Fundições de alumínio aeroespaciais, o setor aeroespacial é um dos mais sofisticados e desafiadores, com pressão cada vez maior para projetar componentes mais leves, mais fortes e mais eficientes. Entre os principais materiais que já responderam a esses desafios está o alumínio, principalmente quando aplicado em diferentes métodos de fundição. Com as características especiais do material, que incluem resistência, durabilidade e redução de peso, que são fundamentais para o desempenho de aeronaves e espaçonaves, as peças fundidas de alumínio para o setor aeroespacial se tornaram um componente essencial desse setor. 

Os processos de fundição para produzir componentes de alumínio aeroespaciais estão relacionados, em muitos aspectos, a diferentes variedades de processos de fundição, como a fundição em areia aeroespacial e a fundição sob pressão aeroespacial. Peças menores maiores e mais complicadas são normalmente fundidas por meio de fundição em areia aeroespacial e peças menores de alto volume e precisão são normalmente fundidas por meio de ferramentas de fundição sob pressão aeroespacial. As duas estratégias garantem a produção de peças detalhadas de alta qualidade, o que é muito exigente no campo aeroespacial.

Este artigo o levará ao mundo das peças fundidas de alumínio aeroespacial, seus tipos, uso, processo, vantagens e futuro.

Então, o que são as peças fundidas de alumínio aeroespacial?

Em sua forma mais básica, o termo peças fundidas de alumínio aeroespacial significa simplesmente peças e componentes de alumínio que são fabricados por métodos de fundição. A fundição aqui se refere ao derramamento de alumínio fundido em formas e formatos, utilizando moldes para produzir diferentes formas e formatos usados nos segmentos aeroespaciais. Essas peças fundidas desempenham um papel fundamental na maioria dos aviões comerciais e militares, naves espaciais e outros dispositivos aeroespaciais.

O alumínio é utilizado no setor aeroespacial devido à sua leveza e à alta relação resistência/peso. Devido aos materiais de alta qualidade exigidos por esses setores, a implementação de materiais de resistência extra com bom desempenho em climas severos e que sejam leves resultou no crescimento do uso de ligas de alumínio na produção de componentes aeroespaciais. Além disso, o nível de resistência à corrosão, bem como a alta resistência à fadiga do alumínio, contribuem para a importância superior do alumínio na engenharia aeroespacial.

Processo de fundição de alumínio aeroespacial

O processo de fabricação de fundição de alumínio aeroespacial também é muito importante para a fabricação dessas peças de alto desempenho usadas nas empresas aeroespaciais. Esse é um processo complicado no qual são realizadas várias etapas para garantir que o produto final atenda aos exigentes padrões de resistência, durabilidade e precisão necessários no caso de produtos aeroespaciais. Esse processo pode diferir de acordo com o método de fundição, por exemplo, fundição em areia aeroespacial ou ferramental de fundição sob pressão aeroespacial, mas os princípios gerais são praticamente idênticos.

1. Criação de padrões

O processo inicial no procedimento de fabricação de peças fundidas em alumínio aeroespacial é a criação de um padrão da peça a ser fundida. Trata-se de uma réplica do produto final, geralmente feita de materiais como cera ou metal. O padrão é colocado em um molde (normalmente usando fundição em areia aeroespacial) ou é criado em um padrão em uma matriz (ferramental de fundição aeroespacial). Isso é importante para descartar dimensões e formas problemáticas da peça.

2. Fabricação de moldes

Depois que o padrão é feito, um molde é criado em torno dele. No processo de fundição em areia, o molde pode ser contido ao se compactar a areia (fina) ao redor dele para formar uma cavidade. Durante a fundição sob pressão, é utilizado um molde de metal. O molde deve garantir que o alumínio fundido não seja derretido devido à sua alta temperatura, mas o requisito é que todas as partes da cavidade sejam preenchidas com o material. O método de fundição determina o tipo de molde a ser usado, fundição em areia aeroespacial ou ferramental de fundição sob pressão aeroespacial.

3. Derretimento do alumínio

As etapas seriam o segundo estágio de derretimento do alumínio até um acabamento fundido. Dependendo do processo que está sendo realizado, é normal aquecer o alumínio a uma temperatura entre 700/8800. O alumínio líquido é então cuidadosamente gerenciado para evitar impurezas e vestígios. Isso desempenha um papel fundamental, ainda mais no setor aeroespacial, em que a precisão e a qualidade do material são vitais.

4. Derramamento de alumínio fundido

Depois de derreter o alumínio, ele é despejado no molde. Com as ferramentas de fundição sob pressão aeroespacial, o alumínio fundido é forçado sob alta pressão para dentro da cavidade, de modo que cada cavidade seja preenchida com precisão. Na fundição em areia aeroespacial, o alumínio é derramado manualmente ou por um sistema automatizado. Vários defeitos podem ocorrer durante a fundição devido a um controle deficiente do processo de fundição, incluindo: bolhas de ar, rachaduras ou preenchimentos incompletos.

5. Sólido e resfriamento

Depois que o alumínio fundido é dispensado no molde, ele começa a esfriar. A solidificação desse processo de resfriamento deve ser uniforme e não deve deformar ou rachar. No processo de fundição em areia aeroespacial, a temperatura pode variar de acordo com a espessura e a complexidade da peça. O processo de fundição sob pressão tem um resfriamento mais uniforme, pois o molde de metal e a peça de metal se solidificam rapidamente.

6. Remoção do molde

Quando o alumínio está completamente sólido, a prensa é removida em tempo hábil. Na fundição em areia aeroespacial, a areia é fraturada para expor a peça que foi fundida. Na fundição sob pressão, o molde de metal é aberto e a peça é ejetada. É uma etapa delicada que exige cuidado para que não ocorram danos durante a remoção da peça.

7. Pós-processamento

O processo de pós-processamento de uma peça fundida ocorre após a remoção do molde. Nessa etapa, o candidato remove qualquer material desnecessário, por exemplo, Sprue ou gating, da peça fundida. A peça também pode ser submetida a mais processos, como usinagem, polimento ou aquecimento, para obter o acabamento superficial, as dimensões e as características mecânicas necessárias. Isso é mais significativo para as chamadas peças fundidas aeroespaciais que precisam de alta precisão para atender aos rigorosos requisitos aeroespaciais.

8. Inspeção e teste

Uma fase rigorosa de inspeção e teste compreende o último estágio do processo. Os inspetores inspecionam cada peça de fundição de alumínio aeroespacial que possa ter uma rachadura, porosidade ou erro dimensional. A integridade da peça geralmente é determinada por meio de métodos de teste não destrutivos, como raio X ou inspeção ultrassônica. As peças que satisfazem essas inspeções são consideradas prontas para uso no setor aeroespacial.

Tipos de fundição de alumínio aeroespacial

Diversas variedades de peças fundidas de alumínio aeroespacial estão sendo utilizadas no domínio aeroespacial para fabricar peças de alta qualidade em uma grande quantidade. Ambas as técnicas têm suas vantagens exclusivas que satisfazem as necessidades de um determinado setor aeroespacial.

1. Fundição em areia para o setor aeroespacial

Há também uma fundição em areia para o setor aeroespacial que pode ser usada em componentes maiores e mais complexos. Os padrões são colocados sob moldes de areia e derramados com alumínio fundido para produzir componentes de longa duração, como carcaças de turbina ou suportes de motor. Esse é o método mais adequado para a fabricação de componentes complexos e grandes que são extremamente resistentes.

2. Ferramentas de fundição sob pressão para o setor aeroespacial

Fundição sob pressão aeroespacial O ferramental refere-se à injeção de alta pressão de alumínio fundido em moldes criados a partir de metal. É ideal quando é necessário um grande volume de peças exatas e consistentes, inclusive aspectos de motores e suportes de apoio. Ele proporciona um acabamento superior e precisão dimensional

3. Fundição de molde permanente

Os moldes empregados na fundição de molde permanente são feitos de metal e criam componentes que têm propriedades mecânicas excepcionais combinadas com alta resistência. O processo é mais adequado para a fabricação de peças leves, porém resistentes, como estruturas e carcaças de aeronaves.

4. Fundição por revestimento

Fundições de alta precisão, como lâminas de turbina, são fundidas usando fundição de investimento ou o processo de cera perdida. Esse processo produz componentes muito detalhados com tolerâncias estreitas, o que é essencial em componentes aeroespaciais que têm especificações rigorosas.

5. Fundição sob pressão HPDC

Esse processo é realizado por injeção de alta pressão de alumínio fundido em moldes. Ele pode ser usado para fabricar peças repetíveis de alta qualidade, incluindo sistemas de controle e suportes de motor, que são fortes e leves.

6. Fundição centrífuga

A fundição centrífuga emprega peças de densidade uniforme formadas pela aplicação de rotação, o que é adequado para peças cilíndricas como eixos de acionamento e rolamentos. O processo tem como objetivo remover quaisquer defeitos e fornecer uma propriedade de material padronizada na fundição, que é chamada de fundição de alumínio aeroespacial.

Materiais usados em fundições de alumínio para o setor aeroespacial

Os materiais necessários para a fabricação de peças fundidas de alumínio para o setor aeroespacial devem ser de extrema resistência, sem peso e capazes de resistir a condições hostis. As ligas de alumínio posteriormente empregadas em aplicações aeroespaciais de peças fundidas de alumínio incluem as seguintes, uma vez que possuem certas características que são consideradas no uso em ambientes aeroespaciais severos.

1. Alumínio 356

O Castings Getter é extremamente comum, usado (entre outras ligas) na liga de alumínio aeroespacial. É muito bom em propriedades de fundição, altamente resistente à corrosão e mais leve. É empregado principalmente na fabricação de peças do setor aeroespacial, incluindo blocos de motor, carcaças de turbina e a estrutura da aeronave. A liga é forte e adequada para condições de alta temperatura.

2. Alumínio 7075

O Al 7075 é um metal resistente com alta resistência ao estresse e à fadiga. Essa liga é encontrada na fundição aeroespacial, onde as propriedades mecânicas da peça acabada devem suportar um alto nível de uso, incluindo longarinas de asas, estrutura de fuselagem e peças de trem de pouso. Embora seja mais difícil de fundir, em comparação com outros tipos de ligas de alumínio, ela está entre as melhores opções quando se considera a aplicação aeroespacial de alto desempenho.

3. Alumínio 2024

Muitos componentes do setor aeroespacial são feitos de alumínio 2024, que possui uma relação força/peso favorável, além de resistência à fadiga. Essa liga fundida é comum no setor aeroespacial em peças fundidas em areia, como asas de aeronaves, fuselagem e outras peças em que são encontradas tensões, principalmente no projeto estrutural da aeronave. O alumínio 2024 oferece boa usinabilidade e é muito apreciado no que diz respeito à resistência ao estresse, especialmente em condições de trabalho prolongadas.

4. Alumínio 319

As peças fundidas de alumínio para o setor aeroespacial geralmente são fabricadas com alumínio 319 porque esse tipo de material tem excelentes qualidades de fundição e boas propriedades de desgaste. Essa liga é muito comum no processo de fundição em areia aeroespacial para fabricar componentes de motores, carcaças e peças estruturais. Ela tem excelente resistência e suporta ambientes de alta temperatura, portanto, é adequada para componentes que apresentam alto desgaste e estresse.

5. Alumínio 6061

Uma das ligas mais versáteis quando se trata de fabricação aeroespacial é o alumínio 6061. Ele oferece uma excelente combinação de força, resistência à corrosão e usinabilidade e, portanto, é adequado para uma estrutura, bem como para peças de alto desempenho. Ele encontra aplicação no amplo espectro de fundição aeroespacial de alumínio, que inclui estruturas de aeronaves, asas e partes de espaçonaves.

6. Alumínio 5083

O alumínio 5083 pode resistir amplamente à corrosão e é mais comumente usado em aplicações marítimas e aéreas, pois os objetos provavelmente serão expostos a condições drásticas. É muito forte, facilmente moldável e excepcionalmente soldável. É aplicado especificamente a peças em ambientes sujeitos à água salgada, como peças de aeronaves e naves espaciais.

Aplicações de fundição de alumínio para o setor aeroespacial

Na fabricação de diferentes peças do setor aeroespacial, é necessário usar peças fundidas de alumínio aeroespacial. Essas propriedades (fáceis de manusear, fortes e resilientes) qualificam-nas para serem usadas na maioria das áreas de aplicação do setor aeroespacial.

1. Componentes estruturais da aeronave

As peças fundidas de alumínio para o setor aeroespacial formam grande parte da estrutura das aeronaves, como fuselagens, trens de pouso e estruturas das asas. Esses componentes devem ter baixo peso, mas alta resistência, e exigem a relação resistência/peso adequada, que as peças fundidas de alumínio podem oferecer. Materiais como longarinas de asas e anteparos aproveitam o fato de o alumínio ser capaz de resistir à tensão do voo e, ainda assim, permanecer com peso mínimo.

2. Componentes do motor

As peças fundidas de alumínio aeroespacial são usadas para fabricar muitos componentes do motor de uma aeronave, como blocos de motor, carcaças de turbina e suportes. A forte dissipação de calor do alumínio o torna útil para cuidar do forte calor do motor, e sua natureza leve ajuda na economia geral de combustível. Parte dos componentes fabricados com o uso de peças de fundição aeroespacial ajuda a melhorar o desempenho do motor combinado com a redução do peso.

3. Atuadores e sistemas de controle

As peças fundidas de alumínio aeroespacial são de suma importância na fabricação de itens incorporados aos sistemas de controle de aeronaves, incluindo atuadores, válvulas e bombas. Exige-se que esses componentes tenham altos padrões de precisão e durabilidade para garantir um funcionamento seguro e bem-sucedido. Os fundidos de alumínio também oferecem os melhores materiais necessários para essas peças de alto desempenho.

4. Gabinetes e carcaças para aviões

As aeronaves têm invólucros de seus sistemas elétricos e/ou eletrônicos feitos de alumínio fundido. Esses invólucros são usados para proteger equipamentos sensíveis, embora sejam leves. O emprego de peças fundidas de alumínio aeroespacial garante que o conjunto desses componentes possa resistir às condições climáticas, inclusive à variedade de vibrações, à umidade e às altas temperaturas.

5. Peças do trem de pouso

Os componentes do trem de pouso também são fabricados com peças fundidas aeroespaciais como um componente-chave; a peça precisa suportar as grandes cargas e tensões da decolagem, aterrissagem e taxiamento da aeronave. As peças fundidas de alumínio são proeminentes quando se trata de força e resistência à fadiga em aplicações como suportes, atuadores e cubos de roda.

6. Componentes da espaçonave

A economia de peso e a robustez são ainda mais importantes no caso de uma espaçonave. Peças fundidas de alumínio aeroespacial: Também podem ser encontradas em uma série de aplicações na espaçonave, como partes da estrutura, peças do motor e componentes do equipamento. A capacidade de formas complexas com fundição de alta precisão permite a produção de peças com necessidades personalizadas que atendem às necessidades extremas de viagens espaciais.

Vantagens da fundição de alumínio aeroespacial

As peças fundidas de alumínio aeroespacial têm alguns benefícios para o setor aeroespacial. As principais vantagens são:

Leve e resistente

O alumínio é naturalmente leve, e esse aspecto é muito importante no setor americano. A perda de peso que não envolve perda de resistência se traduz em melhoria do consumo de combustível e do desempenho em geral. Sua relação resistência/peso também é uma das melhores entre todos os materiais aplicados na fabricação aeroespacial no que se refere a peças fundidas de alumínio.

Custo-efetividade

Os processos de fundição de alumínio, inclusive a fundição em areia aeroespacial e o ferramental de fundição sob pressão aeroespacial, podem envolver um grande investimento inicial em ferramentas e equipamentos, mas, a longo prazo, eles reduzem os custos. Os amplos suprimentos de alumínio e a eficácia dos procedimentos de fundição permitem que o material seja uma opção econômica na produção em larga escala de peças aeroespaciais.

Resistência à corrosão

Uma de suas habilidades mais importantes é a resistência à corrosão, pois o alumínio é um material ideal devido ao ambiente extremo do ar e do espaço. Essa resistência à corrosão aumenta a vida útil de vários componentes e minimiza o número de vezes que é necessário fazer a manutenção de várias peças.

Problemas e tendências futuras

Embora as vantagens das peças fundidas de alumínio para o setor aeroespacial sejam impressionantes, elas também apresentam problemas que precisam ser resolvidos. Entre os principais desafios está a qualidade das peças fundidas, especialmente quando se trata de peças com design ou geometria complexos. Alguns desses desafios estão sendo resolvidos por meio de novos avanços tecnológicos, como o desenvolvimento de materiais de molde mais novos e melhores e a impressão 3D de padrões de fundição.

Há esperança de crescimento futuro no campo das fundições de alumínio aeroespaciais, onde a tecnologia de fundição e o desenvolvimento de ligas vão avançar. Fundições melhores também estão sendo feitas com novas ligas que têm propriedades aprimoradas para melhorar ainda mais as propriedades em condições aeroespaciais extremas. Além disso, devido à introdução de práticas mais sustentáveis no setor aeroespacial, a reciclagem de peças fundidas de alumínio está ganhando mais importância.

GC Precision Mold: O melhor suporte para fundição aeroespacial de alumínio

Na GC Precision Mold, desenvolvemos um nicho exclusivo na produção de peças fundidas de alumínio aeroespacial de alta qualidade e serviços de ferramentas de precisão. Nossos recursos de fabricação de alta tecnologia, especialmente a fundição em areia aeroespacial e o ferramental de fundição sob pressão aeroespacial, produzem peças que utilizam os mais altos padrões de qualidade do setor. Somos especializados na fabricação de peças de fundição aeroespacial com um padrão extremamente alto de precisão e robustez; nossa equipe de especialistas se dedica a garantir que cada peça tenha a mais alta qualidade possível, o que nos torna um fornecedor confiável de peças de fundição aeroespacial. O atendimento ao cliente está em nosso DNA; fornecemos serviços/soluções inovadores e consistentes para todas as suas necessidades de fundição aeroespacial.

Conclusão

Em resumo, as peças fundidas de alumínio aeroespaciais são uma parte essencial do processo de fabricação aeroespacial atual. As peças fundidas de alumínio formam o ponto crucial da maioria das peças aeroespaciais, seja na resistência estrutural de uma aeronave ou no funcionamento do motor. Os métodos, como a fundição em areia aeroespacial ou mesmo o ferramental de fundição sob pressão aeroespacial, estão sendo continuamente aprimorados e são mais precisos e eficientes. O alumínio tem qualidades valiosas que o tornaram um material importante no setor aeroespacial devido à sua leveza e resistência à corrosão. O futuro das peças fundidas de alumínio no setor aeroespacial é brilhante à medida que as tecnologias evoluem, e é muito provável que seu desempenho e suas inovações continuem a tendência de crescimento.

Perguntas frequentes 

1. Que tipos de peças fundidas aeroespaciais em alumínio vocês oferecem?

Temos uma variedade de serviços de fundição de alumínio aeroespacial que incluem ferramentas de fundição sob pressão aeroespacial e fundição em areia aeroespacial na GC Precision Mold. Eles são desenvolvidos para atender com perfeição aos requisitos exatos do setor aeroespacial e certificar todas as instituições em termos de precisão e confiabilidade.

2. Qual é o seu processo de verificação para garantir a qualidade de suas peças de fundição aeroespacial?

Além disso, enfatizamos o controle de qualidade em todas as etapas do processo de fabricação. Nosso alumínio fundido aeroespacial é rigorosamente testado, envolvendo testes de inspeção não destrutiva, como raio X, ultrassom e assim por diante. Isso garante que cada peça tenha os mais altos padrões do setor em termos de durabilidade e desempenho.

3. Em quais setores você está prestando serviços de casting?

A GC Precision Mould assumiu a especialidade de atender ao setor aeroespacial, por meio do qual fornece peças fundidas de alumínio de alta precisão usadas na construção de aeronaves e peças espaciais. Também podemos fabricar peças fundidas especiais usadas em outros setores que precisam de composições resistentes, não pesadas e robustas.

4. Você tem capacidades de pequena e grande escala?

De fato, temos uma capacidade de produção versátil para atender a requisitos de pequena e grande escala. Suas necessidades podem incluir a fundição de protótipos ou uma produção de grande volume; independentemente disso, as peças fundidas de alumínio aeroespacial podem ser produzidas com a mesma precisão e resultados voltados para a qualidade.

5 . O que torna a GC Precision Mold diferente de outros setores de fundição?

Na GC Precision Mold, temos tecnologia de ponta e excelente desempenho. Temos vasto conhecimento no aspecto de fundição aeroespacial e usamos métodos avançados de fundição, como ferramentas de fundição sob pressão aeroespacial, para fabricar componentes muito detalhados e resistentes. Nossa ênfase está no fornecimento de soluções de novas tecnologias e serviços confiáveis que atendam às exigências peculiares do mercado aeroespacial.