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Comparación y ventajas de los procesos de fundición a baja presión y fundición a presión [Conferencia de la industria del aluminio SMM]

  • abr 16, 2025, at 11:25 am
El 16 de abril, en el Foro de Desarrollo de la Industria de Fundición a Presión de Aluminio, parte de la Conferencia de la Industria del Aluminio y la Exposición de la Industria del Aluminio AICE 2025 SMM (20.ª), organizada conjuntamente por SMM Information & Technology Co., Ltd., SMM Metal Trading Center y Shandong Aisi Information Technology Co., Ltd., y copatrocinada por Zhongyifeng Jinyi (Suzhou) Technology Co., Ltd. y Lezhi County Qianrun Investment Service Co., Ltd., Wenping Zhu, experto mundial en fundición de aleaciones de aluminio de Eaton (China) Investment Co., Ltd., experto especial/director y profesor de capacitación para la certificación de ingeniero senior de fundición a presión, compartió una comparación entre los procesos de fundición a baja presión y fundición a alta presión, así como sus ventajas y desventajas. **Diferencias en los Principios de los Procesos** **Fundición a Baja Presión** Rango de presión: 0,01-0,1 MPa (baja presión). Principio: Se utiliza aire comprimido para presionar lentamente el metal fundido desde un horno de mantenimiento sellado hacia el molde a través de un tubo de colada. El metal llena la cavidad de arriba hacia abajo a baja presión y se solidifica bajo presión. Características: Llenado suave, buena fluidez del metal, menos poros e inclusiones. **Fundición a Alta Presión** Rango de presión: 10-200 MPa (presión extremadamente alta). Principio: El metal fundido se inyecta a alta velocidad en un molde de acero a alta presión (proporcionada por el cilindro de inyección), llenando rápidamente el molde y solidificando bajo alta presión. Características: Velocidad de llenado rápida (nivel de milisegundos), adecuada para piezas complejas de paredes delgadas, pero propensa a la retención de gas. La fundición a baja presión y la fundición a alta presión son dos procesos comunes de fundición de metales, utilizados principalmente para conformar metales no ferrosos como aleaciones de aluminio y aleaciones de magnesio. Presentan diferencias significativas en sus principios, escenarios de aplicación y características del producto. **Comparación de las Características de los Procesos** **Fundición a Baja Presión** Ventajas: Buena densidad de fundición, altas propiedades mecánicas, menos defectos porosos, capaz de producir piezas más grandes. Desventajas: Ciclo de producción largo, costo de molde más alto, no adecuado para piezas ultradelgadas. Mayor costo de producción, espesor de pared debe ser >3,5 mm, preferiblemente más de 4 mm. **Fundición a Alta Presión** Ventajas: Alta eficiencia de producción (se pueden producir varias piezas por minuto), adecuada para piezas complejas de paredes delgadas, alta precisión superficial. Alta precisión dimensional, pequeño margen de mecanizado. Desventajas: Los poros internos son comunes en las piezas fundidas, generalmente no se pueden tratar térmicamente (los poros pueden expandirse), costo de molde extremadamente alto. Un espesor de pared mayor de 2 mm es suficiente. La fundición a baja presión puede diseñar vigas cerradas de cualquier diámetro, y se presentaron sus ventajas en cuanto a rigidez torsional de vigas cerradas. Las dimensiones de alta precisión y el espesor de pared ultradelgado son ventajas significativas de la fundición a presión. Además, se presentaron las piezas fundidas a alta presión de aleación de magnesio. **Avances y Direcciones de Desarrollo para la Fundición a Baja Presión** 1. Innovación de Materiales: Avances en aleaciones de aluminio de alto rendimiento • Desarrollo de aleaciones de alta resistencia y alta tenacidad: Para satisfacer las necesidades de los vehículos de energía nueva y la industria aeroespacial, desarrollar nuevos tipos de aleaciones de aluminio (como aleaciones de aluminio con alto contenido de silicio, aleaciones de aluminio-litio) para mejorar la resistencia específica y el rendimiento a altas temperaturas de las piezas fundidas. Logro de una resistencia a la tracción de 380 MPa para la aleación A356. • Aplicación de materiales compuestos: Avances en la tecnología de fundición de compuestos de matriz de aluminio (como aluminio reforzado con partículas de SiC) para lograr mayor rigidez y resistencia al desgaste, utilizados para componentes de chasis y trenes motrices. 2. Mejora del Proceso: Inteligencia y aumento de la eficiencia • Desarrollo de métodos de fundición a baja presión con ciclos eficientes, • Tecnología de fundición con tubo de colada, • Tecnología de fundición con bomba electromagnética • Optimización de algoritmos de IA para mejorar el rendimiento y el tiempo de ciclo. • Moldes de arena/moldes metálicos impresos en 3D **Avances y Direcciones de Desarrollo para la Fundición a Alta Presión** Avances tecnológicos: Mejora del rendimiento y límites del proceso, centrándose principalmente en la eliminación de defectos • 1. Fundición a alta presión integrada ultragrande Se necesitan avances en la resistencia al calor de los materiales de los moldes, la tonelaje de la prensa (más de 12.000 toneladas métricas) y la tecnología de vacío. • 2. Popularización de la fundición a alta presión al vacío (VHPDC) Reducción de poros a través del vacío (porosidad <1 %), permitiendo que las piezas fundidas sean tratadas térmicamente y soldadas, ampliando los escenarios de aplicación (como piezas estructurales de seguridad). • 3. Fundición a alta presión semisólida (SSM-HPDC) 1. Principio: Presionar una suspensión semisólida (tasa de fase sólida del 30 %-50 %) en el molde para reducir la turbulencia y los poros. 2. Ventajas: Propiedades mecánicas cercanas a las de la forja, mejor calidad superficial, utilizadas para carcasas de motores de alta resistencia y componentes de suspensión. • Innovación de nuevos materiales de alta presión: Aleaciones multifuncionales de alta resistencia y alta tenacidad 1. Desarrollo de nuevas aleaciones de aluminio de alta resistencia Objetivo: Logro de una resistencia a la tracción de 400 MPa (como aleaciones de la serie Al-Si-Mg-Cu), reemplazando algunas piezas de acero. 2. Aleaciones de aluminio resistentes a altas temperaturas Demanda: Adaptación a las condiciones cercanas a la fuente de calor de las carcasas de motores (como temperaturas del sistema de accionamiento eléctrico >150 ℃). 3. Aplicación eficiente de aluminio secundario Tendencia: Mejora de la pureza del aluminio secundario mediante tecnología de refinación (contenido de Fe <0,15 %), reduciendo costos y emisiones de carbono. • También se detallaron los escenarios de aplicación y el desarrollo de la fundición a alta presión y fundición semisólida de aleación de magnesio, así como el desarrollo y la investigación de materias primas de aleación de magnesio adecuadas para la fundición a presión. **Avances y Direcciones de Desarrollo para Ambos Procesos de Fundición** • Fabricación Verde: Economía de bajo carbono y circular 1. Actualización de equipos de ahorro de energía: Máquinas de fundición a presión accionadas por servomotores (reducción del consumo de energía en un 40 %), sistemas de recuperación de calor residual. 2. Agentes y recubrimientos de liberación respetuosos con el medio ambiente: Tendencia a reemplazar los agentes a base de aceite con agentes de liberación a base de agua, tratamiento de pasivación sin cromo. 3. Sistema de reciclaje en circuito cerrado: Modelo de colaboración entre los fabricantes de equipos originales (OEM) y las empresas de aluminio para establecer redes de reciclaje de chatarra. • Equipos y tecnologías de bajo carbono, ahorro de energía y respetuosos con el medio ambiente Análisis de la tecnología de inyección de múltiples cilindros y la tecnología de pulverización de microprecisión. • Inteligencia y Digitalización: Control preciso del proceso 1. Optimización del proceso impulsada por IA Monitoreo en tiempo real. xx lanzó máquinas de fundición a presión inteligentes, mejorando el rendimiento en un 15 %. 2. Gemelos digitales y moldes de prueba virtuales Integración de algoritmos de IA en plataformas de simulación como MAGMA y ProCAST. 3. Sistema de trazabilidad de blockchain Función: Registro de los parámetros del proceso y las fuentes de material de cada pieza fundida, satisfaciendo las necesidades de trazabilidad de calidad de la industria automotriz. • Expansión de Escenarios de Aplicación: Desde la automoción a múltiples campos 1. Aeroespacial y robótica Marcos de drones. Articulaciones de brazos robóticos. 2. Electrónica de consumo: Marcos de teléfonos móviles/computadoras 3. Campos de vehículos comerciales y equipos generales. • Automatización periférica y de postprocesamiento Detección en línea e inteligente, retroalimentación automática y ajuste automático de parámetros. 》Haga clic para ver el informe especial sobre la Conferencia de la Industria del Aluminio y la Exposición de la Industria del Aluminio AICE 2025 SMM (20.ª).
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