Peças automotivas de fundição sob pressão de zinco para veículos de alto desempenho

Na fabricação de automóveis, é importante ter precisão, componentes sólidos e eficiência de custo para produzir peças de alto desempenho. O atendimento a essas demandas pode ser feito de forma confiável com a fundição sob pressão de zinco. Atualmente, muitos fabricantes usam a fundição de zinco para peças automotivas a fim de obter peças resistentes, com o tamanho exato e protegidas contra corrosão.

Por serem bem fundidas, as ligas de zinco funcionam muito bem na produção automotiva em larga escala. Devido à facilidade de fusão e ao bom fluxo, essas ligas podem ser formadas dentro de moldes detalhados com níveis rigorosos de precisão. A fundição de ligas de zinco é vital para a construção de peças de zinco fundidas em automóveis, como carcaças de fechaduras, suportes, maçanetas e muitos acessórios sob o capô. Além de necessitarem de potência mecânica, essas peças também devem resistir a mudanças de temperatura, vibração e influências externas.

Como o processo de fundição sob pressão de liga de zinco automática proporciona um melhor acabamento, os fabricantes também podem reduzir ou cancelar a necessidade de operações de acabamento adicionais, como usinagem ou polimento. Além disso, o zinco pode ser usado com muitos tipos de chapeamento e revestimento, o que aumenta a utilidade e a atratividade das peças. Como as ligas de zinco são recicláveis, a fabricação com elas se encaixa bem no movimento do setor em direção à ecoeficiência.

As seções a seguir se concentrarão em compreender os principais recursos, pontos fracos, áreas de aplicação e tópicos relacionados de fundição sob pressão de zinco no setor automotivo, destacando a tendência de maior interesse na fundição sob pressão de zinco para mobilidade, examinando uma série de estudos de caso de ligas de zinco para automóveis.

O que é fundição sob pressão de zinco? 

A liga de zinco é injetada em um molde de aço a alta pressão para produzir peças metálicas precisas por meio de fundição sob pressão de zinco. Como as peças complexas são produzidas com estabilidade e suavidade de alta qualidade, além de ajustes exatos, a EBM é vista como particularmente valiosa.

Quais são os recursos importantes da fundição sob pressão de zinco?

1. Ao trabalhar com injeção de alta pressão, o zinco derretido é introduzido rapidamente em um molde preciso a alta pressão, de modo que todas as partes do molde sejam preenchidas.

2. O zinco esfria e endurece muito rapidamente, razão pela qual o processo é adequado para a fabricação em massa.

3. Feitas de aço temperado durável, as matrizes são projetadas para muitos usos e, portanto, são adequadas para a produção de grandes volumes.

Por que o zinco?

Devido às suas propriedades, o zinco é frequentemente empregado na fundição sob pressão.

• Fácil de preencher formas ou moldes com um formato perfeito
• Derrete a uma temperatura em torno de 380°C, portanto, a fusão é mais fácil do que com alumínio ou aço
• A precisão do módulo inclui pouquíssimos desvios
• Não é afetado pela corrosão em locais automotivos e industriais
• É simples de revestir e dar acabamento, com opções de cromo, níquel e pintura disponíveis
• O zinco é um material que não perde sua qualidade quando é reciclado

Ligas de zinco: O que as torna exclusivas?

As ligas de zinco incluem importantes características mecânicas e físicas necessárias para o bom desempenho automotivo. Essas características incluem:

• Um material resistente em relação ao seu peso
• Grande resistência ao desgaste e à ferrugem
• Melhor fluxo de calor e energia do que qualquer outro material
• O produto não se desloca quando é equipado com alta estabilidade dimensional
• O material tem forte resistência ao impacto.

As razões por trás dessas propriedades significam que as ligas de zinco são uma escolha comum para suportes, carcaças, maçanetas, componentes de fechaduras e peças de acabamento colocadas dentro ou fora de um carro.

Uma grande vantagem da fundição de peças automotivas em zinco é que você pode incorporar muitas funções úteis em uma única peça detalhada, o que torna a montagem menos necessária e reduz o custo do produto.

O que é o processo de fundição sob pressão?

Na fundição sob pressão, O molde ou matriz contém metal fundido que é pressionado sob alta pressão. Para cada peça, é feito um molde que garante que as peças sejam produzidas rapidamente, exatamente iguais e com precisão. As partes mais importantes da fundição de zinco são:

• Fixar é organizar a matriz e, em seguida, fechar o molde.
• Injeção - bombeamento de liga de zinco fundido em um ritmo rápido e alta pressão
• Permitir que os fundidos se solidifiquem enquanto ainda estão dentro da matriz
• Remoção de gesso
• Reduzir o desperdício e aperfeiçoar o formato do componente

É dada muita atenção a essas etapas para garantir que as peças de veículos fundidas em zinco sejam de alta qualidade.

Processo de fundição sob pressão de zinco e suas características

Razões para usar ligas de zinco

Excelente capacidade de moldagem

As ligas de zinco são valorizadas por sua excelente capacidade de serem fundidas. Como o zinco derrete em baixa temperatura e tem ótimo fluxo, ele preenche perfeitamente formas complexas de moldes. Portanto, as ligas de zinco são melhores para projetos precisos, como os encontrados em peças automotivas de fundição sob pressão de zinco, em que é importante obter detalhes e formas consistentes. Seções de paredes finas e formas complexas, disponíveis com o mínimo de porosidade, são altamente desejáveis na produção em massa.

Altos níveis de correspondência precisa

Graças às ligas de zinco, torna-se muito simples para os fabricantes obterem dimensões precisas. Isso é muito importante em setores como o automotivo e o eletrônico, uma vez que os componentes devem ser precisos e ter pouca variação. Como os componentes fundidos sob pressão de zinco geralmente não precisam de pós-usinagem, os custos de fabricação são reduzidos. Graças à sua consistência, as ligas de zinco ajudam a manter a alta qualidade e a confiabilidade dos produtos durante toda a produção em massa.

Excelente acabamento de superfície

As ligas de zinco são valiosas porque seu acabamento superficial superior pode ser obtido diretamente durante a moldagem. Os requisitos reduzidos para as operações de acabamento decorrem do acabamento natural da superfície das peças. É fácil polir, pintar ou cromar ou niquelar as peças de liga de zinco, por isso elas são úteis em locais onde tanto a aparência quanto o desempenho são importantes. Tanto em bens de consumo quanto em interiores automotivos, itens como maçanetas e botões se beneficiam muito desse tipo de revestimento.

Bom desempenho em termos de resistência mecânica e tenacidade

As ligas de zinco reúnem força sólida, alta resistência à flexão ou quebra e uma tendência limitada à maleabilidade. Como resultado, usamos metais com essas propriedades sempre que ocorre estresse mecânico ou desgaste acentuado. Por serem resistentes a impactos, os componentes de liga de zinco são fortes e duram muito tempo. Por serem resistentes, a maioria das peças estruturais e de trabalho, como suportes, carcaças e peças de travamento, é construída com plástico.

Resistência à corrosão

Como uma camada de óxido de zinco se forma sobre elas, as ligas de zinco não são facilmente corroídas. O efeito protetor dessa composição aumenta quando revestimentos ou chapas são colocados sobre ela. Como as condições na montagem de veículos modernos incluem umidade, sal e mudanças de temperatura, as peças devem resistir à corrosão. Como as ligas de zinco duram muito tempo, elas são populares tanto para componentes externos quanto para componentes do motor.

Fácil de derreter e bastante eficiente

Como as ligas de zinco derretem a uma temperatura tão baixa quanto 380°C (716°F), elas consomem menos energia do que o alumínio ou o aço no processamento. Como derrete em uma temperatura mais baixa, o plástico de alta temperatura de moldagem causa menos estresse no ferramental, o que mantém as matrizes e os moldes em serviço por muito mais tempo. Como resultado, a empresa pode produzir mais sem gastar muito e usa seus recursos de forma mais eficiente com o passar do tempo, principalmente quando produz em grande quantidade.

Problemas com o uso de ligas de zinco

Mais pesado que o alumínio

Embora as ligas de zinco sejam fortes, elas são mais densas e mais pesadas do que, por exemplo, o alumínio e o magnésio. A redução do peso é muito importante no setor aeroespacial e nos veículos elétricos, que é onde isso pode prejudicar a aplicabilidade dos plásticos. Em muitos casos, o peso desempenha apenas um papel secundário, exceto quando se planeja aplicações de carga pesada.

Baixa capacidade em altas temperaturas

Não se deve usar ligas de zinco em nenhuma aplicação em que a temperatura de operação seja alta. O zinco perde a resistência e a forma assim que a temperatura ultrapassa 100°C (212°F). Por esse motivo, as ligas de zinco normalmente não são usadas em áreas de um veículo que geram calor. Os engenheiros precisam avaliar o calor ao redor da peça antes de escolher o zinco para construí-la.

Criação de ferramentas e início da vida útil da produção

Embora a fundição de zinco seja econômica para grandes pedidos, o investimento inicial nas ferramentas necessárias para o processo é bastante alto. Essa tecnologia não é necessária se você quiser produzir apenas um pequeno número de protótipos. Mas, assim que o maquinário estiver pronto, o custo por peça é muito razoável. Aqueles que usam peças automotivas fundidas sob pressão de zinco conseguem manter os custos baixos usando economias de escala.

A chance de as coisas saírem do controle

A deformação causada por uma força constante ou fluência é mais óbvia nas ligas de zinco do que no aço ou no alumínio. Devido ao estresse regular ou às altas temperaturas, as peças feitas de zinco podem se distorcer após um longo período. O planejamento para essa característica é importante para os engenheiros, principalmente em aplicações que precisam suportar cargas.

Uma análise das regulamentações ambientais e governamentais

O zinco pode ser totalmente reciclado, embora as fórmulas que incluem chumbo ou cádmio estejam agora sob algumas restrições ambientais. Embora os problemas sejam resolvidos com as ligas atuais, os fabricantes ainda precisam estar em conformidade com a RoHS e a REACH ao usá-las nos mercados da UE ou global. Para serem mais ecologicamente corretas, são necessários esforços especiais de manuseio e reciclagem.

A fundição de zinco é usada em automóveis

Suportes estruturais

Suportes e apoios de qualidade são montados usando fundição de zinco em veículos. Todos esses componentes carregam painéis de instrumentos, sistemas de direção e unidades HVAC. Como as ligas de zinco são fortes e estáveis, elas funcionam melhor em peças expostas a muitos choques e vibrações.

Segurança da fechadura da porta

A fundição sob pressão de zinco é frequentemente usada para criar fechaduras, trincos e atuadores de portas. Eles precisam ser resistentes, oferecer desempenho exato e ser capazes de suportar o desgaste. Como o zinco pode ser trabalhado em formas que se ajustam a tolerâncias estreitas com um acabamento suave, ele oferece desempenho confiável por muito tempo.

Alças e controles internos

As ligas de zinco são padrão para maçanetas, puxadores e guarnições em cozinhas e banheiros. Todas as peças usadas devem ser atraentes e duráveis. Como as peças fundidas de zinco oferecem as características necessárias, elas podem ser revestidas com cromo ou níquel para obter uma aparência atraente e texturizada.

Estojos para eletrônicos e sensores

Um grande número de componentes da carcaça do sensor e do gabinete da unidade de controle é fundido com zinco. Graças ao zinco, a proteção EMI é confiável e os produtos eletrônicos sensíveis são mantidos a salvo de poeira e umidade. Ele também vem com roscas e recursos avançados incluídos.

Componentes sob o capô

Em muitos casos, você encontrará peças fundidas sob pressão de zinco como tampas de combustível, válvulas e bases de montagem no compartimento do motor de um veículo. As partículas de um material eletrônico não podem ser corroídas, devem suportar algum calor e suportar tensões, o que as ligas de zinco fazem muito bem.

Mecanismos de segurança

O que torna as âncoras e os itens de travamento do cinto de segurança fortes e precisos são as propriedades do zinco. Parte do que torna o zinco tão confiável é que esses componentes precisam passar por difíceis verificações de segurança e continuar funcionando sem falhas ao longo do tempo.

Conteúdo do sistema HVAC

O movimento do fluxo de ar e os atuadores em HVAC automotivo são feitos com fundição de zinco. A consistência na fundição proporcionada pelo zinco garante a precisão do ajuste e a confiabilidade do movimento.

Acabamento externo

O zinco é um material popular para a fabricação de logotipos, placas de identificação e acabamentos externos de veículos na forma de fundição sob pressão. Os escultores precisam fazer essas peças detalhadas e projetadas para resistir aos efeitos do clima. É fácil criar formas nítidas com o zinco usando acabamentos que têm boa aparência por um longo tempo.

Fatores de design de peças automotivas fundidas em zinco

Muitos fatores devem ser considerados pelos engenheiros ao fabricar peças para fundição sob pressão de zinco para garantir o sucesso do processo.

• A criação de todas as paredes com a mesma espessura ajuda a impedir o empenamento e proporciona melhor movimentação do metal derretido.
• Com os ângulos de inclinação, é simples remover suas peças do molde.
• Os cantos afiados não são usados no projeto para evitar altas tensões e melhorar a vida útil da peça.
• As tolerâncias podem ser mantidas com muita firmeza, mas isso requer ferramentas cuidadosas e um processo de controle minucioso.

Ao formar peças para carros, esses conceitos de design são necessários, pois as peças devem resistir a condições mecânicas e térmicas difíceis.

O projeto e a fabricação de ferramentas e moldes de zinco

Quando o zinco fundido é usado, as ferramentas corretamente selecionadas são essenciais. Como a produção envolve muita pressão física, o molde deve ser projetado para resistir bem a cada ciclo. Os materiais de molde de aço são geralmente escolhidos porque devem resistir bem ao calor e ao desgaste.

O manuseio de ferramentas é muito caro, mas isso se justifica por sua longa vida útil e alta produtividade. O ferramental de qualidade leva a melhores características clássicas em componentes feitos de ligas de zinco automotivas.

Acabamento da superfície e processamento posterior

Muitas peças feitas com zinco requerem uma série de operações de acabamento para melhorar a aparência, a resistência à corrosão e o funcionamento. As etapas usuais são:

• Corte, alisamento e até mesmo lixamento
• O jateamento ou tombamento é um procedimento manual útil.
• A reatividade na Figura 2 varia de elementos de revestimento, zinco, cromo e níquel
• Revestimento em pó ou pintura

Para todos os componentes que são vistos ou tocados, como peças sob o capô, a qualidade da superfície realmente molda a opinião dos clientes sobre o veículo. Por meio do pós-processamento, a qualidade necessária em termos de forma e função é obtida na fundição sob pressão de liga de zinco para automóveis.

Teste do tempo de funcionamento do produto

Cada peça feita de zinco durante o processo de fundição sob pressão automotiva é examinada de perto quanto ao seu desempenho e à sua durabilidade. Normalmente, os testes realizados são:

• Testes em um ambiente de névoa salina
• Teste de máquinas por meio de estresse mecânico
• Levando a bateria a várias temperaturas
• Os funcionários são submetidos a testes de fadiga.

Como as ligas de zinco são resistentes, as peças refinadas de fundição sob pressão são construídas para funcionar sem falhas em temperaturas quentes ou frias e em ambientes que entram em contato com produtos químicos.

Benefícios para a natureza e a economia

A fundição sob pressão usando zinco ocorre dentro dos limites técnicos e, ao mesmo tempo, protege o meio ambiente. O zinco é um excelente reciclável porque nenhuma de suas propriedades é perdida. Os resíduos de fabricação de zinco têm potencial de lucro, e o zinco pode ser processado usando menos energia do que a maioria dos outros metais.

Tanto o dinheiro quanto o desperdício são economizados porque quase nenhuma usinagem adicional é necessária para os componentes. Diferentemente de outras formas, a fundição sob pressão de peças automotivas de zinco oferece aos produtores uma economia efetiva nos gastos e no tempo de fabricação de uma única peça.

Melhorias na fundição sob pressão de zinco

Os últimos avanços na tecnologia de materiais e processos estão aumentando as possibilidades da fundição de zinco. As inovações incluem:

• Ligas com excelente fluidez que permitem a criação de peças mais finas e formas mais detalhadas
• Sistemas de produção que funcionam sem equipe e fornecem os mesmos resultados
• Sensores e componentes eletrônicos foram combinados dentro de um invólucro de zinco.

Essas melhorias ajudam a fundição sob pressão de liga de zinco para automóveis a ser aplicada mais amplamente em eletrônicos automotivos, peças de veículos elétricos e construção leve.

Desafios da fundição sob pressão de zinco relacionados a automóveis

No entanto, a fundição sob pressão de zinco tem alguns problemas a serem resolvidos.

• Uma empresa MAG precisa cobrir as altas despesas com ferramentas fabricando muitos itens com o mesmo molde.
• Como o peso é muito maior do que o do alumínio, o titânio é usado principalmente quando é importante ter pouco peso.
• As condições no motor dificultam o uso de eletrônicos.

A escolha da fundição sob pressão de zinco para peças automotivas exige que os fabricantes considerem suas limitações e seus benefícios para essa aplicação.

Maneiras de verificar e garantir a qualidade

A boa qualidade das peças fundidas sob pressão de zinco é obtida por meio do monitoramento de todas as etapas principais e da realização de inspeções completas. As maneiras importantes de fazer isso são:

• Uso de raios X para encontrar o interior de células fechadas.
• A CMM é usada para confirmar o tamanho dos produtos.
• É necessário fazer verificações visuais e táteis com a superfície поверхность.
• Estimular o estresse por meio da dureza e a deformação por meio da resistência à tração.

Ser disciplinado em relação ao controle de qualidade ajuda os fornecedores de "peças automotivas de zinco fundido" a atender aos requisitos do fabricante original do equipamento e a manter todas as certificações necessárias.

Fundição sob pressão de zinco e a perspectiva do setor automotivo

A mudança do setor automotivo para carros elétricos e sistemas avançados e bem conectados é um bom presságio para a fundição sob pressão de zinco. A combinação de resistência, exatidão e condutividade do zinco dará suporte à construção de carcaças de sensores, unidades de controle e conectores.

Graças a novas ligas e desenvolvimentos de fundição, o desempenho da fundição sob pressão de ligas de zinco para automóveis deve aumentar e acompanhar as mudanças no setor automotivo.

Conclusão

Zinco fundição sob pressão é vital para a forma como os carros são construídos atualmente. Muitas peças de veículos são fabricadas com tecnologia composta devido ao seu excelente desempenho mecânico, custo mais baixo e facilidade de design. O processo permite a fabricação de muitas peças que atendem a rígidas regras de qualidade, segurança e desempenho. A produção eficiente de componentes confiáveis e exatos é possível tanto para engenheiros quanto para fabricantes por meio da fundição de peças automotivas em zinco. A fundição sob pressão de zinco tem se mostrado útil tanto para ferragens externas quanto para peças internas e suportes fundamentais. A demanda por veículos inovadores, equilibrados e eficientes está impulsionando o crescimento da fundição sob pressão de peças automotivas de zinco. Uma combinação de técnicas do passado e do presente faz com que a fundição sob pressão de ligas de zinco para automóveis seja importante para futuros projetos de veículos.

Perguntas frequentes 

1. Quais processos automotivos são facilitados com a fundição de zinco?

As fábricas automatizadas usam a fundição de zinco para construir peças precisas e duradouras, como fechaduras de portas, suportes, maçanetas internas e alojamentos para sensores. Ele é resistente, não corrói facilmente e oferece uma boa superfície para aplicações que precisam de resistência ou apresentação.

2. Por que os fabricantes de fundição sob pressão escolheram o zinco como material principal em vez de alternativas?

O zinco flui bem, pode ser resfriado sem rachaduras e é adequado para o uso de pequenos detalhes em uma peça projetada. O zinco pode produzir peças muito detalhadas e, como são necessárias muitas peças, esse processo é mais barato para trabalhos de alto volume do que o uso de alumínio ou magnésio.

3. As peças fundidas de zinco podem ser usadas com segurança em componentes destinados a resistir a riscos?

Sim. As excelentes qualidades mecânicas e de impacto das ligas de zinco fazem com que elas sejam usadas em importantes sistemas de segurança, inclusive em travas e ancoragens de cintos de segurança, desde que sejam fabricadas e verificadas corretamente.

4. Você consegue encontrar peças fundidas de zinco usadas nos componentes do motor?

Ainda assim, algumas coisas não podem ser feitas com ele no momento. No compartimento do motor, o zinco mantém peças como componentes de combustível e fixadores confiáveis sob calor moderado, mas não é resistente o suficiente para ser usado com peças de motor em contato com o vapor.

5. As peças de zinco fundido sob pressão são ecologicamente corretas?

É possível reciclar o zinco em sua totalidade, e seu processamento consome muito menos energia do que o de muitos outros metais. O que sobra da fundição na fabricação de automóveis pode ser reutilizado, o que o torna importante para a sustentabilidade.