Fornecedor de fundição sob pressão: Processo, aplicações e principais considerações

É um dos processos de fabricação de metal mais usados e é altamente eficiente: produz componentes de alta precisão, duráveis e complexos para muitos setores. Ele injeta metal fundido, como alumínio, zinco ou magnésio, dentro de um molde de aço (matriz) a uma pressão muito alta. Ele proporciona uniformidade, resistência interna e acabamentos de superfície esmagadores, o que o torna a escolha certa para uso nos setores automotivo, aeroespacial, eletrônico, de equipamentos médicos e de bens de consumo. Um fornecedor de fundição sob pressão é uma empresa muito importante para a fabricação de peças de alta qualidade que satisfaçam as exigências do setor. São fornecedores que estão especialmente envolvidos no projeto, na fabricação e no acabamento de componentes ou peças que utilizam metal com tolerâncias rigorosas e geometrias intrincadas. A escolha do fornecedor certo é muito importante para o sucesso de qualquer projeto de fundição sob pressão, pois um bom fornecedor deve ter experiência adequada, tecnologia de ponta e um histórico de sucesso na entrega de peças precisas e de baixo custo.
A fundição sob pressão é eficiente na produção em massa e produz peças leves, porém resistentes, e, como resultado, a demanda por fundição sob pressão está aumentando em todo o mundo. Os exemplos incluem a redução do peso de um veículo e o aumento da eficiência de combustível por meio do uso de componentes de alumínio e magnésio fundidos sob pressão no setor automotivo. Da mesma forma, o setor de eletrônicos emprega a fundição sob pressão para fabricar dissipadores de calor, gabinetes e peças estruturais que exigem alta durabilidade e condutividade elétrica. Ao procurar um fornecedor de fundição sob pressão, deve-se considerar não apenas os recursos de fabricação, mas, o que é mais importante, o processo de controle de qualidade, a especialização em materiais e tudo o que pode ser deixado a cargo do fornecedor, como usinagem, revestimento e acabamento. Isso proporciona um fornecedor bem estabelecido, reduzindo, portanto, os prazos de entrega, os defeitos mínimos e a produção econômica. 

Neste artigo, o processo de fundição sob pressão, São abordados os materiais usados, as aplicações, as vantagens e as considerações importantes na escolha de um fornecedor de fundição sob pressão. As peças de metal necessárias para atender às aplicações industriais precisam de alto desempenho e um fornecedor confiável atende a esse critério tanto para a produção de pequenos lotes quanto para a produção em larga escala.

O processo de fundição sob pressão: Guia passo a passo

1. Preparação do molde

A preparação e o projeto do molde (matriz) acompanham a etapa inicial desse processo. As matrizes de aço de duas partes consistem em uma seção de matriz de cobertura estacionária e uma seção de matriz ejetora móvel. A lubrificação aplicada ajuda o material metálico do fluxo moldado a fluir suavemente, ao mesmo tempo em que impede a aderência do material.

2. Injeção de metal fundido

Os metais escolhidos, alumínio e zinco, juntamente com o magnésio, são submetidos à fusão em alta temperatura. Devido à alta pressão, entre 1.500 e 25.000 psi, o metal fundido entra na cavidade do molde. A alta pressão de injeção produz peças precisas e uniformes com baixos níveis de falhas.

3. Resfriamento e solidificação

O metal derretido atinge rapidamente a forma sólida durante esse processo ao moldar as peças em seu formato designado. Os componentes atingem propriedades superiores de alta resistência devido ao rápido processo de resfriamento.

4. Ejeção da peça

Após a solidificação do metal, o molde se abre enquanto os pinos ejetores extraem a peça concluída de sua câmara. Um ciclo de molde termina quando ele se fecha antes de iniciar outra rodada de produção.

5. Corte e acabamento

Os operadores de máquinas removem todos os resíduos indesejáveis da peça, inclusive o flash e as saliências e os canais. O componente requer ações de acabamento adicionais que envolvem jateamento de areia e operações de revestimento em pó e anodização para desenvolver uma aparência superior e funcionalidade.

Diferenças entre fundição sob pressão em câmara quente e em câmara fria

O processo de fundição sob pressão opera nos formatos de fundição sob pressão em câmara quente ou em câmara fria. A principal diferença está na forma como o metal fundido recebe tratamento antes da injeção do molde durante essas duas técnicas. Os dois métodos diferem em pontos fortes específicos, juntamente com restrições que os tornam adequados para materiais e necessidades de produção específicos. A seção a seguir apresenta uma comparação elaborada entre os sistemas de fundição sob pressão com câmara quente e os sistemas de fundição sob pressão com câmara fria.

1. Visão geral do processo

Fundição sob pressão em câmara quente

- Ele requer um forno embutido, que mantém o metal em um estado fundido.

- O sistema de injeção é imerso no metal fundido, sugando-o por meio da injeção de um centro e fornecendo-o à cavidade do molde.

- O processo é mais rápido, pois não há necessidade de transportar o metal de uma estação de fusão independente, como em outros processos.

Fundição sob pressão em câmara fria

- Utiliza um forno externo para aquecer o metal e produzir a mudança necessária em seu estado.

- O metal fundido é colocado manual ou automaticamente no sistema de injeção e, em seguida, é injetado no molde.

- O processo é mais lento do que o da câmara quente porque a etapa adicional de transferência do metal fundido leva tempo.

2. Metais adequados

Fundição sob pressão em câmara quente

- Como metais que derretem abaixo dessa temperatura, como os que não são adequados para corroer o sistema de injeção.

- As matérias-primas comuns incluem: zinco, magnésio, chumbo e estanho.

Fundição sob pressão em câmara fria

- Aplicado para trabalhar com metais que têm alto ponto de fusão, o que tende a deformar o sistema de câmara quente.

- Materiais comuns: alumínio, latão, cobre e ligas de magnésio.

3. Velocidade de produção

Fundição sob pressão em câmara quente

- Maior velocidade de operações, normalmente variando entre 5 e 15 ciclos de operação por minuto.

- A alimentação direta de metal ajuda a evitar o uso do processo de concha na fabricação do produto.

Fundição sob pressão em câmara fria

- Algumas das desvantagens são os tempos de ciclo lentos devido à transferência de metal manual ou totalmente automatizada.

- Outros fatores podem levar mais tempo no processo de resfriamento e solidificação, nesse caso, com algumas das ligas.

4. Durabilidade do equipamento

Fundição sob pressão em câmara quente

- O sistema de injeção submersa tem vida útil curta, pois lida com metais de baixo ponto de fusão.

- Maior vida útil do equipamento com a manutenção adequada.

Fundição sob pressão em câmara fria

- O desgaste aumenta com o aumento das altas temperaturas, especialmente no caso das ligas de alumínio e cobre.

- Os móveis e equipamentos podem durar menos tempo e, portanto, podem precisar de substituição e manutenção constantes.

5. Custo e eficiência

Fundição sob pressão em câmara quente

- Alta produção, pois o tempo necessário para concluir um ciclo de produção é curto.

- Custos operacionais mais baixos devido ao manuseio integrado de metais.

Fundição sob pressão em câmara fria

- Aumento dos custos de energia devido à necessidade de operar fornos externos e fazer movimentações extras de materiais.

- Aplicável a componentes de grande porte/volumétricos que precisam ser compostos de resistência e circunstâncias.

6. Aplicativos

Aplicações de fundição sob pressão em câmara quente

- Como essas peças são muito pequenas, elas precisam ser muito precisas.

- Peças automotivas, como torradeiras de carburador e componentes de motores pequenos.

- Eletrônicos de consumo, como carcaças de câmeras e molduras de telefones celulares.

Ferragens e consertos, como fechaduras, maçanetas, porcas, parafusos e outros acessórios domésticos.

Aplicações de fundição sob pressão em câmara fria

- Os acessórios, bem como as peças pesadas e de equipamentos, exigem resistência à tração.

- Caixas de transmissão automotivas, blocos de motor e carcaças.

- Peças feitas de alumínio ou latão no setor aeroespacial.

- Peças para equipamentos industriais e maquinário pesado.

Escolha entre fundição sob pressão com câmara quente e câmara fria

Portanto, tanto a fundição sob pressão com câmara quente quanto com câmara fria são escolhidas de acordo com o tipo de metal a ser usado, as quantidades de produção, a complexidade da peça e o fator preço. A fundição sob pressão com câmara quente é melhor para a produção de zinco e magnésio, que exige produção rápida e em grande quantidade, enquanto a fundição sob pressão com câmara fria é adequada para metais como alumínio e cobre, que são fortes e resistentes ao calor. É importante trabalhar com um fornecedor experiente de fundição sob pressão para receber recomendações sobre o método correto de fundição sob pressão, dependendo do projeto em questão.

Materiais usados na fundição sob pressão e seus benefícios

Esses metais estão relacionados ao processo de fundição sob pressão, pois o processo é altamente versátil e usa vários metais que têm uma ampla variedade de benefícios com base em cada tipo de metal para a aplicação. Os principais tipos de metal usados na fundição sob pressão incluem alumínio, zinco, magnésio, cobre e latão ou bronze. Alguns dos fatores que influenciam a seleção do metal incluem as propriedades de peso, força, resistência à corrosão e condutividade térmica. Veja abaixo uma lista dos seguintes metais e suas vantagens usados na fundição sob pressão.

1. Fundição sob pressão de alumínio

Benefícios:

- É leve e também tem alta resistência, o que significa que é perfeito para uso em locais onde são fabricados produtos como automóveis e ônibus espaciais.

- O alumínio pode criar naturalmente uma camada de óxido que o protege contra a ferrugem.

- Alta condutividade térmica e elétrica - Adequado para componentes eletrônicos e dissipadores de calor.

- O alumínio demonstra excelente trabalhabilidade, juntamente com acabamentos de alta qualidade, permitindo a iodização ou a aplicação de tinta e revestimento em pó para benefícios estéticos e de durabilidade.

- O material provou ser sustentável porque o alumínio mantém sua posição como um dos metais mais reciclados.

Aplicativos:

- Blocos de motores automotivos, caixas de transmissão e componentes estruturais.

- Os componentes de peças para aplicações aeroespaciais incluem suportes e carcaças, enquanto as seções internas completam a lista de peças utilizáveis.

- As carcaças de laptops, juntamente com as estruturas de smartphones e outros equipamentos eletrônicos de consumo pertencem a essa categoria.

- Maquinário industrial e componentes de HVAC.

2. Fundição sob pressão de zinco

Benefícios:

- O material apresenta resistência e durabilidade superiores porque supera o alumínio na resistência a impactos quando usado em aplicações exigentes.

- O produto requer menos energia para derreter devido ao seu limite de temperatura mais baixo, o que leva à redução das despesas de produção.

- Boa estabilidade dimensional e precisão - Pode produzir peças pequenas com pequenas tolerâncias.

- Excelente resistência à corrosão - Ideal para aplicações externas e em ambientes agressivos.

- Produção em alta velocidade - É imensa em velocidade de fundição e, portanto, adequada para produção em massa.

Aplicativos:

- Componentes e conectores elétricos.

- Os componentes automotivos, que incluem travas, engrenagens e sistemas de combustível, constituem suas aplicações.

- Produtos de consumo, como maçanetas, dobradiças e gabinetes.

- O setor de manufatura usa esse metal para construir elementos resistentes e duráveis de sistemas industriais.

3. Fundição sob pressão de magnésio

Benefícios:

- O metal estrutural mais leve - cerca de 33% mais leve que o alumínio e 75% mais leve que o aço.

- A relação resistência/peso atinge níveis superiores, o que garante um excelente desempenho do material com peso mínimo.

- Boas propriedades de blindagem eletromagnética - Usado em dispositivos eletrônicos e de comunicação.

- O processo de modelagem de projetos complexos com esse material é possível devido às suas excelentes características de usinabilidade.

- A fabricação de peças fundidas serve como alternativa ambientalmente responsável ao aço-alumínio, pois são recicláveis e sustentáveis, reduzindo assim as emissões de carbono nos setores aeroespacial e automotivo.

Aplicativos:

- Algumas das categorias de produtos incluem peças automotivas, como volantes, suportes e estruturas de assentos.

- Componentes automotivos, pois a redução de peso é sempre desejável para os automóveis.

- Produtos recreativos, por exemplo: estruturas de laptops e estruturas de Drones; outras situações que exigem o uso de estruturas leves e resistentes, como dispositivos médicos.

4. Fundição sob pressão de cobre e latão

Benefícios:

- Boa condutividade de eletricidade e calor - o Muse usa aplicações condutoras de eletricidade, incluindo cobre.

- Dureza - Embora os metais puros sejam macios para moldagem e reforço, existem variantes dos metais que são mais duras do que a maioria dos outros produtos no mercado, como é o caso do latão.

- Resistente ao desgaste e à corrosão - as ligas de cobre não são tão macias quanto o alumínio e o zinco e, portanto, são mais resistentes à abrasão e à corrosão.

- Excelente resistência ao desgaste - Ideal para aplicações industriais e mecânicas.

Aplicativos:

- Componentes elétricos, como conectores, terminais e placas de circuito.

- Acessórios de encanamento e marítimos devido à sua capacidade de resistência à erosão.

- Máquinas e ferramentas industriais.

- Trocadores de calor e componentes de HVAC.

Aplicações da fundição sob pressão

1. Setor automotivo: No uso da fundição sob pressão, alguns dos produtos incluem: blocos de motor, carcaças de transmissão, rodas, suportes e peças estruturais. Diminui a massa do carro, mas, ao mesmo tempo, aumenta sua rigidez, melhorando a economia de combustível.

2. Indústria de eletrônicos: É usado na produção de telefones inteligentes, carcaças de laptops, dissipadores de calor e conectores. Ele também garante peças finas, permanentes e que retêm o calor.

3. Aeroespacial e Defesa: As aplicações de fundição podem ser usadas na construção de motores de aeronaves, drones, militares e assim por diante. O uso de ligas de alumínio e magnésio resulta em peças leves que reduzem o peso total da aeronave.

4. Equipamentos médicos: Esses materiais são empregados na fabricação de instrumentos cirúrgicos, parte de máquinas de ressonância magnética e aparelhos de diagnóstico - as peças fundidas proporcionam precisão e durabilidade, além de apresentarem características de biocompatibilidade.

5. Bens de consumo e eletrodomésticos: Maçanetas de portas, fechaduras, suportes de câmeras e suportes de ferramentas elétricas são alguns dos produtos produzidos por meio de fundição sob pressão. Uma condição específica que nossos produtos possuem é a alta durabilidade, padrões complexos e superfícies finas.

Vantagens da fundição sob pressão

- Alta precisão e formas complexas - Produz peças complexas de alta tolerância.

- Alta eficiência de produção - Adequado para produção em massa com precisão repetível.

- As peças fundidas sob pressão também são mais resistentes do que as peças de plástico e de metal estampado.

- Excelente acabamento de superfície - requer um mínimo de pós-processamento ou usinagem adicional.

- Econômico para grandes tiragens - Menor custo por unidade para produção de alto volume.

Como escolher o melhor fornecedor de fundição sob pressão

1. Experiência e reputação no setor

Procure fornecedores com muitos anos de experiência em fundição sob pressão. Veja seus projetos anteriores, avaliações de clientes de projetos anteriores e estudos de caso anteriores.

2. Capacidades de fabricação

Além disso, certifique-se de que eles ofereçam fundição sob pressão em câmara fria e em câmara quente. Eles devem ser capazes de demonstrar a capacidade de processar geometrias complexas e tolerâncias rígidas.

3. Controle de qualidade e certificações

É uma boa ideia procurar as certificações ISO 9001, IATF 16949 (automotiva) e AS9100 (aeroespacial) para saber como eles realizam os seguintes procedimentos: Inspeções de raios X, testes de CMM (máquina de medição por coordenadas), testes de pressão etc. para garantia de qualidade.

4. Experiência em materiais

Seus fornecedores também devem ser confiáveis quando se trata de ligas como alumínio, zinco e magnésio. Verifique se eles estão usando boas matérias-primas para não causar defeitos.

5. Serviços de projeto de moldes e ferramentas

Escolher fornecedores que tenham seu próprio projeto de molde e prototipagem. Uma vida útil mais longa do molde e menos custos a longo prazo são determinados pela boa qualidade das ferramentas.

6. Escalabilidade e capacidade de produção

Por fim, é importante escolher um fornecedor que possa produzir em grande escala se você precisar de um fornecimento de alto volume. Descubra se eles usam máquinas de fundição automáticas para aumentar a eficiência.

7. Processos secundários e acabamento

A próxima pesquisa que você deve fazer é encontrar fornecedores que também ofereçam usinagem, revestimento em pó, anodização e polimento. O fornecedor de vice-serviço completo reduz os prazos de entrega e os custos.

Operações secundárias e serviços de acabamento prestados pelos fornecedores

Portanto, a fundição sob pressão não é apenas a fabricação de peças de metal bruto. Quase todos os fornecedores de fundição oferecem a seus clientes serviços adicionais que podem melhorar as características de desempenho, a vida útil e a aparência das peças fundidas. Todos esses processos adicionais são eficazes para garantir que os padrões específicos do setor sejam atendidos, além de aprimorar o desempenho do produto final. Veja a seguir algumas das muitas operações secundárias e serviços de acabamento oferecidos pelas empresas de fundição sob pressão.

1. Operações de usinagem

Com base no processo acima, entende-se que algumas das peças fundidas precisam de um acabamento final de acordo com determinadas tolerâncias. Essas operações ajudam a reduzir o tamanho das peças fundidas e a melhorar seu formato para uso.

- Usinagem CNC - Máquinas controladas por computador que executam processos de corte, perfuração ou modelagem na peça fundida com alta precisão.

- Fresamento e torneamento - A operação que prevalece sobre a remoção de material para que seja possível obter um acabamento suave.

- Perfuração e rosqueamento - Processo de fazer furos ou roscas para fixar uma determinada peça a outra.

- Esmerilhamento e polimento - ajudam a obter um acabamento superficial fino e tolerâncias estreitas.

2. Tratamento de superfície e revestimento

Nos processos de fundição sob pressão, os componentes são então submetidos a um tratamento de superfície em uma tentativa de alterar sua aparência para torná-los resistentes à corrosão ou para ter características mecânicas aprimoradas.

- Revestimento em pó - Refere-se a um tipo de técnica de revestimento que não requer solventes, em que o acabamento forma um revestimento forte, resistente à corrosão e colorido, além de aderente à superfície.

- Anodização - processo normalmente usado para peças de alumínio, aumenta a proteção contra corrosão e permite uma menor coloração da peça.

- Galvanoplastia (cromo, níquel, zinco ou cobre) - Aumenta a vida útil do material e sua resistência à abrasão e à corrosão.

- Pintura e revestimento líquido - Melhora a aparência estética, adiciona cor ou melhora a capacidade de proteção contra vários elementos.

- Passivação química - Esse é outro método que ajuda a aumentar a proteção contra corrosão de metais de alumínio e zinco, entre outros.

3. Tratamento térmico

O tratamento térmico altera algumas características físicas das peças fundidas, fortalecendo, endurecendo ou tornando-as mais dúcteis para atender a algumas expectativas.

- Recozimento - Ajuda a reduzir a tensão interna no metal e também aumenta o grau de ductilidade.

- Tratamento térmico e envelhecimento em forno - usado no processo de fortalecimento de peças fundidas de alumínio.

- Têmpera e temperaturas - aumenta a resistência à fratura frágil e maximiza a dureza do material a ser usado em áreas de alta tensão.

4. Serviços de montagem e integração   

As empresas de catação lateral oferecem serviços de montagem que lhes permitem oferecer componentes acabados e prontos para uso.

- Montagem Press-Fit - Insere componentes como buchas, rolamentos ou fixadores em peças fundidas.

- Soldagem e solda - É outro processo de união segura de várias peças metálicas.

- Rebitagem e fixação - Esse é o processo de usar outros elementos de fixação para reforçar a estrutura do carro.

- Aplicação de selante - Aumenta a resistência à umidade e a fatores ambientais.

5. Rebarbação e rebarbação

Algumas das peças fundidas podem ter excesso de material, geralmente chamado de rebarbas ou rebarbas, e precisam de mais refinamento para permitir a operação adequada da máquina.

- Acabamento vibratório - envolve o uso de materiais abrasivos que ajudam a rebarbar e polir as superfícies.

- Jateamento ou jateamento de areia - Remove qualquer tipo de pele de fundição, bem como a aspereza da superfície.

- Rebarbação manual - O processo mais básico e simples que envolve a realização de um processo de acabamento para remover todo o material indesejável.

6. Marcação e gravação personalizadas

Os produtos, especialmente em empresas de manufatura, precisam ser rotulados, marcados ou rastreados com frequência para alguns fins, como garantia de qualidade.

- Gravação a laser - uma técnica de marcação de diferentes números de série, códigos de barras ou logotipos com maior precisão.

- Estampagem ou outros processos - Identifica marcas permanentes em locais do metal.

Por que as operações secundárias são importantes

Esses serviços são os seguintes: os serviços de acabamento têm a responsabilidade de garantir que os componentes fundidos sob pressão produzidos tenham o tamanho, a forma e a qualidade corretos ou estejam de acordo com o padrão estabelecido no mercado. Nos setores automotivo, aeroespacial, eletrônico e de bens de consumo, as operações secundárias aumentam a resistência, a aparência e a utilidade do produto e, ao mesmo tempo, reduzem os custos de montagem. Portanto, a integração dos serviços de pós-processamento de um fornecedor de fundição sob pressão é uma forma de trabalhar com uma empresa que garante a eficiência e a qualidade do produto final.

Tendências futuras em fundição sob pressão

1. Fundição sob pressão ecologicamente correta e sustentável

 O alumínio e o zinco estão sendo usados deliberadamente na fabricação para serem reciclados. Alguns detalhes estão trazendo maior eficiência e sustentabilidade para as máquinas de fundição.

2. Componentes metálicos leves

Há uma tendência para o uso da fundição sob pressão de magnésio, especialmente nos setores de automóveis e aeronaves. Leveza, nesse sentido, refere-se à redução do peso dos veículos, pois isso aumenta o consumo de combustível e as emissões.

3. Fabricação e automação inteligentes

Automatização da fundição sob pressão usando inteligência artificial para melhorar a qualidade e reduzir o número de defeitos. A integração da IoT significa que a produção pode ser prontamente monitorada em tempo real.

4. Impressão 3D e prototipagem rápida

O avanço no uso de materiais, especialmente metal, para imprimir moldes facilitou o crescimento de ferramentas e moldes mais rápidos. Isso significa que uma empresa poderá criar novos produtos para o mercado em um tempo de ciclo mais curto.

Conclusão

O fornecedor de fundição sob pressão fornece peças de metal precisas e padronizadas para os setores automotivo, aeroespacial, eletrônico, médico e outros setores envolvidos no negócio de fabricação. Alguns dos pilares para a seleção do fornecedor certo incluem a experiência do fornecedor, a qualidade, a especialização em materiais e a capacidade do fornecedor de dimensionar seus serviços, além dos serviços secundários oferecidos pelo fornecedor.
A fundição sob pressão é um setor que se adapta às mudanças por meio da automação, da sustentabilidade e dos materiais leves trazidos pela tecnologia. Portanto, tanto para a produção pequena quanto para a produção em massa, é importante encontrar um fornecedor confiável que forneça peças de metal por um preço razoável e de alta qualidade.