Piezas de automoción de fundición inyectada de zinc para vehículos de alto rendimiento

En la fabricación de automóviles, es importante contar con precisión, componentes sólidos y rentabilidad para producir piezas de alto rendimiento. Satisfacer estas exigencias puede hacerse de forma fiable con la fundición a presión de zinc. En la actualidad, muchos fabricantes utilizan la fundición a presión de zinc para piezas de automoción con el fin de obtener piezas resistentes, con el tamaño exacto y protegidas contra la corrosión.

Como funden bien, las aleaciones de zinc funcionan muy bien en la producción de automóviles a gran escala. Gracias a su fácil fundición y buena fluidez, estas aleaciones pueden moldearse con gran precisión dentro de moldes detallados. La fundición de aleaciones de zinc es vital para fabricar piezas de zinc fundido a presión en automóviles, como carcasas para cerraduras, soportes, tiradores de puertas y muchos accesorios bajo el capó. Además de necesitar potencia mecánica, estas piezas también deben resistir cambios de temperatura, vibraciones e influencias externas.

Dado que el proceso de fundición a presión de aleaciones de zinc para automóviles proporciona un mejor acabado, los fabricantes también pueden reducir o anular la necesidad de operaciones de acabado adicionales, como el mecanizado o el pulido. Además, el zinc puede utilizarse con muchos tipos de chapado y revestimiento, lo que aumenta tanto la utilidad como el atractivo de las piezas. Dado que las aleaciones de zinc son reciclables, su fabricación encaja perfectamente en la tendencia de la industria hacia la ecoeficiencia.

Las siguientes secciones se centrarán en comprender las principales características, puntos débiles, áreas de aplicación y temas relacionados de fundición inyectada de zinc en la industria del automóvil, subrayando la tendencia de un mayor interés por la fundición a presión de zinc para la movilidad mediante el examen de una serie de casos prácticos de aleaciones de zinc para automóviles.

¿Qué es la fundición a presión de zinc? 

La aleación de zinc se inyecta en un molde de acero a alta presión para fabricar piezas metálicas precisas mediante fundición inyectada de zinc. Dado que las piezas complejas se fabrican con estabilidad y suavidad de primera calidad, y con ajustes exactos, la EBM se considera especialmente valorada.

¿Cuáles son las características importantes de la fundición a presión de zinc?

1. Cuando se trabaja con inyección a alta presión, el zinc fundido se introduce rápidamente en un molde preciso a alta presión, de modo que se llena cada parte del molde.

2. El zinc se enfría y endurece muy rápidamente, por lo que el proceso es adecuado para la fabricación en serie.

3. Fabricadas en acero endurecido de larga duración, las matrices están diseñadas para muchos usos y, por tanto, son adecuadas para la producción de grandes volúmenes.

¿Por qué el zinc?

Por sus propiedades, el zinc se emplea con frecuencia en la fundición a presión.

• Fácil de rellenar formas o moldes con una forma perfecta
• Funde a una temperatura de unos 380°C, por lo que la fusión es más fácil que con el aluminio o el acero
• La precisión del módulo incluye muy poca desviación
• No se ve afectado por la corrosión en la automoción y la industria
• Es fácil de chapar y acabar, con opciones de cromo, níquel y pintura.
• El zinc es un material que no pierde su calidad cuando se recicla

Aleaciones de zinc: ¿Qué las hace únicas?

Las aleaciones de zinc incluyen importantes características mecánicas y físicas necesarias para un buen rendimiento en automoción. Entre ellas se incluyen:

• Un material resistente en comparación con su peso
• Gran resistencia tanto al desgaste como a la oxidación
• Mejor flujo de calor y energía que cualquier otro material
• El producto no se desplaza cuando está dotado de gran estabilidad dimensional
• El material tiene una gran resistencia al impacto.

Gracias a estas propiedades, las aleaciones de zinc son una elección habitual para soportes, carcasas, manillas, componentes de cerraduras y piezas embellecedoras colocadas en el interior o el exterior de un automóvil.

Una gran ventaja de la fundición a presión de zinc para piezas de automoción es que se pueden incorporar muchas funciones útiles en una sola pieza detallada, lo que hace menos necesario el montaje y reduce el coste del producto.

¿Qué es el proceso de fundición a presión?

En fundición a presión, el molde o la matriz contiene metal fundido que se prensa a alta presión. Para cada pieza se fabrica un molde que garantiza que las piezas se produzcan rápidamente, exactamente igual y con precisión. Las piezas más importantes de la fundición a presión de zinc son:

• Sujetar es organizar la matriz y luego cerrar el molde.
• Inyección - Bombeo de aleación de zinc fundido a gran velocidad y alta presión
• Permitir que las masas fundidas se solidifiquen mientras aún están dentro de la matriz.
• Retirada de yeso
• Reducir los residuos y perfeccionar la forma del componente

Se presta gran atención a estas etapas para garantizar la máxima calidad de las piezas fundidas de zinc para vehículos.

Proceso de fundición a presión de zinc y sus características

Razones para utilizar aleaciones de zinc

Excelente moldeabilidad

Las aleaciones de zinc se valoran por su excelente capacidad de fundición. Dado que el zinc funde a baja temperatura y tiene una gran fluidez, rellena perfectamente moldes de formas complejas. Por lo tanto, las aleaciones de zinc son las mejores para diseños precisos, como los que se encuentran en las piezas de fundición a presión de zinc para automoción, donde es importante obtener detalles y formas consistentes. Las secciones de paredes finas y las formas intrincadas, disponibles con una porosidad mínima, son muy deseables en la producción en serie.

Altos niveles de precisión

Gracias a las aleaciones de zinc, a los fabricantes les resulta muy sencillo conseguir dimensiones exactas. Esto es muy importante en sectores como la automoción y la electrónica, ya que los componentes deben ser precisos y apenas variar. Como los componentes de fundición inyectada de zinc no suelen necesitar mecanizado posterior, se reducen los costes de fabricación. Gracias a su consistencia, las aleaciones de zinc ayudan a mantener una alta calidad y a que los productos sean fiables a lo largo de una producción masiva.

Excelente acabado superficial

Las aleaciones de zinc son valiosas porque su acabado superficial superior puede obtenerse directamente durante el moldeo. La reducción de los requisitos de las operaciones de acabado se debe al acabado superficial natural de las piezas. Pulir, pintar o cromar o niquelar las piezas de aleación de zinc es fácil, por lo que son muy útiles en lugares donde tanto su aspecto como su rendimiento son importantes. Tanto en los bienes de consumo como en los interiores de los automóviles, cosas como tiradores y botones se benefician mucho de este tipo de revestimiento.

Buena resistencia mecánica y tenacidad

Las aleaciones de zinc reúnen una sólida solidez, una gran resistencia a la flexión o la rotura y una tendencia limitada a la maleabilidad. Por eso utilizamos metales con estas propiedades allí donde se producen tensiones mecánicas o un fuerte desgaste. Al ser resistentes a los impactos, los componentes de aleación de zinc son fuertes y duran mucho tiempo. Como son resistentes, la mayoría de las piezas estructurales y de trabajo, como soportes, carcasas y piezas de cierre, se construyen con plásticos.

Resistencia a la corrosión

Al formarse una capa de óxido de zinc sobre ellas, las aleaciones de zinc no se corroen fácilmente. El efecto protector de esta capa aumenta cuando se le ponen encima revestimientos o chapados. Como las condiciones de montaje de los vehículos modernos incluyen humedad, sal y cambios de temperatura, las piezas deben resistir la corrosión. Como las aleaciones de cinc duran tanto, son populares tanto para componentes exteriores como del motor.

Fácil de fundir y bastante eficaz

Dado que las aleaciones de zinc se funden a una temperatura tan baja como 380°C (716°F), consumen menos energía que el aluminio o el acero en su procesamiento. Como se funde a una temperatura más baja, el plástico de alta temperatura de moldeo provoca menos tensión en el utillaje, lo que mantiene las matrices y los moldes en servicio durante mucho más tiempo. Como resultado, la empresa puede fabricar más sin gastar mucho y utiliza sus recursos de forma más eficiente a medida que pasa el tiempo, sobre todo cuando produce mucho.

Problemas con el uso de aleaciones de zinc

Más pesado que el aluminio

Aunque las aleaciones de zinc son fuertes, son más densas y pesadas que, por ejemplo, el aluminio y el magnesio. Reducir el peso es muy importante en la industria aeroespacial y los vehículos eléctricos, que es donde esto puede dificultar la aplicabilidad de los plásticos. En muchos casos, el peso sólo desempeña un papel secundario, salvo cuando se planifican aplicaciones para cargas pesadas.

Poca capacidad a altas temperaturas

No debe utilizar aleaciones de zinc para ninguna aplicación en la que la temperatura de funcionamiento sea elevada. El zinc pierde resistencia y forma en cuanto la temperatura supera los 100 °C (212 °F). Por este motivo, las aleaciones de zinc no suelen utilizarse en zonas de un vehículo que generen calor. Los ingenieros tienen que evaluar el calor alrededor de la pieza antes de elegir el zinc con el que construirla.

Creación de utillaje y comienzo de la vida útil de la producción

Aunque la fundición a presión de zinc es económica para grandes pedidos, la inversión inicial en el utillaje necesario para el proceso es bastante elevada. Esta tecnología no es necesaria si sólo se quiere producir un pequeño número de prototipos. Pero, en cuanto la maquinaria está lista, el coste por pieza es muy razonable. Quienes utilizan piezas de automoción de fundición inyectada de zinc pueden mantener los costes bajos gracias a las economías de escala.

La posibilidad de que las cosas se salgan de control

La deformación causada por una fuerza constante o fluencia es más evidente en las aleaciones de zinc que en el acero o el aluminio. Debido a la tensión regular o a las altas temperaturas, las piezas fabricadas con zinc pueden deformarse al cabo de mucho tiempo. Prever esta característica es importante para los ingenieros, sobre todo en aplicaciones que deben soportar cargas.

Normativa medioambiental y gubernamental

El zinc puede reciclarse por completo, aunque las fórmulas que incluyen plomo o cadmio están ahora sometidas a algunas restricciones medioambientales. Aunque los problemas están resueltos con las aleaciones actuales, los fabricantes aún deben cumplir las normas RoHS y REACH cuando las utilizan en los mercados de la UE o mundiales. Para ser más respetuosos con el medio ambiente, es necesario realizar esfuerzos especiales de manipulación y reciclado.

La fundición de zinc se utiliza en automóviles

Soportes estructurales

En los vehículos se montan soportes y ménsulas de calidad mediante fundición inyectada de cinc. Todos estos componentes llevan salpicaderos, sistemas de dirección y unidades de climatización. Como las aleaciones de zinc son resistentes y estables, funcionan mejor en piezas expuestas a muchos golpes y vibraciones.

Seguridad de la cerradura de la puerta

La fundición a presión de zinc se utiliza a menudo para crear cerraduras, pestillos y actuadores de puertas. Tienen que ser resistentes, ofrecer un rendimiento exacto y soportar el desgaste. Dado que el zinc puede moldearse en formas que se ajustan a tolerancias estrechas con un acabado liso, ofrece un rendimiento fiable durante mucho tiempo.

Asideros y mandos interiores

Las aleaciones de zinc son estándar para manillas, pomos y embellecedores de cocinas y baños. Todas las piezas utilizadas deben ser atractivas y duraderas. Dado que las piezas de fundición a presión de zinc ofrecen las características necesarias, pueden chaparse con cromo o níquel para darles un aspecto atractivo y texturado.

Carcasas electrónicas y de sensores

Un gran número de componentes de la carcasa del sensor y del recinto de la unidad de control están fundidos con zinc. Gracias al zinc, la protección EMI es fiable y los productos electrónicos sensibles se mantienen a salvo del polvo y la humedad. Además, incluye roscas y funciones avanzadas.

Componentes bajo el capó

En muchos casos, encontrará piezas de fundición a presión de zinc como tapones de combustible, válvulas y bases de montaje en el compartimento del motor de un vehículo. Las partículas de un material electrónico no deben corroerse, soportar algo de calor y soportar tensiones, algo que hacen bien las aleaciones de zinc.

Mecanismos de seguridad

Lo que hace que los anclajes de los cinturones de seguridad y los elementos de bloqueo sean resistentes y precisos son las propiedades del zinc. Parte de lo que hace que el zinc sea tan fiable es que estos componentes deben superar difíciles controles de seguridad y seguir funcionando sin fallos a lo largo del tiempo.

Contenido del sistema HVAC

El movimiento del flujo de aire y los actuadores del sistema de climatización del automóvil se fabrican con fundición de zinc. La consistencia de la fundición que proporciona el zinc garantiza tanto la precisión del ajuste como la fiabilidad del movimiento.

Acabado exterior

El zinc es un material muy utilizado para fabricar logotipos de vehículos, placas de identificación y molduras exteriores de fundición a presión. Los escultores deben hacer estas piezas detalladas y diseñadas para resistir los efectos de la intemperie. Las formas afiladas son fáciles de hacer con zinc, con acabados que se ven bien durante mucho tiempo.

Factores de diseño de las piezas de automoción de fundición inyectada de cinc

Los ingenieros deben tener en cuenta muchos factores a la hora de fabricar piezas de fundición inyectada de zinc para garantizar el éxito del proceso.

• Crear todas las paredes del mismo grosor ayuda a detener el alabeo y permite un mejor movimiento del metal fundido.
• Con los ángulos de desmoldeo, es fácil extraer las piezas del molde.
• Las esquinas afiladas no se utilizan en el diseño para evitar grandes tensiones y mejorar la larga vida útil de la pieza.
• Las tolerancias pueden mantenerse muy ajustadas, pero se necesita un utillaje cuidadoso y un proceso de control exhaustivo.

Cuando se conforman piezas para automóviles, estos conceptos de diseño son necesarios, ya que las piezas deben soportar condiciones mecánicas y térmicas difíciles.

Diseño y fabricación de herramientas y moldes de zinc

Cuando se utiliza zinc fundido a presión, es esencial seleccionar correctamente las herramientas. Dado que la producción implica mucha presión física, el molde debe estar diseñado para aguantar bien cada ciclo. Suelen elegirse moldes de acero porque deben resistir bien tanto el calor como el desgaste.

El utillaje cuesta mucho, pero se justifica por su larga vida útil y su alta productividad. Un utillaje de calidad permite mejorar las características clásicas de los componentes fabricados con aleaciones de zinc para automóviles.

Acabado de la superficie y procesamiento posterior

Muchas piezas fabricadas con zinc requieren una serie de operaciones de acabado para mejorar su aspecto, su resistencia a la corrosión y su funcionamiento. Los pasos habituales son:

• Recortar, alisar e incluso lijar
• El granallado o volteo es un procedimiento manual muy útil.
• La reactividad en la Figura 2 va desde los elementos de revestimiento, zinc, cromo y níquel
• Recubrimiento en polvo o pintura

En el caso de los componentes que se ven o se tocan, como las piezas de debajo del capó, la calidad de la superficie determina realmente la opinión que los clientes tienen del vehículo. Mediante el postprocesado, se consigue la calidad requerida en forma y función para la fundición a presión de aleaciones de zinc para automóviles.

Probar durante cuánto tiempo funciona el producto

Cada pieza fabricada con zinc durante el proceso de fundición a presión para automóviles se examina minuciosamente para comprobar su rendimiento y su duración. Normalmente, las pruebas que se realizan son:

• Pruebas en un entorno de niebla salina
• Pruebas mecánicas de las máquinas
• Llevar la batería a distintas temperaturas
• El personal se somete a pruebas de fatiga.

Como las aleaciones de zinc son resistentes, las piezas refinadas de fundición a presión están fabricadas para funcionar sin problemas a temperaturas frías o calientes y en entornos que entran en contacto con productos químicos.

Beneficios para la naturaleza y la economía

La fundición a presión con zinc se realiza dentro de unos límites técnicos y protegiendo al mismo tiempo el medio ambiente. El zinc es un gran reciclable porque no pierde ninguna de sus propiedades. Los residuos de la fabricación de zinc tienen potencial de beneficio, y el zinc puede procesarse utilizando menos energía que la mayoría de los demás metales.

Se ahorra tanto dinero como residuos porque casi no es necesario mecanizar más los componentes. A diferencia de otras formas, la fundición a presión de piezas de zinc para automóviles ofrece a los productores un ahorro efectivo tanto en gasto como en tiempo para fabricar una sola pieza.

Mejoras en la fundición inyectada de zinc

Los últimos avances en tecnología de materiales y procesos están aumentando las posibilidades de la fundición a presión de zinc. Las innovaciones incluyen:

• Aleaciones con una excelente fluidez que permiten crear piezas más finas y formas más detalladas
• Sistemas de producción que funcionan sin personal y ofrecen los mismos resultados
• Los sensores y la electrónica se han combinado dentro de una carcasa de zinc.

Estas mejoras contribuyen a que la fundición a presión de aleaciones de zinc para automóviles se aplique más ampliamente en la electrónica del automóvil, las piezas de vehículos eléctricos y la construcción ligera.

Retos de la fundición a presión de zinc en relación con la automoción

Sin embargo, la fundición a presión de zinc tiene algunos problemas.

• Una empresa MAG necesita cubrir elevados gastos de utillaje fabricando muchos artículos con el mismo molde.
• Dado que el peso supera con creces al del aluminio, el titanio se utiliza sobre todo cuando el poco peso es importante.
• Las condiciones del motor dificultan el uso de la electrónica en él.

La elección de la fundición a presión de zinc para piezas de automoción exige que los fabricantes tengan en cuenta sus limitaciones junto con sus ventajas para esa aplicación.

Formas de comprobar y garantizar la calidad

La buena calidad de las piezas de fundición inyectada de zinc se consigue controlando todos los pasos clave y realizando inspecciones completas. Algunas formas importantes de hacerlo son

• Utilización de rayos X para encontrar células cerradas en el interior.
• La MMC se utiliza para confirmar el tamaño de los productos.
• Hacer controles visuales y táctiles con la superficie поверхность es necesario.
• Estimular la tensión a través de la dureza y la deformación a través de la resistencia a la tracción.

Ser disciplinado en el control de calidad ayuda a los proveedores de "piezas de automóvil de zinc fundido a presión" a cumplir los requisitos de los fabricantes de equipos originales y mantener todas las certificaciones necesarias.

Fundición inyectada de zinc y perspectivas de la industria del automóvil

El paso de la industria del automóvil a los coches eléctricos y a los sistemas avanzados y bien conectados es un buen augurio para la fundición a presión de zinc. La combinación de resistencia, precisión y conductividad del zinc facilitará la fabricación de carcasas de sensores, unidades de control y conectores.

Gracias a las nuevas aleaciones y al desarrollo de la fundición, el rendimiento de la fundición a presión de aleaciones de zinc para automóviles está destinado a aumentar y a seguir el ritmo de la cambiante industria automovilística.

Conclusión

Zinc fundición a presión es vital para el modo en que se construyen los coches hoy en día. Muchas piezas de vehículos se fabrican con tecnología de materiales compuestos por su gran rendimiento mecánico, menor coste y facilidad de diseño. El proceso permite fabricar muchas piezas que cumplen estrictas normas de calidad, seguridad y rendimiento. La producción eficiente de componentes fiables y exactos es posible tanto para los ingenieros como para los fabricantes gracias a la fundición a presión de zinc de piezas de automoción. La fundición a presión de zinc ha demostrado su utilidad tanto para herrajes de exterior como para piezas de interior y soportes de cimentación. La demanda de vehículos innovadores, equilibrados y eficientes está impulsando el crecimiento de la fundición a presión de zinc de piezas de automóvil. Una combinación de técnicas pasadas y presentes hace que la fundición a presión de aleaciones de zinc para automóviles sea importante para los futuros diseños de vehículos.

Preguntas frecuentes 

1. ¿Qué procesos automovilísticos se facilitan con la fundición a presión de zinc?

Las plantas automatizadas utilizan la fundición a presión de zinc para construir piezas precisas y duraderas, como cerraduras de puertas, soportes, tiradores interiores y alojamientos para sensores. Es resistente, no se corroe fácilmente y ofrece una buena superficie para aplicaciones que necesitan resistencia o presentación.

2. ¿Por qué los fabricantes de fundición a presión han elegido el zinc como material principal en lugar de otras alternativas?

El zinc fluye bien, puede enfriarse sin agrietarse y se adapta al uso de pequeños detalles en una pieza diseñada. El zinc permite fabricar piezas muy detalladas y, dado que se necesitan muchas piezas, este proceso es más barato para grandes volúmenes que el aluminio o el magnesio.

3. ¿Pueden utilizarse con seguridad piezas de fundición inyectada de zinc en componentes destinados a resistir riesgos?

Sí. Las excelentes cualidades mecánicas y de impacto de las aleaciones de zinc hacen que puedan utilizarse en importantes sistemas de seguridad, como los anclajes de los cinturones de seguridad y las cerraduras, siempre que se fabriquen y comprueben correctamente.

4. ¿Puede encontrar piezas de fundición inyectada de zinc utilizadas en los componentes del motor?

Aun así, hay cosas que no se pueden hacer con él en este momento. En el compartimento del motor, el zinc mantiene la fiabilidad de piezas como los componentes de combustible y las fijaciones en condiciones de calor moderado, pero no es lo bastante resistente para usarlo con piezas del motor humeantes.

5. ¿Son las piezas de fundición inyectada de zinc respetuosas con el medio ambiente?

El zinc se puede reciclar en su totalidad y su procesamiento consume mucha menos energía que muchos otros metales. Lo que sobra de la fundición en la fabricación de automóviles puede reutilizarse, lo que lo hace importante para la sostenibilidad.