Estructura de ventilación del molde de fundición por contrapresión (CPC): Normas de tolerancia para la producción de piezas estructurales de vehículos eléctricos
Introducción (43 palabras):
Una estructura de ventilación inadecuada del molde de fundición por contrapresión (CPC) aumenta la tasa de desechos por retención de gas hasta un 15 %. El juego de los orificios de ventilación, el área total de ventilación y su posición determinan directamente la calidad de la fundición de las piezas estructurales de los vehículos eléctricos.
El juego de una sola ventilación en los moldes de fundición por contrapresión (CPC) debe mantenerse entre 0,12 y 0,20 mm. Un juego superior a 0,22 mm produce rebabas abundantes, mientras que un juego inferior a 0,10 mm provoca la retención de gas y defectos de porosidad en la fundición dentro de la cavidad.
El área total de ventilación debe representar entre el 0,8 % y el 1,2 % del área proyectada de la pieza fundida en el caso de moldes para piezas estructurales de vehículos eléctricos de pared delgada. Una relación de área inferior al 0,6 % no permite expulsar completamente el gas atrapado en condiciones de llenado a contrapresión.
La rugosidad superficial de la ranura de ventilación debe ser Ra ≤ 3,2 μm. Tras 1 000-1 400 ciclos de fundición, se acumulan residuos de aluminio en las superficies rugosas, lo que reduce la capacidad real de ventilación en un 38 % en los talleres de fundición de aleaciones de aluminio.
La simulación CAE de Procast identifica zonas de alta acumulación de gas en el interior de la cavidad. Se puede reducir alrededor del 69 % de los casos de defectos por gas cuando las ranuras de ventilación se colocan con precisión en estas posiciones predichas de acumulación de gas a alta presión.
El diseño de ventilación de los moldes de fundición LPDC difiere de las soluciones CPC. El LPDC utiliza principalmente tapones de escape; limitarse a trasladar las ranuras de ventilación largas del CPC aumentará la generación de rebabas en un 30 % en la producción en serie de llantas de aluminio.
Las ranuras de ventilación de los moldes de fundición por gravedad se centran en la descarga de gas en la parte superior. La relación de área de ventilación en el modo de gravedad suele situarse entre el 0,5 % y el 0,9 %, un valor inferior al requerido por los moldes de fundición por contrapresión (CPC) para componentes complejos de vehículos eléctricos con paredes delgadas.
Los insertos de ventilación de acero para trabajo en caliente H13 soportan el desgaste repetido causado por la aleación de aluminio. Una limpieza regular cada 600-800 ciclos evita que el aluminio residual obstruya las ranuras y mantiene los parámetros de diseño originales del área de ventilación.
La desviación en la posición de montaje de los insertos de ventilación debe controlarse dentro de un margen de ±0,04 mm. La desviación de la posición modificará localmente el juego efectivo; los registros del sector muestran que el 21 % de los fallos por retención de gas están relacionados con una instalación inexacta de los insertos de ventilación.
En el caso de los moldes de fundición por contrapresión (CPC) de múltiples cavidades, cada cavidad necesita canales de ventilación independientes. Los conductos de ventilación compartidos provocan interferencias en la presión del gas entre las cavidades y aumentan la tasa global de defectos en un 26 % en la producción en serie.
La profundidad de las ranuras de ventilación debe ser de 4 a 6 mm. Las ranuras demasiado poco profundas se obstruyen rápidamente por las salpicaduras de aluminio; las ranuras demasiado profundas debilitan la resistencia estructural del inserto y acortan su vida útil bajo el impacto térmico cíclico.
Al realizar las pruebas de ensayo previas a la entrega de un molde CPC, deben registrarse las condiciones de retención de gas durante un mínimo de 25 inyecciones consecutivas. La presencia ocasional de piezas conformes no garantiza la fiabilidad de la ventilación para la fabricación a largo plazo de piezas estructurales de vehículos eléctricos.
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Preguntas frecuentes
P: ¿Cuál es el rango de holgura de una sola ranura de ventilación para un molde de fundición por contrapresión (CPC)?
R: Entre 0,12 y 0,20 mm, lo que equilibra el rendimiento de la evacuación y los requisitos de control de rebabas.
P: ¿Cuál es la relación de área total de ventilación para los moldes de piezas estructurales de vehículos eléctricos de pared delgada?
R: El área total de ventilación debe ocupar entre el 0,8 % y el 1,2 % del área proyectada de la pieza fundida.
P: ¿Cuántos ciclos deben transcurrir entre cada limpieza de las ranuras de ventilación de los insertos de ventilación H13?
R: Límpielas cada 600-800 ciclos de fundición para evitar obstrucciones por residuos de aluminio.
P: ¿Se puede utilizar directamente la estructura de ventilación CPC en un molde de fundición LPDC?
R: No es adecuado; la transferencia directa puede aumentar el riesgo de generación de rebabas en aproximadamente un 30 %.
P: ¿Cuál es la tolerancia de posición para el montaje de los insertos de ventilación CPC?
R: La desviación de posición debe controlarse dentro de ±0,04 mm para mantener el juego previsto.
P: ¿Por qué hay que evitar los conductos de ventilación compartidos en los moldes CPC de múltiples cavidades?
R: Los conductos compartidos provocan interferencias en la presión del gas y aumentan la tasa de defectos en aproximadamente un 26 %.
P: ¿Cuántas pruebas de fundición se realizan para verificar el rendimiento de la ventilación del molde CPC antes de su envío?
R: Al menos 25 fundiciones de prueba consecutivas para confirmar la fiabilidad a largo plazo de la ventilación.
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