Fundição semissólida (thixomolding e reofundição)

Uma pasta de metal meio sólida injetada em uma matriz de aço

A fundição semissólida injeta metal que não está nem totalmente líquido nem sólido, mas uma pasta de minúsculos grãos sólidos em líquido. Essa pasta flui suavemente para dentro de uma matriz de aço, prende pouco ar e contrai menos, então as peças saem mais densas que as fundidas sob pressão comuns. Carcaças de notebooks e câmeras de magnésio e algumas peças de alumínio de carros são feitas assim.

Fundição semissólida · máquina de thixomolding e rota de reofundiçãoO desenho de cima mostra o thixomolding, a faixa de baixo a reofundição; os números em círculo correspondem às etapas abaixo.

Como funciona

Alimente com cavacos sólidos. O thixomolding começa com pequenos cavacos de magnésio, não com metal fundido. Eles caem de um funil em um cilindro aquecido, sob uma camada de gás argônio para não queimarem.
Aqueça e misture até virar pasta. Aquecedores e a rosca que gira aquecem e cisalham os cavacos até ficarem parcialmente derretidos, geralmente com cerca de 5 a 60 por cento de sólido. O cisalhamento quebra o sólido em grãos redondos, então a pasta flui como uma massa grossa.
Reúna uma dose. A rosca leva a pasta para a frente e uma quantidade medida se acumula na frente do cilindro.
Injete. A rosca avança como um êmbolo e empurra a pasta pelo bico para dentro de uma matriz de aço fechada. Como é espessa e parcialmente sólida, ela enche suavemente em vez de espirrar.
Resfrie e ejete. A peça solidifica em segundos, a matriz abre e os pinos extratores a empurram para fora, como na fundição sob pressão.

A reofundição chega à mesma pasta pelo outro lado: o alumínio líquido é agitado ou resfriado até ficar parcialmente sólido e depois fundido em uma máquina de fundição sob pressão. A tixofundição reaquece tarugos sólidos de alumínio até o mesmo estado pastoso.

Dados-chave

Materiais: Thixomolding: ligas de magnésio. Reofundição e tixofundição: principalmente ligas de alumínio
Peças típicas: Carcaças de notebooks, câmeras e celulares, corpos de ferramentas elétricas, suportes de carros, peças de direção, carcaças de telecomunicações
Tamanho da peça: De alguns gramas a vários quilos
Precisão: Cerca de ±0,05 a ±0,2 mm, semelhante à fundição sob pressão
Acabamento superficial: Lisa: Ra (rugosidade média) de cerca de 1 a 2 µm
Tamanho de lote adequado: De dezenas de milhares a milhões de peças
Custo de ferramental e máquinas: Semelhante à fundição sob pressão: matrizes a partir de dezenas de milhares de dólares, máquinas a partir de centenas de milhares
Velocidade: Aproximadamente 20 segundos a um minuto ou dois por dose

Pontos fortes e limites

Pontos fortes

Poucos poros, então as peças podem ser tratadas termicamente e são mais resistentes que as fundidas sob pressão
Menos contração, então tolerâncias mais justas e paredes mais finas
Temperatura de processo menor, então as matrizes duram mais
O thixomolding evita lidar com um cadinho de magnésio fundido

Limites

O controle do processo é mais difícil: a fração sólida precisa ficar no ponto certo
Menos fornecedores e menos know-how que a fundição sob pressão comum
Máquinas e matéria-prima especial (cavacos, tarugos) custam mais
Limitada principalmente a ligas de magnésio e alumínio

Onde é usado

EletrônicaCarcaças de notebooks, câmeras e celulares em magnésio
AutomotivoSuportes, estruturas de volante, peças de suspensão e de coxim de motor
TelecomunicaçõesCarcaças e dissipadores de calor para unidades de rádio
Ferramentas e esportesCarcaças de ferramentas elétricas, peças de bicicleta e de tiro com arco

Como reconhecê-lo

Paredes muito finas e uniformes em uma carcaça de metal leve, muitas vezes magnésio (parece mais leve que o alumínio).
Uma superfície lisa, geralmente pintada, com pequenas marcas de pinos extratores como em uma peça fundida sob pressão.
Em um corte, quase nenhum poro; ao microscópio, grãos redondos em vez de cristais em forma de árvore.
Por fora é difícil distinguir da fundição sob pressão: confira os dados do fabricante.

Compare com

Fundição sob pressão1.4injeta metal totalmente líquido; mais barata e mais comum, mas mais porosa.Moldagem por injeção2.1a máquina de thixomolding funciona de modo muito parecido com uma injetora de plástico, com uma rosca e um cilindro.Moldagem por injeção de metal (MIM)9.2também injeta por uma rosca, mas uma mistura de pó metálico e aglutinante que depois é sinterizada.

Assista

North American Die Casting Association · Uma visão geral do setor sobre processos semissólidos, com diagramas

The Limiting Factor · Um explicativo longo sobre o thixomolding e por que o magnésio combina com ele

Daseon Industry Group Ltd. · Uma máquina de thixomolding em operação

Comptech AB · Uma célula de reofundição produzindo peças de alumínio

Veja fotos reais

Wikipédia: Fundição de metal semissólido — tixofundição, reofundição e thixomolding explicados; só texto, então use a busca abaixo para ver imagens
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Lembre-se

O metal entra como uma pasta, em parte sólida e em parte líquida.
A pasta enche a matriz com calma, então as peças têm menos poros que as fundidas sob pressão.
O thixomolding usa cavacos de magnésio e uma rosca; a reofundição agita alumínio líquido.