Fundição e maquinagem: como escolher?

Como membro principal da equipa técnica da Ningbo Hexin Casting, sou especialista em fundição a alta pressão,fundição a baixa pressãoefundição gravitacional Trabalho na área do alumínio e dos materiais de alumínio há mais de 20 anos e liderei o desenvolvimento de processos de centenas de projectos à escala industrial. Sempre que os clientes colocam a questão "Como escolher entre a fundição e a maquinagem", a minha resposta é sempre: "Não há nenhuma vantagem ou desvantagem absoluta, apenas a combinação de tecnologias mais adequada para o cenário." A seguir, a partir dos princípios técnicos, da experiência prática e das tendências da indústria em três dimensões, uma análise aprofundada das principais diferenças entre as duas e a lógica da escolha.

O que é o casting?

A fundição consiste na fusão de metal, no fabrico de peças fundidas e no derrame de metal fundido na peça fundida, na solidificação para obter uma determinada forma e desempenho do método de moldagem por fundição. A fundição e outros processos de moldagem de peças, em comparação com o baixo custo de produção, a flexibilidade do processo, quase independente do tamanho e da forma da estrutura da peça da complexidade das limitações e assim por diante.

Enquanto importante motor da civilização humana, a história da tecnologia de fundição pode ser rastreada até à Europa antiga, em 4000 a.C. As peças fundidas em ouro descobertas no sítio de Varna, na Bulgária, revelaram os primórdios da fundição de metais. Durante o mesmo período, os artesãos da Mesopotâmia já utilizavam ligas de cobre para fundir ferramentas e os rituais de bronze das dinastias Xia e Shang, na China, demonstraram mesmo a sabedoria da fundição oriental com o método de fundição por fenda, ultrapassando a tecnologia de fundição do ferro mil anos antes da Europa. Os intercâmbios tecnológicos entre civilizações impulsionaram a iteração do artesanato: os métodos egípcios de cera perdida deram forma a estátuas requintadas, a dinastia Song da China, Tian Gong Kai Wu, documentou sistematicamente a fundição em barro e o mundo islâmico integrou a fundição no fabrico de instrumentos de precisão.

A revolução industrial do século XVIII tornou-se um ponto de viragem na história da fundição, do método de fabrico de ferro a coque e da combinação de máquinas de fundição a vapor, de modo a que as peças de ferro fundido pudessem atingir uma produção em grande escala, apoiando os caminhos-de-ferro, a maquinaria têxtil e a construção de outros sistemas industriais. A fundição moderna está mais virada para o domínio da alta tecnologia, a fundição injetada de ligas de alumínio e magnésio do século XX impulsiona a indústria da aviação, a tecnologia de impressão em areia 3D para quebrar as limitações do processo tradicional. Atualmente, a produção anual global de fundição é superior a 100 milhões de toneladas, abrangendo as áreas automóvel, energética, médica e outras áreas-chave. A China, um dos berços da fundição, tem atualmente uma produção global de 40% superior à do líder do sector e, através da tecnologia de fundição ecológica inteligente, continua a liderar a inovação. Esta tecnologia com 8.000 anos de idade está a remodelar as bases do fabrico moderno com os conceitos de digitalização e sustentabilidade.

Como funciona o casting? 

A fundição é uma técnica industrial através da qual o metal fundido é injetado numa cavidade específica do molde e deixado arrefecer e solidificar para obter uma forma pré-determinada. O processo de fundição divide-se em cinco fases principais: em primeiro lugar, é concebido um molde separável de acordo com a estrutura da peça; a fundição em areia tradicional utiliza areia de quartzo e aglutinante para criar uma cavidade com um sistema de vazamento, enquanto a fundição por cera perdida utiliza cascas de cerâmica ou moldes de cera; em seguida, a matéria-prima é fundida num forno a alta temperatura até atingir o estado líquido.alumínio O metal tem de ser aquecido a mais de 700°C, ou 1400-1500°C para o ferro fundido, e são adicionados elementos de liga para ajustar as propriedades. A fase de vazamento exige um controlo preciso do caudal e da temperatura do metal para evitar defeitos de porosidade ou segregação a frio, e a moderna tecnologia de fundição sob vácuo melhora a integridade do molde através de ambientes de pressão negativa.

O processo de solidificação determina a qualidade interna da peça fundida, os engenheiros regulam a direção do crescimento do grão através da conceção do sistema de arrefecimento e as peças fundidas de grandes dimensões, como os blocos de motores diesel marítimos, utilizam frequentemente a tecnologia de solidificação sequencial para eliminar os furos de retração. Após a desmoldagem, a limpeza com areia, o corte do jito e outros processos, as máquinas-ferramentas CNC para a maquinagem de precisão de peças-chave, as peças aeroespaciais também necessitam de deteção de defeitos internos por raios X. A fundição contemporânea foi integrada com a inovação digital, a tecnologia de impressão 3D em areia pode ser uma moldagem direta de canal de óleo complexo, o software de simulação pode prever a trajetória do fluxo de metal com antecedência e a fundição verde através do antigo sistema de regeneração de areia para aumentar a taxa de utilização de resíduos de 95%, destacando a profundidade da integração do fabrico inteligente e do desenvolvimento sustentável.

Vantagens da fundição

Para componentes complexosPeças metálicas com estruturas ocas, superfícies curvas ou contornos irregulares podem ser moldadas através da conceção de moldes, resolvendo complexidades geométricas que são difíceis de alcançar com outros processos.
Ampla compatibilidade de materiaisA temperatura de fusão é adequada à resistência térmica do molde.
Vantagem de escala em termos de custosApós um investimento único no molde, um grande número de peças idênticas pode ser produzido repetidamente, e o custo por peça diminui significativamente com o aumento do tamanho do lote.
Altamente adaptável ao tamanhoA fundição em areia permite o fabrico de componentes de grandes dimensões, enquanto tecnologias como a fundição sob pressão são adequadas para a moldagem de peças de precisão de pequena e média dimensão.
Capacidade de integração de vários materiaisFundição direta de peças estruturais compósitas (por exemplo, casquilhos reforçados) através do pré-posicionamento de inserções metálicas ou não metálicas no molde.

Desvantagens da fundição

Risco de defeitos internosO que é: As flutuações dos parâmetros do processo ou os problemas do material podem facilmente provocar defeitos como a porosidade, a retração, a segregação a frio, etc., exigindo um controlo de qualidade rigoroso.
Elevada dependência de mão de obraO processo de fundição tradicional envolve múltiplas operações manuais, como a preparação do molde, o vazamento e a limpeza, com um baixo grau de automatização.
ónus ambientalA fusão de metais liberta gases e poeiras nocivos, e a eliminação inadequada de resíduos de areia e escória pode poluir o ambiente, pelo que é necessário equipar a fábrica com instalações de proteção ambiental.

O que é a maquinagem? 

maquinagem(maquinagem) é uma tecnologia de base para a moldagem de precisão de metais, plásticos e outros materiais por corte físico, sendo amplamente utilizada em aspectos fundamentais da produção moderna. O processo utiliza equipamento como tornos, fresadoras, máquinas-ferramentas CNC, etc., juntamente com brocas, ferramentas de corte ou mós, para remover tolerâncias de material com uma precisão milimétrica ou mesmo micrométrica, e transformar a peça em bruto numa peça que cumpra os requisitos do projeto. No fabrico de automóveis, o orifício da cambota do bloco do motor tem de ser torneado e furado através de múltiplos processos para garantir a concentricidade; o sector aeroespacial depende de máquinas-ferramentas CNC de cinco eixos para cortar as superfícies complexas de estruturas em liga de titânio, com tolerâncias que podem ser controladas com uma precisão de ±0,005 mm. Em comparação com a fundição ou a impressão 3D, a maquinagem pode alcançar um acabamento superficial mais elevado, a retificação de precisão pode fazer com que a pista de rolamento atinja o efeito de espelho Ra0.1μm, enquanto processa aço endurecido e outros materiais super-duros. Nos últimos anos, a tecnologia de maquinagem ecológica através da micro-lubrificação e do corte a alta velocidade aumentará a eficiência em 40%, enquanto o sistema CNC inteligente pode otimizar automaticamente o percurso da ferramenta, reduzir o consumo de energia e os custos. Desde pregos de osso em miniatura para dispositivos médicos a fusos para turbinas eólicas, a maquinagem continua a apoiar as necessidades de produção industrializada de equipamento topo de gama e dispositivos de precisão com as caraterísticas precisas do "fabrico subtrativo".

Vantagens da maquinagem

elevada precisãoO controlo de precisão ao nível do mícron pode ser alcançado através da tecnologia CNC multieixos, que é particularmente adequada para peças complexas com requisitos dimensionais rigorosos, tais como lâminas de turbinas e implantes médicos.
Resposta rápida a requisitos de pequenos lotesNão há necessidade de desenvolvimento de ferramentas complexas, maquinando diretamente a partir do ficheiro de desenho, reduzindo significativamente o tempo de ciclo para prototipagem e produção em pequena escala.
Repetibilidade estávelA utilização de programas CNC e de percursos de ferramentas normalizados para assegurar a coerência das dimensões das peças e da qualidade das superfícies na produção em série.
produção automatizadaO sistema CNC automatiza todo o processo, reduz a intervenção manual, reduz os erros de operação e melhora a eficiência do funcionamento contínuo do equipamento.
Ampla gama de adaptabilidade de materiaisCompatível com metais, plásticos de engenharia, cerâmicas e compósitos para satisfazer as diversas necessidades das diferentes indústrias em termos de propriedades dos materiais.

Desvantagens da maquinagem

Processamento estrutural interno limitadoCaraterísticas internas complexas, tais como furos profundos e cavidades, requerem múltiplas mudanças de ferramentas ou ferramentas personalizadas, tornando a maquinação significativamente mais difícil e dispendiosa.
Dimensão limitada pelo equipamentoDevido às limitações do curso da máquina e da rigidez do fuso, é difícil obter uma maquinação de precisão global de peças de trabalho de grandes dimensões ou pesadas.
Baixa utilização dos recursosO processo de corte gera grandes quantidades de aparas ou poeiras metálicas e tem uma taxa de perda de matéria-prima mais elevada do que o fabrico aditivo ou os processos de forma quase líquida.

Maquinação e fundição: tipos e tecnologias 

Tipo de processamento 

moinhoFerramenta rotativa multi-flutuante: A utilização de uma ferramenta rotativa multi-flutuante para cortar peças ao longo da direção multieixos, adequada para maquinar superfícies planas e curvas e estruturas tridimensionais complexas, amplamente utilizada em cavidades de moldes e no fabrico de peças moldadas.
voltaFormação altamente eficiente de peças rotativas (por exemplo, veios, discos e casquilhos) através da rotação da peça de trabalho em conjunto com o avanço linear da fresa, o que permite a maquinação externa, interna e roscada.
perfuraçãoBroca em espiral: Uma broca em espiral é utilizada para rodar e penetrar no material para formar um furo redondo, que suporta o processamento de furos passantes, furos cegos e furos escalonados, e é normalmente utilizada para a produção em lote de furos de posicionamento para montagem de peças.
endurecidoMicro-corte da superfície da peça de trabalho com uma mó rotativa de alta velocidade para melhorar a precisão dimensional e o acabamento, adequado para a afiação de arestas de ferramentas e maquinagem de alta precisão de pistas de rolamentos.
aborrecimentoFresagem de furos pré-perfurados com ferramentas de perfuração de gume único, controlando com precisão a coaxialidade e a cilindricidade dos furos, utilizados principalmente para a maquinagem de precisão de cavidades internas, como blocos de motores e corpos de válvulas hidráulicas.
brocheA utilização de brochas com formas de dentes de várias fases para formar ranhuras, estrias ou furos moldados de uma só vez, com elevada eficiência e qualidade de superfície estável, é adequada para a produção em massa de engrenagens e acoplamentos.
erosão do fio: O corte de materiais condutores de eletricidade através do princípio da corrosão galvânica permite o processamento de contornos complexos de metais super-duros, sendo particularmente adequado para moldes de perfuração de precisão e para a conformação de pás de motores aeroespaciais.
aplainamentoFerramenta de corte de movimento recíproco linear de plano ou ranhura, adequada para grandes máquinas-ferramenta de carril de guia, maquinação de plano de placa de base, operação simples mas baixa eficiência.
EDMUtilizando a descarga por impulsos para corroer materiais condutores, pode processar microfuros, cavidades complexas e moldes de carboneto, ultrapassando as limitações de dureza do corte tradicional.

Cada processo é aplicado em combinação de acordo com as caraterísticas da ferramenta, a trajetória e a adaptabilidade do material e, em conjunto, cobrem as necessidades de toda a cadeia industrial, desde o desbaste ao ultra-acabamento.

Tipo de fundição

fundição em areiaA utilização de areia de sílica, argila ou aglutinante de resina para fazer uma fundição única ou semi-permanente, através da gravação do modelo para formar a cavidade, adequada para ferro fundido, aço fundido e outra produção diversificada de metais de elevado ponto de fusão, normalmente utilizada no fabrico de blocos de motor, válvulas e outros componentes estruturais.
fundição injectadaA empresa é especializada na produção em massa de peças de precisão de paredes finas feitas de metais não ferrosos como o alumínio, o zinco e o magnésio, que são amplamente utilizados em componentes automóveis, caixas electrónicas e outros produtos com elevados requisitos de acabamento superficial.
fundição por cera perdidaO molde de cera é utilizado para substituir o modelo sólido, envolvido por um revestimento refratário multicamada para formar um invólucro cerâmico e injetado no líquido metálico após a fusão do molde de cera, que pode reproduzir a estrutura fina e complexa das pás da turbina, obras de arte, etc. É especialmente adequado para a personalização de pequenos lotes de peças de liga de alta temperatura no domínio aeroespacial.
fundição centrífugaTrata-se de um componente rotacionalmente simétrico, como tubos sem costura e cubos, que é utilizado na produção de tubos e anéis de rolamento, porque a força centrífuga faz com que o metal líquido adira uniformemente à parede interna do molde rotativo, combinando assim a densificação do material e a eficiência da produção.
fundição a baixa pressãoO líquido metálico é injetado suavemente no molde fechado através de pressão pneumática, reduzindo a turbulência e a oxidação e formando peças ocas, como cubos de rodas e cabeças de cilindro em alumínio, que requerem uma elevada estanquicidade, com as vantagens da estabilidade do processo e da utilização do material.
fundição com molde de fuga (TCM)O modelo de espuma é utilizado para substituir o molde tradicional, o modelo é gaseificado e preenchido por líquido metálico durante o vazamento, e pode ser integrado para formar peças fundidas com cavidades internas complexas, o que é adequado para a produção de peças únicas ou pequenos lotes de máquinas de mineração, caixas de bombas e válvulas, etc.
vazamento contínuoO metal líquido é continuamente solidificado e extraído através de um cristalizador arrefecido a água para produzir diretamente barras, chapas ou perfis, melhorando drasticamente a eficiência de conformação do aço, ligas de cobre e outros materiais, e tornando-se um processo essencial para a produção em grande escala na indústria metalúrgica.

Cada tecnologia de fundição é combinada e aplicada de acordo com as caraterísticas do molde, a fluidez do metal e as necessidades de produção, formando uma gama completa de capacidades de fabrico, desde fundições artísticas a componentes industriais.

A principal diferença entre maquinagem e fundição

Caraterísticas da peça de trabalho
A maquinagem baseia-se em fresas, brocas, ferramentas de torneamento e outras ferramentas de corte para formar diretamente as peças, enquanto a fundição necessita de construir o espaço de formação através da criação de modelos, da preparação de moldes e de outros pré-processos, com a cadeia de ferramentas a abranger todo o processo, desde a escultura do molde de cera até à preparação da areia.

Controlo de precisão
A maquinagem atinge uma precisão ao nível do mícron através de sistemas CNC e é particularmente boa para acabamentos superficiais elevados e detalhes geométricos complexos; as peças fundidas são afectadas pela precisão do molde, pela contração do metal e por outros factores, sendo necessário melhorar a consistência dimensional com a ajuda de processos de fundição de precisão ou de fundição por cera perdida.

Compatibilidade dos materiais
Os materiais de fundição são limitados pelo ponto de fusão e pela fluidez, a fundição em areia é adequada para ferro fundido, aço fundido e outros metais de elevado ponto de fusão, a fundição sob pressão centra-se no alumínio, zinco e outras ligas de baixo ponto de fusão; a maquinagem pode lidar com metal, plásticos de engenharia, cerâmica e outros materiais diversificados, a dureza da gama de mais ampla.

complexidade da conceção
A maquinagem é boa na moldagem de arestas vivas, estruturas de paredes finas e orifícios e ranhuras de precisão, mas existe um ponto cego no processamento de cavidades profundas, curvas internas e outras estruturas fechadas; a fundição pode ser moldada como uma peça única com cavidades internas, linhas de fluxo curvas e peças complexas (por exemplo, blocos de motor), mas a nitidez dos detalhes é baixa.

Adaptação à escala de produção
A fundição tem uma vantagem em termos de custos na produção em massa, os moldes podem ser rapidamente copiados após um investimento único; a maquinagem sem moldes, através do programa, pode ser ajustada para responder às necessidades de pequenas quantidades ou requisitos personalizados de uma peça única, grande flexibilidade.

Desempenho da peça
Peças maquinadas sem defeitos de solidificação, propriedades mecânicas mais uniformes; peças fundidas através de solidificação direcional, tratamento térmico e outros processos para otimizar a estrutura do grão, podem estar próximas da resistência da matéria-prima, mas podem existir poros microscópicos ou inclusões.

Eficiência de prototipagem
A maquinagem baseia-se no corte direto a partir de modelos CAD e os protótipos são criados em poucas horas; os protótipos de fundição estão sujeitos a prazos de entrega mais longos através do desenvolvimento do molde e do vazamento do metal, mas a fundição por cera perdida pode acelerar o processo através da impressão em 3D de modelos de cera.

Estrutura de custos integrada
O custo do molde é elevado na fase inicial da fundição, o que é adequado para a escala de diluição do custo de uma única peça; a maquinagem não tem custo de molde, a perda de material e o custo homem-hora aumenta linearmente com o lote, o que é mais adequado para produtos de pequena e média dimensão ou de elevado valor acrescentado.

Os dois tipos de processos complementam-se no fabrico: a fundição trata da formação de lotes de componentes complexos e a maquinagem permite a correção final de caraterísticas de precisão e, em conjunto, apoiam toda a cadeia de fabrico, desde o produto em bruto até ao produto acabado.

Onde é que a fundição e a maquinagem são utilizadas?

Classificação do sector	​Aplicações típicas para fundição	​Aplicações típicas para maquinagem
​fabrico de automóveis	Blocos de motor, caixas de velocidades, cubos de roda, suportes de suspensão	Engrenagens de transmissão, anéis de pistão, diários da cambota, pinças de travão
​aeroespacial	Carcaças de turbinas, lâminas de motores, componentes estruturais de trens de aterragem	Estruturas de titânio, bocais de combustível, peças de precisão do controlo de voo
​equipamento médico	Bases de camas médicas, caixas para equipamentos de imagiologia	Articulações artificiais, instrumentos cirúrgicos, microimplantes (por exemplo, unhas de osso)
​Energia e potência	Caixas de turbinas eólicas, recipientes sob pressão de reactores nucleares	Lingueta e ranhura da lâmina da turbina, carretéis hidráulicos, ligações de transmissão
​Equipamento industrial	Alojamentos de válvulas, corpos de bombas, bases de máquinas pesadas	Rolamentos de alta precisão, parafusos, inserções de moldes, braços robóticos automatizados
​comunicações electrónicas	Dissipador de calor da estação de base 5G, invólucro em liga de alumínio (fundição injectada)	Conectores RF, dissipadores de calor para chips, caixas para micro-sensores
​metro	Placas de discos de travão de comboio, fixadores de carris	Maquinação de conjuntos de rodas, casquilhos de precisão para bogies, peças para sistemas de sinalização
​Construção naval	Peças fundidas de hélices, camisas de cilindros de motores diesel marítimos	Sistema de eixo de propulsão, engrenagens de precisão do servo, acessórios da linha hidráulica
​bens de consumo	Panelas de ferro fundido, corpo de fechadura de porta, ferragens para casa de banho	Engrenagens para electrodomésticos inteligentes, dobradiças de precisão, molduras metálicas para produtos electrónicos
​Construção e infra-estruturas	Tampas de esgotos municipais, nós de ligação de estruturas de aço, rolamentos de pontes	Fixadores de cofragem para construção, calhas de guia para elevadores, acessórios para contraventamento sísmico

Lógica de adaptação do processo::

• ​fundiçãodar especial ênfase aMoldagem complexa de uma só peçaPor exemplo, blocos de motor com cavidades internas, caixas electrónicas fundidas sob pressão de paredes finas e válvulas resistentes a alta pressão;
• ​maquinagemconfocalComponentes funcionais de precisãoPor exemplo, pistas de rolamentos de alta velocidade, implantes médicos de dimensão micrónica, canais de precisão para combustível de aviação, etc.
  Os dois tipos de processo são muitas vezes utilizados em conjunto - fundição para fornecer peças em bruto de forma quase líquida e maquinagem para terminar áreas críticas, obtendo em conjunto um produto final de elevado desempenho.

Qual é que devo escolher? Maquinação ou fundição

Ao decidir se deve utilizar a maquinagem ou a fundição para um projeto de fabrico, é necessário fazer uma avaliação exaustiva com base nas caraterísticas do projeto, nos objectivos de produção e nas condições dos recursos. Segue-se uma análise aprofundada das principais dimensões de decisão para o ajudar a adequar corretamente o seu processo às suas necessidades.

1. escala de produção e escalabilidade

• Selecionar FundiçãoSe o projeto requer uma produção em massa estável e a longo prazo (por exemplo, componentes automóveis, componentes estruturais para electrodomésticos), o processo de fundição oferece uma redução significativa do custo por peça à medida que o volume de produção aumenta. A possibilidade de reutilização dos moldes confere-lhes uma vantagem natural na produção em grande escala, especialmente para a reprodução rápida de produtos normalizados.
• Selecionar maquinaçãoPara requisitos de personalização de pequenos lotes (por exemplo, prototipagem, peças específicas para o sector aeroespacial) ou produtos que requerem iterações de design frequentes, a maquinação elimina a necessidade de ferramentas dispendiosas, permite uma resposta rápida a alterações de encomendas e adapta-se de forma flexível à produção de pequenos e médios lotes.

2. complexidade estrutural das peças

• Selecionar FundiçãoSe a peça contiver caraterísticas geométricas complexas, tais como cavidades internas, estruturas de paredes finas, percursos de fluxo multidireccionais, etc. (por exemplo, bloco do motor, corpo da válvula hidráulica), a fundição pode ser formada de uma só vez através da cavidade do molde, evitando os problemas morosos da maquinagem em múltiplos processos.
• Selecionar maquinaçãoSe o projeto se centrar em contornos externos de precisão, matrizes de microfuros ou superfícies ultrafinas (por exemplo, bases de dispositivos ópticos, implantes médicos), a precisão de corte da maquinagem permite o controlo milimétrico de superfícies complexas e é particularmente adequada para o entalhe profundo de estruturas abertas.

3. requisitos de exatidão e coerência

• Selecionar FundiçãoA precisão dimensional das peças fundidas depende normalmente da qualidade do molde e do controlo do processo, sendo adequada para cenários de média precisão (por exemplo, conectores de tubos, componentes decorativos). Para superfícies de contacto de alta precisão, os custos podem ser reduzidos através de um processo híbrido de "fundição + acabamento parcial".
• Selecionar maquinaçãoQuando é necessário que as peças cumpram tolerâncias ao nível do mícron ou um ajuste apertado (por exemplo, engrenagens de precisão, cavidades de dispositivos semicondutores), a maquinagem é capaz de fornecer produtos acabados altamente consistentes graças à programação digital e ao equipamento altamente rígido.

4. propriedades e compatibilidade dos materiais

• Selecionar FundiçãoPara metais com boa fluidez, como ligas de alumínio, ligas de zinco, ferro fundido, etc. Para materiais reciclados (por exemplo, lingotes de alumínio reciclado), o processo de fundição funde-os e remolda-os de forma eficiente, aumentando significativamente a utilização de recursos.
• Selecionar maquinaçãoCompatível com uma gama mais alargada de tipos de materiais, incluindo ligas de elevada dureza (ligas de titânio, aços endurecidos), não-metais (plásticos de engenharia, cerâmica) e compósitos. Particularmente adequado para maquinação de materiais difíceis de fundir ou sensíveis ao calor.

5. utilização de materiais e sustentabilidade

• Selecionar FundiçãoA tecnologia Near-net-shape minimiza o desperdício de material e é particularmente adequada para o processamento de metais preciosos ou escassos. A intensidade de carbono da fundição de alumínio reciclado é apenas 1/3 da da maquinação de alumínio novo, em linha com as tendências de fabrico ecológico.
• Selecionar maquinaçãoAs aparas e aparas geradas durante o processo de corte podem representar uma grande proporção do peso da matéria-prima, sendo necessário um sistema de reciclagem de resíduos para reduzir os custos ambientais.

6. rapidez de produção e prazos de entrega

• Selecionar FundiçãoA fase de desenvolvimento do molde leva algum tempo, mas é extremamente eficiente quando a produção em massa é iniciada, tornando-a adequada para projectos com longos prazos de execução e produção estável.
• Selecionar maquinaçãoA produção de produtos de alta qualidade é uma das principais vantagens do fabrico digital: os tempos de ciclo curtos, desde o desenho até ao produto acabado, são adequados para encomendas urgentes ou para a criação de protótipos iterativos rápidos, beneficiando especialmente da agilidade do fabrico digital.

7) Comparação das estruturas de custos

• Rubricas de custos principais para a fundiçãoO custo de conceção e de fabrico do molde representa a grande maioria do investimento inicial, o que o torna adequado para cenários de diluição do custo do volume de produção.
• Rubricas de custos principais para a maquinagemA depreciação do equipamento, o desgaste das ferramentas e os custos de programação da mão de obra são dominantes, adequados para pequenos lotes e produtos de elevado valor acrescentado.

8. práticas inovadoras em processos híbridos

Para a maioria dos cenários industriais, um único processo não satisfaz frequentemente todas as necessidades.Estratégias recomendadas::

• Fundição + AcabamentoRealização de estruturas de carroçaria complexas por fundição, seguida de acabamento CNC de superfícies de contacto críticas (por exemplo, caixas de velocidades para automóveis);
• Fabrico aditivo + corteImpressão em 3D de peças em bruto de forma quase líquida para reduzir as tolerâncias de maquinagem (por exemplo, suportes com forma aeroespacial).

Resumo: Compensações dinâmicas para uma tomada de decisão precisa

• Cenários de casting preferidosCaraterísticas: Volume elevado, estruturas de cavidades internas complexas, sensibilidade ao custo dos materiais, orientação para o fabrico ecológico;
• Cenários de maquinagem preferidos: Pequenos lotes, requisitos de alta precisão, maquinagem de materiais duros, pressão de entrega rápida;
• A combinação de ouro dos processos híbridosO que é: Equilíbrio entre eficiência e precisão para obter a solução óptima de custo e desempenho.

Na experiência prática da Ningbo Hexin, os casos de sucesso têm frequentemente origem na avaliação dinâmica das dimensões acima referidas. Recomenda-se que as empresas estabeleçam um mecanismo de revisão de processos em colaboração com vários departamentos e introduzam consultoria técnica de terceiros quando necessário, para garantir que a seleção de processos de cada projeto é científica, económica e sustentável.

problemas comuns

Q1: Como escolher a fundição ou a maquinagem de acordo com a procura de produção?

A escolha do processo tem de ser ponderada em função do volume de produção, da complexidade da peça, das caraterísticas do material e dos requisitos de precisão - a fundição é adequada para grandes quantidades de peças estruturais complexas (como blocos de motor), pode ser moldada em cavidade, mas a precisão é limitada; a maquinagem para satisfazer as necessidades de pequenas quantidades de alta precisão (como engrenagens de precisão), pode lidar com uma variedade de materiais, mas a eficiência da complexidade da redução.

​Q2: Qual é o processo mais rentável?

O custo do pré-molde de fundição é elevado, mas o custo por peça diminui com o volume, sendo adequado para a produção em grande escala (como milhões de peças de invólucros electrónicos); a maquinagem sem investimento em moldes, adequada para a personalização de pequenos e médios lotes (como peças aeroespaciais), mas a perda de material faz subir o custo das tecnologias emergentes, como a impressão em 3D, para quebrar os limites tradicionais dos custos.

​Q3: Como é que a seleção de materiais afecta as decisões de processo?

A fundição é limitada pela fluidez do metal (por exemplo, fundição sob pressão de alumínio) e pelo ponto de fusão (por exemplo, ferro fundido).fundição em areia), enquanto a maquinagem pode cortar ligas super-duras (por exemplo, ligas de titânio) e plásticos de engenharia, mas é propensa a lascar em materiais frágeis (por exemplo, cerâmica) e requer ferramentas e processos especiais.

​Q4: Como é que lida com peças altamente complexas?

A fundição através da tecnologia de moldagem por fusão de uma peça, formando uma cavidade interna complexa (como as pás das turbinas), a maquinagem com superfícies de precisão de corte CNC de cinco eixos (como os impulsores), mas a estrutura fechada tem de ser uma combinação de processos: espaços em branco de fundição + acabamento de maquinagem (como a perfuração de cilindros), para alcançar um equilíbrio entre função e custo.

​Q5: Que processo é mais amigo do ambiente?

A fundição enfrenta desafios de fusão com elevado consumo de energia e eliminação de areias residuais, exigindo sistemas antigos de regeneração de areias; a maquinagem tem de lidar com a contaminação do fluido de corte e a reciclagem de aparas de metal, mas as tecnologias ecológicas (corte a seco, microlubrificação) estão a reduzir gradualmente o impacto ambiental, o que exige uma otimização da produção em circuito fechado.

​Q6: É necessário combinar dois processos?

As aplicações sinérgicas são a norma: a fundição fornece peças em bruto de forma quase líquida (por exemplo, fundição de engrenagens), a maquinagem completa caraterísticas de alta precisão (por exemplo, retificação de dentes); o fabrico aditivo + acabamento CNC ultrapassa as limitações tradicionais para satisfazer necessidades ultra-complexas, como as peças aeroespaciais.

​Q7: Qual delas é mais rápida para a criação de protótipos?

A maquinagem fornece protótipos de metal/plástico em horas com a vantagem de cortes CAD diretos, enquanto a fundição combinada com modelos de cera impressos em 3D reduz o tempo de ciclo de semanas para dias para protótipos funcionais que requerem a verificação das propriedades do material ou da resistência estrutural.

Lógica de baseA fundição centra-se na "eficiência da moldagem", a maquinagem centra-se na "precisão e controlo", a seleção tem de ser feita em torno do custo, do tempo, do desempenho a três dimensões, a maior parte dos cenários têm de ser complementares e não alternativos.