Câmara fria ou câmara quente? Qual é a máquina de fundição sob pressão adequada para a aplicação?
Câmara fria e câmara quente designam dois processos fundamentais da fundição sob pressão. A diferença reside sobretudo na forma como o metal líquido chega à unidade de fundição. Na prática, esta separação construtiva determina os materiais adequados, o ciclo, a Periféria e, em última análise, também qual a máquina de fundição sob pressão que faz mais sentido para uma determinada produção.
Qual é a diferença entre a fundição sob pressão de câmara fria e de câmara quente?
No fundição sob pressão de câmara quente A unidade de fundição está em contacto direto com o metal líquido no forno. A câmara de fundição pode voltar a encher-se com metal fundido após uma vazão, sem que seja necessário transportar o metal separadamente até à máquina. Este processo é utilizado principalmente para zinco e determinadas ligas de magnésio .
No caso da fundição por pressão em câmara fria , o metal fundido, por outro lado, é preparado fora da unidade de fundição e dosado para cada ciclo na câmara de fundição. Este processo é especialmente adequado para a fundição sob pressão de alumínio de importância fundamental.
A diferença decisiva reside no processo de fundição propriamente dito
A fundição sob pressão segue, em princípio, sempre o mesmo conceito básico: O metal líquido é introduzido num molde metálico permanente fechado, solidifica nesse molde e é, posteriormente, retirado como peça fundida. As elevadas velocidades de enchimento do molde e as altas pressões tornam o processo particularmente interessante para componentes precisos, de paredes finas e fabricados em grandes quantidades.
A câmara fria e a câmara quente diferem, portanto, menos no objetivo do que no caminho para o alcançar. A questão decisiva é: Onde se encontra a massa fundida e como é que esta chega à câmara de fundição?
Distâncias curtas entre a massa fundida e o molde de fundição sob pressão
No processo de câmara quente, a câmara de fundição encontra-se diretamente no banho de metal aquecido ou junto a este. Quando o êmbolo de fundição recua após um ciclo de fundição, pode entrar novamente metal líquido na área de fundição. Na próxima injeção, o metal fundido é pressionado, através do conjunto de fundição e do bocal, para dentro do molde de fundição sob pressão fechado.
Deixa de ser necessário o transporte separado de uma porção de metal de um forno externo para uma câmara de fundição disposta horizontalmente. Desta forma, reduzem-se os tempos mortos. As máquinas de câmara quente podem, por isso, atingir ciclos de produção muito curtos, especialmente com materiais adequados e elevados volumes de produção.
A área de aplicação clássica é a fundição sob pressão de zinco. Também certas ligas de magnésio podem ser processadas em máquinas de câmara quente projetadas para o efeito.
Pode encontrar as máquinas atualmente disponíveis na FISS em máquinas de fundição por injeção de câmara quente usadas .
Preparação separada da massa fundida para alumínio e grandes células de fundição
Numa máquina de fundição sob pressão de câmara fria, os principais componentes da unidade de fundição encontram-se fora da massa fundida. O metal é fundido num forno separado ou mantido aquecido e, em seguida, introduzido na câmara de fundição para cada ciclo de fundição.
A dosagem pode ser efetuada, por exemplo, através de um forno de dosagem , um dosador de metal ou outro dispositivo de alimentação automatizado; . Em seguida, o êmbolo de fundição move a massa fundida através do sistema de fundição para o molde fechado.
Este princípio de funcionamento da máquina é particularmente importante na fundição sob pressão de alumínio. As instalações de câmara fria fazem frequentemente parte de células de fundição sob pressão automatizadas de grande escala, nas quais a máquina principal, o abastecimento de metal, a pulverização do molde, a retirada, a regulação da temperatura e o acabamento são coordenados entre si.
Encontrará as máquinas adequadas em máquinas de fundição por pressão de câmara fria usadas .
Câmara fria e câmara quente num relance
| Critério | Câmara quente | Câmara fria |
|---|---|---|
| Unidade de fundição | Está diretamente em contacto com o metal líquido no sistema do forno . | Encontra-se fora da massa fundida. |
| Alimentação de metal | A câmara de fundição pode voltar a encher-se a partir do banho de metal. | O metal é dosado separadamente na câmara de fundição para cada ciclo de fundição . |
| Materiais típicos | Principalmente zinco, bem como determinadas ligas de magnésio e ligas de baixo ponto de fusão. | Principalmente alumínio; além disso, dependendo do processo, magnésio, cobre e outras ligas adequadas. |
| Tempo de ciclo | Tende a ser mais curto, uma vez que não é necessária uma transferência separada de metal para a câmara de fundição. | Etapa adicional do processo devido à dosagem do material fundido. |
| Equipamento periférico típico | Forno/recipiente de fundição, tecnologia de pulverização, extração, controlo de temperatura, tecnologia de transporte e separação. | Forno de dosagem ou dosagem de metais, instalação de pulverização, robôs, controlo de temperatura, arrefecimento e, frequentemente, prensa de rebarbação. |
| Ambiente de produção típico | Produção em série com ritmo acelerado, especialmente na fundição sob pressão de zinco. | Células de fundição sob pressão de alumínio, desde a máquina individual até à célula de produção totalmente automatizada. |
Que material é processado com que processo?
Em muitos projetos, a orientação inicial já pode ser deduzida a partir do material. No entanto, uma liga não deve ser avaliada apenas com base no seu metal de base. A composição, a temperatura de processamento, a peça e o processo de produção devem ser considerados em conjunto.
A principal área de aplicação da fundição por pressão em câmara fria industrial.
Muito adequado para a produção em série em câmara quente com cadência elevada .
Dependendo da liga, da peça e do processo, são possíveis soluções de câmara quente e de câmara fria.
Para ligas de cobre adequadas, o processo de câmara fria pode ser considerado.
Ambos os processos requerem mais do que apenas uma unidade de fundição
Independentemente do processo, uma máquina de fundição sob pressão consiste, em princípio, em duas áreas funcionais centrais: unidade de moldagem e Unidade de fecho do molde e unidade de fundição.
A unidade de fecho do molde abre e fecha o molde de fundição sob pressão e tem de o manter fechado de forma fiável durante o processo de fundição . A unidade de fundição transporta o metal líquido com a velocidade necessária para o molde e gera a pressão necessária para o processo.
A isto acrescentam-se, entre outros, a unidade de ejeção, os extratores de núcleo, o acionamento da máquina e o sistema de controlo. Numa célula de produção real, este sistema é frequentemente ampliado com tecnologia de pulverização do molde, robôs, controlo de temperatura, abastecimento de metal, tecnologia de transporte e pós-processamento.
Encontrará os componentes correspondentes na FISS também na área de Automação para fundição por pressão em câmara fria e Automação para fundição por injeção de câmara quente .
Exemplo prático de uma máquina de fundição por pressão com câmara quente
Esboços técnicos explicam o processo. Uma análise de máquinas usadas reais mostra, além disso, como esta tecnologia é implementada numa instalação industrial.
A ordem correta: primeiro o processo, depois a máquina específica
Uma abordagem comum na procura de máquinas usadas é a seguinte: definir a força de fecho pretendida e, em seguida, procurar um modelo adequado. No entanto, isso não é suficiente para uma seleção técnica fiável.
Definir o material e o processo
O alumínio conduz normalmente ao processo de câmara fria, enquanto o zinco conduz, na maioria das vezes, ao processo de câmara quente. No caso do magnésio, é necessário analisar o processo específico com maior detalhe.
Analisar a peça e a matriz
O peso da peça fundida, a área projetada, as dimensões da matriz, as espessuras das paredes e os requisitos de qualidade determinam, em grande medida, o projeto técnico.
Ajustar os parâmetros da máquina
Só agora é que se avaliam a força de fecho, a unidade de injeção, o espaço da matriz, o tamanho da placa, os espaçamentos entre colunas, o sistema de controlo e outros dados da máquina.
Analisar toda a célula de fundição sob pressão
O abastecimento de metal, a pulverização, a retirada, a regulação da temperatura, o arrefecimento, a tecnologia de transporte e a remoção de rebarbas são fatores decisivos para determinar se uma máquina pode ser integrada de forma produtiva.
A que se deve prestar atenção ao comprar uma máquina de fundição sob pressão usada?
Uma vez determinado o processo adequado, inicia-se a verdadeira avaliação da máquina. O fabricante e o ano de fabrico fornecem, certes, as primeiras indicações, mas, por si só, pouco revelam sobre se uma instalação é adequada para a produção planeada.
- Força de fecho adequada para a peça e a matriz
- Unidade de injeção, peso da injeção e dimensões da câmara de injeção
- Dimensões da matriz, tamanho da placa e espaço disponível para a matriz
- Estado da unidade de fecho, do sistema hidráulico e da unidade de injeção
- Sistema de controlo, versão do software e interfaces
- Técnica de ejetores e extração de núcleos
- Forno, dosagem e alimentação de metal
- Injeção do molde, retirada, regulação de temperatura e rebarbação
- Documentação e histórico conhecido de manutenção ou revisão
- Condições de desmontagem, transporte e recolocação em funcionamento
Especialmente no caso de câmaras frigoríficas de maiores dimensões, vale a pena analisar o sistema na sua totalidade. Uma máquina principal pode ser tecnicamente adequada, mas, mesmo assim, tornar-se economicamente pouco atraente se faltarem periféricos essenciais ou se os componentes existentes não forem adequados à produção prevista.
Uma visão geral das máquinas de fundição sob pressão usadas pode encontrar diretamente na FISS.
Três situações iniciais típicas
Caixas de alumínio em produção em série industrial
No caso do alumínio, a escolha recai normalmente sobre o processo de câmara fria. Posteriormente, é necessário definir o molde, a força de fecho, o conjunto de fundição, o peso da peça e a automatização necessária.
Peças de zinco com volumes de produção elevados
No caso das peças clássicas de fundição sob pressão de zinco, o processo de câmara quente é frequentemente a solução mais óbvia. A ligação direta à massa fundida permite percursos de processo curtos e taxas de produção elevadas.
Pretende-se continuar a utilizar a matriz existente
Nesse caso, a distinção entre câmara quente ou câmara fria não é suficiente. As dimensões do molde, a força de fecho, a unidade de injeção, as interfaces e os equipamentos periféricos têm de ser comparados com uma máquina usada específica.
A escolha do material define o rumo – a aplicação é que decide
A diferença técnica entre câmara fria e câmara quente pode ser explicada de forma clara: nas máquinas de câmara quente, a unidade de fundição está em contacto direto com a massa fundida. No caso do processo de câmara fria, o metal é fornecido fora da unidade de moldagem e dosado separadamente para cada ciclo.
Daí resultam áreas de aplicação típicas: O alumínio é processado predominantemente pelo método de câmara fria, enquanto o zinco é processado predominantemente pelo método de câmara quente. O magnésio pode ser processado, dependendo da liga e do processo, com ambos os princípios de funcionamento das máquinas.
No entanto, para a seleção de uma máquina de fundição sob pressão usada específica, esta classificação é apenas o ponto de partida. O fator decisivo é sempre se a máquina, o molde, o agregado de fundição e a automatização se adequam, como um sistema completo, à produção planeada.
Perguntas sobre fundição por pressão de câmara fria e de câmara quente
Qual é a principal diferença entre câmara fria e câmara quente?
No processo de câmara quente, a unidade de fundição está diretamente ligada à massa fundida. No processo de câmara fria, o metal líquido é preparado separadamente e dosado para cada ciclo de fundição na câmara de fundição.
O alumínio é fundido no processo de câmara fria ou de câmara quente?
O alumínio é normalmente processado na fundição sob pressão industrial mediante o uso de máquinas de fundição sob pressão de câmara fria. A massa fundida de alumínio é preparada fora da unidade de fundição e, em seguida, dosada.
Que processo é utilizado para a fundição sob pressão de zinco?
A fundição sob pressão de zinco é realizada predominantemente através do processo de câmara quente . A unidade de fundição está diretamente em contacto com a massa fundida, o que permite percursos de processo particularmente curtos .
O magnésio pode ser fundido a quente e a frio?
Sim. Dependendo da liga, da peça e do processo de produção, no caso do magnésio podem ser utilizadas tanto máquinas de câmara quente como de câmara fria.
A fundição sob pressão em câmara quente é sempre mais rápida?
O princípio da câmara quente reduz a transferência separada de metal e, por isso, permite, em princípio, tempos de inatividade mais curtos. No entanto, o tempo de ciclo efetivo depende também do componente, do molde, da solidificação, do processo de pulverização, da remoção e da automatização.
A força de fecho é suficiente para a escolha de uma máquina de fundição sob pressão?
Não. Além disso, é necessário que, entre outros aspetos, o grupo de fundição, o peso da peça, as dimensões do molde, o espaço para o molde, o tamanho da placa, o sistema de controlo, os equipamentos periféricos e o estado técnico sejam adequados à produção prevista.
O que fazer se a FISS não tiver atualmente nenhuma máquina adequada na sua lista?
Nesse caso, a FISS pode pesquisar especificamente uma máquina. Para tal, são definidos como perfil de pesquisa os requisitos técnicos, o tipo de máquina pretendido, as preferências de fabricante e o período do projeto.
Sabe qual é a aplicação – a FISS procura a máquina adequada.
Se, neste momento, não houver nenhuma máquina de fundição sob pressão adequada em stock, a FISS pode procurar de forma específica por máquinas usadas adequadas e células completas de fundição sob pressão. Quanto mais precisos forem os requisitos relativos ao material, às ferramentas e à produção, tanto mais específica será a seleção técnica. A seleção técnica pode ser restringida de forma mais precisa.
Fonte
Bührig-Polaczek, A.; Michaeli, W.; Spur, G. (eds.): Manual de Moldagem, Editora Carl Hanser, Capítulo 1.6.4 «Fundição sob pressão».
