Qual é a diferença entre a extrusão de alumínio e a fundição injectada de alumínio?

Como uma pessoa profundamente enraizadaalumínioEngenheiro no domínio da moldagem há mais de 20 anos, perguntam-me frequentementeextrusão de alumínioPrincipais diferenças em relação à fundição injectada de alumínio. Este artigo combinará alta pressão/baixa pressão/fundição gravitacionalExperiência prática com comparações sistemáticas entre a ciência dos materiais e os princípios dos processos e as decisões comerciais.

O que é a extrusão de alumínio?

A extrusão de alumínio é um processo de extrusão em estado sólido através de uma matriz e faz parte do processo deMoldagem de plástico em estado sólidoO processo de produção de perfis de alumínio para linhas de montagem, peças de alumínio para dissipação de calor, etc., é normalmente utilizado na produção de perfis de alumínio para linhas de montagem. Na sua essência, as barras de alumínio aquecidas até ao estado plástico (400-500°C) são introduzidas numa extrusora e forçadas através de uma matriz com uma forma transversal específica para formar um perfil contínuo, que pode ser utilizado para fabricar produtos de grandes dimensões, tais como caixilhos de portas e janelas, calhas de guia e outros produtos (até um comprimento longitudinal superior a 10 metros).

Vantagens da extrusão de alumínio​
Os produtos de extrusão de alumínio têm caraterísticas leves e resistentes à corrosão, baixos custos de investimento em ferramentas (cerca de 30 000-200 000 yuan), a superfície do tratamento de oxidação anódica da espessura da película de óxido até 0,012 mm, apresentando uma textura brilhante, e sem revestimento para satisfazer os requisitos básicos de corrosão. É possível produzir uma estrutura monobloco ultra-longa, como um carril de suporte fotovoltaico (comprimento de 12 metros, pressão do vento > 3,5kPa).

Desvantagens da extrusão de alumínio​
O processo é propenso a empenos e deformações, linhas pretas, saliências e outros defeitos superficiais, o alumínio não oxidado continua a representar um risco de ferrugem, a resistência longitudinal é apenas 60%-70% a dos produtos de ferro. A resistência à abrasão da camada de oxidação anódica é mais fraca do que a do processo de galvanoplastia e o custo global do processo é 3-4 vezes superior ao dos produtos de ferro, por exemplo, o custo de transformação dos perfis arquitectónicos para fachadas cortina é de cerca de 25 yuan/kg, enquanto o aço galvanizado só precisa de 8 yuan/kg.

O que é a fundição injectada de alumínio?

A fundição injectada de alumínio pertence aFundição líquida de alta pressãoA liga ADC12 fundida a 680-720°C é então utilizada para50-120MPaA pressão é injectada no molde de aço, e todo o processo de enchimento-solidificação-demoldagem é concluído em 20-60 segundos. A sua essência é o processo de solidificação sem equilíbrio do metal sob arrefecimento super-rápido (>100℃/s). É adequado para a produção de peças complexas de paredes finas, como componentes automotivos e caixas 3C, e o tempo de ciclo de uma única peça pode ser reduzido para menos de 30 segundos.

Vantagens da fundição injectada de alumínio​
A elevada dureza da fundição sob pressão (a liga A380 tem uma resistência à tração de 320MPa) permite a moldagem integral de caraterísticas complexas, como furos roscados e barras de reforço, eliminando a necessidade de processos de corte subsequentes. A fundição sob pressão híbrida de ligas de zinco e alumínio pode também melhorar a resistência ao desgaste, por exemplo, a caixa de transmissão automóvel pode ser reduzida em peças de montagem 60% através deste processo.

Desvantagens da fundição injectada de alumínio​
O custo de desenvolvimento do molde é elevado (cerca de 200 000-2 milhões de yuan), e a dificuldade de modificação após erros de conceção, é necessário contar com encomendas de 10 000 peças para partilhar o custo. Por exemplo, um molde de fundição sob pressão para a fechadura da porta de um veículo movido a energia nova pode custar até 850 000 yuan, enquanto o molde de injeção custa apenas 150 000 yuan.

Quadro comparativo das principais diferenças​

​dimensão de comparação​	extrusão de alumínio	fundição injectada de alumínio
Princípio da moldagem	Deformação plástica em estado sólido	Fundição líquida de alta pressão
Espessura mínima da parede	≥1,0 mm	0,5 mm
Custo do molde (típico)	¥50.000 (perfis de construção)	¥800.000 (peças para automóveis)
Lotes adequados	500-50.000 peças	>10.000 peças
tratamento de superfície	Anodizado (custo +15%)	Revestimento a pó (custo +20%)

Perguntas frequentes (FAQ)​

1) Quando é que se deve optar pela extrusão de alumínio?

• ​Cenários de requisitosPeças estruturais de grandes dimensões (>5 metros), peças anodizadas, encomendas personalizadas de pequena e média dimensão.
• ​caso típicoEstrutura de um painel publicitário para exterior (resistência às intempéries de 10 anos ou mais).

2) Porque é que a fundição injectada é melhor para as peças automóveis?

• ​adaptabilidade tecnológicaRedução de peso de 30% na moldagem monobloco (menos 370 peças na fundição injectada do chassis traseiro da Tesla), com ritmos de produção em massa de 90 segundos por peça.
• ​limiar de custosQuando a quantidade da encomenda é superior a 50 000 peças, o custo unitário da fundição injetada é 40% inferior ao da extrusão (Fonte: China Society of Automotive Engineering).

3) Qual é a diferença essencial entre o tratamento de superfície dos dois processos?

• ​extrusão de alumínioAnodização: Baseia-se na anodização para formar uma camada densa de óxido de alumínio (espessura da película 0,01-0,03 mm), mas a resistência ao desgaste é apenas 1/3 da da anodização dura.
• ​fundição injectada de alumínioRevestimento electroforético (espessura de película de 20-30μm) ou revestimento nano-cerâmico (aumento de custo de 25%) é utilizado principalmente devido a defeitos de porosidade da superfície.

4. como resolver o problema da porosidade em peças fundidas sob pressão?

• ​Actualizações de processosTecnologia de fundição a vácuo (grau de vácuo ≤ 50mbar): Adoptando a tecnologia de fundição a vácuo (grau de vácuo ≤ 50mbar), a porosidade é reduzida de 5% para 0,5%.
• ​Otimização de materiaisOs lingotes de alumínio de elevada pureza (teor de Fe <0,15%) são utilizados em conjunto com modificadores de terras raras para melhorar a fluidez da fusão.

5) Quais são as tendências futuras da convergência tecnológica?

• ​Processo composto de extrusão e fundição sob pressãoA extrusão é utilizada para criar a estrutura principal do rolamento e, em seguida, os elementos complexos são fundidos localmente (o novo tabuleiro de bateria da Toyota custa menos 18%).
• ​Moldagem semi-sólidaA pasta de alumínio é formada no estado de coexistência sólido-líquido, combinando a resistência das peças extrudidas (380 MPa de tração) com a complexidade das peças fundidas sob pressão.