Longsheng

Com as tendências de redução de peso dominando o cenário da manufatura, a fundição sob pressão de ligas de alumínio é um processo fundamental para a produção de peças precisas e complexas. A fundição sob pressão de alta pressão e a fundição sob gravidade são dois processos dominantes, embora ambos apresentem custo e desempenho igualmente altos, de modo que o compromisso se torna a escolha dos tomadores de decisão. A fundição sob pressão de alta pressão oferece eficiência incomparável e é mais adequada para a produção em massa de componentes de paredes finas, enquanto a fundição sob gravidade se destaca pela maior densidade e melhor tratabilidade térmica.

Nessa situação, a escolha de um parceiro experiente é essencial. A LS Precision , imersa em sua tradição de know-how em fundição sob pressão, não só ostenta forte capacidade de produção para procedimentos de ponta, como também possui experiência na realização de exames profissionais e soluções especializadas. Estamos comprometidos em ajudá-lo a alcançar o melhor custo-benefício com uma correspondência meticulosa de processos, onde cada produto é entregue com as especificações de qualidade superiores, garantindo o sucesso do seu projeto e a economia real de custos e ganho de eficiência. Para economizar seu tempo, aqui está um breve resumo de nossas observações.

Comparação entre os processos de fundição sob pressão e fundição por gravidade

A principal diferença entre fundição por gravidade e fundição por alta pressão está na pressão de formação:

• A fundição sob alta pressão é mais eficiente e econômica, além de ser mais adequada à produção em massa de componentes de paredes finas, com formatos complexos e altos requisitos de superfície.
• A fundição por gravidade é superior em desempenho e características de peso e mais adequada para a fabricação de componentes de paredes espessas com requisitos rigorosos de estanqueidade, tenacidade e tratabilidade térmica.

A vantagem da LS Precision é que possuímos expertise em ambos os processos. Também podemos fornecer consultoria especializada na seleção de processos e soluções de fabricação personalizadas de acordo com as necessidades do seu produto (por exemplo, volume de produção, especificações de desempenho e orçamento para custos ), para que você receba a solução ideal sem precisar fazer escolhas difíceis entre custo e desempenho.

Por que confiar neste guia? Experiência prática de especialistas da LS

As conclusões aqui apresentadas não se baseiam em livros didáticos, mas sim na experiência adquirida pela equipe da LS Precision em centenas de projetos reais. Entendemos que comparações baseadas em livros didáticos tendem a introduzir compensações mais problemáticas na produção real. Por exemplo, auxiliamos um cliente de autopeças cujo produto precisa atender a requisitos extremamente rigorosos de resistência estrutural e economia de custos.

Após testes rigorosos, a LS Precision não apenas recomendou a fundição por gravidade para um desempenho ideal. Em vez disso, empregou um processo otimizado de fundição sob pressão de alta pressão, combinado com design de molde proprietário e tecnologia de pós-processamento. Isso não apenas proporcionou uma redução de 20% no custo unitário sem comprometer as propriedades mecânicas nas áreas críticas, como também possibilitou recursos personalizados com profundo conhecimento do processo. Isso significa que podemos oferecer consultoria realmente acionável.

Cada problema com que lidamos na LS Precision é uma questão individual. Não apenas fornecemos procedimentos, mas também soluções comprovadas, para que todas as sugestões neste guia possam ser testadas e garantidas.

O que é fundição sob pressão? Quais são seus princípios de funcionamento e características?

A fundição sob pressão (ou fundição sob pressão) é uma técnica avançada de conformação de metais, ideal para a produção em massa de peças pequenas e precisas de liga de alumínio. Em essência, o metal fundido é fornecido em uma cavidade de molde precisa com alta pressão e alta velocidade e rapidamente temperado para transferir a forma para a peça.

1. Princípio e processo de fundição sob pressão de alta pressão:

• Fechamento e injeção do molde: O metal fundido é forçado para dentro da câmara de injeção e então injetado na cavidade do molde sob alta pressão (dezenas a centenas de MPa) na cavidade do molde bem projetada pelo punção.
• Resfriamento e Conformação Rápidos: O metal esfria rapidamente e solidifica imediatamente no molde. Devido à alta pressão uniforme, a peça fundida é composta por uma estrutura compacta e contornos nítidos.
• Abertura e Ejeção do Molde: O molde é aberto e o mecanismo ejetor força a peça fundida para fora, completando o ciclo. O processo é altamente automatizado, com tempos de ciclo extremamente rápidos, que variam de alguns segundos a um minuto, o que lhe confere uma enorme vantagem na velocidade de produção.

2. Principais características da fundição sob pressão:

• Alta precisão e alta eficiência: a taxa extremamente alta de produção e o nível de automação o tornam altamente adequado para produção em massa; as peças fundidas são dimensionalmente boas e têm alto acabamento superficial , permitindo um formato quase final e reduzindo o processamento posterior.
• Capacidade de paredes finas e complexas: a alta pressão garante que cavidades complexas e de paredes finas sejam preenchidas com o metal fundido de forma satisfatória, uma capacidade compartilhada por poucas outras técnicas de fundição sob pressão .

A LS Precision possui uma célula de fundição sob pressão de alta pressão com automação completa e sistema de monitoramento em tempo real para garantir a estabilidade de cada injeção e a consistência do produto. Isso garante eficiência e precisão ideais na fundição sob pressão de alta pressão para atender às demandas dos clientes por soluções de qualidade em economia.

O que é fundição por gravidade? Como funciona e quais são suas aplicações?

A fundição sob pressão por gravidade é um processo fundamental de conformação de metais. Em termos de nomenclatura, utiliza a força da gravidade para facilitar o vazamento do metal fundido e o preenchimento das cavidades do molde. Como um dos processos tradicionais de fundição sob pressão de alumínio, não pode ser substituído em certas indústrias devido às suas capacidades especiais.

1. Processo de fundição sob pressão por gravidade:

• Uma quantidade precisamente medida de liga de alumínio derretida é despejada em um copo de vazamento acima da cavidade do molde.
• A gravidade permite que o metal fundido flua livre e naturalmente para dentro do molde.
• Após o resfriamento e a solidificação da peça fundida, o molde é aberto e a peça é removida. Todo o processo elimina a necessidade de choque adicional de alta pressão, mantendo a estrutura do molde relativamente simples e reduzindo significativamente o custo do investimento inicial.

2. Comparado com a fundição sob pressão de alta pressão, as vantagens da fundição sob gravidade são:

• Moldes e equipamentos de baixo custo: Não é um processo complexo, e os equipamentos e materiais dos moldes não são muito procurados, sendo assim um método de fundição sob pressão mais apropriado para peças grandes ou pequenas quantidades.
• Boa qualidade interna: O metal flui suavemente para dentro da cavidade do molde e também é isento de gases e óxidos. O interior da peça fundida é sólido e de baixa porosidade, resultando em boa estanqueidade e boas propriedades mecânicas. Até mesmo tratamento térmico pode ser aplicado para aumentar ainda mais a resistência.

A fundição por gravidade é particularmente adequada para peças com requisitos extremamente rigorosos de resistência à pressão e propriedades mecânicas e produção em pequenos lotes, ou seja, peças estruturais automotivas , rodas ou gabinetes de equipamentos pesados.

Na LS Precision, selecionamos cientificamente os processos de fundição sob pressão com base nas necessidades básicas das peças dos nossos clientes. Onde o desempenho exige mais foco do que a máxima eficiência, a fundição sob pressão por gravidade é a nossa opção confiável.

Quais são as principais diferenças entre fundição sob pressão de alta pressão e fundição sob gravidade?

Para ilustrar as diferenças básicas entre fundição por gravidade e fundição por alta pressão em termos de metáfora , a fundição por alta pressão é como uma seringa, que emprega altíssima pressão para empurrar o metal fundido para dentro do molde em alta velocidade. A fundição por gravidade é mais semelhante a despejar água de um bule de chá e depende da própria gravidade do metal fundido para fluir e preencher naturalmente o molde. Essa simples diferença determina suas propriedades técnicas e condições de uso fundamentalmente opostas.

Especificamente, essa diferença fundamental é expressa nos seguintes pontos:

1. Pressão e Velocidade: A chave para a fundição sob pressão de alta pressão é "alta pressão" e "alta velocidade", o que cria uma operação de enchimento instantânea e uma eficiência de produção extremamente alta. A fundição sob pressão por gravidade é muito menos estressante, com baixas velocidades de enchimento e tempos de ciclo mais longos.
2. Desempenho do produto: O enchimento em alta velocidade pode reter ar dentro da peça, o que, embora a superfície da peça fundida seja lisa, dificulta o tratamento térmico e o endurecimento. As peças fundidas por gravidade possuem uma estrutura interna mais pesada, menos porosidade e melhores propriedades mecânicas e tratabilidade térmica.
3. Estrutura de Custo: A fundição sob pressão de alta pressão exige um alto investimento inicial em moldes e equipamentos, mas sua rápida taxa de produção reduz o custo por peça, tornando-a adequada para produção em massa. A fundição sob pressão por gravidade exige um investimento inicial menor, mas o custo de mão de obra por peça é maior, sendo, portanto, mais adequada para tiragens de pequeno a médio porte ou peças de grande porte.

O propósito de comparar esse processo de fundição sob pressão é uma compensação entre desempenho e eficiência.

Como especialistas em ambos os processos, a LS Precision Manufacturing pode fornecer a seleção de método de fundição sob pressão mais imparcial com base nos requisitos do seu produto (como volume de produção, indicadores de desempenho e orçamento), garantindo os benefícios técnicos e econômicos ideais para o seu projeto.

Por que a velocidade de produção é a vantagem absoluta da fundição sob pressão de alta pressão?

A velocidade de produção é, sem dúvida, a maior vantagem da fundição sob pressão em comparação com outras tecnologias de moldagem , desempenhando um papel direto em sua aplicação fundamental na produção em massa. Essa vantagem de velocidade não é acidental; ela é determinada por suas próprias regras de processo. O segredo para sua produção em alta velocidade é:

1. Tempo de ciclo extremamente curto:

Todo o processo de fundição sob pressão, desde o fechamento do molde, a injeção de alta pressão (normalmente concluída em dezenas de milissegundos), o resfriamento rápido, até a abertura e a ejeção do molde, é altamente automático e suave. Um ciclo de produção completo pode levar apenas 30 segundos a 1 minuto, de modo que uma máquina pode produzir de um a dois moldes por minuto ou mais. Em contraste, a fundição sob pressão por gravidade depende do fluxo natural e da solidificação do metal fundido, e tem um tempo de ciclo muito mais longo, normalmente de muitos minutos a mais de dez minutos.

2. Alto grau de automação e integração:

As modernas máquinas de fundição sob pressão de alta pressão possuem processos automatizados, como carregamento de metal fundido, pulverização de desmoldagem, ejeção da peça e limpeza, que garantem uma produção constante e ininterrupta. A fundição sob pressão por gravidade ainda emprega trabalho manual em algumas operações e limita o tempo total do ciclo.

A LS Precision possui diversas máquinas de fundição sob pressão de alta pressão, de alta capacidade e alta tecnologia, e está disponível com linhas de produção automáticas eficientes. Isso proporciona resposta rápida e entrega garantida, mesmo para pedidos grandes na casa dos milhões, com suporte de fabricação de qualidade para o crescimento do seu negócio.

Ao escolher um processo de fundição sob pressão, se o seu produto busca máxima eficiência e economia de escala, a fundição sob pressão de alta pressão oferece uma vantagem significativa na velocidade de produção. Alta eficiência se traduz diretamente em custos unitários mais baixos e forte oferta no mercado.

Comparação de desempenho: qual oferece maior resistência e vedação?

Em contraste entre o desempenho da fundição sob pressão e da fundição por gravidade, cada processo apresenta suas próprias vantagens em termos de propriedades mecânicas e qualidade interna. Essas diferenças decorrem das variações fundamentais de pressão e velocidade durante a fundição. O processo adotado afeta imediatamente a resistência, a densidade e o nível de aplicação do produto final. A tabela abaixo apresenta um contraste visual entre as duas medidas de desempenho em sua essência:

A LS Precision utiliza a mais recente tecnologia de inspeção, incluindo tomografia computadorizada industrial e tecnologia de imagem de raios X em tempo real durante o processo, que permite a avaliação precisa da densidade interna e de falhas em peças fundidas. Isso garante que a funcionalidade principal do produto seja impecável, independentemente do processo empregado, fornecendo suporte de dados sólido e garantia de qualidade ao seu projeto.

Se a máxima resistência e a máxima vedação forem os requisitos, a fundição sob pressão por gravidade tratável termicamente é a opção; se os requisitos forem formas de detalhes extremamente finos e uma suavidade de acabamento de superfície extremamente alta, a fundição sob pressão de alta pressão é a opção.

Estudo de caso da LS Manufacturing: como otimizamos a fabricação de bandejas de bateria para um cliente de veículos de nova energia

Na fabricação de peças essenciais para veículos de nova energia, a seleção do processo terá um impacto direto no desempenho do produto, no custo e na competitividade de mercado. Também utilizamos nossa vantagem em consultoria com a empresa líder em veículos de nova energia para criar uma bandeja de bateria monumental em liga de alumínio para sua plataforma de próxima geração. Este estudo de caso reflete, de fato, a vantagem da LS Precision em soluções orientadas ao cliente.

1. Pontos problemáticos do cliente:

A necessidade mais básica do cliente era uma bandeja de bateria estruturalmente concluída, com mais de 1,5 metro de comprimento, que exigia vedação extremamente firme para evitar umidade e resistência suficiente para garantir a segurança da bateria. Além disso, com uma demanda de dezenas de milhares de unidades a cada ano, o controle de custos e o desempenho da entrega eram prioridades. O cliente inicialmente preferia a fundição sob pressão devido à sua alta eficiência.

2. Solução da LS Precision:

Após uma análise minuciosa, a equipe de engenharia da LS identificou as potenciais desvantagens da alternativa de fundição sob pressão de alta pressão:

• A enorme área prevista da peça exigia um equipamento de fundição sob pressão gigantesco, com despesas de investimento em moldes economicamente devastadoras;
• O enchimento de moldes de alta taxa e alta pressão facilmente aprisionava gás dentro do produto, o que era um desafio para atingir a hermeticidade necessária.

A LS Precision se opôs veementemente à solução proposta e propôs outra: fundição por gravidade ( molde metálico ) com tratamento térmico T6. Criamos um sofisticado sistema de vazamento e ventilação para garantir o enchimento suave do alumínio líquido e obter uma microestrutura de alta densidade. O tratamento térmico T6 aumentou significativamente a resistência e a rigidez totais do produto.

3. Resultados:

Esta solução não só garantiu que o produto atendesse aos rigorosos testes de estanqueidade e resistência com 100% de consistência, como também reduziu o custo total do molde e da produção em aproximadamente 30% em comparação com a solução inicial de fundição sob pressão de alta pressão. A LS Precision não apenas economizou um enorme investimento para o cliente, como também conquistou a confiança do cliente por sua qualidade consistente, estabelecendo uma parceria estratégica de longo prazo.

Este exemplo demonstra que o verdadeiro valor da LS Precision é fornecer aos clientes soluções personalizadas com o máximo custo total e desempenho alcançável, de acordo com sua vasta experiência adquirida ao longo dos anos. É um parceiro de fabricação confiável.

Qual método de fundição sob pressão devo escolher para meu projeto?

Não se preocupe em escolher um processo de fundição sob pressão. Você pode fazer uma avaliação inicial com base nos seguintes parâmetros-chave. Este guia rápido ajudará você a tomar uma decisão informada.

• Produção Anual: Caso sua peça tenha quantidades gigantescas (centenas de milhares de unidades, por exemplo) e você deseje o menor custo por peça, a fundição sob pressão de alta pressão é a solução. A fundição sob pressão por gravidade oferece o menor custo de molde e maior flexibilidade na produção de baixo volume ou alta variedade.
• Tamanho e desempenho da peça: Peças de parede espessa, peças grandes ou peças com requisitos altamente exigentes de resistência, alongamento e estanqueidade (e requisitos de tratamento térmico) têm melhor garantia de qualidade inerente pela fundição por gravidade. A fundição sob alta pressão é mais adequada para peças com paredes finas, estrutura complexa e altos requisitos de acabamento superficial .

Escolha a gravidade se o desempenho e a integridade estrutural forem suas principais prioridades. Se as preocupações mencionadas acima ainda o impedem de tomar uma decisão, é aí que entra o valor da LS Precision.

A LS Precision não fornece apenas tecnologia de processo, mas também serviços de seleção de métodos de fundição sob pressão e análise especializada. Envie-nos seus desenhos e especificações de produto hoje mesmo e forneceremos a solução sob medida mais econômica e com melhor desempenho.

Além do processo: o que mais você pode receber ao escolher a LS Precision Manufacturing?

Escolher a LS Precision Manufacturing oferece muito mais do que uma solução para o processo de fundição sob pressão ou por gravidade. Em vez disso, você recebe uma solução completa e uma parceria genuína por toda a vida útil do produto. Nosso valor começa no momento em que você recebe seus desenhos. Nossos principais serviços de valor agregado são:

1. Análise proativa de design para manufatura (DFM):

Antes da produção, nossa equipe de engenharia conduz ativamente uma análise DFM completa (Design for Manufacturability) e gera recomendações de otimização no design do seu produto com antecedência, eliminando riscos de fabricação na origem, reduzindo custos e aumentando a eficiência.

2. Recursos abrangentes de back-end:

Como especialistas em sistemas de fabricação de precisão LS, integramos fabricação eficiente de moldes, usinagem de precisão , diversos tratamentos de superfície e rigorosa inspeção de qualidade. Isso significa que seus produtos são fornecidos com eficiência sob o mesmo sistema de qualidade, com entrega consistente e confiável, além da eliminação total do prazo de entrega.

A LS Precision Manufacturing não é apenas uma fornecedora, mas uma parceira de fabricação confiável. Temos o compromisso de transformar seus conceitos em produtos competitivos e de alto desempenho por meio de uma interação próxima, para que possamos resolver juntos os desafios futuros.

Perguntas frequentes

1. Por que os custos dos moldes são mais altos para fundição sob pressão?

A principal razão pela qual o custo do molde é mais elevado para fundição sob pressão é o ambiente de trabalho severo. Os moldes devem ser construídos com aço de alta resistência e alta qualidade para trabalho a quente (por exemplo, aço H13) para suportar milhares de toneladas de carga de fixação e ciclos térmicos sem trincas prematuras. Além disso, sua geometria interna é extremamente complexa, incluindo sistemas de canais de alta pressão, ranhuras de ventilação e canais de resfriamento que devem ser usinados com precisão. Isso resulta em um processo de desenvolvimento de produto extremamente longo e em requisitos de precisão extremamente altos. Tudo isso resulta em um investimento inicial muito maior do que o de moldes de fundição por gravidade.

2. A fundição por gravidade pode produzir peças altamente complexas?

A fundição sob pressão por gravidade não pode ser utilizada para a fabricação de peças altamente complexas. Como ela aproveita o fluxo natural do metal fundido através da gravidade, a fluidez e a capacidade de enchimento são baixas, dificultando a obtenção de peças perfeitas com paredes finas, furos profundos ou detalhes internos complexos. Falhas de moldagem por compressão e fechamento a frio são comuns. A fundição sob pressão de alta pressão é utilizada quando tal necessidade é necessária. Sua injeção de alta velocidade e alta pressão permite o preenchimento imediato de cavidades complexas e a replicação precisa dos detalhes do molde.

3. Qual processo é mais adequado para usinagem CNC subsequente?

Ambas são adequadas, mas a fundição por gravidade fornece uma base mais sólida para a usinagem CNC . Seu processo de solidificação em uma única etapa cria uma estrutura interna uniforme e densa, com porosidade mínima. Isso permite a aplicação uniforme das forças da ferramenta durante a usinagem, aumenta a vida útil da ferramenta e melhora a tolerância dimensional e o acabamento superficial. As peças fundidas sob alta pressão oferecem uma superfície dura, mas podem conter poros muito pequenos. Se expostas durante a usinagem, é muito fácil danificar a ferramenta ou gerar refugo na peça.

4. A LS Precision pode fornecer um pacote de serviços completo, do molde ao produto acabado?

De fato, a LS Precision é sua principal competência em instalações integradas verticalmente e com um único local de trabalho. Desde o primeiro estudo DFM (Design for Manufacturability), passando pela construção e projeto do molde, até a fabricação de fundição sob pressão em meio processo, passando pela usinagem CNC de precisão em estágio final, diferentes tratamentos de superfície (por exemplo, anodização e pintura) e inspeção completa em escala real, tudo é realizado internamente. Isso não apenas garante qualidade controlada e reduz os prazos de entrega, como também reduz significativamente os custos de gestão da sua cadeia de suprimentos.

Resumo

A escolha entre fundição por gravidade e fundição sob pressão de alta pressão envolve um equilíbrio estratégico entre custo e qualidade, bem como entre desempenho e eficiência. A fundição sob pressão de alta pressão domina o setor de alto volume devido à sua alta capacidade de produção, mas a fundição por gravidade lidera em termos de melhoria da integridade das peças e das propriedades mecânicas. Por ser especialista em ambos os processos, a vantagem da LS Precision é que ela pode se libertar das limitações de um único processo e fornecer as soluções mais imparciais e personalizadas que melhor atendem às necessidades do seu projeto.

Entre em contato com a LS Precision hoje mesmo e envie seus desenhos de peças ou arquivos 3D , juntamente com o volume de produção anual esperado e as necessidades de material. Nossos engenheiros de vendas responderão com um relatório completo, incluindo um plano de processo de amostra e um orçamento, em até 24 horas .