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Fundição HPDC

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HPDC

HPDC

O que é HPDC? Suas aplicações e vantagens

HPDC, ou Fundição sob pressão de alta pressãoé um processo de fabricação de metais de baixo ponto de fusão. Essa técnica gera grandes volumes de peças metálicas complexas. Ela produz peças de metal altamente precisas. O valor de mercado global do HPDC será de cerca de US$ $14650 milhões em 2024. De acordo com um estudo de pesquisa, ele aumentará para US$ 2.770 milhões até 2030. Portanto, vamos esclarecer o processo completo e as vantagens do HPDC nesta postagem do blog.

História da HPDC Casting

A origem do Fundição HPDC remonta a meados de 1800. Ele foi usado pela primeira vez no setor de impressão. O chumbo e o estanho eram despejados em um molde. Assim, a fundição HPDC produziu primeiro as chaves do maquinário de impressão. Mas o processo era lento naquela época. Além disso, não era adequado para a produção em massa de metais. Com o tempo, os avanços tornaram o processo altamente eficiente. Atualmente, é um processo confiável devido a melhorias contínuas.

Como você definiria a fundição HPDC?

A fundição HPDC é um método eficiente para fabricar peças metálicas de alta qualidade. Nessa técnica, o metal fundido sob alta pressão é injetado em um molde ou em uma cavidade de matriz. O metal quente esfria e se solidifica rapidamente na cavidade da matriz. Depois disso, ele assume a forma do molde. Podemos então separar o metal desejado do molde. Os metais fundidos são principalmente ligas de magnésio e alumínio. O molde geralmente é feito de aço ou ferro fundido. A fundição HPDC é mais comum na fabricação de produtos automotivos e eletrônicos. Mas ela também fabrica produtos de alta precisão para uso diário.

Processo passo a passo de fundição HPDC

Now you know about HPDC casting and its global market size. You might be curious to know the complete process. So, let’s discuss its complete process. The method of HPDC casting can differ according to the product requirements. So, here are the steps of the general HPDC casting process.

1. Preparação do molde

Primeiro, prepare o molde. O molde é projetado com base na forma do produto desejado. O molde é composto principalmente de aço. Portanto, ele pode suportar altas temperaturas e pressão.

Agora, monte o molde na máquina de fundição sob pressão. A máquina de fundição sob pressão tem duas metades. Uma é a metade secundária da matriz. A outra é uma metade móvel do molde. A máquina de fundição sob pressão fecha as duas metades do molde.

A manutenção do molde também é importante. Limpe o molde para remover as impurezas. Pré-aqueça o molde fundido para ajudar o fluxo do metal fundido. Além disso, lubrifique o lado interno do molde para regular a temperatura. Isso facilita a remoção do produto desejado.

2. Injetar o metal fundido

Adicione o metal fundido na câmara de injeção. Depois disso, injete-o no molde. O processo de injeção ocorre rapidamente. Ele requer uma pressão muito alta, de 1500 a 25000 PSI. Há duas maneiras diferentes de injetar o metal no molde. São elas: injeção em câmara quente e injeção em câmara fria.

A injeção em câmara quente é melhor para metais com baixos pontos de fusão, portanto, é adequada para ligas de zinco, magnésio e chumbo. Nesse método, preenchemos o metal em um tubo em forma de pescoço de ganso. Em seguida, o tubo ejeta o metal na cavidade da matriz por meio de seu bico.

A injeção em câmara fria é ideal para metais com altos pontos de fusão. Metais sólidos, como alumínio, cobre e latão, usam esse mecanismo. Nesse método, despejamos o metal na luva da câmara fria. Isso pode ser feito manual ou automaticamente. Agora, um êmbolo hidráulico força o metal da luva curta para dentro do molde.

3. Resfriamento e solidificação

O metal derretido esfria rapidamente. Assim, ele assume o formato da cavidade do molde. O resfriamento rápido ocorre devido à alta condutividade térmica do material do molde.

4. Remoção do metal

Após o resfriamento e a solidificação, as metades do molde são abertas. Os pinos de ejeção empurram o metal para fora do molde. Agora o metal desejado está pronto.

5. Recorte

A peça fundida pode ter excesso de material. Por isso, usamos serras e ferramentas de corte para aparar o metal. O corte ajuda a obter o melhor acabamento de superfície.

Grupo de materiais Designação da liga Principais propriedades Aplicativos comuns
Ligas de alumínio A380 Boa fluidez, resistência à corrosão e força moderada Blocos de motores automotivos, caixas de transmissão e gabinetes de eletrônicos
A360 Melhor resistência à corrosão, maior ductilidade Componentes aeroespaciais, gabinetes elétricos
A413 Excelente fluidez e boa estanqueidade à pressão Peças complexas de paredes finas, bombas e conexões
A383 Boas propriedades mecânicas e alta resistência Peças automotivas, componentes industriais em geral
A390 Alta resistência ao desgaste, alta resistência Peças automotivas de alto desempenho, maquinário para serviços pesados
Ligas de magnésio AZ91D Boa relação resistência/peso, excelente capacidade de fundição Componentes automotivos, caixas de eletrônicos de consumo
AM60B Boa flexibilidade e resistência a impactos Componentes de segurança automotiva, peças estruturais
AS41B Desempenho em altas temperaturas e boa resistência à fluência Componentes do trem de força automotivo
Ligas de zinco Zamak 3 Excelente capacidade de fundição e boas propriedades mecânicas Componentes pequenos e complexos, acessórios de hardware
Zamak 5 Maior resistência, ductilidade ligeiramente menor Componentes que exigem maior resistência, travas e engrenagens
ZA-8 Boas propriedades de rolamento, maior resistência Carcaças de rolamentos, componentes de máquinas industriais
ZA-27 A mais alta resistência e dureza entre as ligas de zinco Componentes industriais para serviços pesados, aplicações de alto desgaste
Ligas de cobre Latão (por exemplo, C85700) Alta resistência à corrosão e boa usinabilidade Acessórios de encanamento, ferragens decorativas
Ligas de chumbo Ligas de chumbo-estanho Alta densidade e boa resistência à corrosão Proteção contra radiação, lastro e pesos

Vantagens da fundição sob pressão de alta pressão:

Now, we know the complete process of HPDC casting. So let’s talk about its advantages. Some of its advantages are:

1. Produção em massa

O HPDC pode produzir grandes volumes do metal necessário. A alta pressão permite a injeção de metais fundidos em uma velocidade rápida. Assim, ela produz grandes quantidades de metal. Portanto, a HPDC é bem conhecida pela produção em massa de materiais.

2. Alta resistência

A fundição sob pressão HPDC fabrica estruturas metálicas uniformes. Portanto, ela aprimora as propriedades mecânicas. Portanto, o metal produzido é de alta qualidade.

3. Componentes de paredes finas

Diferentemente de outras peças fundidas, a fundição HPDC pode fundir componentes de paredes finas. Sua alta pressão cria peças leves. Portanto, ela ajuda a reduzir o peso dos metais. Além disso, permite a inserção de peças cofundidas, como parafusos.

4. Alta qualidade

O HPDC proporciona acabamentos de superfície suaves para os metais desejados. Ele garante que o metal fundido preencha todas as partes do molde. Assim, ele cria superfícies lisas. Essas superfícies são melhores para a aplicação de revestimentos adicionais. Portanto, elimina a necessidade de usinagem secundária.

5. Flexibilidade

Os formatos das matrizes são flexíveis na fundição HPDC. Portanto, ele permite a construção de peças complexas. Essas peças complexas são usadas em maquinário complexo.

Diferença entre fundição sob pressão de alta pressão e fundição sob pressão de baixa pressão

Portanto, aqui está uma tabela comum que o ajudará a conhecer as principais diferenças entre a fundição sob pressão de alta pressão e a fundição sob pressão de baixa pressão:

Recurso Fundição sob pressão Fundição sob pressão de baixa pressão
Descrição do processo O metal fundido é injetado na matriz em alta velocidade e pressão. O metal fundido é puxado para dentro da matriz por um diferencial de baixa pressão.
Faixa de pressão Normalmente, 10-175 MPa (1500-25.000 psi) Normalmente, 0,1-0,7 MPa (15-100 psi)
Tempo de ciclo Mais curto, geralmente alguns segundos por peça Se for mais longo, pode levar vários minutos por peça.
Volume de produção Adequado para produção de alto volume Adequado para produção de baixo a médio volume
Complexidade da peça Ideal para formas complexas com paredes finas Ideal para formas mais simples com paredes mais espessas
Utilização de materiais Alto desperdício de material devido aos sprues e corredores Mais eficiente com menos desperdício
Qualidade da peça Alta precisão dimensional e bom acabamento superficial Boa precisão dimensional e acabamento de superfície
Propriedades mecânicas Pode ser menor devido ao ar preso e à porosidade. Geralmente melhor devido a menos defeitos
Custo de ferramentas Custo inicial mais alto devido aos requisitos de matrizes robustas Custo inicial mais baixo, necessidade de matriz menos robusta
Manutenção Maior devido ao maior desgaste das matrizes Menor devido ao menor estresse nas matrizes
Ligas comuns Alumínio, zinco e magnésio Alumínio, magnésio
Sistema de resfriamento Geralmente requer sistemas de resfriamento complexos. Sistemas de resfriamento mais simples
Automação Altamente automatizado Processos menos automatizados e mais manuais envolvidos

 

Limitações da fundição HPDC

  1. Custos iniciais elevados: Assim, são necessários grandes investimentos de capital em máquinas e moldes.
  2. Equipamentos complexos precisa funcionar com grande precisão, e sua manutenção também envolve trabalho especializado.
  3. Compatibilidade limitada de materiais: A vacinação contra sulfeto é mais eficaz para metais que derretem em baixas temperaturas, como alumínio e zinco.
  4. Restrições de tamanho e peso: a aplicação é praticada principalmente em pequenas porções.
  5. Os problemas de porosidade podem conter alguns vazios internos e, portanto, exigem que uma quantidade precisa de pressão seja aplicada a eles.
  6. Acabamento adicional: Ele ainda pode precisar de operações adicionais ou retoques para estar pronto para uso ou para ter o nível necessário de suavidade, por exemplo.

Máquina HPDC com câmara fria

Aplicações da fundição HPDC:

A fundição HPDC tem um amplo escopo de aplicações. Algumas delas são:

Ela produz ferramentas cirúrgicas mais leves para o setor de saúde. A fundição da HPDC construiu dispositivos médicos, máquinas de ultrassom e dispositivos implantáveis. Portanto, ela tem uma função essencial, mesmo no setor médico.

A fundição HPDC gera diferentes peças para o setor automobilístico. Alguns dos principais componentes que ela pode produzir são:

Ele tem amplas aplicações no setor esportivo. A HPDC pode fabricar diferentes componentes para bicicletas. Ela também pode projetar tacos de golfe e raquetes de tênis. A HPDC contribuiu para quase todos os setores.

Quais são as alternativas para a fundição de HPDC?

Atualmente, existem vários métodos disponíveis no mercado que podem ser usados no lugar da fundição HPDC. Vamos discuti-los aqui.

1. Fundição em areia

A fundição em areia está entre os procedimentos de fundição mais antigos e mais amplamente utilizados para várias aplicações. Nesse processo, é feito um molde de areia, e o metal fundido é lançado no molde por meio de um cadinho. A principal vantagem da fundição em areia é que ela é barata para o volume de produção, especialmente em pequenos volumes, e é usada para produzir peças grandes ou com estruturas complexas. Ela é especialmente adequada para diferentes tipos de metais e pode produzir blocos de motor, grandes produtos de metal e até mesmo protótipos de motores.

2. Fundição por revestimento

A fundição por cera perdida, também conhecida como fundição por cera perdida, envolve o uso de uma cópia em cera da peça real para criar um molde no qual um material cerâmico é usado para cobrir o modelo de cera. Em seguida, a água é lavada e, em vez de cera, o metal derretido é despejado no molde de cerâmica.

Fundição sob pressão por gravidade

Também chamado de fundição em molde permanente, é um molde circunferencial feito de metal em que o metal fundido é derramado sob força, que é a gravidade. Esse processo resulta na produção de peças com propriedades mecânicas superiores às da fundição em areia e, ao mesmo tempo, produz boa precisão nos produtos finais. Fundição sob pressão por gravidade é mais adequado para aplicações em que um número razoavelmente grande de itens ou itens de grande porte são fabricados e é mais comumente usado na fabricação de autopeças, peças de motor e produtos pesados devido às vantagens da economia e da construção padrão.

Por que escolher a GC Precision Mold Co. para o HPDC?

Agora você conhece quase tudo sobre a fundição HPDC. Então, vamos lhe dizer por que a GC Precision Mold Co. é uma das melhores empresas de fundição de HPDC. empresa de fundição sob pressão de alta pressão. Aqui estão os motivos:

Conclusão:

O tamanho do mercado global de fundição HPDC está aumentando a cada dia. A fundição sob alta pressão envolve a fusão de metal sob alta pressão. O metal fundido é então convertido na forma desejada. Essa técnica pode moldar até mesmo metais com formas complexas. O processo consiste em quatro etapas. Essas etapas são: preparar o molde, injetar o metal fundido, resfriar e solidificar e, em seguida, remover o metal. Essa técnica molda metais nos setores automobilístico, de saúde e esportivo.

Perguntas frequentes

Q1. Quais são os contras da fundição HPDC?

A fundição sob pressão HPDC tem vários contras. Seus custos de equipamento são muito altos. Os pequenos fabricantes não podem pagar por isso. Gerenciar a temperatura, a pressão e as condições durante o processo é um desafio. Portanto, requer monitoramento cuidadoso ou cuidados pós-fundição. Portanto, as soluções para esses problemas podem ser caras e demoradas.

Q2. O que significa HPDC?

HPDC significa fundição sob pressão de alta pressão. Ela usa alta pressão para produzir metais altamente lisos. Metais de formas complexas podem ser criados devido à pressão elevada. Assim, essas peças de metal são usadas em aparelhos e esportes complexos.

Q3. Que tipos de metais são comumente usados na fundição HPDC?

A fundição HPDC normalmente envolve metais de baixo ponto de fusão como o metal escolhido, ou seja, alumínio, magnésio e ligas de zinco. Esses metais são escolhidos para uso porque podem ser facilmente injetados em moldes e resfriados rapidamente para produzir peças de alta qualidade que atendam aos requisitos mecânicos da aplicação específica.

Q4. Como o HPDC se compara a outros métodos de fundição?

HPDC é capaz de produzir com taxas mais rápidas, maior precisão das dimensões e superfícies lisas para os produtos. O HPDC tem as vantagens da produção de peças complexas e de paredes finas, que têm melhor consistência em comparação com a fundição em areia e nenhuma ou muito pouca necessidade de tratamentos pós-fundição. No entanto, é mais caro devido às despesas incorridas na aquisição do maquinário usado na moldagem do metal e dos próprios moldes.

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