Molde de Fundição

O ciclo do processo de fundição sob pressão consiste em cinco etapas principais, que são explicadas a seguir. O tempo total do ciclo é muito curto, normalmente entre 2 segundos e 1 minuto.

1. Fixação 

   - O primeiro passo é a preparação e fixação das duas metades da matriz.Cada metade do molde é primeiro limpa do anteriorprocesso de injeçãoe depois lubrificado para facilitar a ejeção da próxima peça. O tempo de lubrificação aumenta com o tamanho da peça, bem como com o número de cavidades e núcleos laterais. Além disso, a lubrificação pode não ser necessária após cada ciclo, mas após 2 ou 3 ciclos, dependendo do material. Após a lubrificação, as duas metades da matriz, que estão presas dentro da máquina de fundição sob pressão, são fechadas e presas com firmeza. Força suficiente deve ser aplicada ao molde para mantê-lo firmemente fechado enquanto o metal é injetado. O tempo necessário para fechar e prender a matriz depende da máquina - máquinas maiores (aquelas com maiores forças de fixação) exigirão mais tempo. Este tempo pode ser estimado a partir do tempo de ciclo seco da máquina.

2. Injeção 

   - O metal fundido, que é mantido a uma temperatura definida no forno, é então transferido para uma câmara onde pode ser injetado na matriz. O método de transferência do metal fundido depende do tipo de máquina de fundição sob pressão, se uma máquina de câmara quente ou câmara fria está sendo usada. A diferença neste equipamento será detalhada na próxima seção. Uma vez transferido, o metal fundido é injetado a altas pressões na matriz. A pressão de injeção típica varia de 1.000 a 20.000 psi. Esta pressão mantém o metal fundido nas matrizes durante a solidificação. A quantidade de metal que é injetada no molde é chamada de disparo. O tempo de injeção é o tempo necessário para o metal fundido preencher todos os canais e cavidades da matriz. Este tempo é muito curto, normalmente inferior a 0,1 segundos, a fim de evitar a solidificação precoce de qualquer parte do metal. O tempo de injeção adequado pode ser determinado pelas propriedades termodinâmicas do material, bem como pela espessura da parede do fundido. Uma espessura de parede maior exigirá um tempo de injeção mais longo. No caso em que uma máquina de fundição sob pressão de câmara fria está sendo usada, o tempo de injeção também deve incluir o tempo para colocar manualmente o metal fundido na câmara de injeção.

3. Resfriamento 

   - O metal fundido que é injetado na matriz começará a esfriar e solidificar assim que entrar na cavidade da matriz. Quando toda a cavidade é preenchida e o metal fundido solidifica, a forma final do fundido é formada. A matriz não pode ser aberta até que o tempo de resfriamento tenha decorrido e o fundido esteja solidificado. O tempo de resfriamento pode ser estimado a partir de várias propriedades termodinâmicas do metal, da espessura máxima da parede do fundido e da complexidade da matriz. Uma espessura de parede maior exigirá um tempo de resfriamento mais longo. A complexidade geométrica da matriz também exige um maior tempo de resfriamento devido à resistência adicional ao fluxo de calor.

4. Ejeção 

   - Após o tempo de resfriamento predeterminado, as metades do molde podem ser abertas e um mecanismo de ejeção pode empurrar o fundido para fora da cavidade do molde. O tempo para abrir a matriz pode ser estimado a partir do tempo de ciclo seco da máquina e o tempo de ejeção é determinado pelo tamanho do envelope da peça fundida e deve incluir o tempo para que a peça caia livre da matriz. O mecanismo de ejeção deve aplicar alguma força para ejetar a peça porque durante o resfriamento a peça encolhe e adere à matriz. Uma vez que a peça fundida é ejetada, a matriz pode ser fechada para a próxima injeção.

5. Aparar 

   - Durante o resfriamento, o material nos canais da matriz solidificará ligado ao fundido. Este excesso de material, juntamente com qualquer rebarba que tenha ocorrido, deve ser aparado da fundição manualmente por meio de corte ou serra, ou usando uma prensa de corte. O tempo necessário para aparar o excesso de material pode ser estimado a partir do tamanho do envelope de fundição. O material de sucata resultante desse corte é descartado ou pode ser reutilizado no processo de fundição sob pressão. O material reciclado pode precisar ser recondicionado para a composição química adequada antes de poder ser combinado com metal não reciclado e reutilizado no processo de fundição sob pressão.