A fundição sob pressão automotiva é um processo de fabricação. Nesse processo, o metal fundido é injetado em um molde reutilizável sob alta pressão. Os metais normalmente usados são alumínio, magnésio ou zinco. Essa técnica cria formas complexas. Essas peças têm alta precisão dimensional e excelentes acabamentos de superfície.
Muitas peças automotivas são produzidas por meio de fundição sob pressão. Entre elas estão:
- Cabeças e blocos de cilindros
- Caixas de engrenagens e carcaças
- Braços de controle e articulações
- Suportes e componentes do chassi
- Conectores e gabinetes
Os fabricantes geralmente usam alumínio, magnésio ou zinco metálico. Como as peças desses materiais são mais leves, os veículos podem usar menos combustível.
Você sabe que os fabricantes produzem peças de veículos 70% usando fundição sob pressão?
Vamos aprender o valor fundamental dos componentes automotivos de fundição sob pressão na produção de veículos seguros, eficientes em termos de combustível e orientados para o desempenho.
Componentes automotivos de fundição sob pressão
O fabricantes de peças metálicas Os componentes automotivos fabricados para o setor automotivo por meio de fundição sob pressão são conhecidos como componentes automotivos de fundição sob pressão. Graças ao método de fundição sob pressão, é possível obter formas precisas com acabamentos suaves e durabilidade.
As ligas de alumínio são as principais opções de materiais. Com elas, você pode fabricar peças mais leves que consomem menos combustível. Na técnica de fundição sob pressão, primeiramente, o metal escolhido é derretido nos pontos de fusão (por exemplo, o ponto de fusão do alumínio é 660,3 °C). Em seguida, os fabricantes usam alta pressão para transferir esse material derretido para um molde, também conhecido como matriz.
Concentre-se em vários parâmetros de fundição, como temperatura do molde (150-300°C), pressão de injeção (10-200 MPa) e tempo de resfriamento (5-30 segundos) para obter alta qualidade. Esse método eficiente é compatível com projetos complexos e produção em massa. Você pode se beneficiar dele para atender às demandas do setor automotivo.
Tipos de componentes automotivos de fundição sob pressão
Componentes do motor
Os componentes automotivos de fundição sob pressão incluem cabeçotes de cilindro, blocos de motor e cárteres, que impulsionam o veículo. Eles usam bastante combustível para criar movimentos. Além disso, essas peças do veículo lidam com altas temperaturas e não acumulam calor excessivo. Por exemplo, elas podem gerenciar temperaturas e pressões intensas de até 300 °C e 200 bar, respectivamente.
A escolha do material de alumínio pode realmente acelerar a construção de peças de veículos, pois também melhora o fluxo de material fundido em até 40% durante a injeção. Portanto, um melhor fluxo de metal preencherá uniformemente a superfície interna de um molde e reduzirá os defeitos. Além disso, sistemas de resfriamento adequados ajudam a solidificar o metal uniformemente e a evitar rachaduras. Por exemplo, se estiver usando um molde resfriado a água, mantenha sua temperatura entre 30 e 50 °C.
Todos os métodos e a programação corretos de fundição sob pressão contribuem para a obtenção de preços fortes e perfeitos sem empenamento. Além disso, além da proteção contra rachaduras, esses métodos proporcionam a você o melhor resultado de qualidade com consistência.
Às vezes, você precisa de dimensões precisas para o encaixe e o desempenho crítico. Portanto, a fundição sob pressão automotiva é a solução que lhe oferece uma precisão de dimensão de apenas 0,1 mm.
Componentes da transmissão e do trem de força
Os componentes da transmissão e do trem de força, como caixas de câmbio e carcaças de diferencial em aplicações automotivas, recebem energia dos motores. Assim, eles são entregues às rodas. Isso faz com que elas comecem a girar e movam o veículo para frente.
Eles enfrentam alto torque e forças rotacionais. Por isso, os fabricantes preferem materiais como ligas de magnésio e alumínio para esse fim. Esses metais diminuem o peso até 30% e o mantêm em torno de 20 a 50 kg.
Além disso, é preciso aumentar a resistência dessas peças para lidar com o alto torque. Isso pode ser em torno de 200 a 500 Nm, mas depende totalmente do veículo. Além disso, a durabilidade da peça que você deve manter deve ser de cerca de 150.000+ milhas.
Se você considerar todos esses aspectos necessários durante a fabricação, suas peças transferirão energia de forma suave. Elas não causarão solavancos ou ruídos, como nos carros automáticos. De fato, a fabricação precisa minimiza as rachaduras, o desgaste, o desalinhamento e o deslizamento das engrenagens nessas peças essenciais.
Componentes estruturais
Geralmente, as peças da suspensão dos veículos suportam cargas de 10.000 a 15.000 N. Esses são os elementos que os fabricantes fabricam para absorver choques de até 3.000 N. Eles gerenciam com eficiência os solavancos da estrada, buracos ou freadas bruscas.
O uso de material de alumínio é uma boa escolha devido às suas opções de leveza. Os fabricantes usam tratamento térmico em torno de 300 a 500 °C para ligas de alumínio. Assim, eles melhoram a resistência geral das peças e reduzem os defeitos.
Porque a seleção de um material ou projeto inadequado pode fazer com que sua peça não funcione em situações adversas. Eles podem causar dobras, fraturas ou desgaste. Portanto, o material correto e as peças com precisão de design suportam o peso do veículo, reduzem as vibrações e absorvem os choques da estrada.
Componentes elétricos
O componente elétrico no fornecimento automotivo alimenta os veículos e controla os sinais. Eles protegem os sistemas sensíveis. Exemplos são conectores, chicotes de fiação, relés, sensores, interruptores e módulos de controle.
Os fabricantes produzem conectores de fiação, que adicionam energia suficiente, como 10 a 50 amperes, para alimentar luzes, sensores e eletrônicos. Eles fabricam feixes de chicotes de fiação nos quais um ou mais fios são roteados e os organizam para conexões adequadas.
Você pode estender a vida útil dessas peças sensíveis em até mais de 10 anos aplicando revestimentos. Além disso, o uso de zinco ou alumínio evita a corrosão. Além disso, as dimensões e os projetos precisos do perfil do produto evitam superaquecimento, conexões soltas ou falhas. Assim, você pode economizar suas peças e permitir que elas trabalhem de forma confiável em todas as condições.
Benefícios dos componentes automotivos de fundição sob pressão
- Como já lemos, a fundição sob pressão no setor automotivo reduz o peso de peças como blocos de motor ou transmissões em cerca de 30%.
- Por exemplo, se você produzir uma peça de caixa de engrenagens de alumínio com fundição sob pressão, sua peça poderá conter 25% menos peso em comparação com uma de aço.
- A peça leve de fundição sob pressão melhora a economia de combustível em veículos em até 10%.
- Os processos de fundição sob pressão não desperdiçam os paletes de material e podem economizar até 15% nos custos de produção em comparação com outros processos de usinagem, como o forjamento.
- A escolha do perfil correto do produto e a realização de mudanças drásticas nas características do projeto permitem evitar etapas extras, como esmerilhamento ou polimento. Como resultado, o molde produz perfeitamente bordas finas com superfícies lisas.
- Você também pode procurar por canais de resfriamento avançados para reduzir rachaduras e aumentar a resistência da peça.
- Esse processo permite que você obtenha peças detalhadas com espessura mínima e precisão dimensional de cerca de 0,05 mm.
- Os designs de ajuste perfeito podem ser obtidos por meio dessa técnica.
- Os fabricantes usam a fundição sob pressão para tornar as peças dos veículos mais seguras e eficientes, dando a elas os aspectos necessários, como designs inovadores e aparência estética.
Processo e técnicas de fabricação
Etapas envolvidas no processo de fundição sob pressão
Normalmente, a fundição de componentes automotivos envolve quatro etapas principais que podem ser:
- Derretimento
- Injeção
- Solidificação
- Ejeção
Em primeiro lugar, escolhemos um material como o alumínio. Em seguida, derretemos seus paletes em um forno até que atinjam uma temperatura de cerca de 700 °C. Todos os materiais têm pontos de fusão diferentes, como o alumínio que derrete a 660,3 °C, o magnésio que derrete a 650 °C e o zinco que derrete a 419 °C.
Quando essas pequenas partículas se convertem em formas líquidas, os fabricantes as despejam em moldes, o que é conhecido como processo de injeção.
Esses moldes contêm o mesmo formato de produto. Depois disso, eles aplicam alta pressão, que pode variar de 10 a 100 bar para metais de magnésio ou alumínio. O metal começa a mudar sua forma líquida para sólida à medida que os canais de resfriamento, como ar ou água fria, fluem ao redor do molde.
O processo de solidificação geralmente leva de 10 a 100 segundos para endurecer as peças. E na fase de ejeção, as peças ficam prontas para serem removidas.
Vantagens e desvantagens de diferentes técnicas de fundição sob pressão
Fundição sob pressão:
Entre as diferentes opções de fabricação, a fundição sob pressão de alta pressão é a principal. Ela usa uma pressão de até 100 bar para injetar o metal no molde. Essa técnica permite a fabricação de peças resistentes e leva menos tempo para os ciclos de produção. Entretanto, o molde que os fabricantes empregam nessa configuração custa de $5.000 a $10.000 por molde.
Fundição sob pressão de baixa pressão:
Você deve preferir o processo de fundição sob pressão de baixa pressão para peças maiores ou maiores de aplicações automotivas. Porque ele usa menos pressão, que pode ser de cerca de 10 bar, e não prejudica o formato real das peças que preenchem o molde adequadamente.
Esse método consome mais tempo na fabricação de peças delicadas, mas pode ser menos dispendioso (variando de $1.000 a $3.000) do que os sistemas de alta pressão.
Thixocasting:
A necessidade de tarugo e maquinário especializados na tixocast faz com que ela seja cara em comparação com outros métodos. Os fabricantes usam essas máquinas para misturar as partículas de metal antes de colocá-las no molde. É possível produzir peças com menos defeitos. Esse método também pode reduzir o desperdício de material em até 20%.
Projeto assistido por computador (CAD) e manufatura (CAM)
A combinação do seu processo de fundição sob pressão com aplicativos de projeto assistido por computador (CAD) e de manufatura (CAM) aumenta o seu nível de produção. Você pode começar a projetar o formato do molde usando o software CAD.
Esse software descreve a aparência real e identifica as áreas em que são necessárias alterações. Assim, no final das contas, você terá o projeto do molde perfeito antes de começarmos a fazer o molde. Isso pode levar de 2 a 5 dias.
As ferramentas CAM controlam as configurações de máquinas para fabricar o molde e as peças do veículo de acordo com seus projetos. Normalmente, o processo leva de 5 a 10 dias (dependendo das especificidades do projeto) para ser concluído e produz resultados com poucos defeitos.
Importância do projeto e da manutenção adequados da matriz
Escolha o material da matriz com sabedoria ao pesar os parâmetros de seu produto. Porque o projeto adequado da matriz e seu desempenho podem transformar totalmente o formato dos produtos. Isso também afeta a qualidade da produção e o tempo de ciclo.
Por exemplo, se você projetar o molde em um poço, poderá aumentar a velocidade de produção em até 30% e reduzir os custos em até 20%.
Além disso, toda peça de usinagem precisa de manutenção regular, e o mesmo acontece com esses projetos de moldes. Inspecione suas falhas funcionais e faça alterações imediatamente para evitar o desgaste.
Métodos comuns de controle de qualidade
Quando o produto está pronto, os fabricantes usam vários métodos de controle de qualidade. Por exemplo, inspeção por raios X para detectar falhas internas, penetração de corante para detectar rachaduras na superfície e teste ultrassônico para verificação da integridade do material.
Dessa forma, eles podem garantir peças fundidas sob pressão de acordo com suas expectativas.
Eles verificam o tamanho e a forma do produto de perfil e se certificam de que seus projetos se encaixam perfeitamente. Esse processo também é chamado de inspeção dimensional.
Eles também encontram as áreas de vazamento e as corrigem aplicando juntas de vedação ou outras colas adesivas. Além disso, cada peça contém algumas características estruturais específicas, de modo que os fundidores verificam se a peça mantém as propriedades do material durante a análise metalúrgica.
As fases de inspeção de qualidade são necessárias, especialmente para componentes automotivos fundidos sob pressão. Isso nos permite encontrar erros com antecedência e eliminar quaisquer danos acidentais, melhorando o desempenho.
Seleção de materiais e propriedades
| Materiais | Tipos de ligas | Resistência à tração | Resistência ao escoamento | Resistência à fadiga | Ductilidade |
| Ligas de alumínio (em 60% de peças fundidas sob pressão) | A380, A383, A413 e ADC12 | 250-300 MPa | 150-200 MPa | 100-150 MPa | 10-20% |
| Ligas de zinco (em 20% de peças de fundição sob pressão) | Zamak 3, Zamak 5 e ZA-27 | 250-350 MPa | 200-250 MPa | 150-200 MPa | 10-20% |
| Ligas de magnésio (em 10% de peças fundidas) | AZ91D, AM60B e AE44 | 200-250 MPa | 150-200 MPa | 100-150 MPa | 10-20% |
| Ligas de cobre (em 5% de peças fundidas) | C85800, C86200 e C86400 | 300-400 MPa | 200-250 MPa | 150-200 MPa | 10-20% |
Outros materiais
- Você pode usar as ligas de estanho para aplicações de solda e brasagem
- As ligas de chumbo são as opções para aplicações de baterias e blindagem contra radiação
- Peças de alta temperatura, como veículos, podem ser fabricadas com ligas de níquel
- O titânio é o metal mais resistente e oferece resistência suficiente para aplicações aeroespaciais e biomédicas.
Conclusão:
O fabricante cria peças automotivas por meio do processo de fundição sob pressão. Eles se concentram em reduzir o peso real para que as peças aumentem a eficiência do combustível nos veículos. Além de vários recursos, como resistência à corrosão, força, durabilidade e até mesmo superfícies lisas, você pode obter com esse método. Os metais comuns que você pode escolher são o alumínio, o magnésio e o zinco. Encontre seu especialista fundição sob pressão equipe como a Alu Die Casting.