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A fundição de metais é um importante processo de fabricação utilizado em diversos setores. A fundição de metais envolve o vazamento de metal fundido em um molde que permite que o metal resfrie e solidifique, criando assim a peça necessária. A fundição de metais pode produzir peças metálicas com geometrias complexas, sendo utilizada na indústria automotiva para produzir peças de motor e na indústria aeroespacial para produzir peças resistentes ao calor. A maioria dos produtos e equipamentos utilizados no dia a dia também provém do processo de fundição.

A otimização das operações de fundição de metais nos permite aumentar a produtividade sem comprometer a qualidade do produto. Com o avanço da tecnologia, as áreas de aplicação da fundição de metais continuam se expandindo. Ao mesmo tempo, o gerenciamento aprimorado das operações de fundição de metais promoveu ainda mais sua aplicação no setor de manufatura de ponta. A fundição de metais oferece uma solução estável para a produção moderna.

O que é fundição de metal?

Fundição de metais é um processo de produção de peças metálicas . O metal é aquecido a uma temperatura muito alta até se tornar líquido e, em seguida, o metal líquido é despejado em um molde. O formato do molde determinará o formato do produto final. O metal endurece ao esfriar no molde, momento em que a peça moldada pode ser removida.

Este método pode ser usado para produzir peças metálicas de qualquer tamanho e formato. No processo de fundição de metais em forno, um forno é utilizado para aquecer o metal até o ponto em que ele derrete. A fundição de metais é utilizada em diferentes aplicações: peças de automóveis, peças de máquinas e utensílios domésticos podem ser fabricados usando este processo.

Esse processo pode ser usado para produção em massa, já que um molde pode ser usado várias vezes. Enquanto isso, a fundição de metal em forno pode reduzir efetivamente o consumo de energia na produção em larga escala, por exemplo, na fabricação de blocos de cilindros de motores automotivos, a fundição de metal em forno é um elo fundamental para atingir a produção em massa.

Quais metais e ligas são mais comumente usados para fundição?

1. Ferro fundido

É o material de fundição mais econômico e conveniente, composto principalmente de ferro fundido cinzento, ferro dúctil e ferro maleável:

• O ferro fundido cinzento tem bom amortecimento de vibração e resistência ao desgaste, ampla aplicação na fabricação de blocos de motor, leitos de máquinas-ferramenta e outras peças básicas.
• O ferro fundido dúctil tem boa resistência e boa tenacidade, sendo amplamente aplicado na fabricação de virabrequins, engrenagens e outras peças mecânicas importantes.
• O ferro fundido dúctil é usado principalmente na fabricação de conexões de tubos e componentes de conectores.

O preço do material de ferro fundido é baixo, a qualidade da fundição é boa e a maior quantidade de metal fundido na produção industrial.

2. Aço fundido

• A fundição de aço é usada principalmente na produção de componentes estruturais para suportar cargas enormes, como truques de veículos ferroviários e peças de equipamentos de mineração.
• Aço de liga com cromo, níquel e outros elementos adicionados para melhorar o desempenho de componentes especiais resistentes ao desgaste e à corrosão.
• A resistência do aço fundido é consideravelmente maior que a do ferro fundido, embora a dificuldade e o custo de fundição também sejam correspondentemente maiores.

3. Liga de alumínio

• As ligas de alumínio são gigantes na indústria de fundição de metais leves por resfriamento a jato. Por meio do uso de resfriamento a jato e outros novos processos, é possível obter peças fundidas de liga de alumínio de alto desempenho.
• Ligas de alumínio fundido representativas incluem ligas de alumínio-silício, ligas de alumínio-cobre, etc. Sua baixa densidade, alta resistência mecânica, resistência à corrosão, etc., as tornam amplamente utilizadas em cabeçotes de motores automotivos, peças estruturais de aeronaves, carcaças de equipamentos eletrônicos, entre outros. Especialmente com a crescente demanda por eletrônicos de consumo leves, os cenários de aplicação da indústria de fundição de metais leves com resfriamento a jato estão se expandindo ainda mais.

4. Liga de cobre

É famoso por sua excelente condutividade elétrica e térmica. As ligas de cobre fundido são principalmente bronze e latão, utilizadas na fabricação de rolamentos, engrenagens e outras peças de desgaste, além de diversos tipos de conectores elétricos, trocadores de calor, etc. Algumas ligas especiais de cobre também apresentam boa resistência à corrosão pela água do mar, sendo a escolha ideal para a construção naval.

5. Liga de magnésio

Atualmente, é o material estrutural metálico mais leve em aplicações de engenharia, com densidade de apenas 2/3 da do alumínio. A liga de magnésio fundido tem aplicação principal em aplicações aeroespaciais, como estruturas de escotilhas de aeronaves, carcaças de mísseis e outros componentes de peso crítico. Nos últimos anos, o uso também vem aumentando nos setores automotivo, de produtos 3C e em outras áreas civis.

6. Ligas de alta temperatura à base de níquel

É o material de primeira escolha para a fabricação de pás de turbinas a gás, componentes de motores de foguete e outras peças para condições de trabalho em altas temperaturas. A liga é formada por fundição de precisão e pode manter excelentes propriedades mecânicas em condições de alta temperatura acima de 600°C.

Quais são as seis principais áreas de aplicação da fundição de metais?

1. Indústria automotiva

A produção de carros depende muito da tecnologia de fundição de metais para produzir uma variedade de componentes sólidos.

Bloco do motor em ferro fundido, com resistência superior a 400°C, sendo o ferro fundido barato e durável. A carcaça da transmissão é feita de liga de alumínio, o que permite que o carro seja econômico em termos de combustível.

A fundição permite a produção de peças complexas em um único processo, com produtividade relativamente alta. Por exemplo, o bloco do motor da Volkswagen é fundido em areia, produzindo 50 por hora.

2. Aeroespacial

Os componentes da aeronave, em termos de tecnologia de fundição de metal, são extremamente rigorosos. As pás do motor são fundidas em liga à base de níquel e podem suportar altas temperaturas de 1000 graus. O trem de pouso é feito de liga de titânio, leve e resistente. A fundição de precisão permite criar pás com orifícios de resfriamento. O trem de pouso do Boeing 787 é fundido por microfusão e 30% mais leve que o aço.

3. Indústria Médica

Articulações protéticas requerem materiais especiais. Articulações de quadril fundidas em titânio não sensibilizam o corpo. Coroas de liga de cobalto-cromo para odontologia são resistentes ao desgaste. O formato protético personalizado é possibilitado pela impressão 3D. As articulações artificiais de joelho da Johnson & Johnson produzidas por fundição de precisão podem durar até 15 anos.

4. Fabricação de robôs

Os componentes do robô precisam ser leves e resistentes. O braço do robô é feito de liga de magnésio, o que torna a ação mais adaptável. A carcaça é feita de liga de alumínio, o que é simples de produzir e otimizado. O processo de fundição sob pressão pode tornar a superfície muito lisa. As juntas do robô da Boston Dynamics são fundidas para suportar flexões repetidas.

5. Equipamentos industriais

Equipamentos pesados exigem componentes robustos. As bases das máquinas-ferramentas são fundidas em ferro fundido para amortecer vibrações de forma eficiente. As carcaças das bombas d'água são fundidas em bronze para proteção contra corrosão. A fundição por moldes retráteis é mais indicada para componentes grandes. Por exemplo, a plataforma giratória para escavadeiras da Sany Heavy Industry, peças fundidas com mais de 10 toneladas.

6. Eletrônicos de consumo

Os eletrônicos precisam ser finos e elegantes. A estrutura do celular é feita de liga de magnésio fundida sob pressão, com apenas 1 mm de espessura. A estrutura do notebook é feita de liga de alumínio fundida sob pressão, com excelente dissipação de calor. A fundição sob pressão pode tornar a superfície espelhada. A estrutura de um celular famoso adota a técnica de fundição sob pressão, moldagem única sem costuras.

Quais são as aplicações práticas da fundição de alumínio em pequena escala na vida diária?

1. Fabricação de utensílios de cozinha

Oficinas caseiras utilizam tecnologia de fundição de alumínio para produzir utensílios de cozinha duráveis. O lingote de alumínio é derretido a 650 ℃ e injetado em um molde de areia, formando a espessura da parede da frigideira, que se mantém consistentemente em 3 mm. O processo faz com que a frigideira conduza o calor 20% mais rápido do que as panelas de alumínio comuns, e a camada de óxido superficial resiste bem à corrosão ácida de alimentos. A fábrica de utensílios de cozinha utiliza tecnologia de fundição de alumínio para aumentar a vida útil da frigideira, que se estende de 2 a 6 anos.

2. Materiais de decoração para casa

Utilizando fundição de alumínio para criar maçanetas e suportes de luminárias personalizados, primeiro por impressão 3D para criar moldes de resina e, em seguida, despejando alumínio líquido a 700 °C nos moldes. Os ganchos de cortina de alumínio fundidos podem suportar um peso de até 5 kg, mais de 10 vezes mais resistentes do que os produtos de plástico. A tecnologia de fundição de metal Alumalloy confere à superfície do produto final uma fina textura metálica, sem a necessidade de processos de polimento posterior.

3. Conversão de ferramentas de jardinagem

As latas de spray de alumínio e as tesouras de poda são moldadas pela empresa de jardinagem. Utiliza-se fundição de baixa pressão , onde o líquido de alumínio é injetado no molde sob uma pressão de 0,3 MPa para conferir resistência estrutural ao bico, com espessura de apenas 1,2 mm. O peso da pá de jardinagem de alumínio redesenhada é reduzido em 55%, o que é extremamente conveniente para o uso feminino, e o tempo de uso contínuo é reduzido de 30 minutos para 2 horas.

4. Reparo de peças de veículos

Uma oficina mecânica recicla alumínio descartado para produzir pedais de motocicleta por meio de fundição. Após o aquecimento do alumínio fundido, adiciona-se 2% de silício para melhorar a fluidez, e a propriedade de tração da fundição é de 150 MPa. Um motoclube utiliza esse método para reformar peças de modelos obsoletos, reduzindo o custo em 80% em comparação com a compra de peças novas.

5. Artesanato personalizado

Emblemas e moedas de alumínio fundidos à mão em estúdio. Os detalhes finos são primeiramente cortados em moldes de cera e posteriormente fundidos pelo método da cera perdida, que reproduz detalhes com precisão de 0,2 mm. Um cardápio personalizado de alumínio para uma cafeteria, com superfície anodizada verde-escuro, com desempenho de resistência a arranhões superior ao dos materiais de tinta spray, sendo 3 vezes mais resistente.

Qual é o papel central da fundição de metais na produção de equipamentos industriais?

1. Produção de peças complexas

A fundição de metais pode produzir formas complexas de peças mecânicas. Moldes de faca para a tecnologia de fundição de metais podem produzir moldes de ferramentas de alta precisão. Eles são aplicados na produção em massa de ferramentas de corte mecânicas em larga escala. O método de fundição é particularmente adequado para a produção de cavidades internas ou componentes estruturados.

Nossa empresa utiliza tecnologia de fundição de metal de alta precisão para produzir tolerâncias de usinagem de ±0,005 mm para a produção de ferramentas de corte de alta resistência. Além disso, a longa vida útil do molde de faca para fundição de metal também reduz a frequência de substituição do molde, melhorando ainda mais a eficiência da produção.

2. Produção de peças de longa vida útil

Equipamentos e máquinas exigem múltiplas peças metálicas de longa vida útil. Peças resistentes ao desgaste são fabricadas por meio do processo de fundição, e o molde de faca para fundição de metais produz moldes com longa vida útil. Essas peças podem suportar a operação de alta intensidade de equipamentos e máquinas.

3. Vantagens de custo-benefício

O processo de fundição é mais barato em comparação com outras técnicas de processamento. A produção em massa tem custos unitários muito baixos. O uso de matérias-primas é otimizado pela fundição. Reduzimos o controle de custos dos fabricantes de máquinas por meio do processo de fundição.

Otimizamos o processo para ajudar a economizar entre 20% e o custo de fabricação, e nosso mecanismo de resposta nos ajuda a entregar 98% dos pedidos no prazo. Se um cliente enviar um arquivo de projeto de ferramenta em formato STP ou IGS, os engenheiros da JS concluirão a avaliação da proposta e o orçamento em 24 horas.

4. Seleção flexível de materiais

O processo de fundição é aplicável a uma ampla gama de materiais metálicos. Diferentes peças de máquinas podem ser fabricadas a partir de diferentes materiais. O ferro fundido é adequado para componentes de suporte de carga, como bases de máquinas-ferramenta. O aço-liga é utilizado para peças mecânicas que exigem alta resistência. Com mais de 50 opções de materiais.

Nossa biblioteca de materiais abrange desde ligas resistentes a altas temperaturas até compostos leves, permitindo-nos selecionar a solução ideal para o equipamento do cliente.

5. Flexibilidade dimensional

O processo de fundição permite a produção de peças mecânicas em uma ampla gama de tamanhos. Peças com dimensões de apenas alguns milímetros podem ser produzidas. Grandes carcaças de máquinas podem até ser fundidas em uma única peça. Essa capacidade atende às diversas necessidades da engenharia mecânica.

Nossa fundição de metais possibilita inovações personalizadas . Criamos componentes de ferramentas especiais para um projeto de dispositivo de automação, utilizando a tecnologia de molde de faca para fundição de metais, reduzindo as 15 etapas do forjamento tradicional para três. Este caso ilustra que a combinação de processos avançados de molde e fundição pode melhorar significativamente a eficiência da fabricação de equipamentos. Para saber mais sobre a implementação específica do usuário, entre em contato diretamente com a equipe técnica e profissional da JS.

Como as novas tecnologias impactam as aplicações clássicas de fundição de metais?

1. Molde de impressão 3D para revolucionar o processo de fabricação

Tecnologia de impressão 3D para reduzir os obstáculos na fabricação de moldes. Usuários comuns utilizam impressoras 3D de fotopolimerização de mesa para imprimir moldes para fundição, com preços que variam de US$ 5.000 a US$ 200. Ventiladores de alumínio fundidos por fundição de metal "faça você mesmo" utilizam esse processo para imprimir componentes automotivos personalizados, reduzindo o ciclo de desenvolvimento de quatro semanas para três dias.

2. Controle inteligente de temperatura para aumentar a precisão do alumínio fundido

O forno em miniatura é equipado com um chip de temperatura integrado. A faixa de variação de temperatura do alumínio fundido diminuiu de ±50°C para ±3°C, e a porosidade caiu para menos de 2%. Para a fundição de utensílios de cozinha de alumínio em oficinas domésticas, a taxa de qualificação do produto acabado aumentou de 60% para 90%. Ao mesmo tempo, a tecnologia inteligente de controle de temperatura também proporciona condições operacionais mais estáveis para a fundição de alumínio por conta própria, reduzindo a dificuldade para iniciantes.

3. Design de código aberto para acelerar a iteração do produto

Plataforma online para compartilhamento de arquivos de modelos de fundição . Uma equipe de designers utilizou os desenhos de alumínio de código aberto e concluiu a fundição das peças decorativas da fonte de jardim em três dias. A reutilização de soluções de design aumentou a eficiência do desenvolvimento em 70%, fornecendo recursos de design avançados para projetos de fundição de alumínio por conta própria e promovendo a inovação em produtos de fundição personalizados.

4. Eliminar a tecnologia de reciclagem de alumínio para reduzir custos

Unidades de fundição domésticas para processar latas e outros resíduos. Taxa de reciclagem de alumínio de 95%, economia de 80% nos custos de material. Peças de bicicleta fundidas em alumínio reciclado por usuários amadores, custo de uma peça de controle abaixo de US$ 5.

5. Software de simulação que prevê defeitos de fundição

Simulação computacional para redução de parâmetros de processo. Como resultado da aplicação de software de simulação de fundição por alunos, a frequência de blanks de engrenagens de alumínio com tracoma defeituoso diminuiu de 40% para 8%. Testes virtuais reduzem a tentativa e erro em 75% por meio de testes físicos.

Comparação entre fundição tradicional e tecnologia mais recente

Na empresa de fundição de metais onde você trabalha, quais áreas mais refletem competitividade técnica?

Como engenheiro de fundição da JS, a maior competitividade tecnológica é representada nos seguintes aspectos:

1. Capacidade de fabricação de componentes principais de robôs industriais

Utilizamos tecnologia de usinagem CNC de 5 eixos , capaz de usinar superfícies curvas complexas e formas estruturais. O grupo realizou a produção em massa de peças de juntas robóticas para uma linha de produção automotiva em 2023, com tolerâncias dimensionais de ± 0,005 mm.

2. Soluções de usinagem de compósitos multimateriais

Estabelecemos mais de 30 linhas de produção de processamento misto de metais e plásticos de engenharia. Componentes estruturais compostos de liga de titânio e fibra de carbono fabricados para clientes de dispositivos médicos alcançaram o padrão zero defeito após três validações de processo no último ano.

3. Integração de sistema de montagem automatizado

Nosso módulo de posicionamento de visão da equipe foi aplicado à indústria eletrônica 3C, e a taxa de erro de uma linha de montagem de componentes de celular foi reduzida de 1,2% para 0,15%.

4. Sistema de fabricação de resposta rápida

Com o suporte de um sistema de revisão de documentos baseado em nuvem e algoritmos inteligentes de agendamento, alcançamos 98% dos pedidos urgentes, iniciando a produção em até 48 horas no último trimestre. Um dos projetos de um suporte de liga de alumínio de um cliente aeroespacial foi concluído em apenas 5 dias úteis, desde a confirmação do desenho até a primeira entrega.

5. Aplicação de tecnologia de fabricação sustentável

O mencionado sistema de reciclagem de refrigerante de circuito fechado, cuja produção começou no ano passado, reduziu o custo dos consumíveis no processo de usinagem de precisão em 18%, enquanto as emissões de resíduos líquidos industriais foram reduzidas em 35%.

Isenção de responsabilidade

O conteúdo desta página é apenas para fins informativos. Série JS. Não há representações ou garantias, expressas ou implícitas, quanto à precisão, integridade ou validade das informações. Não se deve inferir que um fornecedor ou fabricante terceirizado fornecerá parâmetros de desempenho, tolerâncias geométricas, características específicas de projeto, qualidade e tipo de material ou mão de obra por meio da Rede Longsheng. É de responsabilidade do comprador . Solicitar cotação de peças. Identificar requisitos específicos para estas seções. Entre em contato conosco para obter mais informações .

Equipe JS

A JS é uma empresa líder do setor, focada em soluções de fabricação personalizadas. Temos mais de 20 anos de experiência, atendendo mais de 5.000 clientes, e nos concentramos em usinagem CNC de alta precisão, fabricação de chapas metálicas , impressão 3D , moldagem por injeção , estampagem de metal e outros serviços de fabricação completos.

Nossa fábrica está equipada com mais de 100 centros de usinagem de 5 eixos de última geração, certificados pela ISO 9001:2015. Oferecemos soluções de fabricação rápidas, eficientes e de alta qualidade para clientes em mais de 150 países ao redor do mundo. Seja para produção em pequena escala ou personalização em larga escala, podemos atender às suas necessidades com a entrega mais rápida em 24 horas. Escolha a JS Technology . Isso significa eficiência, qualidade e profissionalismo na seleção.
Para saber mais, visite nosso site: www.cncprotolabs.com

Resumo

A tecnologia de fundição de metais é um dos alicerces da indústria moderna. A tecnologia promove a evolução de diversos setores. A fundição apresenta inúmeras vantagens no processo. Diversos materiais metálicos podem ser processados, e o processo permite criar produtos com formatos complexos. Aprimoramos a precisão da fundição por meio do aprimoramento da tecnologia e dos equipamentos utilizados, reduzindo o consumo de energia na produção e diminuindo os defeitos dos produtos.

A tecnologia de fundição de metais ainda inova para ser uma forte garantia para o desenvolvimento das indústrias, e a tecnologia tem alto valor na nova era.

Perguntas frequentes

1. Quais são as vantagens do processo de fundição?

Capaz de fabricar peças de formatos complexos, adequadas para produção em massa, alta utilização de material, menor custo, pode escolher uma variedade de metais (por exemplo, ferro, alumínio, cobre, etc.), o processo é maduro e estável, adequado para produzir peças volumosas e as propriedades mecânicas dos produtos são excelentes.

2. A fundição pode produzir peças complexas?

Produz peças complexas, fundidas em uma única peça com cavidades ocas e componentes curvos de paredes finas. Utilizando moldes de areia de impressão 3D e tecnologia de otimização de simulação, podemos fabricar peças de precisão, como pás de turbina com múltiplos canais.

3. A liga de alumínio é adequada para fundição?

As ligas de alumínio são adequadas para fundição porque possuem excelente fluidez e baixa contração no estado fundido, o que permite a moldagem precisa de estruturas complexas. A liga é resistente à corrosão e leve, sendo, portanto, mais adequada para aplicações de fundição, como componentes de motores automotivos e componentes aeroespaciais.

4. Qual é a tendência futura do casting?

Desenvolverá inteligência e digitalização, combinando impressão 3D e IA para otimizar o processo. Fabricação verde por meio da economia de energia e redução de emissões, além da utilização de materiais renováveis para alcançar a sustentabilidade. Tecnologia de fundição de precisão para aprimorar a taxa de qualificação de peças complexas acima de 98%, promovendo a modernização da fabricação de equipamentos de ponta.

Recursos

Fundição de metal

Areia de moldagem

Fundição de espuma perdida