica cuatro pasos principales que podrían ser:

• Fundición
• Inyección
• Solidificación
• Expulsión

En primer lugar, elegimos un material como el aluminio. A continuación, fundimos sus paletas en un horno hasta que alcanzan una temperatura de unos 700 °C. Todos los materiales tienen diferentes puntos de fusión, como el aluminio, que funde a 660,3 °C, el magnesio, a 650 °C, y el zinc, a 419 °C.

Cuando estas pequeñas partículas se convierten en formas líquidas, los fabricantes las vierten en moldes, lo que se conoce como proceso de inyección.

Estos moldes contienen la misma forma del producto. A continuación, se aplica alta presión, que puede oscilar entre 10 y 100 bares para metales de magnesio o aluminio. El metal empieza a cambiar su forma líquida a sólida a medida que los canales de refrigeración, como el aire o el agua fría, fluyen alrededor del molde.

El proceso de solidificación suele durar entre 10 y 100 segundos para endurecer las piezas. Y en la fase de expulsión, las piezas quedan listas para su retirada.

Ventajas y desventajas de las distintas técnicas de fundición a presión

Fundición a alta presión:

Entre las distintas opciones de fabricación, la fundición a alta presión es la principal. Que utiliza una presión de hasta 100 bares para inyectar el metal en el molde. Esta técnica permite fabricar piezas resistentes y tardar menos tiempo en los ciclos de producción. Sin embargo, el molde que emplean los fabricantes en esta configuración es tan costoso como $5.000 a $10.000 por molde.

Fundición a baja presión:

Debería preferir el proceso de fundición a baja presión de piezas más grandes o de mayor tamaño de aplicaciones de automoción. Porque utiliza menos presión, que puede rondar los 10 bares, y no daña la forma real de las piezas llenando bien el molde.

Este método consume más tiempo en la fabricación de piezas delicadas, pero puede resultar menos costoso (entre $1.000 y $3.000) que los sistemas de alta presión.

Thixocasting:

La necesidad de tochos y maquinaria especializados en la fundición tixotrópica la hace costosa en comparación con otros métodos. Los fabricantes utilizan estas máquinas para mezclar las partículas de metal antes de cambiarlas en el molde. Puede producir piezas con menos defectos. Este método también puede reducir el desperdicio de material hasta 20%.

Diseño asistido por ordenador (CAD) y fabricación (CAM)

Combinar su proceso de fundición a presión con aplicaciones de diseño asistido por ordenador (CAD) y fabricación (CAM) aumenta su nivel de producción. Puede empezar a diseñar la forma de su molde con software CAD.

Este software representa el aspecto real e identifica las áreas en las que es necesario realizar cambios. Así, en última instancia, usted tiene el diseño del molde justo antes de que empecemos a fabricarlo. Puede tardar entre 2 y 5 días.

Las herramientas CAM controlan la configuración de la maquinaria para fabricar el molde y las piezas del vehículo de acuerdo con sus diseños. Suele tardar entre 5 y 10 días (dependiendo de las características específicas del proyecto) y produce piezas con pocos defectos.

Importancia de un diseño y mantenimiento adecuados de las matrices

Elija sabiamente el material de la matriz mientras pesa los parámetros de su producto. Porque el diseño adecuado de la matriz y su rendimiento pueden transformar totalmente la forma de los productos. También influye en la calidad de la producción y el tiempo de ciclo.

Por ejemplo, si diseña el molde en un pozo, puede aumentar la velocidad de producción hasta 30% y reducir los costes hasta 20%.

Además, toda pieza de mecanizado necesita un mantenimiento regular, y lo mismo ocurre con estos diseños de moldes. Inspeccione su fallo funcional y realice cambios de inmediato para evitar el desgaste.

Métodos comunes de control de calidad

Cuando el producto está listo, los fabricantes utilizan diversos métodos de control de calidad. Por ejemplo, inspección por rayos X para detectar defectos internos, penetración de colorante para detectar grietas superficiales y pruebas por ultrasonidos para verificar la integridad del material.

De este modo, pueden garantizarle unas piezas fundidas a presión acordes con sus expectativas.

Comprueban el tamaño y la forma del producto perfilado y se aseguran de que sus diseños encajan a presión. Este proceso también se denomina inspección dimensional.

También encuentran las zonas con fugas y las arreglan aplicando juntas de sellado u otras colas adhesivas. Además, cada pieza contiene algunas características estructurales específicas, por lo que los fundidores a presión comprueban si la pieza conserva las propiedades del material durante el análisis metalúrgico.

Las fases de inspección de la calidad son necesarias, sobre todo en el caso de los componentes de fundición a presión para automóviles. Nos permite encontrar errores a tiempo y eliminar cualquier daño accidental, mejorando el rendimiento.

Selección de materiales y propiedades

Otros materiales

• Puede utilizar aleaciones de estaño para aplicaciones de soldadura fuerte y blanda.
• Las aleaciones de plomo son las opciones para aplicaciones de baterías y blindaje contra radiaciones
• Las piezas de alta temperatura, como los vehículos, pueden fabricarse con aleaciones de níquel.
• El titanio es el metal más resistente y proporciona fuerza suficiente para aplicaciones aeroespaciales y biomédicas.

Conclusión:

El fabricante crea piezas de automoción mediante el proceso de fundición a presión. Se centran en reducir el peso real para que las piezas aumenten la eficiencia del combustible en los vehículos. Además de varias características como la resistencia a la corrosión, durabilidad de la fuerza, e incluso superficies lisas, se puede obtener con este método. Los metales comunes entre los que puede elegir son aluminio, magnesio y zinc. Encuentre a su experto fundición a presión equipo como Alu Die Casting.