O que é elenco? Tipos, prós, contras e aplicações

Entre vários processos de fabricação de peças metálicas, a fundição de metal é conhecida por sua capacidade de formas complexas, versatilidade de materiais e produção em alto volume. Mas o que é o elenco exatamente? É o processo de conversão de metal bruto e ligas em peças funcionais desejadas, despejando sua forma fundida em uma cavidade de matriz pré-projetada, seguida de solidificação. Enquanto isso, a cavidade da matriz é o espelho da geometria pretendida da peça.

Você pode encontrar muitos tipos de técnicas de fundição, cada uma com características e benefícios exclusivos; fundição em areia, matriz e fundição são alguns. No entanto, os métodos a utilizar dependem do tipo de matéria-prima e das especificações das peças projetadas. Este artigo discutirá o processo de fundição, técnicas, metais e ligas compatíveis, vantagens e desvantagens para fornecer uma visão geral abrangente.

O que é Casting?

Refere-se a qualquer peça de metal e liga feita quando o metal fundido forma uma geometria na solidificação. O metal líquido ocupa a geometria da cavidade que o contém. Após o vazamento, o material flui através de cada canto dentro da cavidade (matriz ou molde) e captura cada detalhe. Em seguida, a peça é ejetada para uma matriz ou cavidade do molde.

Se olharmos para sua história, a fundição remonta a sete mil anos (por volta de 3200 AC) na antiguidade Mesopotâmia e China para converter cobre em diferentes itens úteis. Então, a fundição em areia tornou-se uma das formas mais proeminentes de fabricação de ferramentas e utensílios de cozinha após 645 aC.

Na era da manufatura moderna, o processo de fundição de metal está integrado em todas as indústrias à medida que suas capacidades se desenvolvem continuamente. Ela pode fabricar componentes precisos e complexos a preços baixos, especialmente em tiragens de alto volume. A matriz, o molde ou outras formas de cavidades podem produzir milhares a milhões de peças idênticas. No entanto, os moldes de areia e de investimento só podem ser usados ​​uma única vez, o que é econômico para projetos de prototipagem. Além disso, as peças fundidas preservam as propriedades mecânicas e físicas originais.

Como funciona o elenco?

O processo de fundição ou moldagem por fundição envolve dois tipos diferentes de abordagens, usando um padrão para cavidade e uma matriz ou molde preciso que pode suportar vários ciclos. A seguir estão algumas terminologias relacionadas ao seu funcionamento;

• Padrão: É a réplica em tamanho real da peça desejada feita com metal, plástico ou madeira usada na modelagem do molde.
• Núcleo e Cavidade: Cavidade refere-se a uma seção oca que delineia as características externas da peça fundida, enquanto o núcleo cria características internas, como furos e canais.
• Sistema de Gating: Canais que guiam e controlam o fluxo de líquido metálico do forno de vazamento para a cavidade. Inclui componentes como sprues, corredores e portões.
• Riser: Um reservatório no molde que alimenta o metal fundido para a peça fundida para compensar o encolhimento durante a solidificação, garantindo que a peça fundida permaneça livre de cavidades e defeitos.

A seguir, vamos elaborar passo a passo como funciona o casting.

Passo 1: Criando a cavidade do molde

Um padrão é necessário para criar a cavidade, uma vez que atua como a massa corporal do formato desejado. A réplica ou padrão pode ser feito de madeira, plástico ou cera. Subsequentemente, algumas considerações são essenciais no projeto e fabricação do padrão, como acomodação do tamanho para tolerância ao encolhimento, ângulos de inclinação para fácil remoção, impressões do núcleo para seções ocas, etc.

Após a criação do padrão, ele é colocado em uma caixa de moldagem cercada por material de molde como areia ou cerâmica. Em seguida, ele captura a forma e sai da cavidade durante a ejeção. No entanto, as cavidades do molde permanente são feitas com técnicas avançadas de fabricação, como CNC e Usinagem EDM aço inoxidável ou alumínio.

Etapa 2: despejar o material fundido

Primeiro, a fusão do material envolve um arco elétrico, indução ou cadinho, dependendo do tamanho da peça fundida. Por exemplo, uma fundição de grande porte requer grandes fornos para derreter a matéria-prima e pequenas conchas para transferi-la antes do vazamento.  

O vazamento é feito através do manuseio manual do cadinho ou basculamento mecânico e hidráulico. No entanto, as máquinas de fundição contínua podem despejar automaticamente o material fundido na base de vazamento à medida que os moldes se movem ao longo de uma linha de produção. A temperatura varia de acordo com o ponto de fusão do material de fundição. Por exemplo, a fundição de aço inoxidável atinge temperaturas tão altas quanto 1000℃-1250℃. Em seguida, os sistemas de canal e canal guiam o material líquido para a cavidade.

Etapa 3: Resfriamento e Solidificação

Uma vez que o metal líquido captura detalhes de todas as cavidades, ele é deixado esfriar e solidificar por um período de tempo específico. O sistema de resfriamento pode envolver canais e passagens para controlar a taxa de resfriamento. Enquanto isso, o tempo de resfriamento depende do tamanho da peça fundida, da complexidade e do tipo de material.

Durante a solidificação, minúsculas partículas sólidas chamadas núcleos se unem e iniciam o crescimento do cristal, formando em última análise a estrutura de grãos do respectivo material. Este mecanismo permite recuperar as propriedades originais.

Etapa 4: Removendo o produto fundido

Por fim, o produto é retirado do molde. Se o molde for expansível (areia ou microfusão), o operador ou sistema mecânico o quebra para ejetar as peças finais. Por outro lado, os mecanismos de ejeção removem os produtos metálicos fundidos no caso de moldes e matrizes reutilizáveis. Em seguida, a limpeza e o pós-processamento garantem a precisão dimensional e a qualidade do acabamento.

Agora que sabemos o que é casting e seu mecanismo fundamental de funcionamento, vamos discutir quais são os tipos de casting.

Diferentes tipos de métodos de fundição

À medida que as indústrias procuram continuamente peças fundidas mais precisas e complexas, as tecnologias de fundição de metal desenvolvem paralelamente novos métodos e técnicas. Você pode encontrar vários tipos de métodos de fundição, como fundição em areia ou sílica e métodos de fundição sob pressão, cada um com algumas capacidades exclusivas. A análise comparativa (processo, benefícios e aplicações) dessas técnicas pode ajudá-lo a decidir qual delas é a mais adequada para o seu projeto.

A seguir estão os métodos de fundição comuns na fabricação.

Fundição de areia

O método de fundição em molde de areia usa materiais finos à base de sílica ou grãos de areia bem compactados para fazer o molde. O molde envolve duas seções; lidar e arrastar (metade superior e inferior). Enquanto isso, o metal fundido é derramado na cavidade formada por estas duas seções. Este mecanismo também garante alinhamento preciso, fácil manuseio, formas complexas e gating eficiente.

Benefícios:

• O processo de fabricação de moldes e fundição é simples e altamente econômico em termos de custo de ferramentas.
• A fundição em molde de areia é compatível com quase todas as ligas, ferrosas e não ferrosas.
• Versatilidade em formato e tamanho. Ele pode fundir peças com mais de 200 toneladas de peso.
• Embora a precisão da dimensão seja baixa, o pós-processamento é simples e leva menos tempo.

Aplicações: Pistões, buchas, componentes eletrônicos, válvulas, rolamentos, cárteres de motores, máquinas industriais, etc.

Fundição de investimento

A processo de fundição de molde de investimento é relativamente mais complexo do que o molde em areia. Envolve a preparação de um molde usando padrões de cera conectados em um canal de cera central. Então, material refratário como a cerâmica envolve essa rede. Em seguida, o aquecimento do molde derrete os padrões de cera dentro do refratário e deixa a cavidade com um acabamento liso, por isso também é conhecida como fundição por cera perdida. Em seguida, o líquido é despejado nesta cavidade e o molde é quebrado para a remoção das peças após a conclusão da solidificação.

Benefícios:

• O uso de um padrão de cera permite a confecção de seções ocas, cortes inferiores e canais internos sem inserir o núcleo.
• Estrutura de grão fino e melhor acabamento superficial.
• Boa precisão dimensional (± 0.1 mm)
• Peças de paredes finas com geometrias complexas

Aplicações: Componentes militares e de aeronaves, como peças de motores, componentes de plantas industriais, motores automotivos e sistemas de escapamento, implantes e instrumentos médicos, etc.

Fundição

Esta fundição usa moldes permanentes (chamados de matrizes) feitos de materiais fortes, como aço para ferramentas endurecido. É normalmente usado para materiais como zinco, alumínio, cobre e estanho. O processo de fundição sob pressão inclui a fusão da matéria-prima em um forno, que pode ou não estar acoplado à máquina de fundição. Então, o êmbolo hidráulico ou mecanismo de injeção transfere o líquido para a matriz. Enquanto isso, a pressão pode atingir até 25000 psi.

Benefícios:

• Tolerâncias rigorosas e consistência em todos os ciclos de produção
• Menos necessidade de operações de pós-processamento
• Custo-benefício para produção de alto volume

Aplicações: Possui amplo espectro de aplicação; peças automotivas, pás e fuselagens de turbinas de aeronaves, carcaças elétricas, itens industriais, máquinas-ferramentas e eletrodomésticos são alguns exemplos.

Fundição Centrífuga

O método de fundição centrífuga ou rotativa utiliza um molde cilíndrico que gira em torno de seu eixo, e o metal líquido é derramado neste molde rotativo. A força centrífuga empurra o metal vazado contra as paredes do molde, formando uma camada uniforme. Em seguida, a solidificação dá o formato do molde com uma espessura específica.

Benefícios:

• Livre de porosidade devido à alimentação contínua de líquido metálico
• À medida que as peças fundidas centrífugas solidificam internamente, há risco mínimo de bolsas de gás e cavidades de contração.
• A ausência de riser reduz o consumo de material durante a fase de vazamento.
• Uma estrutura densa e homogênea de grãos.

Aplicações: Esta fabricação de fundição é predominantemente utilizada para fabricar itens simétricos, como cilindros ocos, mangas de eixo, canos e tubos, vasos de pressão, formatos de disco, etc.

Fundição de baixa pressão

A pressão do forno de vazamento ou pressurizado acoplado à máquina de fundição normalmente consiste em uma pressão de 0.02 a 0.07 Mpa. O forno de vazamento permanece abaixo do fundido, força o líquido metálico acima com o tubo ascendente e depois o transfere para a cavidade. A pressão contínua é necessária para preencher a cavidade. Uma vez preenchido, os canais de resfriamento resfriam o molde de maneira controlada até que a solidificação completa seja alcançada.

Benefícios:

• A baixa pressão permite um controle preciso do enchimento e elimina a turbulência, reduzindo defeitos como porosidade e retração.
• Alta precisão e fundição detalhada.
• O processo de fundição a baixa pressão é compatível com vários materiais não ferrosos, como ligas de alumínio.
• O enchimento suave também permite a fundição de cantos vivos e geometrias complexas.

Aplicações: Cubo e estrutura de cilindro, cubos de roda, utensílios de cozinha, perfis ocos e complexos personalizados, acessórios, componentes de eletrodomésticos, etc.

Gravidade Die Casting

A injeção de pressão ou o mecanismo de êmbolo são desnecessários para o vazamento do metal durante o processo de fundição por gravidade. Envolve a transferência do material do forno ou panela para o molde por gravidade. Nenhuma outra força influencia o fluxo até que o enchimento esteja completo. Além disso, acomoda principalmente ligas não ferrosas com baixos pontos de fusão, como cobre, zinco, alumínio e magnésio.

Benefícios:

• Estrutura deine, melhores propriedades mecânicas e acabamento superficial.
• A ausência de fluxo de pressão proporciona porosidade mínima nas peças finais.
• Possui ferramentas mais simples do que outros moldes permanentes devido à não necessidade de mecanismo de injeção.

Aplicações: A fundição por gravidade oferece diversas aplicações em muitos setores, incluindo componentes automotivos, peças de máquinas industriais, motores aeroespaciais e elementos de carcaça, itens decorativos, peças para eletrodomésticos e muito mais.

Fundição a vácuo

Como o nome sugere, o processo de fundição a vácuo molda os estados fundidos de metal ou plástico no vácuo. Geralmente, uma bomba ou mecanismo similar remove todo o ar de dentro do molde durante o processo.

Moldes de silicone, como o poliuretano, são usados ​​para moldagem de borracha e plástico. No entanto, outros tipos de moldes e matrizes também são aplicáveis ​​a diferentes materiais fundidos a vácuo. Além disso, esta fabricação de fundição imita algumas características da técnica de moldagem por injeção. Esta estratégia de fundição a vácuo também é adaptável à fundição sob pressão padrão para minimizar o risco de aprisionamento de ar.

Benefícios:

• Alta precisão e exatidão, especialmente para projetos onde os moldes são impressos em 3D.
• Elenco fino com detalhes intrincados
• Elimina o risco de formação de poros no interior do metal fundido.
• Boa capacidade de fundir peças com paredes mais finas

Aplicações: Protótipos funcionais de plástico, implantes médicos e próteses, bens de consumo, painéis de carroceria automotiva e outros componentes, componentes de processamento de alimentos, etc.

Apertando fundição sob pressão

Este método cria as peças pressionando o material líquido e semissólido dentro da matriz. Primeiro, o metal líquido preenche a matriz aberta aquecida, depois as partes superiores a fecham e fornecem pressão através da placa hidráulica anexada ou de outros mecanismos adequados. As peças solidificam sob pressão e proporcionam melhores características de propriedades mecânicas. Além disso, também é conhecido como forjamento de metal líquido.

Existem dois tipos de fundição sob pressão: direta e indireta. No processo direto, o metal fundido preenche a matriz e a metade superior fecha a matriz. Por outro lado, os tipos indiretos injetam primeiro o metal fundido na cavidade, seguido pela aplicação de alta pressão por meio de um punção ou êmbolo.

Benefícios:

• Excelente textura superficial e porosidade mínima.
• Ciclos de produção rápidos.
• A fundição por compressão produz peças precisas (quase no formato final).
• A rápida transferência de calor durante a prensagem resulta em microestruturas finas.

Aplicações: Componentes automotivos de alta resistência, como chassis e suportes de motor, peças aeroespaciais, engrenagens industriais e componentes hidráulicos, peças de dispositivos médicos, etc.

Fundição por espuma perdida

A razão do nome “espuma perdida” é que um padrão de espuma de poliestireno da peça desejada é responsável pela produção do formato final. O padrão é colocado dentro dos materiais refratários, que derretem após o vazamento do material líquido e fornecem a forma após a solidificação. Então, quebrar o molde revela a peça.

Benefícios:

• Geometrias complexas com excelente qualidade de superfície e requisitos mínimos de pós-usinagem.
• A fundição de espuma perdida é compatível com vários materiais, incluindo ferro, aço inoxidável, alumínio e cobre.
• Simplifica a fabricação, reduzindo tempo, mão de obra e desperdício de material.

Aplicações: Protótipos rápidos para testes, cabeçotes de cilindros automotivos e soldagens, conexões de tubos, válvulas, gabinetes de bombas, etc.

Fundição Contínua

A fundição contínua inclui vazamento contínuo, solidificação e remoção de peças em uma linha de produção. A configuração e o processo envolvem uma panela ou forno, e o material flui para a cavidade do molde, passando por um sistema de controle. Posteriormente, um mecanismo de resfriamento (canais de água) no molde reduz a temperatura rapidamente. Assim, ao mesmo tempo que deixa as peças do molde significativamente mais frias, mais spray de água as leva à temperatura ambiente.  

Benefícios:

• É um processo simples, pois a fundição contínua não requer canal, canal de entrada e riser.
• Rendimento nominal de 100%, sem desperdício de material.
• A automação da fundição contínua aumenta a eficiência e a produtividade.

Aplicações: Peças com perfis consistentes, como vigas, colunas, hastes, tiras, tubos, etc.

Materiais Utilizados na Fundição

Diversas ligas ferrosas e não ferrosas são compatíveis com os processos de fundição de metais. A tabela abaixo ilustra os materiais de fundição, suas propriedades e classes resumidamente.

Vantagens da fundição

Formas e geometrias complexas

O processo de fundição pode criar formas e recursos complexos com decatling. Por exemplo, canais e cavidades internas, rebaixos, paredes finas, seções ocas, montagens de múltiplas peças, geometrias assimétricas, etc. Enquanto isso, a razão por trás dessa capacidade é que o metal fundido pode fluir dentro de qualquer cavidade pequena e cantos afiados.

Versatilidade em Materiais

Pode trabalhar com uma variedade de metais e ligas, ferrosos e não ferrosos. Alguns exemplos incluem ferro, aço, zinco, cobre, alumínio e ligas de chumbo. Consequentemente, a ampla versatilidade do material proporciona flexibilidade para escolher o material ideal que atenda às propriedades desejadas. Além disso, a fundição de metais que são difíceis de usinar ou forjar também é facilmente alcançável.

Custo-eficácia

Areia e outros moldes expansíveis são econômicos para pequenos volumes ou protótipos. Por outro lado, os métodos de fundição permanente em matriz ou molde são adaptáveis ​​para fabricação em larga escala, já que os custos únicos de ferramentas podem cobrir até milhões de ciclos. No geral, a fundição é um método de fabricação econômico.

Faixa de tamanho

Qualquer tamanho de peça é moldável, de algumas centenas de gramas a mais de 200 toneladas. Por exemplo, desde um pequeno bloco de motor de motocicleta até uma carcaça de turbina a vapor de grande a grande porte e base para equipamentos industriais.

Alta resistência e durabilidade

O processo de resfriamento controlado para solidificar o molde garante uma estrutura uniforme dos grãos e mantém as mesmas propriedades mecânicas (resistência e tenacidade) em todas as direções. Além disso, técnicas avançadas como tratamento térmico e ligas melhoram a resistência ao desgaste, a resistência à corrosão e a durabilidade geral.

Resíduos reduzidos

Os resíduos de material do canal de entrada, da porta de entrada e do canal podem ser reutilizados em ciclos ou lotes subsequentes, fundindo-os novamente. Portanto, há desperdício mínimo de material na fabricação de peças fundidas, o que reduz o custo de produção e é bom para a sustentabilidade ambiental.

Desvantagens da fundição

Custo inicial e tempo

O custo e o tempo para configurar o molde são mais significativos do que o custo de ferramentas de outras abordagens de fabricação, especialmente para moldes permanentes. Tem impacto no custo de produção por valor nominal da produção em pequena escala. Os longos ciclos de configuração e produção também afetam o tempo de lançamento do projeto no mercado.

Acabamento superficial e precisão

As peças fundidas muitas vezes apresentam acabamento áspero e inconsistência nas dimensões devido à natureza dos materiais de moldagem em processos com moldes de areia e refratários. Como resultado, os produtos fundidos requerem pós-usinagem, como corte e retificação.

Defeitos e Controle de Qualidade

Nas peças fundidas de metal, defeitos podem ser observados devido a gás aprisionado, turbulência de fluxo, resfriamento não uniforme, processo complexo de controle de qualidade e outras causas – por exemplo, porosidade, encolhimento, empenamento e inclusão. Esses defeitos enfraquecem a estrutura física e as propriedades.

Controle de Processo Complexo

Outra desvantagem da fundição é a complexidade do controle do processo, e o controle de muitos parâmetros como temperatura, vazão, pressão, taxa de resfriamento e período de cura torna um desafio controlar o processo com precisão. Além disso, as considerações sobre as propriedades metalúrgicas do material fundido acrescentam complexidade. Como resultado, a percentagem de itens defeituosos e os requisitos de pós-processamento podem aumentar.

Aplicações Industriais de Fundição

Continuando, vamos falar sobre o que está acontecendo em termos de aplicações em vários setores.

Indústria automobilística

A diversidade de aplicações de fundição na indústria automotiva pode ser vista pelo fato de que “o método de fundição sob pressão foi inicialmente inventado para fabricar peças complexas de zinco automotivo”. no cenário atual, os veículos automotivos dependem fortemente da tecnologia de fundição para a produção de peças leves, porém duráveis, que contribuem para a eficiência e o desempenho do combustível, como blocos de motores, cabeçotes e componentes de transmissão. Os recursos de fundição podem criar com precisão as complexidades e recursos complexos dessas peças usando núcleos de inserção e uma abordagem de ferramentas personalizadas. Enquanto isso, a fundição de alumínio facilita peças duráveis ​​e de baixo peso.

• Componentes de motor leves e de alta resistência em fundição de alumínio.
• Peças do chassi, componentes de transmissão de energia.
• Peças para ar condicionado.
• Entrada de combustível, sistema de direção, caixa de câmbio, etc.

Indústria aeroespacial

Os métodos de fundição podem processar materiais leves, como superligas à base de níquel, ligas de alumínio e ligas de magnésio em componentes aeroespaciais complexos. Enquanto isso, o resfriamento e a solidificação controlados melhoram suas propriedades. Assim, beneficia a indústria aeroespacial ao produzir peças leves e duráveis, que melhoram a eficiência de combustível e o desempenho de aeronaves e naves espaciais.

Posteriormente, a fundição de precisão é a mais comum na indústria aeroespacial. No entanto, matrizes, espuma perdida, areia e outros métodos de fundição também prevalecem. O processo de fundição permite a fabricação de peças aeroespaciais com geometrias complexas e canais de refrigeração internos, como blocos de motores, cabeçotes e componentes de transmissão. Outras aplicações incluem;

• Componentes do motor, palhetas da turbina, peças do sistema de combustível, peças do trem de pouso, etc.
• Volutas de entrada e descarga do corpo da bomba.
• Componentes do sistema hidráulico.
• Interiores e peças da sala de controle.

Bens de consumo

A capacidade de fazer designs complexos, como decoração ornamentada, utensílios de cozinha detalhados e panelas duráveis, o torna adequado para muitos bens de consumo. Técnicas como investimento, matriz, espuma perdida e fundição em areia fabricam esses itens. Como os detalhes finos e a estética são essenciais nessas aplicações, os métodos de fundição também garantem a superfície lisa das paredes das cavidades.

• Artigos decorativos, ganchos de parede, molduras, luminárias, etc.
• Maçanetas, maçanetas e outras ferragens semelhantes.
• Utensílios de cozinha, como espátulas, abridores de garrafas, torneiras de pia, bases de liquidificador e bocas de fogão.

Máquinas e equipamentos industriais

A fabricação de peças fundidas mantém as propriedades originais das matérias-primas e pode até aumentá-las com a adição de cargas e aditivos. Conseqüentemente, areia, matriz e outros moldes de fundição podem moldar ligas de alta resistência e resistentes à corrosão, como aço inoxidável, ligas de carbono e alumínio. Além disso, a fundição também é compatível com designs de grande tamanho e peso. Portanto, a fundição pode produzir peças fortes, duráveis, resistentes ao desgaste e à corrosão para máquinas pesadas e plantas industriais. Por exemplo, bombas, caixas de engrenagens, válvulas, componentes de cilindros hidráulicos, mandíbulas trituradoras, rolos de correia transportadora, carcaças personalizadas, etc.

Dispositivos Médicos

Os materiais biocompatíveis cromo, titânio, zircônio e ligas de titânio também podem ser fundidos com precisão usando diferentes técnicas. As peças fundidas proporcionam excelente acabamento, precisão e recursos complexos que são obrigatórios para implantes médicos e instrumentos cirúrgicos para garantir a segurança do paciente. Enquanto isso, areia, matriz e outros tipos de molde também são usados ​​para fabricar caixas de dispositivos, peças de equipamentos de diagnóstico e móveis médicos.

Alguns outros exemplos de aplicação específicos são;

• Substituição personalizada de quadril, articulação de joelho, coluna vertebral e implantes dentários
• Estruturas de válvulas cardíacas, pinças e bisturis cirúrgicos
• Tesouras cirúrgicas e bandejas
• Carcaças de máquinas de ressonância magnética e estruturas de scanners de tomografia computadorizada

Setor de energia

A fundição de materiais de alta resistência, como aço inoxidável, magnésio, alumínio e ligas de zinco, pode criar componentes e produtos para o setor de energia que resistem a altas tensões e condições químicas e ambientais adversas. Além disso, processos como investimento e fundição sob pressão garantem precisão e consistência com defeitos mínimos, o que é essencial para a confiabilidade das usinas de energia.

• Peças de turbinas eólicas como cubos, carcaças de caixas de engrenagens e mainframes com areia e fundição de precisão com alta precisão e integridade estrutural.
• Lâminas de turbina, palhetas e câmaras de combustão com detalhes complexos e tolerâncias restritas.
• Vasos de pressão de reatores nucleares, coberturas centrais e peças de geradores de vapor.
• Painéis de energia solar e componentes EV.

Comparando Fundição e Moldagem por Injeção

Fundamentalmente, o processo de moldagem por injeção também se baseia no princípio de solidificar o material fundido em um formato pré-determinado da cavidade. No entanto, o mecanismo detalhado, as capacidades, a compatibilidade dos materiais e outros aspectos são distintos uns dos outros. A seguir, a elaboração individual do que é fundição e do que é moldagem por injeção mostra as diferenças em profundidade.

O processo de moldagem por injeção

É uma tecnologia de fabricação predominantemente utilizada para a produção em massa de peças termoplásticas, exceto alguns termofixos e metais. O plástico ou metais líquidos são injetados na cavidade do molde em alta pressão; o material flui dentro do molde e ocupa os detalhes da cavidade após a solidificação. Além disso, pinos ejetores ou outros sistemas removem a peça do molde. Normalmente, os moldes de injeção são feitos com ligas de aço de alta resistência.

Diferenciais

• Dimensão consistente e qualidade geral em todos os lotes
• Econômico em grandes volumes
• Ciclo de produção rápido
• Alta automação é possível
• Pode acomodar inserções secundárias e outros tipos de materiais para formar um item singular.

Desvantagens

• Os altos custos de ferramentas e equipamentos são economicamente caros para a produção de pequenos lotes.
• Baixa qualidade e integridade estrutural do que produtos fundidos.
• A versatilidade do material é limitada a polímeros e poucos metais.
• Os componentes de grande porte não são compatíveis com moldagem por injeção.

Aplicações adequadas

Componentes automotivos de alta resistência, hardware aeroespacial de precisão, máquinas para instalações industriais, componentes de energia confiáveis, equipamentos pesados, implantes médicos, etc.

O processo de fundição

A fundição, especialmente as ferramentas de fundição sob pressão, é relativamente semelhante à moldagem por injeção; você pode relacionar a matriz ao molde de injeção. No entanto, há uma diferença principal na aplicação de pressão na fundição sob pressão e na moldagem por injeção. A alta pressão é mantida desde o momento da injeção até que o metal solidifique durante o processo de fundição. Por outro lado, a moldagem por injeção envolve a injeção de plástico ou polímero fundido em uma cavidade sob alta pressão, que é então resfriada para formar uma peça sólida.

Diferenciais

• Cria peças com excelentes propriedades mecânicas e acabamento superficial.
• Capacidade de formas e recursos complexos como rebaixos, canais internos, ranhuras profundas e perfis irregulares.
• Baixo custo de ferramentas e equipamentos.
• Pode produzir essas peças com tamanhos grandes.
• Variedade de opções de materiais; alumínio, aço inoxidável, aço carbono, zinco, magnésio e muito mais.

Desvantagens

• As peças fundidas podem necessitar de pós-usinagem para atender às especificações dimensionais e de acabamento.
• Risco relativamente maior de porosidade, vazios e outros defeitos do que moldagem de plástico.

Aplicações adequadas

Itens de consumo, dispositivos médicos, peças e caixas eletrônicas, engrenagens e buchas industriais, artigos esportivos, eletrodomésticos e recipientes de armazenamento.

Conclusão

Discutimos o que é fundição e outros aspectos, materiais, tipos, prós, contras e aplicações. No geral, é uma tecnologia de fabricação proeminente para peças metálicas complexas com alta resistência, integridade estrutural, resistência ao desgaste e à corrosão e tolerâncias estreitas, adequada para inúmeras aplicações industriais. A diversidade nos métodos de fundição, desde areia até matriz e fundição perdida, pode acomodar inúmeras necessidades de fabricação. No entanto, a escolha da técnica ou método de fundição adequado às suas peças depende do tipo de material, complexidade do projeto, precisão, escala de produção, orçamento, etc.

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