O que é molde/ferramenta de fundição sob pressão

Molde de fundição sob pressão, também conhecido como ferramentas de fundição sob pressãoO molde de metal, que é uma ferramenta de moldagem, preenche uma cavidade selada com metal fundido em alta pressão e temperatura. O metal é resfriado rapidamente até que a parte endurecida se torne suficientemente rígida para ser removida do molde. 

O molde para fundição sob pressão deve ser feito de aço ferramenta de alta qualidade, como H13, DIN1.2343 ou 8407. Ele precisa ser tratado termicamente até atingir a dureza correta, normalmente HRC 48-52. O molde também precisa ser usinado de acordo com padrões precisos para durar muito tempo nesse status.

Para produzir uma peça fundida de alta qualidade que atenda ao formato e ao design exigidos pelo cliente, as duas metades da matriz são colocadas em uma máquina de fundição sob pressão que é operada nas temperaturas e pressões necessárias. As exigências do cliente quanto ao tamanho da peça e às características geométricas afetarão diretamente o custo do ferramental de fundição sob pressão.

O número de cavidades, a quantidade de núcleos ou lâminas necessárias, o peso do molde de fundição sob pressão, o processo de usinagem, os requisitos de acabamento de superfície, polimento e revestimento, para mencionar alguns, são todos fatores que influenciam na escolha das ferramentas de fundição sob pressão corretas. Fabricação de molde de fundição sob pressão personalizado é uma tarefa complexa.

Ao selecionar ferramentas de fundição sob pressão, considere fatores como o número de cavidades, núcleos ou lâminas necessárias. Além disso, pense no peso do molde, no processo de usinagem, nos requisitos de acabamento da superfície, no polimento e no revestimento. Cada um desses fatores desempenha um papel no processo de tomada de decisão. Fabricação de molde de fundição sob pressão personalizado é uma tarefa complexa.

Neste artigo, discutiremos o ferramental de fundição sob pressão e como o Fabricante de moldes de fundição sob pressão produz componentes de fundição sob pressão de alta qualidade usando os métodos de produção mais econômicos.

Vários metais são usados na fundição sob pressão, incluindo zinco, magnésio, chumbo, cobre e alumínio ( ou aluminium ). Cada metal tem requisitos específicos para a matriz usada no processo de fundição. Por exemplo, o zinco pode ser usado nas séries Zamak 3, 5 e ZA. O alumínio também pode ser usado em A356, A380, ADC 12, AL6061, AL6061 etc.

As descrições e configurações fornecidas neste artigo são genéricas devido a essas variações. As opções são fornecidas sempre que possível, mas devem ser usadas apenas como referência básica. O cliente e o fabricante do molde de fundição devem conversar antes de tomar qualquer decisão final.

Tipos de moldes de fundição sob pressão

Há diversas variedades de moldes de fundição sob pressão, cada uma atendendo a uma exigência específica do consumidor. Normalmente, o tipo de molde de fundição depende dos requisitos do cliente. Veja a seguir uma lista de alguns tipos normais de moldes de fundição sob pressão.

1. Prototipagem do molde de fundição sob pressão

Normalmente, os clientes solicitam protótipos para fazer uma pequena quantidade de peças fundidas em condições de produção. Antes de entrar em produção total, eles permitem testes extensivos do produto e exposição no mercado. Isso normalmente é usado para um novo projeto que está em fase de desenvolvimento. Esse protótipo de fundição sob pressão permite que você obtenha peças de alta qualidade sem a necessidade de pagar pelos custos de ferramental.

Várias técnicas de protótipo podem ser utilizadas para simular um componente fundido sob pressão para a fabricação subsequente do mesmo. Entre elas estão os protótipos de usinagem CNC e a fundição em areia, que inclui o processo de molde de gesso.

2. Ferramentas de fundição sob pressão rápida

O ferramental de fundição sob pressão rápida envolve a criação de matrizes e insertos mais rapidamente do que o método tradicional. Esse processo ignora etapas como usinagem de desbaste, tratamento térmico e usinagem de acabamento. Ele permite a produção mais rápida das ferramentas necessárias para a fundição sob pressão.

As ferramentas de fundição rápida geralmente usam aço pré-endurecido para pequenas quantidades, de algumas centenas a milhares. Às vezes, a fundição de investimento ou a fundição por gravidade é usada para esses requisitos de pequenas quantidades.

3. Produção Molde de fundição sob pressão

Esses são os tipos mais frequentes de moldes de fundição sob pressão feitos. Os moldes podem variar de simples a complexos, com diferentes números de cavidades e lâminas. As cavidades são feitas de aço para ferramentas de alta qualidade (DIN 1.2343, DIN 1.2344H13, 8407) e mantidos no lugar por um bloco de suporte sólido, que chamamos de placa A e placa B. Abaixo estão listados os tipos de moldes de fundição sob pressão.

• Ferramenta de fundição sob pressão de cavidade única: essa ferramenta produz uma peça de fundição por vez.
• Molde de fundição sob pressão de múltiplas cavidades: esse molde produz mais de uma peça de fundição sob pressão por vez.
• Ferramenta de fundição sob pressão familiar: essa ferramenta produz várias peças de liga de fundição sob pressão de famílias diferentes em um ciclo.

4. Ferramental de fundição sob pressão

O ferramental de fundição sob pressão é uma ferramenta que remove o canal, o transbordamento e o flash dos componentes de fundição. Os ferramentais de corte são ferramentas de cavidade única ou múltipla com a mesma configuração dos ferramentais de fundição sob pressão.

A matriz de acabamento usada para peças de fundição de ligas pode ser simples ou complexa. Alguns têm um projeto básico de abrir e fechar, enquanto outros têm várias lâminas para o processo de fundição sob pressão. Em algumas circunstâncias, são empregadas várias ferramentas de fundição sob pressão para as operações de corte subsequentes.

O ferramental de fundição sob pressão precisa de um projeto cuidadoso e de materiais de alta qualidade para durar. Ele é tão importante quanto as ferramentas de fundição sob pressão para garantir a produtividade e a longevidade. As matrizes de fundição convencionais vêm em uma variedade de formatos.

Estrutura e considerações sobre o molde de fundição sob pressão

A complexidade do ferramental de fundição sob pressão é determinada pela geometria e pelo design da peça de liga de fundição sob pressão. O tamanho pequeno e o design simples da peça fundida resultam em baixos custos para o ferramental de fundição sob pressão e para a produção.

Ao iniciar um projeto de fundição sob pressão, você deve considerar a fundição em termos de custos gerais de fabricação. O fabricante do molde de fundição sob pressão ajudará o cliente a determinar se o projeto do componente de fundição pode ser fundido. Eles também ajudarão com quaisquer etapas adicionais que possam ser necessárias, como usinagem, acabamento ou atendimento a tolerâncias específicas.

A capacidade de fundição e os custos das ferramentas de fundição sob pressão serão determinados pelos seguintes fatores:

As nervuras e as paredes têm espessuras consistentes ou diferem significativamente? Os canais finos do projeto produzirão uma inserção de aço minúscula e permanente na cavidade da matriz? Você tem algum projeto que exigiria inserções incrivelmente pequenas, o que dificultaria a fundição? O projeto tem cantos afiados que favorecem rachaduras por tensão?

As especificações de acabamento de superfície, usinagem secundária e estanqueidade à pressão devem ser consideradas minuciosamente para construir corretamente ferramentas de fundição sob pressão de alta qualidade. Para projetar o molde de fundição sob pressão a fim de minimizar a porosidade nas áreas da fundição que serão usinadas, é necessário abordar minuciosamente essas áreas da fundição desde o início.

Haverá estágios específicos envolvidos no preenchimento das cavidades da matriz para atender aos requisitos de acabamento da superfície da fundição. O cliente deve explicar antecipadamente os requisitos finais dos componentes da fundição sob pressão ao fabricante da fundição sob pressão.

Normalmente, os moldes de fundição sob pressão têm quatro partes: base do molde, cavidade e núcleo de formação, sistemas de ejeção, sistema de resfriamento e sistema de alimentação. A seguir, apresentaremos guias para explicar quais são os principais componentes de um molde de fundição sob pressão.

Fundição sob pressão Base do molde

Os moldes de fundição sob pressão são compostos de vários componentes. A base do molde serve como um suporte estrutural usado para manter todos os outros componentes do molde unidos. A base do molde é dividida em duas metades: "metade móvel" e "metade fixa". A linha de divisão é chamada de linha de separação do ferramental.

Os riscos de pinçamento são criados perto da linha de separação do molde pela abertura e fechamento do molde de fundição sob pressão durante a operação normal. Como esse risco de pinçamento pode ser muito perigoso, todos os trabalhadores precisam estar cientes dele.

Se o ferramental de fundição sob pressão não estiver totalmente fechado durante a injeção, a liga fundida também poderá ser expelida pela linha de separação do molde. Qualquer pessoa próxima ao molde de fundição sob pressão pode correr o risco de sofrer queimaduras por causa disso. Normalmente, portas e proteções de segurança são usadas para proteger essa região.

As bases de molde são normalmente feitas de S50C; às vezes, o 1.2311 ou P-20 é usado em paletas A/B e placas ejetoras.

Controle deslizante de molde de fundição sob pressão

Para fundir características de rebaixamento na peça fundida, núcleos fixos e controles deslizantes de núcleo são projetados no molde de fundição sob pressão. Isso eliminará a necessidade de usinagem secundária da peça fundida. Os controles deslizantes de núcleo podem ser movidos por diferentes tipos de movimento, como movimentos de pinça ou de came. Na maioria das vezes, são usados pinos angulares e cilindros hidráulicos.

O pino angular é acionado pela abertura e fechamento do molde de fundição sob pressão. Algumas de suas vantagens incluem a ausência de sistemas hidráulicos e válvulas de limite, bem como seu processo de fabricação geralmente mais econômico. Ele é restrito a um breve deslocamento da corrediça e não tem controle sobre o ciclo de tração da corrediça. Não é recomendado para uso nas corrediças superiores.

Suas limitações são que ela só pode ser usada para movimentos de ação lateral curta e que não é possível alterar a frequência com que a corrediça puxa. Ao projetar o molde de fundição sob pressão, não é recomendável projetar esse tipo de controle deslizante na parte superior do molde (nesse caso, recomenda-se um controle deslizante com um cilindro hidráulico).

A maneira hidráulica de mover os controles deslizantes permite que você escolha entre diferentes ciclos, coloque os controles deslizantes na parte superior do molde de fundição e retire a fundição do molde sem problemas (como no caso do pino angular).

Cremalheira e pinhão, elevador ejetor e barras de came são algumas das outras formas de movimentação. O movimento a ser usado varia de acordo com coisas como o número de peças que estão sendo fabricadas, o tamanho da matriz, o comprimento da distância de deslocamento da corrediça, o tamanho da área que está sendo extraída e o formato da peça fundida.

Você pode confiar no fabricante do molde de fundição sob pressão para lhe dar a melhor orientação sobre os controles deslizantes de núcleo. Se não tiver certeza de qual é o melhor design para o seu projeto de fundição sob pressão, sinta-se à vontade para entrar em contato conosco e ofereceremos as melhores opções de acordo com o design da sua peça.

Linha de peças de ferramental de fundição sob pressão

A linha de partição é a borda da cavidade e do núcleo no molde que marca a área de separação entre as duas metades (a metade fixa e a metade móvel) do molde de fundição sob pressão. Essa linha determina qual metade é a metade de fixação e qual é a metade de ejeção do molde.

Essa linha também afeta as tolerâncias que devem ser mantidas nessa parte da fundição. Abaixo estão exemplos de dois tipos de linha de partição, a Engineering and Design apresenta critérios de tolerância adaptados às propriedades da peça na linha de partição da matriz.

Em um desenho de fundição, nem sempre fica claro onde a linha de partição deve ser projetada. Nos casos em que o projetista da peça indica uma linha de partição não razoável, o fabricante do molde de fundição sob pressão deve verificar o propósito do projetista, bem-vindo ao projeto de molde de fundição sob pressão para saber mais sobre o projeto de moldes para fundição sob pressão.

Para que a fundição seja feita de acordo com os parâmetros pretendidos, é fundamental concordar com a localização ideal da linha de separação. Quando uma peça requer uma superfície cosmética, a metade de fixação da matriz é normalmente projetada para fornecer essa superfície de aparência, e o lado do núcleo colocará pings ejetores, inserções e quaisquer marcas de gravação.

Se a peça fundida não exigir uma superfície de aparência, ela poderá ser alterada para aproveitar as melhores situações de fundição. Nas peças fundidas com superfície cosmética, o cliente deve explicar isso ao fabricante do molde de fundição sob pressão com antecedência para que a empresa de ferramentas de fundição sob pressão possa pensar na localização da porta, dos transbordamentos e das aberturas para garantir que não haja interferência nas superfícies de aparência ou no uso de processos secundários para atender ao requisito.

Quando houver critérios cosméticos e como a erosão regular e incremental do molde é inerente ao processo de produção de fundição sob pressão, o cliente deverá considerar medidas específicas de manutenção do molde para ampliar a capacidade do molde de fundição sob pressão de criar componentes de fundição com o acabamento de superfície de alta qualidade necessário. As operações secundárias na superfície da cavidade do molde, como o polimento, devem ser negociadas para manter os padrões das peças fundidas.

Figura 2: A linha de partição da etapa "A" tem uma linha de partição fechada, o que tornará o ferramental de fundição sob pressão mais complexo e não trará bons resultados. A localização da linha de partição "B" permitirá um melhor preenchimento da fundição e um acabamento mais limpo da fundição, oferecendo uma vida útil mais longa do molde de fundição sob pressão e um custo menor de fabricação do molde de fundição sob pressão.

Pinos ejetores

Após a formação da liga de metal líquido e a solidificação da fundição no molde de fundição sob pressão, os pinos ejetores são usados para empurrá-la para fora do molde. A localização, a quantidade e o tamanho dos pinos ejetores são determinados pelo projeto geométrico, tamanho e outras especificações da fundição.

O fornecedor de ferramentas de fundição sob pressão deve projetar os pinos ejetores na área não funcional do revestimento e certificar-se de que o revestimento possa ser desmoldado facilmente sem qualquer dano ou rachadura. As recomendações dos fornecedores de fundição sob pressão quanto ao tamanho, ao posicionamento e ao número de pinos ejetores são fundamentais para o sucesso da fabricação da peça fundida.

Cada pino ejetor deve ter o tamanho e o local corretos para a fundição na matriz, e deixará uma pequena marca de ejeção na superfície da fundição. Por esse motivo, não é permitido colocar a aparência da peça na superfície.

Pinos ejetores de fundição sob pressão

Insertos fundidos

Cada ferramental de fundição sob pressão é diferente dos outros; pode ser necessário um inserto moldado na fundição para acomodar uma superfície de rolamento, rosca interna ou outro recurso exclusivo em determinadas fundições. A empresa de moldes de fundição sob pressão pode frequentemente atender a esse requisito como parte do processo de fundição padrão. Essa "moldagem por inserção" oferece o benefício de incorporar com segurança uma inserção na peça fundida, permitindo que ela seja usinada, perfurada e rosqueada. No entanto, esse benefício raramente é suficiente para compensar as despesas adicionais associadas ao processo de fundição com insertos.

As despesas adicionais se devem ao tempo de ciclo mais longo do processo de fundição necessário para carregar o inserto no molde de fundição sob pressão, bem como à técnica de aquecimento necessária para aquecer os insertos antes de colocá-los na metade do molde. Mas, desde que esse processo funcione e resolva bem o seu problema, vale a pena.

Pinos-guia

O alinhamento das duas metades da matriz é garantido por pinos-guia e buchas-guia (existem componentes familiares) localizados nos quatro cantos da matriz. As peças fundidas têm requisitos críticos de alinhamento dimensional para uma característica na metade estacionária da matriz que está associada a uma característica na metade móvel da matriz. Esse alinhamento é mantido pelas buchas-guia em uma metade da matriz e pelos pinos-guia na outra. Os pinos-guia podem ser projetados em qualquer metade da matriz.

Quando as peças fundidas são removidas da matriz ou quando a matriz está sendo pulverizada com desmoldante, os pinos-guia podem se tornar um risco de entalamento devido à sua saliência da linha de separação. Além disso, os pinos-guia operam em alta temperatura e podem representar um risco de queimadura.

Para evitar que a matriz seja montada incorretamente, um dos quatro pinos-guia normalmente é deslocado. Em determinadas circunstâncias excepcionais, esses pinos podem ter formato retangular em vez de redondo. Normalmente, chamamos isso de projeto à prova de erros.

Buchas de guia

Os furos redondos nos quatro cantos do molde são chamados de buchas-guia, que são uma família de pinos-guia. Os pinos-guia passam pela bucha guia quando o molde está fechando e abrindo. O alinhamento das duas metades do molde é o objetivo dos pinos-guia e das buchas-guia. Se o molde de fundição sob pressão usar blocos-guia, as placas de desgaste serão usadas no lugar das buchas nos dois lados dos blocos-guia.

Pilares de suporte

Dentro da caixa ejetora, as colunas são projetadas na metade móvel da base do molde para produzir uma peça de fundição melhor, através das placas ejetoras, até a placa da máquina ou placa de fixação. Essas colunas redondas ou quadradas estão situadas em alinhamento com as cavidades do molde e têm a finalidade de fornecer suporte para a base do molde e suportar a força da injeção.

O sistema de ejeção está localizado dentro da câmara de ejeção. Isso serve como uma das quatro funções críticas da matriz, que é "permitir a remoção do metal solidificado".

O sistema ejetor é composto de placas e pinos ejetores, no mínimo, e também pode incluir pinos e buchas de guia do ejetor e outros componentes sofisticados para fornecer recursos de ejeção especializados.

Pinos de retorno

O sistema ejetor é retornado à sua posição "inicial" usando pinos de retorno antes do próximo ciclo. Há quatro pinos de retorno, que são projetados na placa do ejetor e se estendem até a linha de separação. Os pinos de retorno não exercem nenhuma força durante o curso de ejeção; em vez disso, eles se deslocam junto com os pinos ejetores. Os pinos de retorno entram em contato com a linha de separação intermediária de fixação e pressionam a placa ejetora de volta à posição "inicial" quando a máquina fecha.

Em alguns casos, a haste de eliminação (K.O.) é conectada entre a placa ejetora e a máquina de fundição sob pressão, de modo que os pinos de retorno se tornam redundantes e o cilindro ejetor puxa a placa de volta para a posição inicial antes do fechamento do molde de fundição sob pressão. Os pinos de retorno ainda são recomendados para garantir que as placas ejetoras sejam devolvidas em caso de falha, apesar da redundância.

Quando estendidos, os pinos de retorno apresentam riscos de prender e de incêndio. Para evitar que os pinos de retorno se prendam ou entrem em contato com eles, o operador deve estar ciente de suas localizações ao se aproximar para extrair o tiro.

Placa ejetora

As cabeças de todos os pinos ejetores são fixadas pela placa ejetora e pela placa de retenção do ejetor. À medida que a placa ejetora avança, ela puxa os pinos, ejetando a peça fundida para fora da matriz. Um movimento da máquina empurra a placa ejetora para frente.

Placa de retenção do ejetor

A placa ejetora aparafusada mantém as cabeças dos pinos ejetores no lugar. Quando o sistema ejetor é colocado de volta em sua posição "inicial", essa placa é essencial para manter os pinos ejetores no lugar.

Sistema de ejeção guiada

Em alguns casos, os pinos-guia e as buchas-guia do ejetor são adicionados à placa do ejetor e à placa de retenção do ejetor. Isso é semelhante aos pinos-guia e buchas da linha de partição usados para garantir que o sistema ejetor funcione de maneira uniforme e sem esforço.

Linhas de resfriamento

Sempre deve haver canais de resfriamento na cavidade e no núcleo das matrizes; sua função é liberar o calor do metal fundido para solidificar a fundição.

Os canais de resfriamento podem ser configurados para transportar óleo ou água como meio de resfriamento. Os canais de resfriamento são equipados com mangueiras especializadas de alta pressão e alta temperatura e conexões que devem ser mantidas em excelente estado de conservação. O risco de incêndio pode surgir como consequência de uma falha. Além do risco de queimadura, as conexões devem ser mantidas para evitar vazamentos, e os vazamentos devem ser prontamente corrigidos devido ao risco de escorregões e quedas.

Os canais vermelhos são canais de resfriamento do molde de fundição sob pressão

Bloco de biscoitos

O ferramental de fundição sob pressão com câmara fria normalmente inclui uma peça separada de aço AISI H-13 na metade móvel da matriz oposta à câmara fria. Esse bloco marca o início do sistema de distribuição de liga metálica (canal) para as cavidades de fundição.

Bucha de jito

A bucha do jito tem uma função essencial no molde de fundição sob pressão com câmara quente como a interface entre a liga líquida e a liga sólida. Na confluência do bocal e da bucha de jito, o metal no bocal deve permanecer sempre líquido, enquanto o metal na bucha de jito deve endurecer.
Posto de juta.
A coluna do jito oferece a mesma função que o bloco de biscoito no molde de fundição sob pressão com câmara fria. Para o metal, a coluna é a primeira parte do sistema. Para que a ferramenta de fundição sob pressão funcione de forma consistente, é muito importante que a coluna seja resfriada adequadamente.

Botões de parada (Coluna de limite de deslocamento)

Os botões de parada controlam o quanto as placas ejetoras podem se mover para frente e para trás. As placas ejetoras da matriz são empurradas para os botões de parada para frente pelo sistema de ejeção durante o curso de ejeção. Primeiro, o sistema de ejeção ou os pinos de retorno empurram ou puxam a placa de volta para o batente traseiro. Isso deixa a matriz pronta para a próxima execução.

Resumo

Há muitos outros componentes pequenos no molde de fundição sob pressão, como parafusos, cames deslizantes, cavidades, pinos centrais etc., mas, finalmente, resumimos que o ferramental de fundição sob pressão contém cinco partes grandes, listadas abaixo:

1. Base do molde, incluindo a fixação da metade da base do molde e a movimentação da metade da base do molde.
2. Sistema ejetor, ejetando a peça de fundição sob pressão para fora da cavidade do molde.
3. Cavidades e núcleos da matriz, formando os recursos de fundição.
4. Sistemas de resfriamento, resfriam a cavidade para solidificar a peça fundida.
5. Sistema de alimentação, enchendo a cavidade do molde de fundição sob pressão.

Materiais para moldes de fundição sob pressão

Quando se planeja fazer ferramentas de fundição sob pressão, os materiais de ferramentas usados devem ser, no mínimo, de alta qualidade e, de preferência, de qualidade superior. Essas regras se baseiam no fato de que a fundição sob pressão utiliza temperaturas e pressões muito altas.
O grau do ferramental necessário dependerá da parte do ferramental que está sendo usada, da liga que está sendo fundida, da importância do projeto da peça fundida e de quantas peças fundidas serão feitas na ferramenta de fundição sob pressão. Antes de escolher o material do ferramental, normalmente perguntamos ao cliente qual é a quantidade comum de peças necessárias.

Abaixo estão listados alguns materiais para ferramentas de fundição sob pressão:

Materiais para moldes e cavidades de fundição sob pressão

1. Moldes de fundição sob pressão para ligas de zinco/Zamak: P-20, H13, DIN 1.2343 ou outro aço de mesma qualidade. As ligas de zinco, que são fundidas na temperatura mais baixa da família dos não ferrosos, desgastam menos suas ferramentas, permitindo o uso de aço de baixa qualidade, como o P-20, nos casos em que os projetos das peças são relativamente simples. No entanto, os compradores são alertados de que, se a quantidade necessária for muito alta (mais de 100K), para evitar o investimento em novos custos de ferramental de fundição sob pressão, deve-se usar aço de alta qualidade, como o H13.
2. Moldes de fundição sob pressão para ligas de alumínio, magnésio e ZA: Como mencionado anteriormente, o aço para ferramentas de alta qualidade é necessário para moldes de fundição sob pressão feitos de alumínio, magnésio ou ligas ZA. No entanto, o ferramental de qualidade superior sempre será o investimento mais prudente se os projetos de peças tiverem características altamente críticas ou se forem consideradas altas produções. Nesse caso, H13, DIN 1.2344 e DIN 1.2343 serão as melhores opções.
3. Moldes de fundição sob pressão para ligas de latão: As peças fundidas sob pressão de ligas de cobre são fundidas nas temperaturas mais altas das ligas não ferrosas; nesse caso, o aço para ferramentas de alta qualidade H13, 8407 e 1.2343 é a opção preferível para ferramentas de fundição sob pressão de latão.

O aço de alta qualidade terá um certificado de metal original; esse certificado é fornecido por fornecedores de material de ferramental de qualidade. Existem algumas marcas de aço de alta qualidade para ferramentas de fundição sob pressão, como LKM, ASSAB, FINKL, DAIDO, etc.

Materiais de inserção da cavidade da matriz

O aço para a inserção da cavidade é normalmente o mesmo da cavidade do molde, mas para algumas inserções pequenas ou áreas de fechamento, pode ser necessário um aço especial e uma diferença de 3 a 5 graus entre a cavidade e o núcleo. Isso protegerá a cavidade caso ocorra algum problema de rachadura ou queimadura na área de fechamento.

Tratamento térmico de aço para matrizes

A qualidade do tratamento térmico do aço da matriz é uma etapa crítica no processo de fabricação de ferramentas de fundição sob pressão. O uso de procedimentos de tratamento térmico de têmpera rápida de alta qualidade é fundamental para a vida útil normal da ferramenta de fundição sob pressão. O procedimento de tratamento térmico deve ser cuidadosamente equilibrado para evitar distorções e, ao mesmo tempo, manter as propriedades metalúrgicas resultantes do resfriamento rápido.

O fornecedor profissional de tratamento térmico deve cuidar desse processo. Para garantir a qualidade do tratamento térmico, um relatório de tratamento térmico também deve ser fornecido. Esse relatório é semelhante ao certificado de aço para ferramentas; abaixo está o certificado de tratamento térmico.

Resumir para o aço do molde

Os materiais de aço para matrizes estão disponíveis em uma variedade de composições químicas e propriedades mecânicas. Os avanços na usinagem de alta velocidade e no EDM de fio resultaram na utilização de uma gama diversificada de aços para ferramentas, que são selecionados com base na complexidade da cavidade e na posição do material em relação à localização da porta.

Os aços especiais para ferramentas possuem características exclusivas; no entanto, quando implementados corretamente, eles podem aumentar a vida útil das ferramentas de fundição sob pressão. É aconselhável consultar o fabricante de ferramentas de fundição sob pressão para determinar as possíveis opções para um projeto de fundição específico, pois o aumento da vida útil da ferramenta que pode ser obtido mais do que compensa esse aumento de custo.

Controle do desempenho do molde de fundição sob pressão

Controle de porosidade: Gotejamento, ventilação e vácuo

Embora se espere alta resistência e integridade das peças fundidas sob pressão, algumas necessidades do produto podem exigir procedimentos adicionais no projeto do componente, no projeto do molde de fundição sob pressão e nas fases de produção on-line. Os projetistas preocupados com a porosidade estarão cientes de estratégias como a remoção de seções de paredes espessas de seus projetos. Para obter diretrizes gerais, consulte Projeto de produto para fundição sob pressão. Antes de definir os parâmetros de projeto para um projeto específico, o engenheiro deve sempre consultar um fornecedor profissional de fundição sob pressão.

Com base no projeto final do componente, o fundidor de molde seguirá as diretrizes especificadas para o projeto do molde, incluindo as ranhuras de passagem, transbordamento e ventilação do molde, para remover adequadamente o ar da cavidade do molde e minimizar a porosidade a um nível aceitável. Quando a estanqueidade à pressão não for um critério de fundição, o processo pode ser projetado de modo que a porosidade residual entre apenas nas partes internas não funcionais da fundição. A porosidade é tolerada em ambientes não críticos.

Embora não substitua o projeto adequado do produto e da matriz, um sistema de vácuo pode ajudar a otimizar o preenchimento da matriz, reduzir a porosidade do gás e melhorar as características mecânicas. O objetivo de um sistema de vácuo é expulsar o ar ambiente da cavidade da matriz durante a fundição, resultando em pressão negativa ou vácuo. O molde de fundição deve ser especialmente fabricado para aceitar um sistema de vácuo; portanto, as conversas sobre os níveis aceitáveis de porosidade devem ocorrer muito antes do projeto da ferramenta de fundição.

Balanceamento térmico

O ferramentas de fundição sob pressão As máquinas de fundição devem operar em uma temperatura específica e predeterminada para produzir produtos da mais alta qualidade. O tamanho da peça fundida, a quantidade de cavidades da matriz, a liga que está sendo fundida e a duração do ciclo da máquina são algumas das variáveis que afetarão essa temperatura.
Com essa boa temperatura, a liga é injetada na cavidade do molde em uma velocidade rápida e resfriada rapidamente para permitir a ejeção. As linhas internas de resfriamento do molde de fundição sob pressão devem ser equilibradas para obter esse resfriamento rápido e repetido.

Equilibrar adequadamente a temperatura do molde por meio de melhores linhas de resfriamento reduz o tempo de ciclo da fundição sob pressão, melhora a qualidade da fundição e aumenta a vida útil das ferramentas de fundição sob pressão.

Diferentes seções do ferramental de fundição sob pressão podem ser aquecidas ou resfriadas a diferentes temperaturas; por exemplo, a cavidade e o núcleo às vezes têm diferentes temperaturas de molde.

Linhas de aquecimento a óleo

O uso de canais de óleo quente em ferramentas de fundição sob pressão pode, às vezes, ser usado para obter aquecimento diferencial de várias seções do molde a fim de fornecer elementos específicos de design de fundição. Os sistemas de óleo quente aquecem um determinado óleo a uma temperatura predeterminada antes de encaminhá-lo para o molde, da mesma forma que as linhas de resfriamento de água. Podem ser usadas linhas de resfriamento de água e de aquecimento de óleo quente.

Vida útil prolongada dos moldes de fundição sob pressão

Embora o aço para ferramentas de alta qualidade seja o primeiro fator para otimizar a vida útil das ferramentas de fundição sob pressão, há várias técnicas exclusivas que podem ser empregadas para aumentar a vida útil de uma ferramenta de fundição sob pressão. Esses procedimentos incluem o tratamento químico do molde, a imersão em banhos especializados e o uso de técnicas de shotpeening.
Quando se trata de um projeto específico de peça fundida, o fabricante de fundição sob pressão pode falar sobre a eficácia esperada de tais medidas para evitar o desgaste precoce do molde de fundição sob pressão. A rachadura por fadiga térmica ou verificação de calor é um modo comum de falha do molde. Nesse caso, um DFM (Projeto para fabricação) deve ser realizado antes de iniciar a fabricação do ferramental de fundição sob pressão.

Verificação de rachaduras.

Após algum tempo de uso (normalmente a partir de 70 mil a 10 mil disparos), as ferramentas de fundição sob pressão apresentam pequenas rachaduras e rachaduras maiores em algumas áreas da cavidade. Ambas são importantes para a vida útil das ferramentas de fundição sob pressão.

Abaixo está uma rachadura semelhante que aconteceu com o molde de fundição sob pressão. Verifique a cavidade e a superfície da peça fundida com mais cuidado e você descobrirá se há rachaduras pequenas ou grandes. As empresas de moldes de fundição sob pressão devem sempre ficar atentas à qualidade da peça durante a produção da fundição.

Pré-planejamento de usinagem secundária

A maioria das peças fundidas sob pressão é feita para estar "quase pronta para uso", e muitas peças fundidas sob pressão podem ser usadas diretamente como produtos finais. A repetibilidade do processo e as tolerâncias estreitas possibilitadas pela fundição sob pressão tornam as peças de fundição sob pressão adequadas para operações de usinagem secundária econômicas.

Ao adicionar furos de localização ou uma superfície de referência de localização nivelada, uma fundição sob pressão pode ser feita para se ajustar com precisão ao equipamento de usinagem. As peças fundidas sob pressão podem ser submetidas a praticamente qualquer tipo de operação de usinagem, incluindo perfuração, rosqueamento, alargamento, puncionamento e muito mais.

A empresa de fundição sob pressão pode realizar operações de usinagem, como medição e outros processos secundários, conforme necessário. O projeto adequado da peça e da ferramenta de fundição sob pressão para obter a melhor qualidade e economia na usinagem secundária reduzirá significativamente os preços finais da peça fundida.

Quando você tiver um projeto de fundição sob pressão que exija tolerância rígida, acabamento de superfície e outros requisitos especiais, será necessário discutir isso com seu fornecedor de fundição sob pressão com antecedência. Se tiver alguma dúvida, fique à vontade para entrar em contato conosco.

Considerações sobre a medição

Quais medidores serão usados na produção de fundição sob pressão e na usinagem secundária, e quais são os componentes críticos do programa de fundição sob pressão?

Os medidores podem ser usados para inspecionar a fundição em seu estado de fundição e novamente após a usinagem.

O medidor pode ser um medidor de atributo, que é essencialmente uma verificação de "bom" ou "não bom" que retorna uma peça boa ou ruim. Um medidor variável também pode ser usado com um computador para documentar variáveis, coletar dados e registrar CPKs. Para verificar uma peça fundida, pode ser necessário mais de um medidor: um para verificá-la em sua condição de fundida e outro para verificá-la totalmente usinada.

Podem ser necessários calibradores de plugues e roscas, bem como calibradores de acabamento ou padrões para superfícies pintadas. O cliente deve considerar a medição como parte de seu pacote de ferramentas. Os requisitos de medição devem ser resolvidos o mais rápido possível pelos gerentes de garantia de qualidade do cliente e da máquina de fundição para garantir que os requisitos de impressão da peça sejam atendidos.

Ferramentas herdadas

A transferência do molde de fundição sob pressão de um molde de fundição sob pressão para outro pode ocorrer em sua empresa, e isso pode causar algumas questões operacionais para o novo fabricante de fundição sob pressão. Por exemplo, o molde de fundição sob pressão precisa ser colocado em um tipo diferente de máquina de fundição sob pressão, e talvez seja necessário alterar o tamanho da luva de injeção ou o sistema de ejetor para se adequar à máquina de fundição sob pressão.

Em alguns casos, um cliente pode transferir um molde de fundição sob pressão de um fornecedor de fundição sob pressão para outro. Isso geralmente levanta algumas questões operacionais para o novo fabricante de fundição sob pressão, das quais o cliente deve estar ciente. O molde pode precisar ser colocado em um tipo diferente de máquina de fundição sob pressão. Isso pode exigir algumas modificações no sistema ejetor do molde, bem como na bucha de injeção.

Nesse caso, o ferramental de fundição sob pressão deve ser revisado pelo cliente e pelo novo fornecedor de fundição sob pressão para garantir que não haja problemas visíveis. Eles também devem verificar se o molde de fundição sob pressão tem interruptores de limite e cilindros hidráulicos apropriados. Após essa análise, um custo de adaptação pode ser determinado e acordado antes que o novo fornecedor de fundição sob pressão invista uma quantidade significativa de tempo e dinheiro na pré-produção.

Diretrizes do banco de dados

Quando bancos de dados são usados, as cotações de fundição são frequentemente baseadas na premissa de que os bancos de dados CAD fornecidos para construir ferramentas e fazer componentes são abrangentes, funcionais e não precisam de atualizações.
Os bancos de dados podem ser considerados incompletos e inutilizáveis se:

1. A geometria da peça fundida não é fisicamente moldável.
2. O ângulo e o raio de inclinação não são aplicados no desenho da fundição.
3. A geometria da linha e da superfície não está conectada dentro de 0,001".
4. A linha de separação não está claramente desenhada.

O formato do arquivo de banco de dados é importante quando você cria suas ferramentas de fundição sob pressão. Os arquivos STL são normalmente usados para o desenvolvimento de peças de protótipos. Os arquivos no formato Stp ou IGs são mais utilizados por todos os fabricantes de fundição sob pressão; sugerimos que você envie esses dados ao seu fornecedor para obter uma cotação.

Um desenho 2D é necessário para ter uma tolerância apertada, máquina secundária e acabamento de superfície. O desenho 3D é usado para ferramentas de fundição sob pressão, mas o desenho 2D é usado para a produção de fundição de qualidade.

Vida útil das ferramentas de fundição sob pressão

Fundição sob pressão Os fabricantes são frequentemente questionados: "Quantas injeções o ferramental de fundição sob pressão durará antes de fazer um novo?" ou "Por quantas injeções você garantirá o ferramental de fundição sob pressão?" Uma pergunta melhor poderia ser: "O que podemos fazer para maximizar a vida útil da ferramenta de fundição sob pressão e como podemos minimizar os custos de substituição?" Os moldes de fundição sob pressão de alumínio e cobre se desgastam mais rapidamente do que os moldes de fundição sob pressão de zinco devido à natureza agressiva e às altas temperaturas de fusão dos materiais que estão sendo fundidos sob pressão.

A geometria, o design e o formato da peça também afetam a vida útil da fundição sob pressão. Em geral, o ferramental de alumínio para fundição sob pressão pode durar de 50 a 70 mil disparos e começar a rachar, enquanto o ferramental de zinco para fundição sob pressão pode durar 100 mil disparos, mas esse resultado nem sempre é o mesmo; alguns podem ser menos e outros mais. Há muitos fatores que afetam a vida útil da ferramenta. Se ainda tiver dúvidas, entre em contato conosco.

SOLICITAÇÃO DE COTAÇÃO

1. Que tipo de material deve ser usado para bases de molde de fundição sob pressão e insertos de cavidade?
E: Para a base do molde, você pode usar S50C, 1.2311; para a cavidade e o núcleo, H13, 1.2344 e 8407 são as melhores opções.

2. Qual é o grau e o procedimento adequados de tratamento térmico para cavidades de moldes de fundição sob pressão?
An: Para cavidades e núcleos de moldes de fundição sob pressão, HRC48-52 graus, e é necessário verificar o relatório de tratamento térmico para controle de qualidade.

3. Qual é a diferença entre um protótipo de molde de fundição sob pressão e um ferramental de fundição sob pressão rápida?
E: O ferramental de fundição sob pressão de protótipos é normalmente um ferramental único (1-10 peças), enquanto o ferramental de fundição sob pressão rápida é um ferramental de pequena quantidade (100-1000 peças).

4. Por que as ferramentas de fundição sob pressão são usadas?
An: O ferramental de fundição sob pressão de corte é usado para cortar o canal da peça de fundição sob pressão.

5. O que devemos enviar ao fornecedor para produzir ferramentas de fundição sob pressão e peças de fundição de alta qualidade?
Um arquivo no formato: STP ou IGS deve ser enviado ao fabricante da fundição sob pressão para a fabricação da matriz, e um desenho 2D deve ser enviado para a produção da fundição. É necessário especificar se há alguma tolerância apertada, usinagem secundária ou acabamento de superfície.