Uma análise técnica abrangente da fundição em areia de alumínio na fabricação moderna
fundição de alumínioA fundição de alumínio em areia é um dos processos de fundição de metal mais antigos e versáteis, amplamente utilizado na fabricação moderna para produzir componentes complexos, duráveis e econômicos. Os fabricantes de fundição em areia de alumínio podem gerar geometrias complexas com características intrincadas que, de outra forma, seriam impraticáveis ou não rentáveis para usinar a partir de material sólido por meio do derramamento de alumínio fundido em moldes de areia preparados. Esse método é especialmente adequado para produção de baixo a médio volume, prototipagem e fundições de alta estrutura em aplicações que abrangem os setores aeroespacial, automotivo, de defesa e de energia. O mais interessante sobre o alumínio fundido em areia é que ele é flexível e funcional. O alumínio tem uma ótima relação entre resistência e peso, resistência à corrosão e capacidade de reciclagem, o que o torna um excelente material de fundição. Juntamente com a resistência térmica da areia e sua alta capacidade de moldagem, o processo oferece capacidade de produção escalonável com excelente precisão dimensional. O projeto do padrão, a composição do molde, a qualidade da massa fundida e o projeto da canaleta são fatores essenciais para o sucesso de cada fundição. Uma excelente fundição de peças fundidas em areia de alumínio deve controlar não apenas os fatos clássicos da tecnologia de metais, mas também abordar as inovações nos processos. As instalações atuais aplicam a tecnologia mais recente para evitar defeitos e garantir o melhor desempenho da fundição usando impressão em areia 3D, software de simulação e monitoramento de processos em tempo real. As peças de alumínio fundidas e projetadas com precisão agora são capazes de atender aos rigorosos padrões de engenharia em termos de segurança, tolerância e durabilidade. À medida que cresce a demanda por componentes complexos com prazos de entrega mais rápidos e menor impacto ambiental, os serviços profissionais de fundição de alumínio em areia devem continuar evoluindo. Este artigo aborda os detalhes técnicos do processo em si, seu fluxo de trabalho de engenharia, materiais, desafios, inovações e assim por diante. Os fundamentos da fundição de alumínio em areia Em sua essência, a fundição de alumínio em areia envolve despejar alumínio fundido em uma cavidade de molde de areia, que é moldada por um padrão que replica a geometria da peça final. Quando o alumínio se solidifica, o molde de areia é sacudido, deixando a peça fundida. O processo também tem uma flexibilidade dimensional excepcional e capacidade de escalonamento em condições de fabricação de baixo volume e alta mistura. O processo se baseia no uso de um molde não permanente, a areia, que pode ser reciclado e reutilizado, minimizando o desperdício de materiais e as despesas. Os moldes de areia geralmente consistem em areia de sílica com um aglutinante adicionado, e a natureza do sistema de aglutinante geralmente influencia consideravelmente o acabamento da superfície resultante, a precisão dimensional e a taxa de resfriamento. O processo de Fluxo na engenharia de fundição de alumínio em areia A fundição de alumínio em areia é um processo de engenharia que consiste em um conjunto de atividades calibradas com precisão, cujo objetivo é transformar o alumínio bruto em peças específicas, bem construídas e dimensionadas com precisão. Tanto o material quanto o conhecimento mecânico precisam ser aprofundados para que todas as etapas do processo sejam bem-sucedidas. A seguir, apresentamos uma análise passo a passo da maneira como a fundição de alumínio em areia é implementada profissional e tecnicamente. 1. Projeto e fabricação do molde No processo de fundição de alumínio em areia, a etapa inicial é projetar e fabricar o molde, uma cópia física da fundição final. As tolerâncias que devem ser incluídas nos padrões são bastante críticas, como encolhimento, calado e estoque de usinagem. Como o alumínio se contrai, durante o resfriamento, os padrões são dispostos um pouco maiores do que o componente acabado. A taxa de contração das ligas de alumínio é normalmente aplicada em 1,3%; no entanto, dependendo da liga e das condições de resfriamento, ela pode variar. As partes verticais dos moldes recebem ângulos de inclinação, normalmente alguns graus entre 1 e 3, para garantir que o padrão possa ser removido facilmente no molde de areia, tomando cuidado para não destruir a cavidade. São incluídas tolerâncias adicionais (tolerâncias de usinagem) para que não haja interação adversa entre o pós-processamento e a peça final. Os padrões podem ser feitos de madeira, metal, resina ou até mesmo de materiais poliméricos impressos em 3D, dependendo das exigências de precisão e das necessidades do volume de produção. 2. Fabricação do molde (moldagem e ajuste do núcleo) Após a preparação do padrão, o molde deve ser preparado. Para o molde de alumínio fundido em areia, há duas metades separadas: a capa (metade superior) e o arrasto (metade inferior). Elas são produzidas enchendo-se a areia ao redor do molde em um frasco. Dependendo da aplicação, a areia é geralmente à base de sílica e é amalgamada com aglutinantes, como argila (areia verde) ou resinas químicas (areia não cozida). Caso o projeto da peça tenha espaço interno e partes ocas, é necessário usar núcleos de areia. Eles são colocados na cavidade do molde e, em seguida, o metal é derramado. Os núcleos podem ser fabricados usando caixas de núcleos e, na produção de precisão, podem ser impressos com maior precisão usando a impressão em areia 3D. A pegada exata do núcleo é muito importante para se ter uma estrutura rígida e aderência à dimensão final da peça. 3. O projeto do sistema de comportas A pontualidade e a eficácia do sistema de comportas formado são importantes para o sucesso do processo de fundição de alumínio em areia. Esse sistema consiste em uma bacia de vazamento, jito, corrediças e comportas, que coagem o alumínio represado para o envolvimento do molde. As comportas adequadas evitarão muita turbulência, minimizarão a formação de bolhas de ar e também garantirão um preenchimento uniforme. Também são necessários risers (também chamados de alimentadores), que podem ser vistos como um reservatório de metal fundido que compensa a direção do encolhimento que ocorre após a solidificação. O software de simulação de fundição é normalmente utilizado pelos engenheiros para estudar e otimizar os sistemas de gating e riser. A previsão é feita por meio de ferramentas de simulação, como MAGMASoft ou ProCAST, de modo que defeitos típicos, como fechamento a frio, erros de execução e porosidade de contração, possam ser corrigidos virtualmente antes de qualquer produção. 4. Fusão e tratamento de metais O alumínio geralmente é fundido em um forno reverberatório, em um forno de cadinho ou em um forno de indução, e a escolha depende do volume do lote, das necessidades da liga e da quantidade de energia necessária. A temperatura de fusão do alumínio puro é de aproximadamente 660 graus









