A fundição sob pressão é um processo de fabricação altamente eficiente que permite a produção rápida e precisa de grandes quantidades de peças metálicas. Essa técnica se tornou a escolha preferida para indústrias que buscam aumentar a produtividade, reduzindo custos. Abaixo, exploramos os fundamentos da fundição sob pressão, seus vários tipos e suas aplicações bem-sucedidas.

A fundição sob pressão é um processo de fundição de metal que envolve a injeção de metal fundido sob alta pressão em uma cavidade de molde de aço. Os moldes, normalmente feitos de aço resistente ao calor de alta qualidade, são usinados com precisão para formar a forma desejada da peça. Os metais comumente usados ​​incluem alumínio, zinco e outras ligas não ferrosas, que são forçadas para dentro do molde em alta velocidade e pressão.

• Alta eficiência: A fundição sob pressão permite a produção rápida de peças com dimensões precisas e qualidade consistente, tornando-a ideal para a fabricação de alto volume.
• Geometrias complexas: O processo pode produzir formas intrincadas com detalhes finos e paredes finas.
• Acabamento de superfície liso: As peças fundidas sob pressão geralmente exigem pós-processamento mínimo devido às suas superfícies lisas.
• Tolerâncias apertadas: O método atende aos requisitos rigorosos de precisão dimensional.
• Resíduos reduzidos: Em comparação com outros métodos de fundição, a fundição sob pressão gera menos desperdício de material.
• Versatilidade de material: É compatível com uma ampla gama de metais não ferrosos.
• Custo-efetividade: Para grandes tiragens de produção, a fundição sob pressão oferece economia significativa.

A fundição sob pressão é amplamente categorizada em fundição sob pressão de baixa pressão (LPDC) e fundição sob pressão de alta pressão (HPDC). Além disso, com base na configuração da máquina, ela pode ser dividida em fundição sob pressão de câmara quente e câmara fria.

A LPDC injeta metal fundido no molde em pressões relativamente baixas (2–15 psi). Este método emprega uma abordagem mais suave e controlada, usando pressão de gás inerte para empurrar lentamente a liga para dentro do molde. A velocidade de enchimento mais lenta torna a LPDC adequada para aplicações que exigem fundidos de alta qualidade.

A HPDC opera em pressões significativamente mais altas (1.500–25.400 psi). O processo é mais rápido, com metal fundido injetado no molde em apenas 10–100 milissegundos por meio de um êmbolo de alta velocidade. A HPDC é ideal para produção de ultra-alto volume e peças que exigem tolerâncias extremamente apertadas.

Na fundição sob pressão de câmara quente, o metal é aquecido dentro da própria máquina. Este método é normalmente usado para metais de baixo ponto de fusão, como estanho, magnésio e ligas de chumbo. Suas vantagens incluem alta eficiência de produção e perda mínima de metal.

A fundição sob pressão de câmara fria envolve o pré-aquecimento do metal em um forno separado antes de transferi-lo para a máquina. Essa abordagem é adequada para metais de maior ponto de fusão, como latão, cobre e alumínio. Minimiza a oxidação e as impurezas, evitando a exposição prolongada a altas temperaturas na máquina.

O processo de fundição sob pressão começa com uma cavidade de molde de aço projetada com precisão. O metal fundido é forçado para dentro do molde sob alta pressão. O molde consiste em duas partes principais—uma metade móvel e uma metade fixa—fixadas às placas da máquina de fundição sob pressão. Uma extremidade da máquina abriga o sistema de injeção, que usa pressão hidráulica e gás pressurizado para acionar um pistão. A outra extremidade apresenta um mecanismo de fixação que mantém o molde bem fechado durante a solidificação. Notavelmente, este processo pode transformar metal fundido em uma peça sólida, quase em forma de rede, em segundos.

Metais não ferrosos são amplamente utilizados na fundição sob pressão devido à sua excelente fluidez, resistência à corrosão e propriedades mecânicas. Os principais materiais incluem:

Ligas de alumínio (por exemplo, 380, 390, 412, 443 e 518) são populares por sua estabilidade dimensional, resistência à corrosão, condutividade térmica e desempenho em altas temperaturas. Eles são amplamente utilizados em aplicações automotivas, eletrônicas e aeroespaciais.

Ligas de zinco (por exemplo, Zamak 2, Zamak 3, Zamak 5) têm pontos de fusão mais baixos que o alumínio, mas oferecem alta resistência e ductilidade. Eles são adequados para sistemas de câmara quente e câmara fria e são comumente usados ​​em fechaduras, zíperes e brinquedos.

Ligas de magnésio (por exemplo, AE42, AM60, AS41B, AZ91D) são os metais estruturais mais leves, com excelente usinabilidade e alta relação resistência-peso. Eles são ideais para componentes automotivos e aeroespaciais.

• Altos custos iniciais: O projeto e a fabricação de moldes exigem investimento significativo.
• Restrições de material: Apenas metais não ferrosos podem ser usados.
• Restrições de tamanho: As dimensões das peças são limitadas pela capacidade da máquina.
• Problemas de porosidade: O aprisionamento de gás pode enfraquecer as peças e afetar as propriedades de vedação.
• Fechamentos a frio: A fusão incompleta de fluxos de metal fundido pode criar pontos fracos.
• Formação de rebarbas: O excesso de metal pode vazar para as lacunas do molde, exigindo corte.
• Bolhas: Bolhas de superfície podem se formar devido ao gás preso.

A fundição sob pressão bem-sucedida começa com um projeto cuidadoso. Os principais fatores incluem:

Escolha os materiais com base na geometria da peça, aplicação, tolerâncias e requisitos de acabamento da superfície. Diferentes ligas exibem diferentes pontos de fusão, taxas de contração e características de fluxo.

Use o software CAD para modelar peças e simular o fluxo e a solidificação do metal. Isso ajuda a otimizar os sistemas de vazamento, resfriamento e ventilação para melhorar a qualidade e a eficiência.

Projete sistemas de vazamento e resfriamento para garantir o enchimento uniforme, a expulsão de gás e a solidificação controlada. A ventilação adequada evita a porosidade, enquanto o resfriamento eficiente reduz os tempos de ciclo.

1. Preparação do molde: Projete e fabrique moldes de aço de alta qualidade. Aplique agentes de liberação e pré-aqueça os moldes para minimizar o choque térmico.
2. Injeção: Aqueça o metal até o ponto de fusão, transfira para a máquina e injete no molde sob alta pressão.
3. Solidificação: Mantenha a pressão até que o metal se solidifique totalmente.
4. Ejeção: Abra o molde e remova a peça usando pinos ejetores.
5. Corte: Remova o excesso de material, como canais e rebarbas.
6. Pós-processamento: Execute usinagem, pintura ou montagem, se necessário.

• Geometria, tamanho e complexidade da peça
• Propriedades do material (ponto de fusão, fluidez, contração)
• Especificações da máquina (força de fixação, tamanho da placa)
• Projeto do sistema de vazamento e canal
• Canais de resfriamento e aquecimento
• Eficiência do sistema de ejeção
• Ventilação para evitar o aprisionamento de gás
• Requisitos de acabamento da superfície
• Tolerâncias e precisão dimensional
• Expectativas de volume de produção

A espessura da parede afeta significativamente o processo de fundição sob pressão. Paredes mais finas permitem um resfriamento mais rápido e tempos de ciclo mais curtos, mas exigem controle preciso dos parâmetros de injeção para evitar defeitos. A espessura desigual da parede pode levar à deformação ou tensão residual devido às diferentes taxas de resfriamento. A espessura equilibrada da parede melhora a resistência da peça, reduz o uso de material e melhora a qualidade geral.

A pressão influencia diretamente a qualidade da peça. Pressão insuficiente pode causar enchimento incompleto, estruturas fracas ou superfícies porosas. A pressão excessiva pode levar à formação de rebarbas e ao desgaste acelerado do molde. A seleção ideal da pressão é fundamental para obter fundidos de alta qualidade.