O processo de fundição de metal é vital para o fabrico de componentes metálicos utilizados em várias indústrias. O processo envolve o derramamento de metal fundido num molde para criar a forma da peça desejada. O metal fundido arrefece e solidifica no molde, dando a forma desejada à peça. Existem diferentes tipos de processos de fundição de metal, cada um com as suas próprias vantagens e desvantagens.
Fundição em areia
A fundição em areia é um dos tipos mais populares de processos de fundição de metal no fabrico. O processo envolve o fabrico de moldes a partir de uma mistura de areia, argila e água. O modelo é pressionado na areia e o metal fundido é vertido na cavidade. Depois de o metal solidificar, o molde de areia é quebrado para revelar o produto acabado. Este método é económico e adequado para a produção de componentes de média a grande dimensão.
Vantagens da fundição em areia:
- Vasta gama de aplicações: A fundição em areia é adequada para vários metais, incluindo ferro, aço, alumínio, cobre, magnésio, etc.
- Baixo custo de fabrico: Em comparação com outros métodos de fundição, o custo do equipamento e das ferramentas para a fundição em areia é baixo.
- Elevada flexibilidade: a fundição em areia pode produzir peças fundidas de várias formas e tamanhos, adequadas para a produção de peças pequenas a grandes.
- Prototipagem: A fundição em areia é um método comum para fazer protótipos, e as amostras podem ser produzidas rapidamente através de moldes de madeira.
Desvantagens da fundição em areia:
- Baixa precisão dimensional: A precisão dimensional da fundição em areia é relativamente baixa, dificultando a obtenção de alta precisão e requisitos de tolerância apertados. Os moldes de fundição em areia e os moldes de areia podem estar sujeitos a um certo encolhimento e deformação, resultando em incerteza no tamanho da fundição.
- Baixa eficiência de produção: O ciclo de produção da fundição em areia é relativamente longo, porque o processo de preparação de moldes de areia e moldes de areia é complicado. Além disso, a fundição em areia é geralmente adequada para a produção de pequenos lotes ou peças únicas, e não é eficiente para a produção em massa.
- Limitações do núcleo de areia: Os núcleos de areia são frequentemente necessários em peças que requerem cavidades internas ou tubos. No entanto, a preparação e o posicionamento do núcleo podem ser difíceis e pode haver limitações para estruturas internas mais complexas.
A fundição em areia é amplamente utilizada nos sectores automóvel, aeroespacial, fabrico de maquinaria, equipamento agrícola e outros domínios para fabricar peças de grandes dimensões, componentes de formas complexas e produção de pequenos lotes.
Fundição por cera perdida
A fundição por cera perdida é um processo que envolve a criação de um padrão de cera de um componente. O padrão de cera é depois encapsulado num invólucro de cerâmica. Quando o invólucro é cozido, a cera derrete e o metal fundido é vertido na cavidade. Depois de o metal solidificar, o invólucro de cerâmica fende-se para revelar o produto acabado. Este método é ideal para a produção de componentes complexos e pormenorizados.
Vantagens da fundição por cera perdida:
- Elevada precisão e complexidade: Capacidade para produzir peças metálicas de elevada precisão e formas complexas, incluindo estruturas internas, paredes finas e pormenores, etc.
- Excelente qualidade de superfície: A fundição por cera perdida pode proporcionar superfícies lisas e de grão fino, reduzindo a necessidade de maquinagem e preparação de superfícies subsequentes.
- Vasta gama de materiais: adequado para uma variedade de metais e ligas, incluindo aço, aço inoxidável, cobre, alumínio, ligas de níquel, etc.
- Consistência dimensional: Capaz de replicar tamanhos e formas altamente consistentes para cumprir requisitos de engenharia rigorosos.
Desvantagens da fundição por cera perdida:
- Ciclo de fabrico longo: O ciclo de fabrico da fundição por cera perdida é relativamente longo. Envolvendo vários passos, como a preparação do padrão de cera, o revestimento, a cozedura, o investimento, o arrefecimento e a quebra do molde, é preciso paciência e tempo para completar todo o processo.
- Perda de revestimento: Os padrões de cera na fundição por cera perdida são derretidos e perdidos, pelo que é necessário criar novos padrões de cera para cada ciclo de produção. Este facto aumenta o custo de produção e o tempo de ciclo, especialmente para a produção de grandes volumes.
- Limitações de design: A fundição por cera perdida impõe certas limitações a determinadas caraterísticas e formas de design. Estruturas internas complexas, detalhes finos ou peças de paredes finas podem ser limitadas e exigir ajustes e optimizações adicionais do processo.
A fundição por cera perdida é amplamente utilizada na indústria aeroespacial, automóvel, dispositivos médicos, equipamento industrial e outros domínios para fabricar componentes complexos, peças de precisão, obras de arte e jóias.
Fundição injectada
A fundição injetada é o processo de injeção de metal fundido em uma cavidade de molde sob alta pressão. O molde é feito de duas matrizes de aço endurecido concebidas para criar formas complexas com elevada precisão. O processo é adequado para a produção de grandes volumes de componentes de pequena e média dimensão com excelente precisão dimensional e acabamento superficial.
As vantagens da fundição sob pressão incluem:
- Elevada precisão e complexidade: Capacidade para fabricar peças com elevada precisão, formas e pormenores complexos.
- Produção rápida: O ciclo de produção é relativamente curto, adequado para a produção em massa.
- Excelente qualidade de superfície: A fundição sob pressão pode proporcionar uma qualidade de superfície suave e delicada, reduzindo a necessidade de processamento subsequente.
- Elevada resistência e durabilidade: As peças fundidas sob pressão têm normalmente excelentes propriedades mecânicas e durabilidade.
- Diversidade de materiais: Pode ser utilizado para fundir uma variedade de ligas de metais não ferrosos, tais como ligas de alumínio, ligas de zinco, ligas de magnésio, etc.
Desvantagens da fundição injectada:
- Limitações de complexidade: Embora a fundição injetada possa produzir peças com formas e detalhes complexos, para algumas geometrias especiais e estruturas internas, o projeto e a fabricação de moldes podem ser limitados. Certas formas podem exigir peças de molde adicionais ou um manuseamento especial.
- Defeitos de superfície: Devido à injeção a alta pressão e ao arrefecimento rápido, as peças fundidas sob pressão podem apresentar alguns defeitos de superfície, tais como orifícios de sopro, orifícios de retração, cortes a frio, etc. Estes defeitos podem exigir etapas adicionais de maquinagem ou manuseamento para serem reparados ou ocultados.
- Desafios das alterações de projeto: Uma vez fabricado um molde de fundição sob pressão, as alterações e revisões do projeto do molde são difíceis e dispendiosas.
A fundição injectada é amplamente utilizada em automóvelA indústria aeroespacial, eletrónica, electrodomésticos, etc., para produzir várias peças metálicas, tais como peças de motores e engrenagens, caixas electrónicas, conectores, etc.
Fundição em molde permanente
A fundição em molde permanente envolve a fundição de uma peça utilizando um molde reutilizável, normalmente feito de metal. O processo é adequado para produzir formas complexas com elevada precisão dimensional e acabamento de superfície liso. O metal é vertido no molde e, quando solidifica, a peça sai do molde.
Vantagens da fundição em molde permanente:
- Elevada eficiência de produção: Em comparação com a fundição em areia, a fundição em molde permanente tem uma velocidade de produção mais rápida e é adequada para a produção em massa.
- Maior qualidade da superfície: A fundição em molde permanente pode proporcionar um melhor acabamento e precisão da superfície, reduzindo a necessidade de processamento posterior.
- Excelente consistência dimensional: A estabilidade e a possibilidade de reutilização do molde podem garantir a consistência dimensional da peça fundida.
- Elevada densidade e resistência: As peças fundidas a partir de moldes permanentes têm geralmente uma elevada densidade e resistência.
- Diversidade de materiais: a fundição em molde permanente é adequada para uma variedade de ligas metálicas, incluindo ligas de alumínio, ligas de cobre, ligas de zinco, etc.
Disadvantages of permanent mold casting:
- High initial cost: Permanent mold casting has a high initial cost compared to some other casting methods.
- Restricted shapes and designs: Due to the limitations of the permanent mold, the casting process may have limitations for certain shapes and designs.
- Limited production speed: Compared to high-pressure casting methods such as die casting, permanent mold casting has a slow production speed.
Permanent mold casting is widely used in the automotive, aerospace, electronics, home appliances and other industries to produce various metal parts such as auto parts, motor housings, pipe joints, etc.
In conclusion, the metal casting process is necessary for the production of various metal components used in different industries. Each process has its own unique advantages and disadvantages, and choosing the right method depends on the complexity of the part, required precision, surface finish and throughput. By choosing the right process for your application, you can ensure the best possible results. Whether you need parts for machinery, automotive, or any other industry, Metal Casting is sure to meet your needs.
