Fundição de investimento vs Fundição sob pressão: qual é adequado para sua aplicação
A fundição é uma técnica de fabricação bem estabelecida, utilizada desde a década de 1890. Duas tecnologias de fundição comumente usadas hoje em dia são a fundição de precisão e a fundição sob pressão . Embora essas técnicas compartilhem os mesmos princípios básicos, existem diferenças específicas entre a fundição de precisão e a fundição sob pressão. A fundição de precisão envolve a injeção de cera em uma cavidade de alumínio, enquanto a fundição sob pressão força o metal fundido para dentro de cavidades de moldes sob alta pressão.
Este artigo fornece uma visão geral dessas técnicas e destaca seus principais benefícios. Ao entender as diferenças entre fundição de investimento e fundição sob pressão, você pode tomar uma decisão informada sobre a melhor opção para o seu projeto.
O que é Fundição de Investimento?
O processo de fundição de investimento gira em torno do princípio de fundição por cera perdida. Implica revestir um molde de cera mergulhando-o em uma pasta de material refratário, resultando em que o molde fique "investido" dentro do material refratário.
Depois que o revestimento final endurece, a cera é derretida pelo calor, deixando para trás uma cavidade do molde no formato do componente. O metal fundido é então derramado na cavidade, substituindo o padrão de cera por metal. O metal esfria e solidifica dentro do molde antes que a peça fundida seja removida.
Principais vantagens da fundição de precisão : Aqui estão os diversos benefícios de usar a fundição de precisão para o seu projeto:
Design flexível: A fundição de precisão permite liberdade de design, tornando-a ideal para peças complexas. É compatível com diversos materiais, incluindo ligas de alumínio, ferro fundido e ligas de metais não ferrosos. Além disso, essa técnica de fundição é altamente adaptável e não apresenta limitações em termos de tamanho, forma ou espessura.
Tolerâncias mais rigorosas e formas complexas: A fundição de precisão é um método de fundição que proporciona tolerâncias rigorosas e consistentes, além de formas complexas. As tolerâncias típicas para peças fundidas por investimento variam entre +/- 0.010 mm e +/- 0.004 mm. Ao contrário de processos similares, a fundição de precisão permite a produção de componentes com formato próximo ao final e com formato final, reduzindo a necessidade de pós-processamento e os custos associados.
Acabamento de Superfície Superior: Os modelos de cera utilizados na fundição de precisão possuem um acabamento micrométrico padrão de 125. Isso resulta em componentes com superfícies precisas e lisas, que superam outros processos de fundição. As peças fundidas por precisão não apresentam linhas de junção, visto que apenas um molde é utilizado em seu processamento. Em alguns casos, operações de acabamento podem não ser necessárias.
Gama de Tamanhos Personalizável: Dependendo das necessidades do seu projeto, a fundição de precisão permite a produção de peças de pequeno e grande porte. Os fabricantes podem fundir peças com peso entre 0.1 kg e 100 kg. Além disso, a fundição de precisão não exige grandes quantidades mínimas de produção, podendo produzir a partir de apenas 10 peças, reduzindo custos.
O que é fundição?
O processo de fundição sob pressão envolve a fusão de ligas não ferrosas e sua injeção em moldes pré-existentes dentro de máquinas de fundição. Existem dois principais tipos de fundição sob pressão utilizados industrialmente.
Processos:
Fundição sob pressão em câmara quente: Este processo envolve a fusão de metais e sua injeção em moldes sob alta pressão, utilizando um sistema hidráulico. É adequado para metais com baixo ponto de fusão, como zinco, magnésio, chumbo e ligas de estanho.
Fundição sob pressão em câmara fria: Ao contrário do processo em câmara quente, a fundição sob pressão em câmara fria consiste em despejar o metal fundido em uma câmara fria antes de injetá-lo no molde. A pressão nesse processo geralmente varia entre 2000 e 20000 psi, sendo adequada para metais com alto ponto de fusão, como o alumínio.
Uma vez que o metal fundido é injetado, ele esfria e solidifica rapidamente para formar a peça fundida final. Os fundidos produzidos por fundição sob pressão podem variar em tamanho e peso, tornando-os adequados para várias aplicações.
Principais vantagens da fundição sob pressão: Embora a fundição sob pressão apresente vantagens e desvantagens, os principais benefícios do processo são os seguintes:
Elevadas propriedades mecânicas: As peças fundidas produzidas por fundição sob pressão apresentam excelentes propriedades mecânicas. À medida que o metal fundido se solidifica sob pressão, o produto resultante apresenta-se compacto, fino e cristalino. Esses componentes são rígidos, oferecendo alta resistência, dureza, condutividade e durabilidade.
Alta Precisão Dimensional: A fundição sob pressão produz componentes que mantêm sua precisão dimensional por um longo período. Além disso, mantém tolerâncias mais rigorosas com variações mínimas. Como resultado, esse processo é adequado para a fabricação de peças complexas de máquinas que exigem altos padrões de precisão, eliminando a necessidade de usinagem posterior.
Cria peças complexas de paredes finas: A fundição sob pressão de alumínio , em particular, permite a produção de componentes leves e complexos com excelentes relações resistência/peso. Essa vantagem a diferencia de muitos outros métodos de fundição de metais. A fundição sob pressão pode criar peças de alumínio com uma espessura de cerca de 0.5 mm, e peças de zinco podem ter uma espessura de parede de apenas 0.3 mm.
Acabamento de Superfícies Lisas: Os componentes fundidos sob pressão apresentam superfícies consistentemente lisas e cristalinas. Matrizes bem projetadas e condições adequadas resultam em peças lisas e de alta qualidade, que geralmente exigem operações mínimas de pós-processamento. Isso contribui para reduzir o tempo total do ciclo de produção.
A fundição de precisão e a fundição sob pressão oferecem vantagens distintas, dependendo dos requisitos do seu projeto. A fundição de precisão proporciona flexibilidade de design, tolerâncias mais rigorosas, formas complexas, acabamento superficial superior e uma gama de tamanhos personalizável. Por outro lado, a fundição sob pressão oferece elevadas propriedades mecânicas, precisão dimensional, a capacidade de criar peças complexas de paredes finas e acabamentos superficiais lisos. Considere as características e necessidades específicas da sua aplicação para determinar o método de fundição mais adequado.
Uma comparação detalhada: fundição de cera perdida x fundição sob pressão
Agora que você entende os dois processos e suas principais vantagens, é hora de comparar a fundição de cera perdida com a fundição sob pressão. A tabela abaixo resume sucintamente suas diferenças para lhe dar uma visão mais clara.
Fundição de investimento | Fundição | |
Processo de Trabalho | Forma moldes com pasta de cerâmica líquida | Força o metal fundido na cavidade da matriz em alta pressão |
Seleção de materiais de fundição | Metais ferrosos e não ferrosos | Metais não ferrosos |
Complexidade de design | Alta flexibilidade de design | Flexibilidade considerável |
Tamanho da peça | Peças de pequeno a médio porte | Partes maiores |
Tratamento da superfície | Melhor acabamento de superfície | Bom acabamento superficial |
Volume de produção | Menos de 10,000 unidades | Mais de 10,000 peças |
Tolerância | +/-0.005 polegadas | Padrão: +/-0.010 polegadas |
Tempo de Ciclo | Horas de transmissão | Até 100 disparos por minuto |
Aplicações | Indústrias aeroespacial, de armas de fogo, militar, automotiva, energética, comercial e de bebidas | Produtos de consumo, industriais e comerciais |
Vamos fazer uma comparação mais detalhada com base nas seguintes seções:
Processo de trabalho:
O processo de fundição de investimento começa com a criação de um padrão de cera, que é usado para produzir o produto final desejado. O operador coloca as ceras no fundo do sprue e as mergulha repetidamente em um molde de cerâmica. Uma vez que a cerâmica endurece e toma a forma da peça fundida, o molde é aquecido para derreter a cera. O metal fundido é então derramado na cavidade do molde e, depois que o metal esfria e solidifica, o molde é quebrado para remover a peça fundida.
Por outro lado, a fundição sob pressão envolve a injeção de metal líquido em uma cavidade a alta pressão. Os técnicos usam uma ferramenta de aço endurecido para criar árvores de cavidades que têm a forma dos produtos necessários. O metal fundido é colocado em uma luva e forçado para dentro da cavidade da matriz usando um pistão, aplicando pressão contínua à medida que o metal preenche a matriz. Assim que o metal esfria, o operador remove a árvore e extrai o componente. Normalmente, a peça exigirá usinagem secundária para um acabamento completo.
Seleção de materiais de fundição:
A fundição de investimento é adequada para uma ampla gama de ligas metálicas e funciona bem com metais ferrosos e não ferrosos. Este processo de fundição pode acomodar materiais como aço inoxidável, cobre, alumínio, zinco e muito mais. Ele também permite a fundição de ligas que podem ser difíceis de usinar.
Por outro lado, a fundição sob pressão é ideal para metais não ferrosos, incluindo ligas de alumínio, zinco, cobre, chumbo e magnésio. Portanto, a fundição de cera perdida oferece uma gama mais ampla de opções de materiais em comparação com a fundição sob pressão.
Complexidade do projeto:
Ao comparar a fundição de investimento com a fundição sob pressão, a geometria do projeto desempenha um papel crucial. A fundição de cera perdida pode atingir dimensões mais precisas, componentes de paredes finas e outras geometrias complexas. Essa técnica oferece maior flexibilidade de projeto, permitindo a incorporação de vários recursos de projeto e a fundição de peças complexas.
Embora a fundição sob pressão possa produzir componentes maiores e produzir bons resultados dimensionais, ela não pode oferecer o mesmo nível de complexidade que a fundição de cera perdida.
Tamanho da peça
A fundição de cera perdida acomoda componentes de 0.02 kg até cerca de 100 kg. No entanto, existem algumas limitações quanto ao tamanho das peças para este processo. Isso ocorre devido à necessidade de fechar com segurança o padrão de cera para o jito da ferramenta para garantir imersão repetida na pasta de material refratário.
Por outro lado, a fundição sob pressão pode produzir componentes muito maiores com menos limitações de tamanho. Você pode basicamente obter qualquer tamanho passado com este processo. No entanto, a criação de peças grandes com fundição sob pressão exigirá ferramentas e custos unitários maiores.
Tratamento da superfície
Ao comparar fundição sob pressão com fundição de cera perdida, você verá que o acabamento da superfície em uma fundição de cera perdida é melhor do que com um componente fundido. A tolerância precisa padrão para este processo é IT5-6, e você pode obter até 125 micro acabamentos. Isso reduz ou elimina a necessidade de usinagem secundária.
Os acabamentos das superfícies de fundição sob pressão também são bons o suficiente. No entanto, as peças feitas com este processo exigirão usinagem adicional para alcançar os resultados desejados.
Volume de produção
A fundição de investimento é muito mais adequada para execuções de produção de baixo volume, geralmente menos de 10,000 unidades. Por outro lado, a fundição sob pressão é ideal para projetos de alto volume e produções maiores de mais de 10,000 peças, pois pode produzir entre 100 e 2000 peças por hora. Embora o custo do molde possa ser alto, um molde pode produzir até um milhão de componentes. Além disso, o processo garante excelente repetibilidade e consistência, tornando-o ideal para grandes tiragens.
Tolerância
Tanto a fundição de investimento quanto a fundição sob pressão podem produzir tolerâncias boas e apertadas. No entanto, as capacidades de tolerância de um processo de fundição dependem muito do tipo de material usado e da forma da peça.
A regra geral é que peças menores têm maior precisão dimensional. Portanto, a fundição de investimento oferece mais em tolerâncias apertadas (cerca de +/-0.005 polegadas) quando se trata de componentes menores. No entanto, grandes fundições de investimento geralmente perdem algumas de suas precisões dimensionais. Nesses casos, a fundição sob pressão será a melhor opção para peças grandes porque pode oferecer tolerâncias padrão de +/-0.010 polegada e tolerância de precisão de até +/-0.002 polegada.
Tempo de Ciclo
A fundição de investimento convencional é bastante demorada, exigindo algum trabalho e horas de fundição. Por outro lado, a fundição sob pressão tradicional pode produzir até 3 a 4 disparos por minuto. A fundição multifacetada pode criar mais de 45 disparos por minuto ou até 100 disparos por minuto para componentes menores. Fundições sob pressão são frequentemente produzidas com automação completa, envolvendo pouco ou nenhum envolvimento humano.
Fundição de investimento versus fundição sob pressão: qual é mais econômica?
O volume de produção desempenha um papel importante ao comparar o custo de produção para fundição de investimento versus fundição sob pressão. Se você estiver trabalhando com um grande volume de produção de mais de 10,000 peças, a fundição sob pressão será mais econômica do que a fundição de cera perdida. Como há mais automação com fundição sob pressão, os fabricantes podem produzir mais peças em um curto período.
Por outro lado, a fundição de investimento é muito mais econômica para pequenos volumes de produção de menos de 10,000 peças. Máquinas de fundição sob pressão são mais caras e execuções de baixo volume não podem compensar o custo de fundição sob pressão. A fundição de investimento requer menos maquinário, economizando assim custos de ferramentas. Além disso, as fundições de investimento muitas vezes não precisam de usinagem secundária. Como resultado, você pode economizar ainda mais nos custos de usinagem.
Se você está com dificuldades para decidir qual a melhor técnica para o seu projeto, precisa buscar ajuda profissional. A Dongruncasting está pronta para oferecer os melhores e mais confiáveis serviços de fundição de precisão e fundição sob pressão. Nossos técnicos experientes dominam essas tecnologias de fundição e fornecerão consultoria especializada para ajudá-lo a obter os melhores resultados para o seu projeto.
Nossa plataforma de cotação on-line também fornece cotação instantânea quando você carrega seus arquivos de projeto, com relatórios de análise DFM para otimizar seu projeto para redução de custos. Carregue seu arquivo CAD hoje e vamos começar!
Conclusão: Fundição sob pressão vs Fundição de cera perdida, qual se adapta melhor às suas necessidades?
Embora a fundição sob pressão e a fundição de investimento sejam técnicas bem estabelecidas, elas são mais adequadas para diferentes aplicações. A escolha do método de fundição dependerá de suas necessidades específicas. Por exemplo, a fundição sob pressão é melhor para criar um grande lote de peças de forma rápida, econômica e com boa consistência. Por outro lado, a fundição de investimento é preferida para produtos menores com recursos complexos ou intrincados.
A fundição sob pressão também é adequada apenas para metais não ferrosos como alumínio, zinco, cobre, etc. No entanto, a fundição de cera perdida será sua melhor escolha se você precisar fazer uma peça de metais ferrosos como aço inoxidável. Geralmente, seus requisitos de fabricação determinarão o melhor processo a ser escolhido.
ZheJiang Dongrun Casting Industry Co,. foi construído em 1995, estamos na indústria de fundição há mais de 25 anos. Não importa o tipo de moldagem que você precisa, somos o fornecedor certo para o seu trabalho. Ao contrário de outros concorrentes, oferecemos quatro tipos de fundidos.
A Dongrun Casting tem 20000 mil metros quadrados de instalações e 200 equipamentos de produção e teste, desde cotação e design de ferramentas até fundição e usinagem acabada, podemos trabalhar com você em todas as fases. Atendemos uma ampla variedade de indústrias - desde empresas da Fortune 500 até OEMs de pequeno e médio porte. Nossos produtos incluem:
❖ Indústria de Serviços Públicos ❖ HVAC | ❖ Peças arquitetônicas |
Navegue pelo nosso showroom online para ver o que podemos fazer por você. Em seguida, envie-nos um e-mail para dongrun@dongruncasting.com com suas especificações ou dúvidas hoje mesmo.