Este projeto partiu de uma estrutura tubular tubular utilizada em uma scooter elétrica.
No início, o requisito não parecia complicado: a peça precisava ser leve, mas forte o suficiente para suportar vibrações e cargas de condução de longo prazo.
No início,fundição sob pressãofoi a primeira opção na mesa, principalmente porque é uma forma comum e econômica de fazer esse tipo de geometria.
Mas assim que analisamos mais profundamente a aplicação e começamos a analisar as primeiras amostras, algumas preocupações estruturais ficaram mais claras.
Com convencionalfundição sob pressão, a forma externa estava boa, mas internamente a situação era menos estável do que o esperado.
Em algumas áreas mais espessas, notamos pequena porosidade e a densidade não era totalmente consistente em toda a peça. Esses problemas não são incomuns na fundição, mas para um tubo estrutural de suporte de carga, eles se tornam mais críticos ao longo do tempo sob vibração.
Por outro lado, o forjamento completo melhoraria a resistência, mas também reduziria a liberdade de projeto e aumentaria significativamente o custo e o esforço de usinagem.
Portanto, a verdadeira questão não era “qual processo é melhor”, mas sim:
como equilibramos força, custo e capacidade de fabricação em uma solução?
Em vez de escolher entre fundição e forjamento, utilizamos uma abordagem integrada de fundição e forjamento.
A principal diferença é o tempo.
Nesta fase, o material ainda não está totalmente sólido quando a pressão é aplicada dentro do molde. Ainda está em algum lugar entre o líquido e o sólido, por isso se comporta mais como uma estrutura fluida do que fixa.
Por causa disso, a estrutura interna ainda pode se mover e se ajustar durante a solidificação, em vez de ser “fixada” e corrigida posteriormente, após o endurecimento total.
Do ponto de vista prático, não se trata de aplicar mais força.
Trata-se mais de controlar a condição de formação no momento certo.
Se a pressão for aplicada muito cedo ou muito tarde, o efeito será limitado. Mas quando é controlado adequadamente durante a solidificação, a estrutura interna torna-se muito mais estável.
Isto ajuda a reduzir problemas típicos de fundição, como porosidade e zonas internas fracas, especialmente em seções mais espessas da peça.
Depois que mudamos o processo, a primeira coisa que notamos foi que a qualidade interna ficou mais estável de lote para lote.
O problema de porosidade que nos preocupava ainda existia em algumas áreas, mas era muito menos aleatório em comparação com as amostras de fundição iniciais.
Durante os testes de vibração, o comportamento também foi mais consistente. Não pareceu um grande salto no desempenho, mas sim como se os pontos fracos tivessem sido reduzidos.
Na maioria dos casos, só começamos a observar esse tipo de processo quando a fundição por si só não é estável o suficiente, mas entrar no forjamento completo ainda não é prático.
Geralmente aparece em peças onde o design já está bastante otimizado, então não há muito espaço para avançar para um processo mais pesado ou mais caro.
Vimos situações semelhantes em componentes de scooters elétricos, estruturas de bicicletas elétricas e outras peças leves de alumínio, onde a resistência e a eficiência de produção precisam ser equilibradas.
Em muitas peças estruturais de alumínio, o verdadeiro desafio não é escolher entre fundição ou forjamento.
Está controlando como o material se comporta durante a formação.
Uma vez compreendido isso, o processo passa a ser menos sobre “métodos” e mais sobre “controle”.
Se você está atualmente desenvolvendo peças estruturais de alumínio e enfrentando desafios semelhantes entre resistência, custo e capacidade de fabricação, pode valer a pena revisar a abordagem de conformação em um estágio inicial do projeto.
Se você já tem desenhos ou um conceito, fique à vontade para compartilhá-los. Podemos dar-lhe uma sugestão prática com base em projetos semelhantes que realizamos.
