La función básica de la fundición a presión es fabricar piezas de automoción ligeras y de gran eficacia. Todos estos requisitos se han cumplido con el uso de la fundición a presión de magnesio. Se fabrican diferentes piezas de fundición utilizando la matriz de magnesio para fabricar piezas de automoción.
Todos los fabricantes se centran en fabricar piezas de automóvil que sean muy eficaces y económicas. A medida que el mundo avanza, la industria del automóvil se ve sometida a la presión constante de fabricar productos innovadores. En fundición a presión de aleaciones de magnesio ha ganado popularidad a lo largo de los años.
La evolución de la industria automovilística, con el aumento de la producción de vehículos eléctricos (VE), ha propiciado un gran uso de la aleación de magnesio en la fabricación de piezas. Algunos otros materiales podrían utilizarse en la producción, pero el magnesio es el el más ligero. Su uso ofrece grandes ventajas en la industria del automóvil cuando se procesa mediante fundición a alta presión.
El artículo explora las ideas de fundición a presión de magnesio, sus ventajas en la industria del automóvil y sus aplicaciones. Al final, vamos a proporcionar la información sobre el uso futuro de la aleación de magnesio en la fundición a presión en la industria del automóvil para los fabricantes de automóviles.
¿Qué es la fundición a presión de magnesio?
Antes de entrar en los detalles de las aplicaciones y ventajas de la fundición a presión de aleaciones de magnesio en la industria del automóvil, es importante entender qué es la fundición a presión de magnesio. A continuación se describen las etapas del proceso. Fundición del magnesio en 650degC que la convierten en forma líquida.
Preparación del molde
El primer paso en el proceso de fundición de magnesio a presión es la preparación del molde. El molde se fabrica con un material de alta resistencia. Se recubre con un agente desmoldeante que ayuda a evitar que el magnesio fundido se pegue al molde. El desmoldeo final de las piezas de automoción depende de este paso de fácil desmoldeo de los productos. Es muy importante tener un molde impecable para evitar cualquier defecto en el producto final.
Inyección de magnesio fundido
El siguiente paso es la inyección del magnesio fundido en la matriz. Los fabricantes de automóviles se aseguran de que la aleación llegue a todas las geometrías complejas del molde para obtener resultados perfectos. La presión se mantiene en torno a 1500 a 3000 psi durante el proceso. Este paso es muy preciso y a la vez muy rápido para evitar el endurecimiento de la aleación de magnesio.
Refrigeración
Una vez inyectado el magnesio en el molde, el siguiente paso es el enfriamiento. Es importante retirar el molde del material una vez enfriado y fraguado. Como cualquier otro material, si la estructura es compleja y de mayor tamaño, tarda más en enfriarse. Por el contrario, las piezas de automóviles más pequeñas y finas se enfrían más fácilmente. Para evitar grietas en el producto de fundición a presión de magnesio, es necesario un enfriamiento eficaz y controlado.
Expulsión y acabado
Tras el enfriamiento del magnesio en la matriz, la expulsión de ésta es el último paso. El proceso de retirar el producto acabado de la matriz se conoce como expulsión. Una vez que las piezas del automóvil se expulsan con cuidado, es necesario realizar algunos detalles más, como eliminar y taladrar las partes no deseadas del producto final para su acabado.
El proceso de fundición a presión de aleaciones de magnesio es esencial para fabricar piezas de automoción complejas y de paredes finas. Los fabricantes de automóviles utilizan el magnesio porque es el material más ligero de la industria de la fundición a presión para fabricar piezas de automoción innovadoras para vehículos eléctricos y modernos.
Tipos de fundición inyectada de magnesio
Para fabricar diferentes piezas de automóvil, existen básicamente dos tipos de procesos de fundición a presión de magnesio. Son los siguientes;
Fundición en cámara caliente
En la cámara caliente, la fundición a presión de magnesio es ideal por el bajo punto de fusión del magnesio. En este proceso, el troquel se sumerge en la cámara fundida y se fuerza en ella.
Fundición a presión en cámara fría
El método típico de fundición a presión de magnesio es la fundición a presión en cámara fría. En este proceso, el magnesio fundido se inyecta en los moldes sin calentar de la industria del automóvil.
Por qué el magnesio es lo mejor en aplicaciones de automoción
La combinación de características físicas y mecánicas del magnesio es muy especial y muy demandada en la producción de vehículos.
- En primer lugar, el magnesio es aproximadamente 33% más ligero que el aluminio y 75% encendedor que el acero. Se trata de una reducción radical del peso que tiene un efecto inmediato en la eficiencia, la conducción y las emisiones del vehículo.
- En segundo lugar, las aleaciones de magnesio tienen una buena relación resistencia-peso, por lo que son perfectas en aplicaciones en las que el componente debe soportar fuerzas mecánicas pero ser ligero.
- Además, el magnesio presenta una mejor amortiguación de las vibraciones y el ruido que mejora el confort de marcha y minimiza el ruido del habitáculo.
- También es un buen conductor térmico, por lo que se utiliza en piezas sometidas a calor, como cajas de transmisión y carcasas electrónicas, entre otras.
Ventajas de la fundición a presión de magnesio
Reducción sustancial del peso de los vehículos
Uno de los objetivos más importantes de la ingeniería automovilística es la reducción del peso. Los coches ligeros consumen menos combustible, producen menos emisiones y ofrecen mejores prestaciones.
Fundición a presión de magnesio ayuda a los fabricantes de automóviles a sustituir las piezas más pesadas de acero o aluminio por magnesio sin afectar a su funcionalidad. La más mínima reducción de peso en cada elemento podría producir una enorme reducción de peso cuando se suma en un coche completo.
Esta ventaja es especialmente importante en los coches eléctricos, en los que la disminución del peso de la carrocería afecta directamente a la autonomía de la batería y a su eficiencia.
Mayor ahorro de combustible y menos emisiones
La reducción del peso del vehículo influye directamente en el ahorro de combustible. La investigación demuestra continuamente que la eficiencia del combustible aumenta en 5-7% a medida que el peso del vehículo disminuye en 10%.
Con las piezas fundidas a presión de magnesio, a los fabricantes de automóviles les resultará más fácil cumplir las estrictas normas mundiales sobre emisiones. Esto cobra especial importancia cuando los gobiernos de los países imponen las normas destinadas a minimizar las emisiones de carbono y desarrollar un transporte sostenible. La fundición a presión de magnesio, por tanto, favorece los objetivos económicos y medioambientales.
Gran relación resistencia/peso
El mito que rodea a los metales ligeros es que reducen la resistencia. Las aleaciones de magnesio desmienten este supuesto.
Las recientes aleaciones de magnesio en fundición a presión tienen una resistencia mecánica adecuada para su aplicación en piezas de automoción como columnas de dirección, bastidores de asientos, carcasas de cajas de cambios y soportes estructurales. Estos componentes deben ser capaces de soportar la tensión, las vibraciones y los cambios térmicos a largo plazo.
Los fabricantes obtienen componentes duraderos y ligeros mediante la elección adecuada de aleaciones y procesos de fundición a presión eficientes.
Precisión dimensional y flexibilidad de diseño
La fundición a presión de magnesio permite fabricar geometrías complejas y estrechas. Es posible fabricar paredes finas, formas complejas, nervaduras, resaltes y elementos integrados en una sola pieza de fundición.
Este diseño permite flexibilidad, elimina el mecanizado secundario y el montaje, disminuyendo el coste de producción y minimizando los puntos de fallo. Se pueden fundir varias piezas en una sola, lo que facilita la arquitectura del vehículo.
En consecuencia, la fundición a presión de magnesio facilita diseños innovadores en los automóviles y permite una fabricación eficiente.
Amortiguación de vibraciones y ruidos de alta calidad
La amortiguación natural del magnesio es mayor que la del aluminio y el acero. Esta propiedad ha hecho que los componentes de fundición a presión de magnesio sean especialmente útiles para minimizar el ruido, las vibraciones y la dureza (NVH) en los automóviles.
Esta propiedad es muy ventajosa para componentes como el marco del salpicadero, los volantes y las estructuras de los asientos. Un mejor rendimiento NVH ayuda a mejorar el confort de conducción y contribuye a una experiencia de usuario más sofisticada.
En el caso de los coches de lujo y de alta gama, esta ventaja también es especialmente útil.
Producción económica en grandes cantidades
Las aleaciones de magnesio pueden parecer más caras por kilogramo; sin embargo, la fundición a presión de magnesio es extremadamente económica cuando se trata de producción en serie.
El proceso permite una alta repetibilidad y tiempos de ciclo y reduce la cantidad de material desperdiciado. Una vez realizado el troquel, pueden fabricarse miles o incluso millones de piezas iguales con la misma calidad.
Además, se reduce el coste de mecanizado, se minimiza el número de fases de montaje y disminuye el coste de explotación de los vehículos, lo que compensa el coste inicial del material. Durante toda la vida útil de la producción, la fundición a presión de magnesio resulta rentable.
Resistencia a la corrosión mediante aleaciones modernas
Muchos problemas relacionados con la corrosión del magnesio se han superado en su mayor parte gracias al desarrollo de la aleación y al tratamiento de la superficie.
Las fundiciones a presión contemporáneas de aleación de magnesio en la industria del automóvil ofrecen una mayor resistencia a la corrosión, sobre todo cuando se combinan con métodos de revestimiento, pintura o anodizado. Estos avances permiten que los componentes de magnesio funcionen correctamente incluso en condiciones ambientales adversas.
Por consiguiente, la fundición a presión de magnesio puede utilizarse ahora en el interior y el exterior de un automóvil.
Sostenibilidad y reciclabilidad
La producción de automóviles ha pasado a centrarse en la sostenibilidad. El magnesio es un material cuyo reciclado puede realizarse íntegramente; el reciclado del magnesio consume bastante menos energía que la fabricación de un nuevo metal a partir de una materia prima.
Numerosos fabricantes de automóviles recurren también al reciclado en circuito cerrado, en el que la chatarra de magnesio utilizada durante la producción se funde y se reutiliza. Así se minimizan los residuos, el consumo de energía y los efectos sobre el medio ambiente.
Fabricante de fundición a presión de magnesio en China apoya así las aspiraciones mundiales de sostenibilidad y fabricación circular.
Magnesio frente a otros metales de fundición inyectada para automoción
En el proceso de fundición a presión pueden utilizarse distintos materiales. He aquí un resumen de las propiedades de todos los materiales utilizados en la fabricación.
| Propiedades | Magnesio | Aluminio | Acero |
| Amortiguación de vibraciones | Excelente | Moderado | Bajo |
| Densidad | Muy bajo | Bajo | Alta |
| Relación resistencia/peso | Alta | Moderado | Alta |
| Capacidad de fundición a presión | Excelente | Bien | Pobre |
| Sostenibilidad | Alta | Moderado | Bajo |
| Idoneidad de los VE | Excelente | Moderado | Bajo |
| Aplicaciones | Muy adecuado | Moderadamente adecuado | Buena adecuación |
Fundición inyectada de magnesio en la industria del automóvil
Gracias a su ligereza, su alta resistencia y su gran flexibilidad de diseño, la fundición a presión de magnesio ha adquirido una mayor importancia en la industria automovilística. Los fabricantes de automóviles utilizan el magnesio para minimizar el peso de los coches, mejorar la eficiencia de combustible de un motor, cumplir los estrictos niveles de emisiones y seguir siendo seguros y funcionales.
Interior Auto Parts
La fundición a presión de magnesio también es habitual en las piezas interiores de la industria del automóvil, donde es importante reducir el peso y suprimir las vibraciones. Se utiliza en volantes, columnas de dirección, armazones de asientos, contrahuellas de asientos, soportes de consolas, carcasas de radios y carcasas de cerraduras de llave. Las características de amortiguación de vibraciones inherentes al magnesio ayudan a mejorar la calidad de la conducción y a reducir el peso total del vehículo.
Cuerpo y partes estructurales
La fundición a presión de magnesio se utiliza en aplicaciones estructurales y de carrocería en la construcción ligera pero rígida de vehículos. Piezas como paneles interiores de puertas y portones levadizos, marcos de techo, soportes de retrovisores, soportes de rueda de repuesto, tapas de depósitos de combustible y tiradores de puertas suelen fabricarse con aleaciones de magnesio. Estas secciones mejoran el ahorro de combustible y la maniobrabilidad del coche.
Marco y componentes de control
Es necesario que la estructura y los componentes de control sean resistentes y precisos. Algunas de las piezas que utilizarán magnesio en su beneficio son los brazos de los pedales de freno, los pedales del acelerador, los pedales del embrague, los soportes de los pedales, los soportes de montaje y los componentes de las ruedas de carreras. Se utilizan para mejorar la capacidad de respuesta de los vehículos sin interferir en la seguridad.
Piezas para trenes de potencia y vehículos eléctricos
La fundición a presión de magnesio se utiliza en el sistema de propulsión para bloques de motor, tapas de levas, tapas de válvulas, carcasas de embragues, cajas de transferencia, carcasas de alternadores y carcasas de motores eléctricos. En el caso de los coches eléctricos e híbridos, el magnesio es importante para reducir el peso estructural y la gestión térmica, lo que aumenta el rendimiento y la autonomía.
Tipos de aleaciones de magnesio en la fundición inyectada para automoción
| Aleación de magnesio | Utilización |
| Aleación de magnesio AZ91D | En la industria del automóvil, la aleación de magnesio fundido a presión más común es la AZ91D. Tiene un alto nivel de colabilidad, un alto nivel de resistencia a la corrosión y un buen nivel de propiedades mecánicas, de ahí que encuentre aplicación en carcasas, cubiertas y componentes estructurales de automoción. |
| AM60B Aleación de magnesio | Estas aleaciones se utilizan cuando se necesita más ductilidad, resistencia al impacto y tenacidad. |
| Aleación de magnesio AM20 | Son populares en componentes críticos para la seguridad, como volantes, armazones de asientos y componentes sensibles a los choques. |
| AM50A Aleación de magnesio | La reducción del aluminio aumenta el alargamiento, lo que permite que las aleaciones sean capaces de absorber energía durante el impacto. |
Mediante la aleación de magnesio y la fundición a presión adecuadas, los fabricantes de automóviles pueden obtener componentes de automoción ligeros, seguros y de alto rendimiento, por lo que la fundición a presión de magnesio es uno de los pilares de la ingeniería automovilística actual.
Perspectivas de la fundición inyectada de magnesio en la industria del automóvil
Ligereza, electricidad y sostenibilidad son el futuro de la fabricación de automóviles. La fundición a presión de magnesio se adapta perfectamente a estas tendencias.
Con las normativas cada vez más precisas y el cambiante diseño de los vehículos, los elementos de magnesio serán cada vez más populares entre los fabricantes de automóviles para cumplir los objetivos de rendimiento y eficiencia. Las fundiciones estructurales de producción en serie, las aleaciones de alta tecnología y las fábricas inteligentes aumentarán aún más el papel del magnesio.
La fundición a presión de magnesio ha dejado de ser una tecnología de nicho para convertirse en un elemento básico de la ingeniería automovilística más reciente.
Conclusión
Sin embargo, la fundición a presión de magnesio presenta un alto rendimiento en términos de ligereza, estabilidad estructural, diseño, capacidad y sostenibilidad. Ofrece una solución probada y progresiva a los fabricantes de automóviles que aspiran a reducir peso, aumentar la eficiencia del combustible, el confort y las normas medioambientales.
En los vehículos tradicionales de combustión interna, los componentes de fundición a presión de magnesio están definiendo el futuro de la industria del transporte. Con el aumento de la tecnología y la escala de producción, los beneficios de la fundición a presión de magnesio en la industria del automóvil seguirán aumentando.
En conclusión, la fundición a presión de magnesio no es sólo una opción en la selección de materiales, sino un activo estratégico en el cambiante mundo del diseño de automóviles.
