No fabrico moderno, o processo de fundi??o injetada é considerado um meio importante para o fabrico de pe?as metálicas de precis?o. é capaz de produzir pe?as metálicas com formas complexas através da inje??o de metal fundido em moldes de precis?o sob alta press?o, sendo amplamente utilizado nos sectores automóvel, eletrónico e outros, apoiando o desenvolvimento tecnológico de várias indústrias líderes. O presente documento apresenta uma análise aprofundada dos principais processos, da sele??o de materiais e das aplica??es do processo de fundi??o injetada e da forma como este processo está a alcan?ar a inova??o e a excelência no fabrico.

O que é a fundi??o injectada?

A fundi??o injectada é um método eficiente e preciso de fundi??o de metais que utiliza moldes reutilizáveis para produzir pe?as metálicas com formas complexas. Ao contrário dos processos de fundi??o tradicionais, a fundi??o injecta metal fundido no molde sob alta press?o e é particularmente adequada para a produ??o de grandes volumes, proporcionando uma elevada precis?o, repetibilidade e um excelente acabamento superficial.

O processo de fundi??o injetada foi inicialmente utilizado na indústria gráfica, mas o seu potencial de utiliza??o generalizada depressa se expandiu a várias áreas, incluindo as indústrias automóvel, aeroespacial e eletrónica. Atualmente, a fundi??o injetada utiliza principalmente metais leves, como o alumínio, o zinco e o magnésio, para satisfazer as necessidades de fabrico de uma vasta gama de produtos, desde pequenos componentes complexos a importantes pe?as para automóveis. A principal vantagem da fundi??o injetada é a sua capacidade de criar pe?as com tolerancias extremamente apertadas e uma necessidade reduzida de maquinagem posterior, o que a torna uma tecnologia indispensável no fabrico moderno.

Processo de fundi??o sob press?o

O processo de produ??o da fundi??o injectada pode ser dividido em várias etapas fundamentais:

1. Prepara??o do molde
   Os moldes s?o a base do processo de fundi??o sob press?o, e os tipos comuns de moldes incluem moldes de cavidade única, moldes de cavidade múltipla e moldes combinados. A conce??o do molde tem de ter em conta a complexidade da pe?a e a escala de produ??o, e o molde tem de ser limpo e pré-aquecido antes de ser utilizado para evitar fissuras e defeitos térmicos.
2. processo de inje??o
   Durante o processo de inje??o, o metal fundido é derretido e injetado no molde em diferentes sistemas. No caso do sistema de camara quente, a fus?o ocorre no interior da máquina de fundi??o, enquanto o sistema de camara fria verte o metal fundido para a camara fria, onde é injetado no molde por press?o.
3. Arrefecimento e solidifica??o
   O metal fundido é arrefecido e solidificado num molde para formar a pe?a final. O processo de arrefecimento requer uma press?o controlada para evitar defeitos na pe?a devido à contra??o.
4. ejetar (de um avi?o)
   Quando o metal estiver completamente solidificado, o molde é aberto e o ejetor da máquina empurra a pe?a para fora.
5. Recorte e pós-processamento
   Para garantir a qualidade da pe?a, é necessário remover o excesso de material e as rebarbas. Se necessário, a precis?o da pe?a pode ser melhorada através de métodos de pós-processamento, como a retifica??o.

Tipos de fundi??o injectada

Em fun??o do processo de fus?o e inje??o, o processo de fundi??o sob press?o pode ser dividido em dois tipos principais: fundi??o sob press?o com camara quente e fundi??o sob press?o com camara fria:

• fundi??o injectada a quente (metalurgia)
  Adequado para metais de baixo ponto de fus?o, como o zinco e algunsalumínio. O processo utiliza um êmbolo pneumático para injetar metal no molde através de um reservatório de metal fundido ligado a uma máquina de fundi??o injetada. é eficiente, rápido e adequado para a produ??o de grandes volumes de pequenas pe?as, normalmente utilizadas na produ??o de produtos electrónicos de consumo.
• fundi??o injectada em camara fria (metalurgia)
  Utilizada para metais de elevado ponto de fus?o, como as ligas de alumínio e de cobre. Na fundi??o injectada em camara fria, o metal fundido é primeiro vertido para uma camara fria e depois injetado no molde através de um êmbolo. Este processo é adequado para pe?as que requerem elevada for?a e resistência ao calor e é amplamente utilizado em aplica??es automóveis e aeroespaciais.

Variantes e inova??es da fundi??o injectada

à medida que a tecnologia continua a evoluir, o processo de fundi??o sob press?o tem registado uma variedade de variantes e inova??es para satisfazer diferentes necessidades industriais. Por exemplo:

• fundi??o injectada por gravidadeO metal fundido é injetado no molde por gravidade, o que o torna adequado para a produ??o de grandes quantidades de pe?as fundidas de precis?o.
• fundi??o sob press?oEnchimento de metal a baixa ou alta press?o, adequado para a produ??o de pe?as com requisitos de alta precis?o, tais como pe?as para a indústria automóvel e aeroespacial.
• fundi??o sob vácuoMelhorar a qualidade da superfície e a precis?o dimensional através da cria??o de um ambiente de vácuo que reduz a reten??o de ar e é adequado para produtos topo de gama.
• fundi??o por extrus?oé um produto que pode melhorar as propriedades mecanicas e a precis?o das pe?as e é normalmente utilizado em pe?as para automóveis.
• Fundi??o injectada semi-sólidaProdu??o de pe?as com geometrias complexas com maior precis?o e resistência através de temperaturas de fundi??o específicas.

Compara??o das vantagens e desvantagens da fundi??o injectada

As vantagens da fundi??o injectada de metal, um processo de fabrico amplamente utilizado na produ??o industrial, tornaram-na importante na produ??o em massa. No entanto, também tem algumas limita??es que podem afetar a sua utiliza??o em determinados cenários de aplica??o. As principais vantagens e desvantagens da fundi??o sob press?o e as suas causas s?o analisadas de seguida:

Vantagens da fundi??o injectada

1. Excelente precis?o dimensional
   A fundi??o sob press?o de metal é capaz de produzir pe?as com elevada precis?o dimensional e é particularmente adequada para aplica??es em que s?o necessárias tolerancias apertadas. A precis?o depende da conce??o do molde e do processo de fabrico, podendo ser alcan?ada uma maior precis?o dimensional especialmente quando os moldes s?o fabricados utilizando máquinas CNC de alta precis?o, como as máquinas CNC de 5 eixos. Além disso, a utiliza??o de variantes de processo como a fundi??o sob press?o a baixa press?o (LPDC) e a fundi??o sob press?o por gravidade ajuda a encher os moldes com precis?o, aumentando assim a precis?o da pe?a.
2. Geometria complexa
   A fundi??o injetada é capaz de produzir pe?as com geometrias complexas, incluindo pe?as fundidas, paredes finas e outros desenhos. Esta caraterística permitiu que a fundi??o sob press?o produzisse pe?as com estruturas complexas e uma vasta gama de fun??es em áreas como a aeroespacial, a automóvel e a eletrónica de consumo. Desta forma, os designers podem integrar mais funcionalidades numa única pe?a, reduzindo a necessidade de montagem posterior.
3. Produ??o de grande volume para uma entrega rápida
   A fundi??o injectada é um processo de produ??o de grande volume, adequado ao fabrico de grandes quantidades de pe?as. Na fundi??o a alta press?o, a produ??o é mais rápida devido às elevadas press?es utilizadas, o que reduz o custo de produ??o por unidade de pe?a. Especialmente no caso dos moldes combinados, podem ser fabricadas várias pe?as em simultaneo, aumentando a produtividade e a rela??o custo-eficácia por pe?a.
4. Acabamento liso da superfície
   Devido à alta press?o injectada no metal durante o processo de fundi??o sob press?o, as pe?as metálicas fundidas têm normalmente um acabamento de superfície liso, especialmente nafundi??o a baixa press?oefundi??o gravitacionale outros processos. Este tratamento de superfície de alta qualidade n?o só melhora o aspeto da pe?a, como também reduz a quantidade de esfor?o necessário para o tratamento de superfície subsequente.
5. Longa dura??o do molde
   molde de fundi??o injectadaS?o normalmente fabricados em a?o de alta qualidade com excelente resistência a altas temperaturas e press?es. Estes a?os resistentes permitem que os moldes resistam a uma utiliza??o prolongada e tenham uma longa vida útil, reduzindo a frequência de substitui??o dos moldes e os custos de manuten??o para uma produ??o a longo prazo.

Desvantagens da fundi??o injectada

1. Apenas para metais n?o ferrosos
   O processo de fundi??o injectada é aplicado principalmente a metais n?o ferrosos, como o alumínio, o zinco e o magnésio. Estes metais têm pontos de fus?o moderados e s?o facilmente injectados em moldes sob alta press?o. No entanto, para os metais ferrosos com pontos de fus?o mais elevados, como o a?o e o ferro, a fundi??o injectada n?o é adequada. Metais como o a?o e o ferro requerem equipamento especial e processos mais complexos para serem fundidos, o que torna a aplica??o da fundi??o sob press?o algo limitada.
2. Custo elevado do molde
   Os moldes de fundi??o sob press?o s?o mais dispendiosos de fabricar, especialmente quando se utiliza amaquinagem por controlo numéricoQuando se trata de fabricar moldes, o processo é complexo e dispendioso. Sobretudo no fabrico de pe?as complexas, a utiliza??o de moldes de a?o de alta qualidade aumentará ainda mais os custos. Embora o processo de fundi??o sob press?o seja adequado para a produ??o de grandes volumes, o custo das ferramentas pode ser um fator limitativo para pequenos lotes ou pe?as complexas.
3. Sensibilidade aos defeitos
   As pe?as de fundi??o sob press?o no processo de produ??o podem apresentar porosidade, retra??o, porosidade e outros defeitos, especialmente na fundi??o a alta press?o, estes defeitos s?o mais comuns. Por exemplo, a reten??o de ar durante o processo de fundi??o pode levar à cria??o de poros na superfície da pe?a, e estes poros podem formar bolhas de ar durante o tratamento térmico, afectando a qualidade da pe?a. Podem ser necessários passos adicionais de acabamento da superfície para resolver estes defeitos, aumentando assim os custos de produ??o.
4. N?o é adequado para a produ??o em pequena escala
   Embora a fundi??o sob press?o seja adequada para a produ??o em grande escala, o seu investimento inicial é elevado, especialmente os custos fixos do fabrico do molde e da instala??o do equipamento. Consequentemente, o processo de fundi??o sob press?o n?o é normalmente adequado para a produ??o em pequena escala ou para a produ??o de pe?as únicas. Para a produ??o em pequena escala, outros processos (como a moldagem por inje??o ou a maquinagem CNC) podem ser mais adequados e podem reduzir os custos e os prazos de produ??o.

Materiais metálicos da Hershey's em fundi??o injectada

Os materiais metálicos utilizados no processo de fundi??o injectada s?o geralmente ligas n?o ferrosas, como o alumínio, o magnésio e o zinco. Estas ligas têm diferentes caraterísticas de desempenho e s?o adequadas para diferentes requisitos de aplica??o. O quadro seguinte apresenta uma compara??o pormenorizada das ligas de fundi??o sob press?o mais comuns, enumerando as suas principais composi??es, pontos de fus?o, propriedades e aplica??es típicas.

ligas	Subtipos comuns	base	Ponto de fus?o (°C)	Caraterísticas principais	aplica??o típica
alumínio	a380, a360, a390, a413, adc12	Alumínio (Al), Cobre (Cu), Silício (Si), Magnésio (Mg)	577 - 660	Leve, resistente à corros?o, de alta resistência, boa trabalhabilidade e económica.	Automóvel (componentes de motores, rodas, chassis), aeroespacial (componentes estruturais, caixas), eletrónica (caixas, carro?arias)
liga de magnésio	az91d, am60b, as41b	Magnésio (Mg), Alumínio (Al), Zinco (Zn)	632 - 650	Extremamente leve, boa capacidade de fundi??o para aplica??es sensíveis ao peso, excelente capacidade de fundi??o.	Aeroespacial (estrutura da carro?aria, pe?as interiores), automóvel (componentes leves), eletrónica (dispositivos portáteis, caixas de telemóveis)
liga de zinco	Liga de zinco #2, #3, #5, #7, ZA8, ZA27	Zinco (Zn), Alumínio (Al), Cobre (Cu), Magnésio (Mg)	381 - 419	Excelente capacidade de fundi??o, baixo ponto de fus?o, adequado para projectos complexos e rentável.	Eletrónica (conectores, caixas), ferragens (fechaduras, bot?es), brinquedos e pe?as para automóveis (pe?as decorativas, engrenagens)
liga de cobre	Lat?o (p. ex., C85700), bronze (p. ex., C93200)	Cobre (Cu), Zinco (Zn) (Lat?o); Cobre (Cu), Estanho (Sn) (Bronze)	900 - 1083	Alta resistência, excelente condutividade e resistência à corros?o, durável.	Tubos (tubos de água resistentes à corros?o, tubos de gás), conectores eléctricos (terminais, contactos eléctricos), componentes marítimos (componentes resistentes à corros?o), rolamentos
liga de estanho	-	Estanho (Sn) (90%), cobre (Cu) (2,5%), chumbo (Pb) (7,5%), antimónio (Sb)	170 - 230	Baixo ponto de fus?o, boa fluidez, resistência à corros?o, fácil fundi??o.	Artigos de decora??o (jóias, artesanato), estatuetas, lembran?as
liga de chumbo	-	Chumbo (Pb), Estanho (Sn)	183 - 327	Baixo ponto de fus?o, macio, boa resistência à corros?o, adequado para prote??o contra radia??es.	Prote??o contra radia??es (equipamento médico, instala??es nucleares), baterias (gradualmente substituídas)
liga à base de estanho	-	Estanho (Sn), Cobre (Cu), Antimónio (Sb)	232	Baixo ponto de fus?o, boas propriedades de fundi??o, boa resistência à corros?o.	Componentes electrónicos (materiais de soldadura, pe?as electrónicas), joalharia, aplica??es especiais (pe?as pequenas, joalharia fina)

Compara??o da fundi??o injectada com outros processos de fabrico

A fundi??o injetada é muitas vezes confundida com outros processos de fabrico (por exemplo, moldagem por inje??o, forjamento, estampagem, etc.), especialmente para aqueles que s?o novos no fabrico. Apesar das suas semelhan?as, cada processo tem as suas próprias vantagens e áreas de aplica??o. Segue-se uma compara??o da fundi??o injetada com processos comuns, como a moldagem por inje??o e o forjamento, para ajudar a compreender as diferen?as e os cenários de aplica??o:

Diferen?a entre fundi??o sob press?o e moldagem por inje??o

A fundi??o sob press?o e a moldagem por inje??o s?o dois processos de moldagem populares, ambos utilizam o princípio da inje??o e s?o adequados para o fabrico de pe?as com detalhes complexos e um excelente acabamento superficial. No entanto, os seus materiais e processos aplicáveis s?o diferentes. De seguida, apresentamos as principais diferen?as entre os dois processos:

discrepancia	fundi??o injectada	moldagem por inje??o
fluxos de trabalho	Inje??o de metal fundido sob press?o em moldes de a?o pré-concebidos	Inje??o de plástico fundido sob press?o em moldes pré-concebidos de a?o ou alumínio
confec??es	Ligas de metais n?o ferrosos (por exemplo, alumínio, zinco, magnésio)	Termoplásticos ou termoendurecíveis
Materiais de moldes	a?o (química)	A?o ou alumínio
arrefecimento	Tempo de arrefecimento mais longo	Arrefecimento mais curto
velocidade de produ??o	relativamente lento	relativamente cedo
custo de processamento	Custos de moldes mais elevados (utilizando moldes de a?o)	Custos de ferramentas mais baixos (utilizando ferramentas de alumínio)
custo dos componentes	Mais elevado (devido ao maior tempo de produ??o)	Inferior (tempo de produ??o mais rápido)

Diferen?a entre fundi??o injectada e forjamento

A principal diferen?a entre o forjamento e a fundi??o sob press?o é a forma como s?o moldados. O forjamento envolve a forma??o do metal no estado sólido através da aplica??o de for?as de compress?o, enquanto a fundi??o sob press?o envolve a inje??o de metal fundido num molde pré-concebido. Os dois processos também diferem em termos de materiais aplicáveis, velocidade de produ??o e desempenho das pe?as:

discrepancia	forja (metal)	fundi??o injectada
fluxos de trabalho	Conforma??o de metal aquecido por aplica??o de for?a de compress?o	Inje??o de metal fundido num molde sob press?o
confec??es	Para metais ferrosos e n?o ferrosos, como o a?o e o alumínio	Para metais n?o ferrosos como o alumínio, o zinco e o magnésio
Materiais de moldagem	N?o há necessidade de moldes, mas a utiliza??o de moldes permite otimizar a forma	Os moldes devem ser utilizados
velocidade de produ??o	mais lento	relativamente cedo
controlo da tolerancia	Tolerancia média	Controlo de tolerancia de alta precis?o
Propriedades da pe?a final	Melhoria das propriedades mecanicas	As propriedades mecanicas dependem do material de fundi??o

Diferen?a entre fundi??o injectada e estampagem

A estampagem é um processo de conforma??o de chapas metálicas por meio de uma prensa e é adequada para a produ??o em massa de pe?as de paredes finas. Em compara??o com a fundi??o sob press?o, a estampagem tem materiais e processos de moldagem diferentes, especialmente em termos da complexidade das pe?as aplicáveis e da produtividade:

discrepancia	fundi??o injectada	soco
fluxos de trabalho	Inje??o de metal fundido num molde para moldagem	Forma??o de pe?as a partir de chapas metálicas por estampagem utilizando um molde.
confec??es	Principalmente ligas de metais n?o ferrosos (por exemplo, alumínio, zinco)	Adequado para todos os tipos de chapas metálicas (por exemplo, a?o, alumínio)
Materiais de moldes	a?o (química)	a?o (química)
Forma da pe?a	Para pe?as com formas complexas	Para pe?as de paredes finas e formas simples
velocidade de produ??o	mais lento	relativamente cedo
exato	altamente preciso	Menor precis?o

A diferen?a entre fundi??o injectada e impress?o 3D

A impress?o 3D é um processo baseado no fabrico aditivo que cria pe?as através do empilhamento de materiais camada a camada. A impress?o 3D oferece maior flexibilidade e capacidades de prototipagem mais rápidas do que a fundi??o injetada, mas difere na velocidade de produ??o e no desempenho das pe?as:

discrepancia	fundi??o injectada	Impress?o 3D
fluxos de trabalho	Inje??o de metal fundido num molde para moldagem	Impress?o camada a camada de materiais com base em modelos digitais
confec??es	Ligas de metais n?o ferrosos (por exemplo, alumínio, zinco)	Termoplásticos, pós metálicos, etc.
Materiais de moldes	a?o (química)	N?o s?o necessários moldes
velocidade de produ??o	mais lento	relativamente cedo
exato	altamente preciso	Precis?o moderada
aparelho	Produ??o em massa de pe?as complexas	Prototipagem rápida, produ??o de baixo volume

Materiais de fundi??o injetada comuns e sele??o

O alumínio, o zinco, o magnésio e outras ligas s?o materiais comuns de fundi??o injectada, cada um com propriedades únicas, adequadas a diferentes cenários de aplica??o. Apresentamos de seguida as caraterísticas de várias ligas comuns:

• alumínio: Leve, resistente à corros?o, fácil de processar e amplamente utilizado nos sectores automóvel, aeroespacial e eletrónico.
• liga de magnésioPeso: Muito leve para aplica??es de peso crítico, como a indústria aeroespacial e a eletrónica de consumo.
• liga de zinco: Baixo ponto de fus?o, excelente capacidade de fundi??o, normalmente utilizado em produtos electrónicos, hardware e pe?as de brinquedos.
• liga de cobreCilindros de a?o: Alta resistência e boa condutividade eléctrica para conectores eléctricos e componentes marítimos.

Otimiza??o da conce??o e do fabrico

A conce??o da fundi??o injetada n?o depende apenas da sele??o do material, mas também precisa considerar fatores como a geometria da pe?a, o angulo de extra??o, o raio de filete, etc., a fim de melhorar o desempenho da pe?a, a capacidade de fabrica??o e a rela??o custo-benefício. Por exemplo, um angulo de extra??o adequado pode prevenir eficazmente a aderência das pe?as ao molde e reduzir o risco de danos; um raio de filete razoável pode ajudar a distribuir uniformemente as tens?es e evitar concentra??es de tens?es.

chegar a um veredito

A fundi??o sob press?o tornou-se uma tecnologia indispensável no fabrico moderno, gra?as à sua elevada precis?o e às suas capacidades de produ??o de grandes volumes. Quer se trate de pe?as para automóveis, caixas electrónicas ou componentes aeroespaciais, a tecnologia de fundi??o sob press?o proporciona uma base sólida para a inova??o e a excelência do design. à medida que os materiais e os processos continuam a avan?ar, a fundi??o injetada continuará a trazer solu??es mais eficientes e de maior qualidade para uma variedade de indústrias no futuro.

Problemas comuns da fundi??o injectada e estratégias para os resolver

Porque é que as pe?as fundidas sob press?o s?o propensas à porosidade?
As bolsas s?o normalmente causadas pelo facto de o metal n?o ventilar completamente durante o processo de inje??o ou por uma conce??o deficiente do molde (por exemplo, um sistema de ventila??o deficiente). As estratégias incluem a otimiza??o da conce??o da ventila??o do molde, o ajuste da velocidade e da press?o de inje??o e a utiliza??o de um sistema de ventila??o mais eficiente.

Porque é que é provável que apare?am defeitos na superfície das pe?as fundidas sob press?o?
Os defeitos de superfície, tais como bolhas, vincos e riscos, s?o maioritariamente causados por superfícies de molde irregulares ou por um fluxo de metal irregular. Para evitar estes problemas, o acabamento da superfície do molde deve ser verificado regularmente para garantir que a temperatura de inje??o e o caudal s?o estáveis.

Qual é o problema dos furos de retra??o nas pe?as fundidas sob press?o?
O buraco de contra??o deve-se ao facto de a contra??o do metal de arrefecimento da fundi??o n?o conseguir repor o enchimento, aparecendo frequentemente na forma grande ou complexa da fundi??o sob press?o. A contra??o pode ser evitada eficazmente optimizando o desenho do molde, melhorando a eficiência do sistema de vazamento e ajustando a taxa de arrefecimento.

As pe?as fundidas sob press?o s?o propensas a fissuras?
A fissura??o ocorre normalmente quando o metal flui de forma irregular ou arrefece demasiado depressa, e pode ser causada por uma press?o de inje??o excessiva ou por uma conce??o deficiente do molde. A fissura??o pode ser reduzida através do controlo da velocidade de inje??o, da temperatura e da press?o, e da utiliza??o de materiais de elevada resistência.

E quanto à instabilidade dimensional das pe?as fundidas sob press?o?
A instabilidade dimensional pode dever-se ao desgaste do molde, a uma press?o de inje??o instável ou a um controlo inadequado da temperatura. A revis?o e manuten??o regulares do molde para manter condi??es de inje??o estáveis, bem como o ajuste fino do sistema de controlo da temperatura, podem resolver eficazmente o problema da instabilidade dimensional.

Como é que o desgaste do molde afecta a qualidade da fundi??o sob press?o?
O desgaste dos moldes pode levar à perda de precis?o do produto e até afetar a aparência e o desempenho das pe?as fundidas. Para combater o desgaste dos moldes, estes devem ser inspeccionados e substituídos regularmente, devem ser utilizados materiais resistentes ao desgaste e a conce??o e o processo dos moldes devem ser optimizados.

Porque é que as pe?as fundidas sob press?o s?o propensas a deforma??o?
A deforma??o deve-se normalmente a um arrefecimento desigual ou a uma má conce??o do molde, especialmente quando a pe?a fundida é grande ou complexa. O risco de distor??o pode ser reduzido ajustando o sistema de arrefecimento e optimizando a conce??o do molde.

Como é que a segrega??o pelo frio pode ser reduzida?
A segrega??o a frio é um defeito de delamina??o que se forma devido ao facto de o metal n?o se fundir totalmente quando é injetado no molde. Para evitar a segrega??o a frio, a velocidade e a temperatura de inje??o têm de ser optimizadas para garantir um fluxo suave do metal, e o sistema de vazamento e os canais têm de ser concebidos de forma adequada.

é necessário o pós-processamento de pe?as fundidas sob press?o?
Os requisitos de pós-processamento para pe?as fundidas dependem dos requisitos do projeto e dos critérios de qualidade da superfície da pe?a. Algumas pe?as requerem maquina??o adicional, tal como retifica??o, perfura??o ou rebarba??o, para cumprir tolerancias e acabamentos de superfície apertados.