Fundição sob pressão automotiva Produtos que são utilizados no setor automobilístico, que passou por várias mudanças nas últimas décadas, incluindo desempenho, eficiência e sustentabilidade. Os principais valores que impulsionam esse negócio. Fundição sob pressão automotiva é uma das tecnologias cruciais na lista de possíveis processos de fabricação que trouxeram essa mudança. Ela permite que os fabricantes de veículos automotores produzam peças complicadas, leves e altamente reforçadas com muita precisão e confiabilidade.
A fundição sob pressão agora é essencial em blocos de motor e caixas de transmissão, bem como em peças estruturais e gabinetes de veículos elétricos (EV). Este é o guia detalhado sobre tudo sobre fundição de alumínio automotivo, Como fazemos isso e quais materiais usamos, os prós e as possibilidades dos futuros fornecedores de fundição sob pressão sobre como esses veículos se moldarão no futuro.
Fundição sob pressão automotiva é uma tecnologia de fundição de metal por meio da qual metais fundidos sob alta pressão, geralmente alumínio, magnésio ou zinco, são forçados a entrar em uma forma de aço reutilizável conhecida como molde de fundição sob pressão. Após o congelamento, a seção solidificada é ejetada, e a seção é limpa e refinada para atender às especificações exigidas.
Ele é usado para fabricar milhares (ou até milhões) de peças automotivas idênticas com alta precisão, tolerâncias estreitas e acabamentos de superfície elevados. Devido à sua eficiência e custo-benefício, tem sido a opção ideal para a produção em massa de peças leves no setor automotivo.
A fundição sob pressão é um componente importante do setor automotivo, pois ajuda a atingir os seguintes objetivos principais, contribuindo para o desempenho, a eficiência e a qualidade do veículo:
Essa é uma maneira direta de reduzir o peso de um veículo, o que leva a uma melhor economia de combustível e a uma diminuição das emissões. A fundição de alumínio substitui componentes pesados de aço por componentes leves, mas resistentes, ajudando assim as montadoras a cumprir os padrões globais de sustentabilidade e emissão.
Os modelos de carros modernos exigem contornos complicados e elementos comprimidos. A fundição sob pressão produz as geometrias complexas em um único processo e reduz os níveis de montagem e integridade estrutural em todas as peças.
Esse é um recurso em que as peças automotivas precisam ter as tolerâncias adequadas para se encaixar e operar corretamente. A fundição sob pressão garante alta precisão na produção de grandes volumes, tornando-a menos variável e eliminando o processamento secundário.
Os componentes fundidos sob pressão têm superfícies inerentemente lisas, portanto, há uma redução no pós-processamento, o que melhora a estética e o desempenho. Ele também pode ser facilmente revestido, pintado e protegido contra corrosão.
Esse processo pode produzir várias unidades em um curto espaço de tempo, com qualidade idêntica em cada unidade, e é por isso que está entre as formas mais baratas de lidar com a fabricação de carros em larga escala. O processo também leva a uma diminuição considerável do desperdício de material, o que também reduz o custo total de produção sem interferir na qualidade.
Veja a seguir as diferentes etapas do processo de fundição automotiva;
Começa com o projeto do molde automotivo fundido sob pressão, que é um molde de aço usado para obter a forma do metal fundido com precisão. Os moldes são fabricados para serem duráveis e frescos, em muitos casos criados com equipamentos CAD/CAM de ponta para atender à melhor finalidade possível.
Os moldes são feitos de duas metades, a fixa (matriz de cobertura) e a móvel (matriz ejetora), que determinam conjuntamente a geometria da peça final. Essa é uma etapa importante, pois um projeto de molde eficaz tem influência direta sobre a qualidade do produto e a eficiência da produção.
Durante a fundição de alumínio automotivo, os lingotes de alumínio são fundidos em um forno que usa alta eficiência para manter uma temperatura baixa, que é cuidadosamente regulada para garantir a fluidez e a pureza. Todos os defeitos são eliminados antes da injeção para evitar falhas na peça fundida.
Também é importante que os cuidados sejam tomados durante o processo de fusão, pois qualquer pequena mudança de temperatura pode comprometer a resistência, a densidade e o acabamento geral da peça.
A cavidade do molde é pressurizada a uma pressão extremamente alta, geralmente entre 1.500 e 25.000 psi, e o alumínio fundido é injetado sob essa pressão por meio de um mecanismo de êmbolo ou pistão. Essa pressão é inacreditável, pois garante que o metal preencha todas as partes individuais da cavidade do molde antes de começar a esfriar.
Esse processo é feito em milissegundos e, portanto, permite que os fabricantes criem componentes automotivos de fundição sob pressão multifacetados e detalhados com extrema precisão e menos porosidade.
Quando injetado, o metal fundido se solidifica rapidamente no molde de fundição sob pressão e endurece posteriormente. Canais de água ou sistemas de resfriamento à base de óleo são usados para controlar a taxa de resfriamento, de modo que seja possível obter uma solidificação uniforme.
O resfriamento adequado do produto pode melhorar a resistência mecânica, além de minimizar as tensões internas para criar peças automotivas confiáveis e duráveis.
Depois de solidificada, as duas metades do molde são abertas e a peça solidificada é ejetada por meio de pinos ejetores automatizados. Essa ação precisa ser bem cronometrada; caso contrário, a peça recém-fundida será arruinada ou distorcida.
Os sistemas de ejeção automatizados ajudam a manter uma boa consistência dos ciclos, e é necessário menos tempo para manusear o sistema, o que permite realizar todo o processo automatizado de fundição sob pressão com mais rapidez e eficiência.
Qualquer excesso de metal na forma de sprues, runners ou flash é cortado com o auxílio de sistemas de corte mecânicos ou automatizados. Dependendo dos resultados desejados, após o corte, as peças podem passar por várias atividades, como usinagem, polimento, revestimento ou pintura para obter a aparência final desejada.
Essa última etapa melhora a aparência e a funcionalidade do componente para se adequar aos altos padrões que devem ser atendidos durante a produção do setor automotivo atual.
Embora existam vários metais que podem ser usados na fundição sob pressão, a seleção dependerá das considerações de resistência, peso e custo. O resumo abaixo mostra os materiais mais frequentemente usados na fundição automotiva, suas principais propriedades e aplicações.
| Material | Ligas comuns | Principais propriedades/valores | Aplicações típicas |
| Ligas de alumínio | A380, A383, A360, ADC12 | Densidade: ~2,7 g/cm³ - Alta relação força/peso - Excelente resistência à corrosão e ao calor - Ponto de fusão ~660°C | Blocos de motor, carcaças de transmissão, gabinetes de bateria de EV |
| Ligas de magnésio | AZ91D, AM60, AM50 | Densidade: ~1,8 g/cm³ - 33% mais leve que o alumínio - Boa capacidade de amortecimento - Ponto de fusão ~650°C | Volantes, estruturas de assentos e suportes internos |
| Ligas de zinco | Zamak 3, Zamak 5, ZA-8 | Densidade: ~6,6 g/cm³ - Alta resistência e precisão nos detalhes - Baixo ponto de fusão ~420°C | Maçanetas, suportes, travas e peças de acabamento das portas |
| Ligas de cobre | C18200, C95400 | Densidade: ~8,9 g/cm³ - Excelente condutividade elétrica e térmica - Superior resistência ao desgaste | Conectores elétricos, dissipadores de calor, barramentos de EV |
| Ligas de aço | AISI 4140, AISI 4340 | Densidade: ~7,8 g/cm³ - Alta resistência à tração (>900 MPa) - Rigidez e resistência à fadiga excepcionais | Suportes de segurança, trem de força, peças de reforço |
A capacidade de fundição sob pressão, especialmente no setor automotivo, é essencial em quase todos os processos envolvidos na fabricação de um veículo para proporcionar resistência, precisão e desempenho leves. Os componentes automotivos típicos fundidos sob pressão são:
A tendência crescente da fundição de alumínio para automóveis se deve ao seu desempenho, ao baixo custo e à sustentabilidade:
Apesar das inúmeras vantagens da fundição sob pressão automotiva, há vários desafios com os quais os fabricantes e fornecedores são obrigados a lidar:
Os fornecedores de fundição sob pressão são fundamentais para determinar a qualidade, a confiabilidade e a novidade na produção automotiva. Seu conhecimento não se limita à produção; eles também são parceiros na otimização de projetos, testes de materiais e sustentabilidade.
Os principais fornecedores investem em:
As empresas listadas como alguns dos fornecedores mundialmente famosos do setor automotivo estão localizadas nos Estados Unidos, na China, na Alemanha e no Japão, que fornecem soluções completas de fundição automotiva global para montadoras de todo o mundo.
As tecnologias de fundição sob pressão automotiva evoluirão rapidamente na próxima década, principalmente com a transição do mundo para o uso de carros elétricos e autônomos.
A Tesla foi a primeira a praticar a fundição Giga, que consiste em fundir máquinas de fundição sob pressão muito grandes para produzir estruturas de carros grandes e individuais, reduzindo o número de peças, o tempo e o custo da montagem e das peças.
À medida que os veículos elétricos começam a ganhar cada vez mais popularidade, os invólucros de bateria e as carcaças de motor muito maiores e complicados dos veículos elétricos estão sendo produzidos com fundição sob pressão.
Sensores e sistemas de IA conectados à IoT estão sendo incorporados para rastrear as condições do molde, o fluxo de metal e o resfriamento em tempo real.
Os fabricantes também estão implementando a reciclagem em circuito fechado, fontes renováveis de energia e o uso de revestimentos ecologicamente corretos para garantir que o processo se torne mais amigável ao meio ambiente.
Novos desenvolvimentos na composição de ligas também estão criando materiais mais leves, mais fortes e mais resistentes ao calor, que se encaixam nos carros da próxima geração.
Para concluir, o “Automotive diecasting” é o ponto forte dos veículos atuais. Funciona bem tanto para veículos elétricos quanto para motores de combustão interna. Além disso, pode produzir peças complexas. Além disso, possui peças leves e duráveis com alta repetibilidade.
Com as mudanças tecnológicas, a fundição sob pressão de alumínio automotivo será ainda mais utilizada para garantir que as montadoras atinjam suas metas de desempenho, eficiência e sustentabilidade. O futuro desse setor é ainda mais promissor devido ao projeto avançado de moldes de fundição sob pressão, aos fornecedores de fundição sob pressão automotiva de última geração e assim por diante.
Q1: Qual é a aplicação da fundição sob pressão automotiva?
Peças leves e complexas, como blocos de motor, carcaças de transmissão e gabinetes de bateria de veículos elétricos, com alta precisão e resistência, são fabricadas com fundição sob pressão automotiva.
P2: O que torna o alumínio tão popular no die-cast automotivo?
Os especialistas recomendam o alumínio porque ele tem uma correlação perfeita entre leveza, força, resistência à corrosão e condutividade térmica e, portanto, é adequado para o setor automotivo que exige desempenho e eficiência de combustível.
P3: Qual é a vida útil de um molde fundido?
Um bom molde automotivo fundido sob pressão tem um ciclo de vida de 100.000 a 200.000 ciclos, dependendo novamente do material, do projeto e das práticas de manutenção.
Q4: Quais são os principais processos de fundição sob pressão?
Essas duas são a fundição sob pressão de alta pressão (HPDC) e a fundição sob pressão de baixa pressão (LPDC). O HPDC é aplicado à produção em massa, e o LPDC foi considerado melhor em termos de propriedades mecânicas.
Q5: Os veículos elétricos (EVs) podem usar fundição sob pressão?
Com certeza. A fundição sob pressão teria um papel importante nos EVs, Fundição de veículos elétricos Os produtos incluem carcaças de baterias de EV e carcaças de motores, bem como componentes de chassi leves, para aumentar o alcance e a eficiência.
Q6: Quais são os melhores fabricantes de fundição sob pressão automotiva?
O líder fabricantes de fundição sob pressão automotiva são empresas da China, Alemanha, Japão e EUA, especializadas na fabricação e especialização em fundição de precisão e OEM internacional com parceiros em todo o mundo, incluindo Ryobi, Dynacast e Nemak. A CNM Tech também é um dos melhores fornecedores de fundição sob pressão automotiva.
