O custo de fundição de alumínio por KG varia de aproximadamente 4$ a 6$ USD. Da mesma forma, o custo das ferramentas pode variar de 8,000$ a 15,000$ USD. Se seu projeto for simples, você poderá economizar de $5.000 a $10.000 em custos de ferramental. Além disso, a liga de alumínio correta, como a do A380, pode reduzir o custo em até 10%.

Há algumas maneiras de tornar a fundição de alumínio menos cara e mais lucrativa. Em termos de otimização do projeto, as ligas mais baratas, o alumínio reciclado, etc., vêm em primeiro lugar. Leia mais sobre como reduzir os custos da fundição sob pressão de alumínio neste artigo. Saiba onde se concentrar para melhorar os resultados da produção.

Otimize o projeto da matriz para reduzir o custo de fundição sob pressão

Importância do projeto de matrizes

Aparentemente, projetos de matrizes têm um papel fundamental. Dessa forma, o projeto deve criar peças do tamanho certo, conter superfícies lisas e oferecer resistência suficiente. Além disso, o design eficaz da matriz também leva menos tempo por ciclo e é afetado pelo uso repetido.

Impacto na qualidade da peça

Projetos ruins de matrizes trazem vários problemas. No início, são questões menores, mas depois acabam se transformando em defeitos inevitáveis, como rachaduras, deformações ou rugosidade.

Por exemplo, um molde que não é capaz de suportar temperaturas entre 400 e 700°C causa defeitos.

Portanto, você precisa de um design de matriz mais preciso se quiser eliminar esse problema.

Influência do custo de fundição sobre a taxa de produção e a vida útil da matriz

O impacto que uma matriz bem projetada causa na produção geral inclui tempos de ciclo reduzidos e longevidade. Por exemplo, ele pode passar de 30 segundos para 25 segundos por peça. Da mesma forma, a capacidade de produção aumenta em 20%. Consequentemente, ele não apenas economiza dinheiro, mas também melhora a eficiência.

Aspectos técnicos do projeto de matrizes

Sistemas de portas:

Um sistema de passagem inclui muitos outros componentes. Por exemplo, espuma, estranguladores, corredores e entradas.

Para espalhar o alumínio fundido nas matrizes, essas peças são importantes, como

• O sprue é um canal fundamental com cerca de 10 a 15 mm de largura.
• O estrangulamento ajuda o metal a fluir mais rapidamente com uma largura de 5 a 8 mm.
• Os corredores, com 8 a 12 mm de largura, permitem que o metal cubra cada lado da matriz.
• As lingüetas, com 3 a 6 mm de largura, funcionam especialmente para guiar o metal em direção à matriz.

Sistemas de ventilação:

Os sistemas de ventilação funcionam com a incorporação de canais de resfriamento, pinos ejetores, ângulos de sucção e linhas de separação. Sua principal função é evitar o aprisionamento de ar e reduzir defeitos.

• Os canais de resfriamento (6 a 10 mm de diâmetro) liberam uma quantidade suficiente de pressão para manter a temperatura da matriz no grau correto.
• É bom adicionar pinos ejetores a cada 50-100 mm para empurrar a peça final para fora.
• Os ângulos de inclinação de 1 a 3° permitem que você remova as peças com facilidade.
• Quando as linhas de partição não se encaixam perfeitamente, a fundição produz resíduos ou reflexos nas bordas.

Transferência de calor:

É importante manter o calor durante a fundição. Isso se deve ao fato de que o resfriamento desigual da matriz leva a encolhimento, rachaduras e deformações.

Além disso, os canais de resfriamento adequados podem resolver esse problema, pois mantêm a matriz na temperatura certa.

Otimização do projeto da matriz para reduzir o custo da fundição de alumínio

Os benefícios de linhas de separação simples, canais de resfriamento eficientes e componentes de matriz reduzidos podem ser um dos custos cortados.

Por exemplo, uma matriz com menos peças pode economizar cerca de 5.000 a 1.000, enquanto os sistemas de resfriamento economizam energia.

Além disso, o design para manufaturabilidade (DFM) cria um design de matriz fácil, melhorando sua capacidade de fabricação e uso.

Uso de software de simulação

Softwares como o MAGMAsoft e o ProCAST permitem que os projetistas localizem áreas fracas e padrões de fluxo. Eles preveem o motivo de problemas como encolhimento ou rachaduras antes da fabricação. Por exemplo, a integração da simulação em projetos de matrizes resulta na economia de desperdício de materiais de até 10-15% e na fabricação de peças melhores.

Minimização da complexidade e redução do desperdício

Fatores como cortes inferiores e núcleos afetam o custo da matriz. Portanto, nesse caso, faça menos cortes inferiores e adicione núcleos simples para economizar tempo e dinheiro. Além disso, procure sistemas de passagem, como canais cônicos, para evitar flash e refugo.

Essas técnicas economizam significativamente o desperdício de material e o tempo de ciclo em até 12%.

Selecione a liga de alumínio correta

Visão geral das ligas de alumínio

Devido às suas propriedades leves, fortes e resistentes à corrosão, os fabricantes usam principalmente ligas de alumínio. Seus tipos comuns são A380, ADC12 e AlSi9Cu3.

Cada um deles é diferente, pois suas composições químicas não são as mesmas. Por exemplo, o A380 é composto de Al-8,5%Si-3,5%Cu e o ADC12 de Al-10%Si-2,5%Cu.

Principais propriedades

Como discutimos acima, as ligas de alumínio são produzidas pela adição de vários elementos.

É por isso que esses elementos afetam suas propriedades (resistência à tração, resistência ao escoamento e ductilidade). Por exemplo, há ~310 MPa de resistência à tração nas ligas do A380 e 250°C de estabilidade térmica.

Além da estabilidade térmica, esse é o parâmetro que mostra como a liga funciona em altas temperaturas.

Por exemplo, a imagem mostra os diferentes aspectos das ligas quentes à base de Al e AlSi H13. Elas mantêm a resistência até 400-600°C, o que é bom para uso em peças de alta temperatura.

Diferenças entre ligas primárias e secundárias

Você pode diferenciar as ligas primárias das secundárias por sua fonte real. Isso ocorre porque as ligas primárias contêm material puro, enquanto as secundárias incluem itens reciclados.

A presença de elementos residuais, como ferro e manganês, pode alterar suas propriedades. Por exemplo, uma liga com excesso de ferro pode ter menor ductilidade.

Impacto da seleção de ligas nos custos de fundição sob pressão

Os custos dos materiais não são os mesmos em todas as regiões ou instalações. Portanto, seus preços continuam flutuando. Por exemplo, o A380 não é muito mais caro do que o ADC12. Particularmente, o ADC12 tem boa fluidez. Isso, no entanto, gera menos defeitos na fundição.

Da mesma forma, opções de ligas complicadas, incluindo AlSi9Cu3, podem causar desgaste da ferramenta e aumentar os custos de usinagem.

Impacto do custo da liga na vida útil da matriz

Algumas ligas, como a AlSi H13 quente, oferecem excelente estabilidade térmica. Isso se deve ao fato de que elas não levam ao desgaste da matriz, aumentando seus ciclos de desempenho.

A seleção adequada da liga pode resultar em um custo muito reduzido. Dessa forma, você pode obter recursos específicos, como qualidade da peça, vida útil prolongada da matriz e produção fácil a preços melhores.

Por exemplo, a liga AlSi9Cu3 é adequada para alta resistência, mas, ao mesmo tempo, economiza nos custos de usinagem.

Melhorar a eficiência do processo de fundição

Visão geral do processo de fundição sob pressão

Para produzir peças com perfil de produto, os fabricantes preparam alumínio fundido. Em seguida, esse material é deslocado em um molde de injeção, onde é empurrado por uma força de alta pressão.

O processo de fundição também inclui contribuições de outros componentes. Por exemplo, o molde, o tubo de alimentação e os pinos ejetores.

• O molde contém o formato do perfil.
• O tubo de alimentação é como vias que fornecem metais
• Os pinos ejetores auxiliam na remoção segura das peças do molde.

Métodos de fundição sob pressão

A fundição pode ser feita tanto em câmaras quentes quanto em câmaras frias. A escolha entre elas depende dos tipos de metal e de seus pontos de fusão.

Isso ocorre porque a fundição sob pressão em câmara quente não pode lidar com ligas com altos pontos de fusão. Ela se dá bem com pontos de fusão baixos, como o zinco.

Entretanto, no caso de pontos de fusão mais altos (alumínio), as câmaras frias funcionam de forma eficaz.

As câmaras quentes levam menos tempo para concluir um ciclo, enquanto as câmaras frias tornam as peças mais resistentes.

Métodos para melhorar a eficiência do processo

Otimização do controle de temperatura:

Já sabemos que é necessário controlar as temperaturas das matrizes. Por isso, há aquecedores de matriz e sistemas de resfriamento disponíveis para ajudar. Além disso, o monitoramento da temperatura em tempo real produz peças com características ou consistência semelhantes.

Redução dos tempos de ciclo:

Acelerar o processo de preenchimento do molde e manter a pressão de injeção em torno de 500-1500 bar. Otimize os tempos de resfriamento e o processo de remoção de forma a economizar de 5 a 10 segundos por unidade.

Implementação da automação:

A automação aumenta a eficiência do trabalho e reduz os custos. Isso ocorre porque os robôs são mais rápidos e cometem menos erros do que os humanos. Eles podem ser usados para aplicar lubrificantes na matriz, realizar a extração de peças e executar as etapas de inspeção.

Manutenção preventiva:

Inspecione regularmente os equipamentos de cada máquina e suas peças de apoio. Verifique se há necessidade de avarias e substituições. Esse suporte de manutenção mantém as instalações em funcionamento.

Portanto, os principais aspectos do aprimoramento da fundição sob pressão realmente o ajudam a obter uma produção mais barata.

Reduzir o desperdício de materiais

Importância da redução do desperdício de materiais

O desperdício de materiais não é bom para as condições ambientais ou para a economia de custos. Por exemplo, o desperdício de aparas de alumínio causa sérios danos se não for reutilizado. Além disso, as aparas precisam de mais energia para serem refundidas e processadas. Como resultado, os custos de produção aumentam.

Métodos para minimizar o desperdício

1. Otimização do projeto da matriz:

Você precisa otimizar as corrediças e os sistemas de portões para reduzir o desperdício. No momento, escolha corrediças e portões menores.

Por exemplo, altere o tamanho da porta de 6 mm para 4 mm. Isso usa menos material, economizando 10% em sucatas.

Além disso, há a opção de otimizar o transbordamento, capturando o excesso de metal para reutilização.

2. Implementação de programas de reciclagem:

Esse tipo de resíduo de cavaco de alumínio pode ser reciclado internamente usando uma máquina de extrusão a quente. Entretanto, resíduos complexos, como fios EDM ou extrudados compactos, precisam de recicladores externos.

3. Reduzir a superprodução:

A previsão de demanda e os princípios de manufatura enxuta ajudam a corrigir o excesso de estoque. Eles projetam peças usando materiais com a quantidade real.

4. Manuseio adequado da massa plástica:

Os banhos ultrassônicos ajudam a remover a oxidação das superfícies do alumínio antes da fusão. Isso, portanto, produz menos desperdício, reduzindo-o em 5-10%.

A redução do desperdício de material por meio do design de processos e matrizes ajuda as empresas a economizar mais e a proteger o meio ambiente. Essas técnicas também promovem a sustentabilidade. Por exemplo, a reutilização de chips de alumínio pode economizar $10.000 por ano.

Considere métodos alternativos de fabricação

Visão geral dos métodos alternativos de fabricação

Aparentemente, há várias técnicas usadas para fabricar peças com características específicas. Por exemplo, impressão 3D, usinagem, fundição por cera perdida e moldagem por injeção de metal. Cada método tem prós e contras específicos.

Vantagens e desvantagens em relação à fundição sob pressão

• Impressão 3D: Funciona melhor para a fabricação de peças de formato difícil e quantidades menores, mas é muito lenta para pedidos grandes.
• Usinagem: Proporciona precisão na peça, acrescentando detalhes precisos, mas gerando desperdício de material.
• Fundição por revestimento: Capaz de produzir peças com detalhes precisos, mas custa muito mais para a produção em massa.
• Moldagem por injeção de metal: Peças complexas de pequeno porte podem ser fabricadas usando esse processo. No entanto, ele lida com determinadas ligas.

Métodos alternativos para reduzir os custos de fundição sob pressão de alumínio

1. Redução do desperdício de material: a impressão 3D funciona de forma eficaz quando tomada em um formato quase líquido. Ela reduz o desperdício em até 20-30%.
2. Menores custos de ferramentas: A impressão 3D não precisa de ferramentas complexas e reduz os custos de configuração em $10.000-$50.000.
3. Maior flexibilidade de design: a impressão 3D pode fabricar produtos com os recursos mais desafiadores. Portanto, não há necessidade de adicionar outros componentes às peças.

Conclusão

O fundição sob pressão de alumínio A solução de redução de custos está em diferentes fatores. Isso inclui projetos de matrizes, ligas adequadas, melhoria da eficiência do processo e redução de resíduos.

Além disso, métodos alternativos, como a impressão 3D, economizam mais. Otimize esses parâmetros adequadamente para obter uma produção eficiente a um preço mais baixo. Entre em contato conosco para ver os resultados reais.