O que é fundição sob pressão em câmara quente?

A câmara quente é a maneira mais rápida de fundir zinco. Todo o sistema de injeção fica no fundido. Pescoço de ganso, êmbolo, bico, tudo isso na panela a 780, 800 graus, dependendo de quem você perguntar e da liga que você usa.

O êmbolo sobe e o metal entra por um orifício na parte inferior do cilindro. O êmbolo desce, cobre o orifício, empurra o metal para cima através do pescoço de ganso e sai pelo bocal para dentro da matriz. Morrer preenche. Parte congela. Morrer abre. Parte cai. Repita.

Esse é todo o processo.

As pessoas sempre perguntam por que não usar o alumínio dessa maneira. O alumínio come o pescoço de ganso. O aço se dissolve. Eu vi fotos de uma loja em Indiana que tentou isso nos anos 90, um desastre total, eles substituíam pescoços de ganso a cada turno até que alguém finalmente disse o suficiente. O alumínio precisa passar pela câmara fria, onde você coloca o metal em uma manga de injeção separada. Máquina totalmente diferente.

Zinco e mag são o que a câmara quente faz. Zamak 3 principalmente. Alguns Zamak 5 quando você precisa de resistência à fluência para peças que sofrem carga ao longo do tempo. O ZA-8 existe, mas ninguém gosta de operá-lo porque quer corroer seus portões.

As máquinas. Frech é o nome que todos conhecem. Alemão. A série DAW. Tínhamos um DAW 50 e dois DAW 80 na loja onde trabalhei nos anos 2000. Máquinas sólidas. Os 80 operaram uma ferramenta com corpo de trava de 6 cavidades por anos, devem ter colocado 3 milhões de tiros naquela matriz antes de finalmente termos que reconstruir os núcleos. A Bühler também fabrica bons equipamentos, mas tenho menos tempo sentado neles. As máquinas chinesas, LK e outras, melhoraram. Dez anos atrás eu não teria tocado em nenhum. Agora, algumas lojas os administram e funcionam bem. Depende do que você está fazendo e qual é a sua barra de qualidade.

A vida do pescoço de ganso varia muito. Costumávamos calcular de 12 a 18 meses em uma cela movimentada, executando dois turnos. Alguns caras afirmam que há mais tempo, mas acho que eles não estão forçando a máquina ou estão funcionando mais frio do que deveriam. A ponta do bico desgasta mais rápido que o corpo pescoço de ganso. Você pode trocar as pontas sem puxar todo o conjunto, o que economiza tempo.

A velocidade do tiro é onde começa a maioria dos problemas. Os novatos querem correr rápido porque mais rápido significa mais peças por hora. Mas é preciso ir devagar no início da braçada para deixar o ar sair. Se você bater o êmbolo imediatamente, você colocará ar no corredor e isso acabará como porosidade na sua fundição. Costumávamos dizer aos caras: primeiro, devagar, depois martele. Os controladores nas máquinas mais recentes permitem programar três ou quatro segmentos de velocidade, o que ajuda.

O tempo de preenchimento de uma peça típica de zinco é de talvez 20, 30 milissegundos quando você atinge a velocidade máxima. O metal é líquido quando entra e sólido antes que você possa piscar. O aço suga o calor imediatamente. É por isso que a temperatura é tão importante. Os pontos quentes permanecem. Os pontos frios funcionam mal. Você gasta metade do seu tempo mexendo nas linhas de água e nos padrões de pulverização tentando acertar o equilíbrio térmico.

Spray é sua própria dor de cabeça. Demais e você obtém resíduos que liberam gases na próxima dose. Muito pouco e a peça gruda ou você pode acumular solda na face da matriz. Operamos principalmente produtos Chem{3}}Trend. Misturado talvez 80 para 1, ajustado para cima ou para baixo dependendo da ferramenta. Alguns caras confiam na Henkel. Nunca notei uma grande diferença, mas também não estava pagando por isso.

Porosidade. O inimigo. Porosidade de gás devido ao ar aprisionado. Porosidade de contração devido ao congelamento do portão antes que a peça fundida seja totalmente alimentada. O teste de vazamento detecta a maior parte em peças herméticas-de pressão. Raio X-se você quiser ver o que está acontecendo lá dentro sem cortar a peça. Trabalhei em um programa ferroviário de combustível onde radiografamos cada peça fundida durante dois anos porque o cliente não aprovava a amostragem estatística. Custou uma fortuna, mas esse foi o acordo.

Fechamentos a frio são outro defeito comum. Duas frentes de fluxo se encontram e não se fundem porque as superfícies já começaram a ficar esfoladas. Você vê uma linha na peça. Às vezes você pode esconder com acabamento, mas geralmente você está apenas fazendo sucata. A localização do portão corrige isso ou não. A simulação ajuda a descobrir padrões de fluxo antes de cortar aço. Magmasoft e Flow-3D são os que a maioria das lojas usa agora. Antigamente a gente apenas adivinhava e arrumava no banco.

O magnésio é sensível. AZ91D gira em torno de 1200 graus. Você precisa de gás de cobertura sobre o derretimento ou ele queimará. SF6 costumava ser padrão, mas a EPA acabou com isso. Agora você usa misturas de SO2 ou o que quer que a Luxfer esteja vendendo. Os chips magnéticos pegam fogo. A escória pega fogo. Você precisa de extintores Classe D em todos os lugares. Eu vi um incêndio magnético uma vez. Pequeno, contido rápido, mas chama a atenção. A maioria das lojas que administram revistas possui células dedicadas com equipamentos de segurança extras. Não é algo que você simplesmente adiciona a uma linha de zinco existente.

A comparação com o plástico surge o tempo todo. Os gerentes de engenharia querem saber se esta peça é de zinco ou devemos procurar um fornecedor de moldagem por injeção de plástico e economizar peso. O zinco é mais rígido. O zinco conduz calor. O zinco protege a EMI. O plástico é mais leve e o ferramental custa menos. Uma matriz de zinco custa três, quatro, cinco vezes mais que um molde de plástico comparável. Mas a matriz de zinco dura muito mais tempo. Milhões de fotos fáceis. Os moldes de plástico começam a apresentar desgaste a 500K e você está em retrabalho.

Alguns programas usam ambos. Inserto estrutural de fundição sob pressão, alojamento de um fornecedor de serviços de moldagem por injeção, monte-os juntos. O setor automotivo faz isso constantemente. Você obtém metal onde precisa de resistência e plástico onde precisa de economia de peso ou geometria complexa que seria difícil de fundir.

O pessoal de compras em OEMs geralmente faz as duas coisas quando estão contratando. Obtenha uma cotação de um fabricante de moldagem por injeção personalizada e uma cotação de um fundidor na mesma impressão. Veja o que dizem os números. Preço por peça, custo da ferramenta, custo total no destino. Às vezes, a peça de zinco elimina uma etapa de montagem que a torna mais barata, embora o preço por{4}}unidade seja maior. Às vezes o plástico vence tudo e é com isso que você vai.

A indústria não está crescendo rapidamente na América do Norte. Talvez plano, talvez ligeiro crescimento. O setor automotivo ainda é o maior pedaço. Depois construir ferragens, fechaduras, dobradiças, esse tipo de coisa. Os eletrônicos costumavam ser maiores antes de tudo virar plástico e depois ir para o exterior. Alguma recuperação está acontecendo agora, mas não uma inundação.

Encontrar pessoas é o verdadeiro problema. Os caras que conheciam esse comércio estão se aposentando. As escolas profissionais não ensinam trabalho de fundição como antes. Contratamos um garoto há dois anos, um cara inteligente, formado em engenharia, mas ele nunca tinha visto uma máquina de fundição sob pressão antes do primeiro dia. Demorei um ano até que eu confiasse nele para montar um trabalho sem supervisão. E ele é um dos melhores. Alguns caras desaparecem em um mês.

As máquinas continuam obtendo melhores controles. Servohidráulica, monitoramento-em tempo real, registro de dados. Você pode ver as tendências agora, antes que se transformem em sucata. Isso ajuda, mas não substitui saber o que você está vendo. Um bom operador detecta problemas que os sensores não percebem. Você ouve algo errado, sente o cheiro de alguma coisa, para e verifica. Não é possível automatizar isso ainda.

A câmara quente não é complicada. Encha o molde com metal derretido, deixe congelar, chute para fora e faça de novo. Mas conseguir peças boas de forma consistente, turno após turno, é aí que está o trabalho. Pequenas coisas importam. Como você quebra um novo dado. Quando você troca o pescoço de ganso antes que ele falhe. Como você lê um padrão de pulverização. Nada disso está em um manual.

O processo funciona. Milhões de peças por dia em todo o mundo. Fundições de zinco em carros, telefones, fechaduras, ferramentas elétricas, armas, acessórios para encanamento. Ninguém os nota. Esse é o ponto. Uma fundição de zinco faz o seu trabalho e você nunca pensa nisso. Os rodízios gostam assim.

Lojas que são boas nisso permanecem ocupadas. As lojas que economizam têm dificuldades. Igual a qualquer fabricação. A qualidade é importante. A entrega é importante. O preço é importante, mas não tanto quanto as pessoas pensam. Os clientes pagam pela confiabilidade. Uma fábrica de moldagem por injeção de precisão que é entregue dentro do prazo é melhor do que uma loja barata que perde datas. O mesmo vale para fundição sob pressão. O trabalho existe se você puder executá-lo.