O processo de fundição de alumínio é um processo simples de fundição de metal usado para fazer trabalhos de metal por meio da fundição de liga de alumínio em moldes. Há vários procedimentos de fundição utilizados, mas os procedimentos de fundição comumente usados são a fundição de alumínio em areia e a fundição de alumínio em molde. A fundição em areia é flexível e pode ser aplicada na fabricação de peças grandes, feitas sob encomenda, bem como na fabricação de pequenas e médias quantidades de produtos. A fundição sob pressão, por outro lado, está associada a altos níveis de precisão e velocidade em termos de produção e pode ser usada de forma confiável na produção em massa de peças de pequeno e médio porte. Com o desenvolvimento dos setores, ainda há desenvolvimento no que diz respeito aos dois métodos de fundição, novos materiais sendo produzidos, tratamento de superfície aprimorado e mais alinhado com as propriedades mecânicas. A inovação na área de fundição ecológica e automação, sustentabilidade e ligas avançadas definirá o futuro da fundição de alumínio e ajudará a tornar o processo mais eficiente, mais amigável ao meio ambiente e a proporcionar melhores propriedades às peças.
Neste artigo, os dois métodos serão comparados, e os processos, as vantagens, as desvantagens e o uso mais adequado de cada um deles serão examinados.
Fundição de alumínio em areia
Fundição em areia pode ser explicado como uma forma antiga e flexível de fundição que faz uso de alumínio fundido derramado em um molde de areia. Isso envolve o molde que consiste em areia fina misturada com argila e água, que foi compactada em torno de um padrão para formar a forma exigida de uma peça. Em seguida, ele é colocado em um molde e aquecido para aumentar a resistência do molde, de modo que o metal não penetre nos espaços durante o processo de vazamento.
Processo de fundição de alumínio em areia
- Criação de padrões: A peça é feita na forma de um padrão de metal ou cera, e a areia fina é então coberta sobre o padrão.
- Areia e aglutinante: Seu padrão é colocado em um molde de areia e é compactado com areia e aglutinante.
- Derramando: Esse é o ponto em que o alumínio é derramado na forma de material líquido no molde (cavidade). O molde de areia absorve o calor e é preenchido com o alumínio.
- Resfriamento: Em seguida, ocorre o resfriamento e a solidificação da peça de alumínio, após o que o molde de areia é quebrado, revelando a fundição de alumínio.
Remoção de resíduos ou excesso de matéria (inútil) (Flash): Isso é feito garantindo que a fundição se livre dos resíduos ou do material inútil que foi formado.
Benefícios da fundição em areia de alumínio
- A flexibilidade: A fundição em areia, por sua vez, é um processo altamente flexível, capaz de criar uma peça complexa e intrincada, uma peça grande ou qualquer outra peça com formato personalizado.
- Adequado para volumes baixos a médios: Os moldes podem ser reutilizados até certo ponto, e o processo é de baixo custo quando se trata de produções menores.
- Diversidade de ligas: Há flexibilidade nas propriedades do material, pois uma grande variedade de ligas de alumínio pode ser utilizada.
- Ferramental mínimo: A fundição em areia tem um ferramental mínimo, o que torna os custos iniciais consideravelmente mais baixos.
As aplicações de fundição em areia de alumínio consistem em uma ampla gama de usos, incluindo a produção de carrocerias e chapas automotivas, embarcações de alta pressão, boias de transporte e blocos de motor.
Usos da fundição em areia de alumínio
Na maioria dos casos, a fundição de alumínio em areia é usada:
- Peças aeroespaciais: Peças pequenas e peças com projetos personalizados que precisam que o projeto seja complexo.
- Edifício de maior porte: É usado nas maiores magnitudes de desempenho e resistência dos componentes.
- Outro produto: a maior parte da produção e do fluxo de mercadorias.
Aplicações da fundição em areia de alumínio
O processo mais adequado é a fundição de alumínio em areia:
- Você precisa ter tiragens de tamanhos pequenos e médios.
- Ele precisa de peças ou componentes maiores ou até mesmo industriais
- A complexidade e a personalização dos negócios entram parcialmente em cena.
- As tolerâncias oficiais não são necessárias, e quaisquer defeitos nas superfícies são aceitáveis.
- Os pequenos lotes estão preocupados com a relação custo-benefício.
Fundição sob pressão de alumínio
Coleta de alumínio sob pressão. A fundição sob pressão de alumínio é um processo de fundição sob pressão muito avançado tecnologicamente que envolve a aplicação de alumínio fundido sob alta pressão em uma matriz de metal (também conhecida como molde). É rápido, muito automatizado e perfeitamente adequado para a produção de alto volume de peças complexas com detalhes finos.
Processo de fundição sob pressão de alumínio
A criação: um pedaço de aço ou algum outro metal é usado para fazer um molde (matriz), que é projetado de forma a suportar alta pressão. A estrutura conhecida como matriz é formada usando dois componentes, que são fixados para formar uma cavidade.
- Injeção: Uma pressão muito alta é empregada para efetuar a injeção de alumínio fundido quente na matriz por meio de bicos altamente pressurizados, de modo que a matriz é preenchida muito rapidamente à medida que a cavidade da matriz se enche de alumínio fundido.
- Resfriamento: A reciclagem do alumínio entra em ação nesse ponto, em que o alumínio fundido é resfriado em uma velocidade rápida porque está solidificado na matriz.
- Ejeção: O resfriamento abre a matriz, e a fundição de alumínio sai na forma de ejeção pela abertura da matriz.
- Acabamento: A fundição é limpa, e todos os tipos de material (incluindo rebarbas) também são removidos.
Vantagens da fundição sob pressão de alumínio
- Alta precisão: A fundição sob pressão garante uma alta precisão das peças com acabamentos de superfície lisos e tolerâncias estreitas.
- Produção de alto volume: O processo é muito automatizado e, portanto, altamente adequado para uso em produção em massa, onde o custo de mão de obra é mínimo.
- Formas: Também é fácil fundir paredes finas e formas complexas por meio de fundição sob pressão.
- Força: As peças fabricadas por meio do processo são de alta integridade estrutural e, portanto, têm alta capacidade de realizar aplicações de suporte de carga.
- Continuidade: A fabricação das peças é feita em grandes volumes devido à natureza automatizada e, portanto, a continuidade é mantida.
Usos da fundição sob pressão de alumínio
A fundição sob pressão de alumínio pode ser usada em:
- Partes do corpo: Caixas de motor e de transmissão, e volantes.
- Electra: A cobertura de dispositivos como um computador, um laptop, um smartphone e uma lâmpada.
- Bens de consumo: Aparelhos e componentes de produtos como equipamentos elétricos.
- Componentes industriais: Componentes de máquinas e equipamentos super detalhados e super resistentes.
A situação para aplicar a fundição sob pressão de alumínio
O uso do alumínio na fundição sob pressão deve ser usado na maior parte do tempo.
- São necessárias muitas peças feitas especificamente em grandes quantidades e com alta taxa de precisão.
- As peças necessárias são de pequeno a médio porte, com características complicadas e acabamentos suaves.
- Tolerâncias estreitas e peças repetíveis fazem parte do pacote.
- O número de produções que podem ser executadas é tão grande que os enormes custos iniciais de ferramental foram justificados.
- É necessário cumprir prazos de entrega curtos
Tipos de métodos de fundição de alumínio
A fundição de alumínio refere-se ao processo que envolve diferentes métodos usados para fabricar componentes metálicos despejando alumínio fundido em moldes. Vários métodos de fundição são selecionados dependendo do que se deseja em termos de qualidade, do volume de uma peça que está sendo fabricada e da complexidade. Os principais tipos de processos de fundição de alumínio são discutidos a seguir.
1. Tipos de alumínio fundido em areia
Uma das mais comuns é a técnica de fundição em areia, que envolve o derramamento de alumínio fundido em moldes feitos de areia. É também um meio de produção adaptável e econômico, principalmente quando a produção é de volumes baixos a médios.
Fundição em areia verde
O molde na fundição em areia verde é preparado com areia, água e argila. Essa mistura é pressionada em torno de um padrão para formar a cavidade do molde. É um processo econômico, adequado quando é necessário fazer um trabalho grande ou complexo. Eles são usados principalmente em blocos de motores de automóveis e maquinário pesado.
Fundição em molde de concha - também conhecida como método de cera perdida
No processo de fundição em molde de concha, é usado um padrão de cera, envolto em uma concha. Essa casca é então aquecida até que a cera derretida flua para fora. O processo é preciso e proporciona um acabamento suave, preferível em peças delicadas, como peças aeroespaciais e de equipamentos médicos.
Fundição em areia sem cozimento
Na fundição sem cozimento, um aglutinante químico é adicionado à mistura de areia para formar o molde. Isso elimina a necessidade de assar, fazendo com que os moldes sejam feitos rapidamente. Geralmente é aplicado a peças e componentes personalizados de máquinas.
Fundição em areia de CO2
Na fundição em areia O 2, a mistura de areia utiliza silicato de sódio, que é curado pelo uso de gás dióxido de carbono. Isso produz moldes e acabamentos duráveis melhores do que a fundição em areia verde e, portanto, seria adequado para fundições de médio e grande porte, especialmente na setor automotivo.
2. Tipos de fundição sob pressão de alumínio
Tem alta precisão, e o metal da fundição é colocado em um molde de metal sob alta pressão. É usado principalmente na produção em massa de peças menores que têm grandes tolerâncias.
Câmara quente de fundição sob pressão
A fundição sob pressão, fundição sob pressão com câmara quente, é eficaz com metais de baixo ponto de fusão, como o alumínio. O molde é continuamente aquecido para injetar o metal fundido nele. É rápido e preciso, portanto, muito adequado para peças como carcaças automotivas e eletrônicas.
Fundição sob pressão em câmara fria
O processo de fundição sob pressão com câmara fria envolve a colocação de alumínio derretido na câmara e sua submissão à pressão para ser injetado no molde. Esse processo é adequado para materiais que têm um alto ponto de fusão e são frequentemente usados na fundição de peças, como as usadas em motores de automóveis e na indústria aeroespacial. Alta pressãoe fundição sob pressão.
Nesse processo de fundição sob pressão, o alumínio fundido é injetado sob pressão muito alta. É rápido em termos de preenchimento do molde, e as peças têm alta precisão e bom acabamento superficial. Ele é aplicado em setores como o automotivo e o de eletrônicos de consumo.
A fundição sob pressão de baixa pressão.
A fundição sob pressão de baixa pressão é o processo em que o alumínio fundido é injetado na cavidade a baixas pressões. A aplicação é perfeita quando se deseja produzir peças ocas maiores com menor teor de porosidade, o que é usado principalmente nos setores automotivo e aeroespacial.
Squeezee Casting
A fundição por compressão está entre uma fundição e um forjamento. O alumínio metálico fundido é pressionado no molde sob alta pressão, e o material ganha mais resistência. É empregado na fabricação de peças de alta resistência, principalmente nos setores aeroespacial e automotivo.
3. Outras técnicas de fundição de alumínio relacionadas
Existem outros processos de fundição além da fundição em areia e da fundição sob pressão, que podem ser usados quando a aplicação é especial e têm benefícios exclusivos a serem usados com base nas necessidades das peças.
Fundição de molde permanente
As peças fundidas de alumínio são feitas em fundição de molde permanente, na qual os moldes de metal podem ser reutilizados. É um procedimento perfeito quando é necessário criar peças com bom acabamento superficial e alta precisão em suas dimensões. É um material amplamente empregado nas áreas automotiva e industrial, com aplicações em produtos como pistões e peças de motor.
Fundição de revestimento (fundição por cera perdida)
A fundição por cera perdida é o processo de revestir um modelo com um revestimento de cerâmica e destruir o modelo, o que deixa um padrão. A técnica é compatível com as peças que têm detalhes complicados e que exigem alta precisão. Ela também é amplamente aplicada na produção de peças aeroespaciais, implantes médicos e joias finas.
Fundição centrífuga
A fundição centrífuga envolve o trabalho do alumínio fundido por meio de forças centrípetas para forçar o metal fundido a preencher um molde para fazer peças fundidas cilíndricas. A técnica é ideal quando um tubo e produtos redondos devem ser fabricados/produzidos e, ao mesmo tempo, os riscos de porosidade são minimizados. Ela é aplicada intensivamente em setores como o de encanamento e o automotivo.
Inovações e o futuro das tendências de fundição de alumínio
Com a evolução dos setores, a indústria de fundição de alumínio também deverá passar por grandes inovações. A fundição se transformará em um processo completamente novo com o envolvimento de novas tecnologias e processos sustentáveis que serão benéficos em termos de eficiência, qualidade e efeitos ambientais. A seguir estão algumas das principais tendências que estão predeterminando o futuro da fundição de alumínio.
1. Informatização e automação de processos de fundição
A fundição de alumínio deve mudar com a automação e a digitalização. As simulações de IA e a impressão 3D serão combinadas de tal forma que o design e outros processos de produção se tornarão muito mais fáceis de lidar, diminuindo o tempo de espera e reduzindo o potencial de erro. A IA fornecerá um controle em tempo real das condições de fundição, e os ajustes serão feitos em tempo real, garantindo a otimização da qualidade das peças. Os membros do setor de manufatura desfrutarão de menores despesas gerais com mão de obra e menos tempo gasto no processo de produção, com a automação substituindo mais funções.
2. Tecnologias sustentáveis de fundição verde
Na fundição de alumínio, a sustentabilidade está sendo cada vez mais valorizada. Processos como a fundição em areia verde, que leva em conta a areia natural, minimizam os impactos ao meio ambiente. O setor está se inclinando ainda mais para a produção de fundição com eficiência energética e para a expansão da quantidade de alumínio reciclado. Isso reduz a dependência de matéria-prima e o consumo de energia, tornando tudo mais ecológico e econômico.
3. Materiais científicos e ligas
O desenvolvimento de ligas de maior resistência e melhor resistência à corrosão é o caminho a seguir com a fundição de alumínio. As ligas atenderão a setores como o automotivo e o aeroespacial, que precisam de peças de alto desempenho. As ligas leves e resistentes significarão veículos com consumo de combustível mais eficiente e melhor desempenho em condições adversas, e isso está impulsionando ainda mais a terceirização de processos de fundição de precisão, como a fundição sob pressão.
4. Combinação de inteligência artificial e aprendizado de máquina
O processo de fundição de alumínio está mudando com o uso de IA e aprendizado de máquina (ML). A IA pode analisar os dados fornecidos durante a fundição e prever quaisquer defeitos futuros, otimizar temperaturas e níveis de pressão, resultando em uma melhor qualidade das peças. Além disso, a manutenção preditiva assistida por IA minimizará os tempos de parada dos equipamentos e aprimorará a otimização do processo para que o fabricante possa evitar um problema antes que ele surja.
5. Fundição e uso de manufatura aditiva e impressão 3D
O processo de impressão 3D está se tornando mais combinado com a fundição de alumínio padrão. A impressão 3D acelera o tempo de colocação no mercado e as despesas com ferramentas, permitindo a prototipagem rápida junto com a fabricação de moldes complexos. Devido a isso, os fabricantes podem produzir peças mais complexas de forma econômica e eficiente, o que lhes permite ter mais flexibilidade em relação ao design e à capacidade de se adaptar às exigências do mercado.
6. Fundições inteligentes e IoT (Internet das Coisas)
Outro fator que está fazendo uma grande diferença no mundo da fundição de alumínio é o surgimento das fundições inteligentes. Ao instalar os sensores habilitados para IoT nas máquinas e nos moldes, os dados em tempo real serão registrados o tempo todo para verificar as condições da fundição. Essas informações permitirão a alteração direta do processamento, levando à redução da qualidade e do desperdício. Outra vantagem dos sistemas de IoT é que os fabricantes podem monitorar o desempenho das peças fundidas durante o ciclo de vida da fundição para saber como melhorá-las.
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Conclusão
A fundição de alumínio em areia, assim como a fundição de alumínio sob pressão, têm seu papel a desempenhar no mundo da manufatura, e cada um dos dois processos de produção tem seus benefícios e pode ser adequado para usos específicos. O processo preferido quando se trata de peças personalizadas e grandes, e quando volumes menores são uma vantagem, é a fundição em areia. Por outro lado, a fundição sob pressão é rápida, eficiente e eficaz quando se trata de produção em larga escala, oferecendo grande precisão e acabamento superficial de peças pequenas.
A escolha entre as duas opções depende de fatores que incluem o volume de produção do produto, a complexidade de determinadas peças, as necessidades de material e o orçamento. Conhecendo os recursos e os pontos fracos de ambos os processos, os fabricantes poderão selecionar o processo de fundição mais adequado para atender às suas necessidades e cumprir a tarefa com os melhores resultados possíveis.
Perguntas frequentes
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