A função básica da fundição sob pressão é fabricar peças automotivas que sejam leves e tenham alta eficiência. Todos esses requisitos são atendidos com o uso da fundição sob pressão de magnésio. Diferentes peças fundidas são fabricadas usando a matriz de magnésio para a fabricação de peças automotivas.
Todos os fabricantes estão se concentrando em fabricar peças automotivas que tenham grande eficiência e que sejam econômicas. Como o mundo está avançando, o setor automotivo está sob constante pressão para fabricar produtos inovadores. Os Fundição sob pressão de liga de magnésio ganhou popularidade ao longo dos anos.
A evolução do setor automotivo, com o aumento da produção de veículos elétricos (EVs), levou a um grande uso da liga de magnésio na fabricação de peças. Alguns outros materiais poderiam ser usados na produção, mas o magnésio é o mais leve. Seu uso oferece grandes vantagens no setor automotivo quando é processado por meio de fundição sob pressão de alta pressão.
O artigo explora as ideias de fundição sob pressão de magnésio, No final, forneceremos informações sobre o uso futuro da liga de magnésio na fundição sob pressão na indústria automotiva para as montadoras. No final, forneceremos as informações sobre o uso futuro da liga de magnésio em fundição sob pressão na indústria automotiva para as montadoras.
O que é fundição sob pressão de magnésio?
Antes de entrar em detalhes sobre as aplicações e as vantagens da fundição sob pressão de liga de magnésio no setor automotivo, é importante entender o que é a fundição sob pressão de magnésio. Aqui estão as etapas envolvidas no processo. Derretimento do magnésio a 650degC que o convertem em uma forma líquida.
Preparação do molde
A etapa inicial do processo de fundição sob pressão de magnésio é a preparação do molde. O molde é feito de um material de alta resistência. Ele é revestido com o agente de liberação que ajuda a evitar a aderência do magnésio fundido ao molde. A liberação final das peças automotivas depende dessa etapa de fácil liberação dos produtos. É muito importante ter um molde impecável para evitar qualquer defeito no produto final.
Injeção de magnésio fundido
A próxima etapa é a injeção do magnésio fundido no molde. Os fabricantes de automóveis se certificam de que a liga atinja todas as geometrias complexas do molde para obter resultados perfeitos. A pressão é mantida em torno de 1500 a 3000 psi durante o processo. Essa etapa é altamente precisa, porém muito rápida, para evitar o endurecimento da liga de magnésio.
Resfriamento
Depois que o magnésio é injetado no molde, a próxima etapa é o resfriamento. É importante remover o molde do material após o resfriamento e a fixação. Como qualquer outro material, se a estrutura for complexa e tiver um tamanho maior, o resfriamento será mais demorado. Por outro lado, peças automotivas menores e mais finas são resfriadas mais facilmente. É necessário um resfriamento monitorado e eficiente para evitar rachaduras no produto de fundição sob pressão de magnésio.
Ejeção e acabamento
Após o resfriamento do magnésio na matriz, a ejeção da matriz é a última etapa. O processo de remoção do produto acabado da matriz é conhecido como ejeção. Depois que as peças automotivas são ejetadas cuidadosamente, é necessário um detalhamento adicional, como a remoção e a perfuração das peças indesejadas do produto final para o acabamento.
O processo de fundição sob pressão de liga de magnésio é essencial para a fabricação de peças automotivas complexas e de paredes finas. Os fabricantes de automóveis usam o magnésio porque é o material mais leve no setor de fundição sob pressão para a fabricação de peças automotivas inovadoras para veículos EV e modernos.
Tipos de fundição sob pressão de magnésio
Para a fabricação de diferentes peças automotivas, há basicamente dois tipos de processos de fundição de magnésio. Esses são os seguintes;
Fundição sob pressão em câmara quente
Na câmara quente, a fundição sob pressão de magnésio é ideal para o baixo ponto de fusão do magnésio. Nesse processo, a matriz é submersa na câmara de fusão e forçada a entrar na matriz.
Fundição sob pressão em câmara fria
O método típico de fundição sob pressão de magnésio é a fundição sob pressão com câmara fria. Nesse processo, o magnésio fundido é injetado em moldes não aquecidos na indústria automotiva.
Por que o magnésio é melhor em aplicações automotivas
A combinação das características físicas e mecânicas do magnésio é muito especial e é muito exigida na produção de veículos.
- Primeiro, o magnésio é cerca de 33% mais leve que o alumínio e Isqueiro 75% do que o aço. Essa é uma redução radical de peso que tem um efeito imediato sobre a eficiência, o manuseio e as emissões do veículo.
- Em segundo lugar, as ligas de magnésio têm uma boa relação resistência/peso, sendo perfeitas para aplicações em que o componente deve ser capaz de suportar forças mecânicas, mas deve ser leve.
- Além disso, o magnésio apresenta melhor amortecimento de vibrações e ruídos, o que aumenta o conforto do passeio e minimiza o ruído da cabine.
- Também é um bom condutor térmico e, portanto, é usado em peças sujeitas ao calor, como carcaças de transmissão e invólucros eletrônicos, entre outros.
Vantagens da fundição sob pressão de magnésio
Redução substancial do peso dos veículos
Um dos objetivos mais significativos da engenharia automotiva é a redução de peso. Carros leves consomem menos combustível, produzem menos emissões e proporcionam melhor desempenho.
Fundição sob pressão de magnésio ajuda os fabricantes de automóveis a substituir as peças mais pesadas feitas de aço ou alumínio por magnésio sem afetar sua funcionalidade. O menor corte de peso em cada elemento pode produzir uma enorme redução de peso quando somado em um carro completo.
Esse benefício é especialmente importante em carros elétricos que exigem a diminuição do peso da carroceria para afetar diretamente a autonomia da bateria e sua eficiência.
Melhor economia de combustível e emissões reduzidas
A economia de combustível é diretamente influenciada pela redução do peso do veículo. Pesquisas demonstram continuamente que a eficiência do combustível aumenta em 5-7% à medida que o peso do veículo diminui em 10%.
Com as peças fundidas sob pressão de magnésio, as montadoras teriam mais facilidade para cumprir os rígidos padrões globais de emissão. Isso se torna particularmente significativo quando os governos dos países impõem as regras destinadas a minimizar as emissões de carbono e desenvolver um transporte sustentável. A fundição sob pressão de magnésio, portanto, favorece as metas econômicas e ambientais.
Grande relação entre resistência e peso
O mito que cerca os metais leves é que eles reduzem a resistência. As ligas de magnésio refutam essa suposição.
As ligas de magnésio recentes em fundição sob pressão têm resistência mecânica adequada para serem aplicadas em peças automotivas, como colunas de direção, estruturas de assento, caixas de câmbio e suportes estruturais. Esses componentes devem ser capazes de suportar o estresse, a vibração e as mudanças térmicas a longo prazo.
Os fabricantes obtêm componentes que são duráveis e leves por meio da escolha adequada de ligas e de processos eficientes de fundição sob pressão.
Precisão dimensional e flexibilidade de projeto
Geometrias complexas e estreitas podem ser produzidas com a fundição sob pressão de magnésio. É possível fazer paredes finas, formas complexas, nervuras, saliências e recursos embutidos em uma única fundição.
Esse projeto permite flexibilidade, elimina a usinagem e a montagem secundárias, diminuindo o custo de produção e os pontos mínimos de falha. Várias peças podem ser fundidas em uma única peça fundida, o que facilita a arquitetura do veículo.
Consequentemente, a fundição sob pressão de magnésio facilita projetos inovadores em carros e permite a eficiência da fabricação.
Amortecimento de vibrações e ruídos de alta qualidade
O amortecimento natural do magnésio é maior do que o do alumínio e do aço. Essa propriedade tornou os componentes fundidos sob pressão de magnésio especialmente úteis na minimização de ruído, vibração e aspereza (NVH) em automóveis.
Essa propriedade é muito vantajosa para componentes como a estrutura do painel de instrumentos, os volantes e as estruturas dos assentos. O melhor desempenho de NVH ajuda a aumentar o conforto ao dirigir e contribui para uma experiência de usuário mais sofisticada.
No caso de carros de luxo e de alta qualidade, esse benefício também é particularmente útil.
Produção econômica em grandes quantidades
As ligas de magnésio podem parecer mais caras por quilo; no entanto, a fundição sob pressão de magnésio é extremamente econômica quando se trata de produção em massa.
O processo permite alta repetibilidade e tempos de ciclo e reduz a quantidade de desperdício de material. Depois que a matriz é fabricada, milhares ou até milhões de peças iguais podem ser produzidas com a mesma qualidade.
Além disso, o custo de usinagem é reduzido, o número de fases de montagem é minimizado e o custo operacional dos veículos é reduzido, compensando o custo inicial do material. Durante toda a vida útil da produção, a fundição sob pressão de magnésio torna-se econômica.
Resistência à corrosão usando ligas modernas
Muitos problemas com a corrosão do magnésio foram superados em sua maior parte devido ao desenvolvimento da liga e do tratamento de superfície.
As peças fundidas sob pressão com liga de magnésio contemporâneas na indústria automobilística oferecem melhor resistência à corrosão, principalmente quando combinadas com métodos de revestimento, pintura ou anodização. Esses avanços permitem que os componentes de magnésio funcionem adequadamente mesmo em condições ambientais severas.
Consequentemente, a fundição sob pressão de magnésio agora pode ser usada no interior e no exterior de um automóvel.
Sustentabilidade e reciclabilidade
A produção de automóveis passou a se concentrar na sustentabilidade. O magnésio é um material cuja reciclagem pode ser totalmente realizada; a reciclagem do magnésio utiliza consideravelmente menos energia do que a fabricação de um novo metal usando uma matéria-prima.
Vários fabricantes de automóveis também estão usando a reciclagem em circuito fechado, em que a sucata de magnésio usada durante a produção é derretida e reutilizada. Isso minimiza o desperdício, o uso de energia e os efeitos ambientais.
Fabricante de fundição sob pressão de magnésio na China é, portanto, um apoio às aspirações globais de sustentabilidade e à manufatura circular.
Magnésio versus outros metais para fundição sob pressão automotiva
Diferentes materiais podem ser usados no processo de fundição sob pressão. Aqui está um resumo das propriedades de todos os materiais usados na fabricação.
| Propriedades | Magnésio | Alumínio | Aço |
| Amortecimento de vibração | Excelente | Moderado | Baixa |
| Densidade | Muito baixo | Baixa | Alta |
| Relação força/peso | Alta | Moderado | Alta |
| Capacidade de moldagem | Excelente | Bom | Ruim |
| Sustentabilidade | Alta | Moderado | Baixa |
| Adequação do EV | Excelente | Moderado | Baixa |
| Aplicativos | Altamente adequado | Moderadamente adequado | Boa adequação |
Fundição sob pressão de magnésio no setor automotivo
A relação peso leve e alta resistência e a alta flexibilidade de projeto tornaram a fundição sob pressão de magnésio um fator mais significativo no setor automotivo, pois é leve. Os fabricantes de automóveis usam o magnésio para minimizar o peso dos carros, aumentar a eficiência de combustível de um motor, atender aos rigorosos níveis de emissões e permanecer seguro e funcional.
Peças automotivas internas
A fundição sob pressão de magnésio também é comum nas peças internas do setor automotivo, onde é importante reduzir o peso e suprimir a vibração. Eles são usados em volantes, colunas de direção, estruturas de assento, suportes de assento, suportes de console, carcaças de rádio e carcaças de fechadura. As características inerentes de amortecimento de vibração do magnésio ajudam a melhorar a qualidade do passeio e a diminuir o peso total do veículo.
Partes do corpo e da estrutura
A fundição sob pressão de magnésio é usada em aplicações estruturais e de carroceria na construção leve, porém rígida, de veículos. Partículas como painéis internos de portas e portas de elevação, estruturas de teto, suportes de espelhos, suportes de estepe, tampas de enchimento de combustível e maçanetas de portas são frequentemente fabricadas com ligas de magnésio. Essas seções melhoram a economia de combustível e o manuseio do carro.
Estrutura e componentes de controle
É necessário ter resistência e precisão na fabricação da estrutura e dos componentes de controle. Algumas das peças que usarão o magnésio a seu favor são os braços do pedal do freio, os pedais do acelerador, os pedais da embreagem, os suportes dos pedais, os suportes de montagem e os componentes do volante de corrida. Os aplicativos são usados para aumentar a capacidade de resposta dos veículos sem interferir na segurança.
Peças do trem de força e de veículos elétricos
O magnésio fundido sob pressão é usado no sistema de powertrain para blocos de motor, tampas de came, tampas de válvulas, carcaças de embreagem, caixas de transferência, carcaças de alternador e carcaças de motor elétrico. No caso de carros elétricos e híbridos, o magnésio é importante na redução do peso estrutural e no gerenciamento térmico, o que aumenta o desempenho e a autonomia.
Tipos de liga de magnésio na fundição sob pressão automotiva
| Liga de magnésio | Uso |
| Liga de magnésio AZ91D | No setor automotivo, a liga de magnésio fundido sob pressão mais comum é a AZ91D. Ela tem um alto nível de fundibilidade, um alto nível de resistência à corrosão e um bom nível de propriedades mecânicas, por isso é aplicada em carcaças, tampas e componentes automotivos estruturais. |
| Liga de magnésio AM60B | Essas ligas são usadas em casos em que são necessárias mais ductilidade, resistência ao impacto e tenacidade. |
| Liga de magnésio AM20 | Eles são populares em componentes críticos para a segurança, como volantes, estruturas de assentos e componentes sensíveis a colisões. |
| Liga de magnésio AM50A | A redução do alumínio aumenta o alongamento, permitindo que as ligas absorvam energia durante o impacto. |
Com a liga de magnésio e a fundição sob pressão corretas, os fabricantes de automóveis podem obter componentes automotivos leves, seguros e de alto desempenho e, portanto, a fundição sob pressão de magnésio é um dos pilares da engenharia automotiva atual.
Perspectiva da fundição sob pressão de magnésio no setor automotivo
Leveza, eletricidade e sustentabilidade são o futuro da fabricação de automóveis. Essas tendências são adequadamente combinadas com a fundição sob pressão de magnésio.
Com as regulamentações cada vez mais precisas e a mudança no design dos veículos, os elementos de magnésio se tornarão cada vez mais populares entre as montadoras para atender às metas de desempenho e eficiência. As fundições estruturais de produção em massa, as ligas de alta tecnologia e as fábricas inteligentes aumentarão ainda mais o papel do magnésio.
A fundição sob pressão de magnésio não é mais uma tecnologia de nicho - ela é um elemento básico da nova engenharia automotiva.
Conclusão
A fundição sob pressão de magnésio no mundo, entretanto, apresenta alto desempenho em termos de leveza, estabilidade estrutural, design, capacidade e sustentabilidade. Ela oferece uma solução bem testada e progressiva para os fabricantes de automóveis que visam reduzir o peso, aumentar a eficiência do combustível, o conforto e os padrões ambientais.
Nos veículos tradicionais de combustão interna, os componentes fundidos sob pressão de magnésio estão definindo o futuro do setor de transportes. Com o aumento da tecnologia e da escala de produção, os benefícios da fundição sob pressão de magnésio no setor automotivo continuarão aumentando.
Para concluir, a fundição sob pressão de magnésio não é apenas uma opção na seleção de materiais, mas é um ativo estratégico no mundo em constante mudança do design automotivo.
