Os componentes metálicos são produzidos de várias maneiras. A fundição e o forjamento são considerados as duas práticas mais comuns. Ambos os métodos moldam o metal. No entanto, eles fazem isso de forma bastante diferente. Essas variações têm impacto sobre a resistência, a qualidade, o custo e o desempenho. É importante saber qual é a diferença. Isso ajuda os engenheiros a fazer a escolha adequada. Ajuda as indústrias a construir produtos mais seguros e aprimorados. 

Dois dos processos mais comuns de usinagem de metais na indústria são a fundição e o forjamento. A fundição é um processo que usa metal fundido e o despeja em um molde, endurecendo-o em um formato de sua escolha. É especialmente adequado para a fabricação de formas complicadas, componentes enormes e peças ocas, como blocos de motor, carcaças de bombas e peças ornamentais. Com um mínimo de três tipos de metais, incluindo aço, alumínio, cobre e bronze, a fundição permite a modelagem de metais com relativa facilidade, o que a torna econômica em termos de fabricação de baixo a médio volume.

Forjamento, por outro lado, envolve a formação de metal por meio da aplicação de forças de compressão, quentes ou frias, para obter a forma desejada. Isso embebe os grãos de metal de acordo com o formato do componente, o que resulta em alta resistência, tenacidade e resistência à fadiga. Os componentes forjados, como virabrequins, engrenagens e componentes de aeronaves, são mais seguros em aplicações de alta tensão e de suporte de carga. Os dois processos têm seus próprios pontos fortes e fracos e são aplicáveis na engenharia, dependendo dos requisitos.

O que é casting?

A fundição é um procedimento de metalurgia. O metal, na fundição, é aquecido até o ponto de fusão. O metal fundido está na forma de um líquido. Esse metal derretido é adicionado a um molde. A peça final tem a forma de uma cavidade no molde. O metal é reduzido no molde. Depois de esfriar, o metal tem a forma de um sólido. Em seguida, a forma sólida é retirada. Agora a peça está pronta.

A fundição é muito antiga. Seu uso remonta a milhares de anos. Atualmente, ela é aplicada em quase todos os setores.

Principais recursos de fundição

• O metal é derretido.
• O metal fundido é moldado em um molde.
• O metal se solidifica no estado sólido.
• A peça assume o formato do molde.

Vantagens da fundição

A capacidade de criar formas complicadas.

Formas muito complicadas e detalhadas podem ser fundidas. Ele pode produzir projetos difíceis ou impossíveis para outros processos. Também é muito fácil criar cavidades internas.

Componentes grandes e pesados são adequados.

A melhor maneira de fabricar peças grandes é por fundição. Componentes de tamanho muito grande não são muito difíceis de fabricar. Isso faz com que seja aplicável nas indústrias pesadas.

Ampla gama de materiais

Quase todos os metais podem ser fundidos. Metais ferrosos e não ferrosos são apropriados. Isso oferece várias opções de materiais aos engenheiros.

Produção econômica

A fundição pode ser menos dispendiosa do que outros processos de produção. É possível usar o mesmo molde várias vezes. Isso simplifica e reduz o custo da produção em massa.

Menos usinagem, usinagem mínima.

A fundição pode produzir formas quase líquidas. Isso significa que menos usinagens serão necessárias após a produção. Isso ajuda a economizar tempo e custos.

Versátil e amplamente utilizado

Há vários setores em que a fundição é aplicada. Ela é flexível e adaptável. Promove a produção em pequena e grande escala.

Contras do casting na produção:

Porosidade e buracos de gás

O gás pode ser retido pelo metal fundido durante a solidificação e isso causa porosidade, o que torna o produto final fraco.

Acabamento da superfície

As superfícies fundidas são geralmente ásperas e podem ter de ser usinadas posteriormente para obter um acabamento liso.

Inexatidão dimensional

Durante a solidificação, existe a possibilidade de encolhimento e, portanto, uma variação nas dimensões, e não é fácil determinar tolerâncias precisas.

Propriedades mecânicas reduzidas.

Os defeitos internos podem reduzir a força, a ductilidade e a resistência ao impacto dos metais fundidos em comparação com os metais forjados.

Limitações de tamanho

Seções grossas ou finas podem ser muito grandes e, portanto, difíceis de fundir sem falhas.

Complexidade dos moldes

A produção de moldes complexos é demorada e cara.

Questões ecológicas e de segurança.

O metal fundido é quente, contém fumaça e é perigoso em acidentes.

Desperdício de material

O resultado de alguns processos é o excesso de material (como sprues e risers), que deve ser descartado ou reciclado.

Exemplos de produtos fundidos

Peças automotivas

Os automóveis são um importante acessório de produtos fundidos. Alguns dos mais comuns são blocos de motor, cabeçotes de cilindro, tambores de freio, caixas de câmbio e virabrequins.

Maquinário industrial

Os componentes fundidos que são comumente usados em máquinas industriais são carcaças de bombas, corpos de válvulas, carcaças de turbinas e bases de máquinas.

Itens domésticos

A fundição é usada para produzir muitos itens domésticos, como utensílios de cozinha, como panelas e chaleiras, maçanetas de portas e também itens decorativos, como luminárias e estátuas.

Materiais de construção

Um dos produtos fundidos na construção é o bueiro, os tubos e as estruturas metálicas.

Arte e escultura

A fundição é uma técnica usada pelos artistas para fazer estátuas, bustos e desenhos decorativos.

Componentes elétricos

Componentes fundidos, como carcaças de transformadores, carcaças de painéis de distribuição e componentes de motores, são usados com frequência em equipamentos elétricos.

Itens diversos

Os outros produtos fundidos são joias, moedas e instrumentos musicais, como sinos.

O que é forjamento?

Forjar não significa o mesmo que fundir. Durante o processo de forjamento, o metal não é derretido. O metal permanece sólido. Ele é aquecido a uma temperatura elevada. Mas ele permanece na forma sólida. Em seguida, é aplicada uma força. O metal é batido ou moldado. O metal é espremido. Isso é feito para fortalecer o metal.

A falsificação também existe há milhares de anos. Espadas e ferramentas eram feitas no passado por ferreiros. Atualmente, a forja é realizada em grandes máquinas.

Principais recursos do forjamento

• O metal é aquecido.
• Ele permanece sólido.
• O metal flui e adquire um novo formato.
• A estrutura se torna mais forte.
• Atualmente, a aplicação de pressão é realizada por meio de martelos ou prensas.

Vantagens do forjamento

Alta resistência

Os componentes feitos por forjamento são mais resistentes do que as peças fundidas ou usinadas porque a estrutura de grãos do metal está alinhada com o formato do componente. Isso aprimora as características mecânicas, como resistência à tração e resistência à fadiga.

Resistência aprimorada

Defeitos como porosidade e vazios são menos prováveis de ocorrer como resultado do forjamento e, portanto, o material se mostra resistente e mais resistente ao estresse.

Melhor resistência à fadiga

Os componentes forjados podem resistir melhor à carga cíclica e à falha por fadiga como resultado do fluxo constante de grãos ao longo da peça.

Confiabilidade e segurança

Os componentes forjados têm menos chances de quebrar quando enfrentam cargas pesadas ou ambientes de alta pressão, portanto, são adequados para ambientes de alto risco, como aeronaves, automóveis e máquinas.

Versatilidade

O forjamento pode ser usado em uma variedade de ligas e metais, o que permite a criação de formas simples e complexas.

Econômico quando se trata de produção de grandes volumes

Embora o arranjo inicial possa ser caro, o forjamento oferece eficiência de custo na fabricação de uma grande quantidade de peças, pois envolve menos usinagem e desperdício de materiais.

Desvantagens do forjamento

Alto custo inicial

O forjamento é muito caro em termos de maquinário e matrizes necessários, portanto, é muito caro para começar.

Restrições em termos de formas e tamanhos

Os componentes muito complexos ou muito grandes não podem ser forjados devido às limitações do equipamento e da matriz.

Necessidade de mão de obra especializada

Frequentemente, exige a ação de operadores qualificados para gerenciar a temperatura, a pressão e a modelagem, o que aumenta o custo da mão de obra.

Resíduos de materiais

Certos processos de forjamento podem gerar refugo ou material indesejado, principalmente quando há corte.

Defeitos de superfície

Sem o controle adequado do processo, as peças forjadas podem apresentar rachaduras ou defeitos na superfície, exigindo um acabamento adicional.

Não é adequado para todos os metais

Certos metais frágeis são difíceis de forjar e não racham nem quebram.

Exemplos de produtos forjados

Componentes automotivos

O forjamento também é aplicado na fabricação de peças duráveis e resistentes de automóveis, por exemplo, virabrequins, bielas, engrenagens, eixos e cubos de roda.

Componentes aeroespaciais

Componentes forjados de alta resistência são necessários em aeronaves, como trens de pouso, eixos de turbina e peças estruturais.

Maquinário industrial

As peças usadas em maquinário são forjadas, como fusos, eixos, alavancas e peças de máquinas para serviços pesados que têm requisitos de alta resistência e tenacidade.

Ferramentas e hardware

As ferramentas de hardware, como martelos, chaves inglesas e alicates, entre outras, geralmente são forjadas para serem duráveis e confiáveis.

Materiais de construção

Elementos como parafusos, porcas e fixadores em estruturas de edifícios e pontes geralmente são forjados.

Itens diversos

Outros produtos falsificados são peças de ferrovias, peças de navios e equipamentos agrícolas, incluindo arados e peças de tratores.

Propriedades mecânicas de fundição vs. forjamento

Uma tabela com valores numéricos relativos de resistência, peso, etc., e não apenas descrições qualitativas. A seguir, uma das versões, usando dados de engenharia padrão:

Propriedade	Fundição (aprox.)	Forjamento (aprox.)
Resistência à tração	200-400 MPa	400-700 MPa
Resistência ao rendimento	100-250 MPa	250-600 MPa
Alongamento (%)	5-15%	15-35%
Resistência à fadiga	50-150 MPa	200-400 MPa
Densidade/Peso	Um pouco mais alto devido à porosidade (~7,2 g/cm³ para aço)	Um pouco menor, mais eficiente (~7,85 g/cm³ para aço, mais denso, mas com menos resíduos)
Dureza (Brinell)	100-200 HB	150-300 HB

Observações:

Dependendo do material (aço, alumínio, etc.) e do processo, os valores são diferentes.

A resistência à fadiga e a ductilidade das peças forjadas são geralmente 2 a 3 vezes maiores do que as das peças fundidas.

Materiais utilizados

Fundição

A fundição pode ser feita em uma grande variedade de metais e ligas. Os mais usados são ferro fundido, aço, alumínio, cobre, bronze, latão e ligas de magnésio. A fundição é particularmente aplicável a metais bem fluidos que podem fluir facilmente para moldes a fim de formar formas complicadas.

Forjamento

Os metais geralmente forjados incluem aqueles que são de natureza dúctil e capazes de suportar a deformação sob alta pressão. Alguns dos materiais comuns são aço carbono, aço-liga, aço inoxidável, alumínio, cobre, titânio e ligas à base de níquel. O forjamento é ideal no caso de materiais que exigem grande resistência e tenacidade no acabamento.

Dissimilaridade estrutural entre fundição e forjamento

A principal distinção estrutural entre fundição e forjamento é a estrutura de grãos do metal e suas propriedades mecânicas. Na fundição, o metal fundido é derramado em um molde e deixado para solidificar. Isso leva à presença de uma estrutura de grãos grosseira e não uniforme, que pode causar pontos fracos e porosidade. Portanto, as peças fundidas tendem a ser mais fracas e dúcteis do que as peças forjadas e fáceis de apresentar defeitos, inclusive cavidades de contração e furos de gás. Os metais fundidos têm os grãos orientados aleatoriamente; portanto, isso torna o material isotrópico, mas eles são mais fracos ao longo dos caminhos de carga.

O forjamento, por outro lado, implica a deformação mecânica do metal, o que faz com que os grãos sigam a forma da peça. Esse fluxo do grão aumenta a força, a tenacidade e a resistência à fadiga. Os componentes forjados sofrerão menos defeitos internos, mas deve-se prestar muita atenção para evitar rachaduras na superfície. Os componentes forjados têm os grãos em sua direção, que são mais fortes na direção das cargas aplicadas às peças. Em geral, o forjamento resulta em peças com melhores qualidades mecânicas, enquanto a fundição se limita a formas mais complicadas, embora menos resistentes.

O forjamento, portanto, é mais forte estruturalmente. A estrutura interna da fundição é mais fraca.

Diferença de custo

O preço varia de acordo com o formato, a quantidade e a necessidade.

A fundição se torna menos dispendiosa quando:

• O design é complexo.
• A peça é grande.
• São necessárias muitas peças.

O forjamento é mais caro do que é:

• O custo do equipamento é alto.
• Os materiais devem ser capazes de resistir ao forjamento.
• É necessário mais trabalho ou tempo de máquina.

As peças forjadas, no entanto, têm uma vida útil longa. Elas reduzem os custos de falhas. O forjamento é caro no caso de peças de segurança.

Acabamento e precisão da superfície

Fundição

A precisão da superfície e da dimensão das peças geradas por fundição geralmente é baixa. Encolhimento, porosidade, solidificação irregular, entre outros, são fatores que contribuem para a imperfeição das superfícies. Devido a isso, os componentes fundidos podem precisar de mais usinagem ou acabamento para atingir o nível necessário de precisão e suavidade.

Forjamento

O forjamento produz peças com melhor acabamento de superfície e precisão dimensional. O metal é forçado para baixo; é isso que faz com que o fluxo de grãos esteja em conformidade com a direção da linha do componente. Os componentes forjados exigem um mínimo de usinagem e são adequados para a prática de alta precisão, em que a resistência e a precisão são cruciais.

Defeitos e confiabilidade

Fundição

O processo de solidificação aumenta os defeitos na fundição. Porosidade, cavidades de contração e furos de gás, bem como rachaduras, são defeitos comuns. Os defeitos resultantes diminuem a resistência mecânica e a confiabilidade do componente, bem como o uso de peças fundidas em aplicações críticas ou de alta tensão. Também pode ser necessário realizar verificações e processamentos adicionais para atingir um nível aceitável de qualidade.

Forjamento

O forjamento produz componentes com menos defeitos internos, pois o metal é deformado sob pressão e, portanto, os vazios internos criados são vedados e a estrutura de grãos se torna paralela. As contrapartes são, em sua maioria, mais fortes, mais confiáveis e podem suportar cargas pesadas e estresses repetitivos. Embora possam ocorrer rachaduras na superfície caso o processo não seja gerenciado adequadamente, o forjamento é usado no caso de aplicações críticas e de suporte de carga, pois é mais confiável.

Onde a fundição é melhor

Formas complexas

A fundição é mais adequada quando as geometrias dos componentes a serem produzidos são complicadas, o projeto é complicado e o interhollow é difícil ou impossível de ser forjado.

Componentes grandes

A fundição é um método mais barato e conveniente de produzir componentes grandes, incluindo blocos de motor, carcaças de bombas ou estátuas, do que o forjamento.

Aplicações de baixa resistência

A fundição é mais apropriada para as peças que não precisam de um nível muito alto de resistência ou tenacidade, como objetos decorativos, utensílios de cozinha ou algumas carcaças.

A produção em pequena escala é econômica.

A produção de baixo volume é econômica para a fundição, pois a produção de baixo volume é simples de fazer um molde, e formas complicadas podem ser fundidas em menos operações.

Onde o forjamento é melhor

Componentes de alta resistência

O forjamento também é adequado para componentes que exigem alta resistência, tenacidade e resistência à fadiga, como virabrequins, bielas e eixos de turbina.

Aplicações de suporte de carga de importância crítica

As peças que são submetidas a altas cargas, estresse frequente ou impacto, como trens de pouso, engrenagens e eixos de aeronaves, são melhor forjadas, pois são mais confiáveis.

Propriedades mecânicas aprimoradas

As peças forjadas possuem estrutura de grãos homogênea, defeitos internos reduzidos e uma característica dúctil aprimorada, o que é adequado para o uso de peças que exigem durabilidade e vida útil prolongada.

Lotes de produção de médio a grande porte

É caro, mas o uso simples de matrizes de forjamento é econômico quando a produção é em volumes de médio a alto em termos de quantidades de peças resistentes e de precisão, pois é necessária pouca usinagem e menos desperdício de material.

Conclusão

Em resumo, fundição e forjamento são operações de fabricação essenciais e têm seus próprios prós e contras. Formas complexas, peças grandes e peças de baixa a média resistência são mais bem tratadas por meio de fundição, ao contrário das peças de alta capacidade de carga que exigem alta tensão, resistência e confiabilidade, que são mais bem obtidas por meio de forjamento. Na GC Precision Mould, nosso foco é o fornecimento de soluções de fundição de alta qualidade para todas as formas de requisitos. Estamos equipados com todos os tipos de projetos de fundição e temos todas as instalações necessárias, o que nos torna eficientes e precisos na execução desses trabalhos de fundição. Ao optar por usar a GC Precision Mould, você está escolhendo um parceiro que se preocupa com a qualidade, a precisão e a satisfação do cliente, para que seus componentes sejam produzidos com a mais alta qualidade. Teremos o maior prazer em lhe oferecer peças fundidas atemporais, de alta qualidade e feitas de forma impecável, que servirão aos seus objetivos comerciais.

Perguntas frequentes

Trabalho: Que tipo de fundição a GC Precision Mould oferece?

Oferecemos todos os tipos de peças fundidas, como fundição em areia, fundição de investimento, fundição sob pressão e fundição por gravidade, que garantem a precisão e a qualidade do resultado de todos os projetos.

O que pode ser fundido na GC Precision Mould?

Trabalhamos com uma grande variedade de metais, aço, alumínio, cobre, bronze, latão, ligas de magnésio, etc. De acordo com suas necessidades.

Qual é a diferença entre forjamento e fundição?

O forjamento é feito no metal por meio de forças de compressão para formar peças com maior resistência, tenacidade e resistência à fadiga, e a fundição é feita despejando metal fundido em moldes para formar formas complexas.

Qual é o motivo pelo qual eu escolheria a GC Precision Mould?

Podemos oferecer componentes duráveis e de alta qualidade e somos um bom parceiro em todos os tipos de fundição devido à nossa experiência, alta tecnologia e dedicação à precisão.

A GC Precision Mould é capaz de lidar com projetos personalizados?

Sim! Podemos oferecer uma solução de fundição personalizada com base em suas necessidades, seja para fins industriais, automotivos ou decorativos.