RESUMO

Un molde de fundición en molde é unha ferramenta de alta precisión e reutilizable, normalmente elaborada con dúas metades de acero endurecido, que funciona como o núcleo do proceso de fundición en molde. O metal fundido insírese na cavidade do molde baixo unha inmensa presión, permitindo a produción en masa de pezas metálicas complexas. Este método é coñecido pola creación de compoñentes cunha excepcional precisión dimensional e un acabado superficial liso.

Que É Un Molde de Fundición en Molde? O Mecanismo Central Explicado

Un molde de fundición por inxección, tamén coñecido como molde ou ferramenta, é unha ferramenta de fabricación sofisticada utilizada para dar a un metal fundido unha forma específica e desexada. Na súa esencia, o molde consta de dúas metades principais: a "metade fixa", que é estacionaria, e a "metade de expulsión", que é móbil. Cando estas dúas metades se prensan xuntas baixo alta presión, forman unha cavidade interna que é o negativo exacto da peza que se vai producir. Este proceso é conceptualmente semellante ao dun molde de inxección usado para plásticos, pero está deseñado para soportar as temperaturas e presións extremas dos metais fundidos.

O funcionamento fundamental consiste en inxectar unha aleación de metal fundido non ferroso nesta cavidade pechada a alta velocidade e presión. Esta presión mantense mentres o metal solidifica, asegurando que se encha cada detalle da cavidade do molde. Esta técnica é fundamental para producir pezas con xeometrías complexas e paredes finas que serían difíciles de conseguir con outros métodos de fundición. Unha vez que o metal se enfría e endurece, a metade expulsora do molde retráese, e un mecanismo de expulsión saca a peza fundida rematada.

A elección do metal é crucial e, aínda que o proceso é máis común para aleacións non ferrosas, non está limitado exclusivamente a elas. Os materiais máis utilizados na fundición en moldes inclúen:

• Ligas de aluminio
• Ligas de Zinco
• Ligas de Magnesio
• Aleacións de cobre (como o latón)

Estes materiais ofrecen unha gama de propiedades, desde resistencia lixeira (aluminio e magnesio) ata alta resistencia á corrosión e capacidade de fundición (cinc). Segundo Fictiv , este proceso é ideal para producións en gran volume onde a consistencia e a precisión son fundamentais.

A anatomía dun molde de fundición por inxección: compoñentes clave e funcións

Un molde de fundición por inxección é moito máis que un simple bloque oco de aceiro; é un conxunto complexo de compoñentes deseñados con precisión que traballan de forma coordinada. Cada peza desempeña un papel fundamental no ciclo de fundición, desde guiar o metal fundido ata arrefriar a peza e expulsala limpiamente. Comprender estes compoñentes é esencial para valorar a enxeñaría detrás do proceso. Os compoñentes principais son a base do molde, que suxeita todas as demais pezas, e a cavidade propiamente dita, que forma a forma externa da peza.

O percorrido do metal fundido está controlado por unha rede de canais. Comeza na canal principal , onde o metal entra no molde procedente da máquina de fundición. Dende alí, circula a través dos canais de distribución , que son canais mecanizados nas metades do molde para distribuír o metal. Finalmente, pasa a través do porta , unha abertura estreita que dirixe o metal cara á cavidade do molde. O deseño do sistema de canais e comportas é fundamental para controlar a taxa de fluxo e a presión e así evitar defectos.

No interior do molde, o núcleo forma as características internas da peza, mentres que o cavidade forma as súas superficies externas. Para extraer a peza final, o sistema Expulsor , composto por pernos e placas, empuja a peza solidificada fóra do molde. Simultaneamente, un sistema de Refrixeración , formado por canles polas que circula auga ou aceite, regula a temperatura do troquel. Este control é vital para xestionar o tempo de ciclo e previr danos térmicos na ferramenta. Tamén se inclúen respiradoiros para permitir que o aire atrapado escape cando se inxecta o metal.

Tipos comúns de moldes e máquinas de fundición a presión

Os moldes de fundición a presión adoitan clasificarse segundo a súa estrutura ou o tipo de máquina para a que están deseñados. Estruturalmente, poden ser moldes dunha soa cavidade, que producen unha peza por ciclo, ou moldes de múltiples cavidades, que producen varias pezas idénticas simultaneamente para aumentar a eficiencia. Non obstante, a distinción máis importante está relacionada coa maquinaria empregada: fundición a presión de cámara quente e cámara fría.

Fundición por inxección en cámara quente úsase para aliñas con puntos de fusión baixos, como o cinc, estaño e chumbo. Neste proceso, o mecanismo de inxección está submerxido nun baño de metal fundido dentro do forno. Isto permite tempos de ciclo moi rápidos porque o metal non necesita ser transportado dende un forno externo. O proceso é altamente automatizado e eficiente para a produción en gran volume de pezas pequenas.

Fundición en molde de cámara fría é necesario para aliñas con puntos de fusión altos, especialmente aluminio e magnesio. Neste método, unha cantidade precisa de metal fundido retírase cunha cadorna dende un forno separado a unha "cámara fría" ou camisa de disparo antes de ser inxectada no molde por medio dun émbolo. Como se detalla por Wikipedia , esta separación é necesaria para evitar danos nos compoñentes de inxección debido ao contacto prolongado con metais de alta temperatura. Aínda que os tempos de ciclo son máis lentos ca no proceso de cámara quente, este método posibilita a fundición de pezas estruturais fortes e lixeiras utilizadas nas industrias automotriz e aerospacial.

O Proceso de Fundición en Moldes e Consideracións sobre o deseño do Molde

O proceso de fundición por inxección é un ciclo moi eficiente e automatizado que transforma metal en estado líquido nunha peza acabada en segundos. O molde está no corazón desta operación, que pode dividirse en varias etapas clave. Cada fase debe controlarse coidadosamente para garantir que a peza final cumpra os rigorosos estándares de calidade. O material empregado para o molde adoita ser un acero para ferramentas de alta calidade e endurecido, como o H13, escollido pola súa capacidade de soportar choques térmicos e desgaste durante centos de miles de ciclos.

O ciclo de fabricación segue unha secuencia precisa:

1. Preparación do molde e pechado: Asuperficie interna do molde é pulverizada cun lubricante para axudar ao arrefriamento e á expulsión da peza. As dúas metades do molde son entón pechadas firmemente polo equipo de fundición.
2. Inxección: O metal fundido é forzado dentro da cavidade do molde a alta presión (que varía entre 1.500 e máis de 25.000 psi). O metal enche a cavidade rapidamente, a miúdo en milisegundos.
3. Refraxeración: O metal fundido enfría e solidifícase dentro do molde arrefriado por auga ou aceite. Durante esta fase, a peza adopta a súa forma final.
4. Expulsión: Unha vez solidificada, a metade móbil do molde abréase, e os pernos de expulsión sacan a peza da cavidade.
5. Recorte: O paso final consiste en recortar calquera material sobrante, coñecido como rebarba, xunto co canal de alimentación e os canais de distribución, da peza acabada. Isto faise frecuentemente nunha operación secundaria usando un molde de recorte.

A produción exitosa de pezas depende en gran medida do deseño inicial do molde. Os enxeñeiros deben ter en conta varios factores para garantir a calidade da peza e maximizar a vida útil do molde. Un deseño axeitado é esencial para previr defectos comúns como porosidade e fisuración. As consideracións clave no deseño inclúen:

• Ángulo de desbaste: Asuperficies paralelas á dirección de apertura do molde teñen un lixeiro ángulo (inclinación) para permitir que a peza sexa expulsada sen arrastres nin danos.
• Chafrás e raios: Os cantos internos afiados redondéanse para mellorar o fluxo do metal e reducir as concentracións de tensión na peza final.
• Espesor da Parede: As paredes deben ser o máis uniformes posibles para promover un arrefriamento consistente e evitar deformacións ou marcas de afundimento.
• Liña de separación: A liña onde se atopan as dúas metades do molde debe colocarse coidadosamente para minimizar a súa visibilidade na peza final e facilitar o recorte.
• Ventilación: Deben incluírse canles pequenas para permitir que o aire atrapado na cavidade escape cando se inxecta o metal, evitando así a porosidade por gas.

Preguntas frecuentes

1. Cal é a diferenza entre a fundición en moldes metálicos e outros métodos de fundición?

A diferenza principal reside no uso dun molde de aceiro reutilizable (o molde) e na aplicación de alta presión. Ao contrario da fundición en areia, que usa un molde de areia descartable para cada peza, a fundición en moldes metálicos utiliza un molde de aceiro permanente para produción en gran volume. Comparada coa fundición por inversión ou coa fundición en molde permanente, a fundición en moldes metálicos forza o metal dentro do molde baixo presión considerablemente maior, permitindo crear pezas con paredes máis finas, detalles máis precisos e un acabado superficial superior.

2. Que materiais se usan para fabricar un molde de fundición en moldes metálicos?

Os moldes de fundición por inxección están feitos de aceros ferramenta de alta calidade e resistentes ao calor. O material máis común é o aceiro ferramenta H13, que se elixe pola súa excelente combinación de dureza, tenacidade e resistencia á fatiga térmica. Para moldes que requiren maior durabilidade, poden usarse aceros de grao premium como o aceiro Maraging. O material debe soportar os ciclos térmicos repetidos de ser encher con metal fundido e logo arrefriado.

3. Canto tempo dura un molde de fundición por inxección?

A vida útil dun molde de fundición por inxección, coñecida frecuentemente como "vida do molde", varía considerablemente segundo varios factores. Entre eles inclúense o tipo de metal que se está fundindo (o aluminio é máis abrasivo e máis quente que o cinc), a complexidade da peza, os tempos de ciclo e a calidade da mantención. Un molde ben mantido para fundir cinc pode durar máis dun millón de ciclos, mentres que un molde para aluminio pode durar entre 100.000 e 150.000 ciclos antes de precisar reparacións importantes ou substitución.