Muitas vezes, precisamos de peças de metal em vários formatos. Nós as usamos em nossos carros, casas, máquinas e outras infraestruturas. Você já se perguntou como é possível criar uma forma tão detalhada? Molde de fundição sob pressão A tecnologia revolucionou nossas vidas. Com esse método, você pode criar formas e padrões complexos. As peças do molde de fundição sob pressão são amplamente utilizadas em uma grande variedade de aplicações.

Neste artigo, aprenderemos alguns fundamentos sobre o molde de fundição sob pressão. Além disso, será um excelente guia para quem procura os melhores serviços de fundição sob pressão. Você aprenderá como as fundições fazem os moldes de fundição sob pressão. Portanto, fique à vontade e leia este artigo com atenção.

Visão geral da fundição sob pressão

A fundição sob pressão é um tipo famoso de processo de fundição de metal. Como o nome indica, esse método normalmente usa matrizes específicas para o trabalho. O formato da peça metálica final depende do formato das matrizes. Embora existam diferentes tipos de fundição sob pressão, a tecnologia básica é a mesma para todos. O material usado para fazer esses moldes é o aço-ferramenta endurecido.

A fundição sob pressão tem uma longa história. Essa tecnologia foi inventada em 1838. Nos primeiros tempos, essa aplicação era apenas para fins de impressão. Mais tarde, com o desenvolvimento da tecnologia, as pessoas geralmente aprenderam a usar esse método para criar várias peças metálicas complexas. A fundição sob pressão oferece vários benefícios.

• O molde de fundição sob pressão normalmente oferece alta eficiência de produção. Essa peça é comparativamente mais rápida do que outros processos de fundição de molde permanente. Como resultado, você pode criar centenas de peças de metal em menos tempo.
• As peças do molde de fundição sob pressão geralmente têm um acabamento de superfície liso. No caso das peças metálicas HPDC, isso é mais óbvio. Como resultado, talvez você não precise de serviços adicionais de usinagem.
• O método de fundição sob pressão é versátil. Ele geralmente funciona com muitos metais, inclusive alumínio, zinco e magnésio.
• Como esse método é rápido, ele geralmente reduz os custos de produção. Embora a criação das matrizes possa ser cara, esse método é mais barato em longo prazo.
• As peças de molde de fundição sob pressão são amplamente predominantes em muitos setores. Esse método produz o motor, a caixa de câmbio e as peças estruturais do seu carro. Você também pode encontrar aplicações semelhantes em outros setores.

Diferentes tipos de fundição sob pressão

Normalmente, a fundição sob pressão tem seis tipos principais, cada um com suas próprias vantagens. Cada tipo é adequado para aplicações específicas. Vamos dar uma olhada em sua tecnologia específica e no uso do produto.

Tipo #1 HPDC (fundição sob pressão de alta pressão)

Como o nome sugere, esse método de fundição sob pressão requer alta pressão para o trabalho. Esse Fundição sob pressão de alta pressão tecnicamente empurra o metal fundido para todos os cantos do molde. Como resultado, você pode obter peças de metal muito precisas.

No setor automobilístico, os blocos de motor e as peças fundidas da caixa de câmbio são feitos de peças de alumínio HPDC de alta qualidade. Vários equipamentos e bombas de infusão são dignos de nota no setor médico. Além disso, muitos componentes de aeronaves também precisam de peças metálicas fundidas em HPDC.

Tipo #2 LPDC (fundição sob pressão de baixa pressão)

Esse método de fundição sob pressão é exatamente o oposto do HPDC. Ele envolve baixa pressão, normalmente variando de 2 a 15 psi. O processo é quase semelhante, mas geralmente é mais lento do que o HPDC. Como é lento, é possível controlar facilmente o movimento do metal fundido.

As peças metálicas LPDC são amplamente utilizadas em rodas de automóveis, cabeçotes de cilindros e sistemas de suspensão.

Fundição sob pressão por gravidade tipo #3

Esse método de fundição sob pressão usa a força gravitacional para preencher o molde com metal fundido. Normalmente, o processo despeja o metal fundido no molde de cima para baixo e o líquido flui para baixo. É simples e barato porque não precisa de forças adicionais.

O fundição por gravidade O método é predominante na fabricação de acessórios para tubos e vários utensílios de cozinha.

Fundição sob pressão a vácuo tipo #4

Como o nome sugere, esse método de fundição envolve a criação de um ambiente de vácuo. Ele faz isso antes de inserir o metal fundido. Como resultado, você não terá nenhum defeito de fundição causado por gás preso no interior.

A fundição a vácuo é adequada para a fabricação de componentes delicados. Fundições eletrônicas, peças de aeronaves e algumas peças automotivas são exemplos dignos de nota.

Tipo #5 Squeeze Die Casting

A fundição sob pressão combina fundição e forjamento. Depois de injetar o metal fundido dentro do molde, o processo aplica alta pressão durante a solidificação. A pressão de aperto reduz principalmente os defeitos de porosidade.

A fundição sob pressão é muito popular devido à alta resistência e densidade das peças metálicas. Alguns exemplos comuns são peças de suspensão, suportes e alguns componentes de construção.

Fundição sob pressão semi-sólida tipo #6

Esse processo também combina fundição e forjamento. A única diferença é que esse processo usa metais semissólidos. Ele se parece com uma consistência de pasta. O SMDC é muito popular na fabricação de muitas peças de automóveis, caixas eletrônicas e dispositivos médicos. ir para fundição sob pressão de alumínio sólido simi para saber mais.

O que é molde de fundição sob pressão?

A ferramenta usada no método de fundição sob pressão é geralmente chamada de molde de fundição sob pressão. As pessoas também a chamam de ferramenta de fundição sob pressão. O processo de fabricação dessa ferramenta é conhecido como ferramental de fundição sob pressão.

A definição diz que um molde de fundição sob pressão é uma ferramenta exclusiva usada no processo de fundição sob pressão. Sua principal finalidade é moldar o metal fundido nas formas desejadas. Na maioria dos casos, eles geralmente vêm com duas metades: a metade fixa e a metade móvel do molde.

Quando as duas metades são fechadas, elas formam uma cavidade interna que imita o formato da peça desejada. Uma peça de alta qualidade molde de fundição sob pressão é essencial para garantir a mais alta precisão de suas peças metálicas acabadas. Entretanto, há vários componentes:

Cavidade do molde

O espaço oco dentro de um molde é geralmente a cavidade do molde. Na verdade, ela dá a forma e o tamanho da peça metálica final. O metal fundido é injetado nessa cavidade e se solidifica para obter a forma desejada. Observe que você deve garantir alta precisão ao fazer essa cavidade.

Molde de fundição sob pressão do pino do núcleo

O núcleo é outro componente vital de um molde de fundição sob pressão. Ele cria características na fundição, como furos ou reentrâncias. Ele cria principalmente geometrias complexas dentro da peça de metal. No entanto, dependendo dos requisitos, você pode fabricá-lo usando areia ou metal. Observe que esse núcleo deve suportar alta pressão e temperatura durante a operação.

Pinos ejetores

Como o nome indica, esses pinos basicamente ejetam a metade móvel do molde fundido sob pressão da metade fixa. Durante o processo de projeto, os engenheiros os colocam cuidadosamente onde possam aplicar pressão uniforme. O projeto correto sempre garante que a peça não seja danificada.

Sistema de corredores

A corrediça geralmente canaliza o metal fundido para a cavidade do molde. Ele consiste em vários trilhos que vão para diferentes partes do molde. O projeto adequado do sistema de canais é fundamental para distribuir uniformemente o metal fundido. Em geral, um sistema de canal adequado reduz significativamente os defeitos.

Sistema de transbordamento

O sistema de transbordamento coleta o excesso de metal fundido durante o processo de injeção. Como resultado, o sistema pode evitar defeitos causados por ar preso. Observe que esse sistema pode não estar presente em alguns moldes de fundição sob pressão.

Outros

Elementos como parafusos e pinos mantêm o sistema de moldes fundidos sob pressão unido. Essas peças precisam ser resistentes e cuidadosamente usinadas. O método de fundição sob pressão requer alta pressão, pressão de gás e calor. A escolha dos materiais certos é fundamental para manter essas peças em bom estado.

Material do molde de fundição sob pressão: Aço ferramenta endurecido

O aço temperado para ferramentas é um tipo geral de aço. Ele tem vários graus adequados para uso específico. É possível obter a alta dureza e resistência do aço pelo método de tratamento térmico. No entanto, por que esses aços para ferramentas são tão populares?

Primeiro, eles oferecem alta resistência ao desgaste. Em segundo lugar, sua dureza geralmente os torna ideais para muitos trabalhos de usinagem. Em terceiro lugar, eles também oferecem dimensões estáveis. Por fim, e mais importante, podem suportar calor extremo. Como você sabe, essa propriedade é crucial para trabalhos de fundição sob pressão.

O aço temperado para ferramentas tem cinco grupos diferentes. Cada grupo é ideal para aplicações exclusivas.

Material do molde de fundição sob pressão para trabalho a frio

Os quatro graus a seguir são amplamente predominantes na fabricação de moldes de fundição sob pressão.

Materiais para moldes de fundição sob pressão para trabalho a quente

Como o nome sugere, esses materiais são submetidos a altas temperaturas durante a fundição. Eles são ideais para moldes de fundição sob pressão HPDC. Há vários graus: Os graus H1 a H13 são geralmente ligas à base de cromo. Por outro lado, as ligas de tungstênio vão de H20 a H39, e as ligas à base de molibdênio vão de H40 a H59.

Outros tipos

Há também outros tipos de aços para moldes de fundição sob pressão. Destacam-se o SKD61, o 8407, o DIN 1.2343, o 2083 e o 8418. Esses aços oferecem propriedades específicas. Como você sabe, os métodos de fundição sob pressão têm tipos diferentes. Portanto, os materiais também variam de acordo com esses tipos.

Três tipos comuns de molde de fundição sob pressão

Em geral, podemos dividir os moldes em três tipos com base no número de cavidades. Essa diversidade surge principalmente devido a necessidades específicas. Os diferentes projetos de cavidades permitem que os fabricantes de moldes fundidos sob pressão produzam peças rapidamente.

Tipo #1 Matrizes de cavidade única

Como o nome sugere, esses moldes de fundição sob pressão têm uma única cavidade. Com esses moldes, é possível produzir uma peça de metal por ciclo. As pessoas usam amplamente esses moldes para pedidos simples e de baixo volume.

O uso dessas matrizes facilita o design, o que é sua principal vantagem. No entanto, a velocidade de saída é mais lenta do que com matrizes de múltiplas cavidades.

Matrizes de múltiplas cavidades tipo #2

As matrizes de múltiplas cavidades têm mais cavidades. Usando essas matrizes, você pode produzir várias peças de metal por ciclo. Isso significa que você pode produzir mais produtos do que as matrizes de cavidade única. Portanto, as matrizes de múltiplas cavidades são ideais para pedidos de alto volume.

A melhor coisa sobre essas matrizes é que elas oferecem custos de produção mais baratos. No entanto, elas geralmente têm projetos complexos.

Moldes da família Type #3

Nas matrizes de múltiplas cavidades, você encontrará o mesmo design de cavidade, mas várias vezes. Geralmente, é possível criar várias peças metálicas por ciclo. Entretanto, nos moldes de família, esses projetos são diferentes. Portanto, em um sentido, todos os moldes de família são moldes de múltiplas cavidades, mas nem todos os moldes de múltiplas cavidades são moldes de família.

Molde de alumínio fundido sob pressão: Tendências de mercado

O mercado de moldes de alumínio fundido sob pressão crescerá significativamente em 2024. De acordo com a Persistence Market Research, esse mercado foi avaliado em $301,3 milhões em 2023. No futuro, espera-se que esse setor cresça de forma constante a 4,8% a cada ano. Os especialistas esperam que esse mercado chegue a $481,6 milhões em 2033.

Como são feitos os moldes de fundição sob pressão?

Na seção anterior, discutimos brevemente vários métodos de fundição sob pressão e tipos de moldes ou ferramentas. Nesta seção, vamos nos concentrar, de modo geral, em como eles são feitos. Você conhecerá o processo passo a passo em todas as fábricas de fundição sob pressão. Portanto, saberá todas as etapas da fabricação dos moldes sempre que planejar a produção de peças metálicas exclusivas. Isso é realmente importante para a fabricação de peças de metal personalizadas.

Etapa #1 Projetando o molde

Essa etapa talvez seja um dos aspectos mais importantes do processo. Aqui, você decidirá como deseja que sua peça metálica apareça e quais etapas estarão envolvidas na fabricação. Dependendo do design da peça, o tipo de método de fundição sob pressão também deve ser adequadamente selecionado.

Dois parâmetros são essenciais nesse caso: uma análise dimensional e uma perspectiva geométrica. A visão dimensional informa quantas cavidades sua peça metálica tem. Qual dos tipos de molde de cavidade única, de múltiplas cavidades ou de família é necessário? Esse projeto também facilita a determinação da pressão e do volume da peça fundida.

Uma visão geométrica que informa o nível de complicação da peça de metal e seu plano de como abri-la e ejetá-la. No entanto, é muito importante observar o tipo de linha de partição que é usada aqui. Você deve garantir que essa linha de partição coincida com a direção de abertura do molde.

Da mesma forma, uma empresa de fundição sob pressão também considera outros aspectos importantes durante essa etapa. Discutiremos brevemente esses aspectos na próxima seção.

Etapa #2 Escolha do material

O método de fundição sob pressão geralmente envolve variações de pressão e temperatura. Portanto, você deve selecionar um material que seja altamente compatível com essas situações. Em geral, os engenheiros usam vários tipos de aços para ferramentas. Na seção anterior, discutimos esses aços para ferramentas em detalhes.

Etapa #3 Usinagem do molde

Quando o projeto e os materiais estiverem prontos, é preciso planejar como moldar o molde fundido. Nesse caso, vários métodos de usinagem desempenham um papel crucial. Os engenheiros preferem máquinas CNC para a fabricação de moldes de fundição sob pressão.

Como você sabe, a usinagem CNC oferece uma precisão excepcional. Tecnicamente, é possível obter tolerância de até 0,01 mm. Você tem opções como fresagem CNC, perfuração, torneamento, mandrilamento e muito mais.

Etapa #4 Tratamento térmico

Vários tratamentos térmicos são muito importantes na fabricação de moldes de fundição sob pressão. Essa etapa melhora significativamente a resistência e a durabilidade das peças usinadas. Além disso, o processo torna o molde mais resistente ao desgaste.

Os métodos comuns de tratamento térmico são a têmpera, o revenido, o recozimento e o alívio de tensão. Esses métodos normalmente garantem que o molde fundido tenha um bom desempenho durante a fundição sob pressão.

Etapa #5 Acabamento

Após o tratamento térmico, o novo molde fundido precisa de alguns retoques finais. Essas etapas são cruciais para garantir superfícies lisas e dimensões precisas.

As técnicas de acabamento podem incluir polimento, esmerilhamento e jateamento de areia. O principal objetivo de todas essas técnicas é dar às peças do molde de fundição sob pressão texturas mais suaves e melhores. Como resultado, elas podem atingir altas tolerâncias.

Etapa #6 Montagem, se necessário

Há ocasiões em que você pode precisar fazer as peças do molde fundido separadamente. Quando há muitas peças, a montagem sempre deve ser feita com cuidado. A fábrica de moldes de fundição sob pressão sempre verifica se a montagem está alinhada corretamente.

Etapa #7 Testing (Teste #7)

Uma vez concluídas todas as etapas acima, os fabricantes de moldes de fundição sob pressão testam esses moldes em laboratório. Eles realizam testes para garantir que o molde esteja em bom estado e funcione corretamente. Esses testes indicam que os moldes são de alta qualidade.

Principais etapas do projeto do molde de fundição sob pressão

Conforme mencionado na última parte, vários fatores importantes são considerados ao projetar um molde de fundição sob pressão. Esta seção discutirá principalmente esses fatores e descobrirá por que eles são cruciais na fabricação de moldes de fundição sob pressão.

Projeto da peça real

Antes de fazer o molde de fundição sob pressão, os engenheiros criam a peça em si. Para esse trabalho, eles usam vários programas de desenho 2D e 3D. Na maioria das fábricas de moldes de fundição sob pressão, os designers gráficos normalmente usam o SolidWorks ou o AutoCAD.

Durante o teste visual, você precisa de modelos 2D. Os engenheiros usam esse desenho para verificar os tamanhos após cada estágio da produção. Uma peça bem projetada produz resultados de alta qualidade. Portanto, sempre que você trabalhar com um fabricante, certifique-se de que ele tenha esses planos antes de começar a fabricar o produto.

Fundição sob pressão Tipo de moldagem por injeção

Esse é um fator muito importante ao fazer uma molde de fundição sob pressão. Normalmente, isso altera a qualidade, a resistência e o acabamento da peça acabada.

Com base nessa injeção, há seis tipos diferentes: HPDC, LPDC, vácuo e outros.

Ao projetar o tipo de injeção, vários fatores precisam ser considerados. Primeiro, com que tipo de metal você está trabalhando? Segundo, você considerou as linhas de partição, as vistas geométricas e os detalhes do projeto? Terceiro, qual é a velocidade de produção esperada?

Quando você usa o tipo certo de injeção, o molde sempre será preenchido adequadamente, e as falhas de fundição serão menos comuns. Além disso, a escolha certa reduz bastante o tempo de ciclo. Em geral, você pode obter um resultado muito bom.

Design de portões e corredores

A comporta e o canal canalizam o metal fundido para dentro do molde de fundição sob pressão e geralmente controlam o fluxo do líquido. O projeto adequado garante um enchimento suave e eficiente e reduz vários tipos de defeitos de fundição.

Considere o tamanho, a localização e o formato ao projetar uma comporta e um canal. A comporta deve ser colocada no lugar certo para minimizar a turbulência.

Projeto da base do molde de fundição sob pressão

A base do molde normalmente suporta e alinha todas as peças do molde. Ao projetar, certifique-se de ter criado um projeto robusto. Ele proporciona a estabilidade geral do sistema.

Aqui, você deve considerar o material e a temperatura. A base do molde deve suportar alta pressão e temperatura. Você também deve verificar se o alinhamento e o ajuste estão corretos.

Sistema de resfriamento

O sistema de resfriamento ajuda o molde a solidificar o metal fundido. Um sistema de resfriamento adequado normalmente melhora a velocidade de produção e a qualidade das peças. No entanto, um resfriamento inadequado pode causar vários defeitos de fundição. Portanto, garanta um sistema de resfriamento adequado ao projetar um molde.

Há diferentes tipos de sistemas de resfriamento. As pessoas costumam usar linhas de água e inserções de resfriamento. Os plugues de resfriamento são ótimos para locais que precisam esfriar rapidamente. Ao projetar um sistema de resfriamento de molde, tente equilibrar o calor em todo o molde.

Sistema de ventilação e ejeção

O sistema de ventilação e ejeção remove principalmente o ar preso do molde. O ar preso pode ser criado pelo molde ou estar presente antes da injeção.

Ao projetar um molde, coloque as aberturas em pontos altos. Nesse caso, você pode usar aberturas finas para evitar o flash. Além disso, coloque os pinos ejetores no lugar certo para evitar danos.

Observe que sistemas eficazes de ventilação e ejeção geralmente melhoram a qualidade das peças. Em geral, reduzem os tempos de ciclo e a eficiência da produção.

Simulação

Depois de considerar todos os fatores acima, a simulação mostra exatamente o que você projetou. As simulações podem ajudá-lo a encontrar falhas e problemas com o fluxo do metal. Os fabricantes de moldes para fundição sob pressão normalmente usam softwares como MAGMASOFT, ProCAST e Flow-3D.

Perguntas frequentes

Quais metais são usados na fundição sob pressão?

Na fundição sob pressão, os metais comuns são alumínio, zinco, magnésio, chumbo, estanho e cobre. Esses metais são populares devido ao seu baixo ponto de fusão. Além disso, eles também oferecem excelentes propriedades de fundição, resistência e durabilidade. Entre todos esses metais, o alumínio é o mais popular. Ele é leve e tem uma excelente relação entre resistência e peso.

O 4140 é um aço para ferramentas?

Sim, o aço LSS 4140 é um tipo de aço para ferramentas. Essa liga oferece excelente dureza, força e resistência ao desgaste. É um excelente aço para ferramentas para a maioria dos trabalhos de usinagem. Mais especificamente, você pode encontrar seu uso em vários componentes rotativos. Por exemplo, eixos, eixos de transmissão, engrenagens e fusos são dignos de nota.

Que tipo de aço é usado para fundição sob pressão?

O tipo de aço varia principalmente com base no tipo de método de fundição sob pressão. Para moldes de fundição sob pressão HPDC, os aços para ferramentas da série H são amplamente predominantes. Por outro lado, para LPDC ou trabalhos a frio, as ferramentas de aço das séries O, A e D são famosas. Há também algumas classes especiais, como SKD61, 8407 e 8418.

Resumo

A fundição sob pressão é fundamental para a fabricação de muitas peças metálicas complexas. Você pode criar peças de fundição sob pressão por meio de vários métodos. O HPDC e o LPDC são os dois métodos mais comuns que você usará em uma empresa de moldes de fundição sob pressão.

Os moldes de fundição sob pressão são de três tipos: de cavidade única, de múltiplas cavidades e de família. Cada tipo é adequado para requisitos específicos de produção.

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