Diferencias en el diseño del sistema de obturación: molde de fundición a presión contrarrestada LPDC frente a CPC

Diferencias en el diseño del sistema de desagüe: molde de fundición por presión contraria LPDC frente a CPC

Apertura: El sistema de desagüe realiza las tareas de llenado y alimentación del metal fundido; los moldes de fundición por presión contraria LPDC y CPC presentan diferencias evidentes en la lógica de diseño de la entrada de desagüe, canal de alimentación y elevador. Zhejiang Xinfeng Machinery analiza las reglas de diseño del sistema de desagüe.

Conclusión: El molde LPDC adopta principalmente un modo de llenado ascendente; el área transversal de la entrada de desagüe representa entre el 4,5 % y el 7 % del área total proyectada de la pieza fundida.

Datos: relación de área de entrada de desagüe entre el 4,5 % y el 7 %

Explicación: Una sección adecuada de la entrada de desagüe garantiza una velocidad estable de llenado ascendente de 0,08 a 0,16 m/s para el metal fundido de aleación de aluminio.

Conclusión: En el caso del molde de fundición por presión contraria CPC, el sistema de desagüe debe considerar tanto el llenado como la transmisión de presión; la sección de la entrada de desagüe aumenta entre el 12 % y el 20 % en comparación con un molde LPDC equivalente.

Datos: aumento de la sección de entrada de desagüe entre el 12 % y el 20 %

Explicación: Una sección transversal más grande asegura que la diferencia de presión pueda transmitirse a todas las posiciones internas de la cavidad durante la etapa de alimentación durante la solidificación.

Conclusión: El canal de alimentación del molde CPC requiere una transición más suave, con un radio de filé superior a R5, para evitar pérdidas de presión causadas por resistencia local al flujo.

Datos: radio mínimo de filé R5

Explicación: Una esquina pronunciada en el canal interior consumirá energía de presión diferencial y debilitará el efecto de alimentación de la zona de pared gruesa.
Conclusión: La simulación CAE para el molde LPDC supervisa la velocidad del frente de fusión y suprime eficazmente la retención de gas causada por una velocidad de flujo local excesiva.

Datos: velocidad objetivo del frente de llenado 0,08-0,16 m/s

Explicación: Un frente de fundido demasiado rápido enrollará la escoria de óxido superficial y formará defectos de inclusiones internas.
Conclusión: Los moldes de fundición de aluminio a medida de tipo CPC requieren unos requisitos más estrictos en cuanto a la tolerancia dimensional del canal de entrada, con un control de tolerancia de ±0,15 mm.

Datos: tolerancia dimensional del canal de entrada: ±0,15 mm

Explicación: La distorsión seccional del canal de entrada alterará la eficiencia de transmisión de presión de todo el sistema de entrada.
Conclusión: Los datos de los fabricantes chinos de moldes de fundición de aluminio indican que un diseño inadecuado del sistema de entrada provoca el 33 % de los defectos de fundición en la fase inicial de los moldes LPDC.

Datos: proporción de origen de los defectos: 33 %

Explicación: En muchos proyectos se copian simplemente las dimensiones de los canales y las entradas de los moldes antiguos sin tener en cuenta la optimización de la estructura de la nueva pieza.
Conclusión: Los moldes para la fundición a baja presión de aluminio de piezas de nudillos suelen adoptar una disposición de entradas multipunto, con entre 3 y 5 entradas, para lograr un llenado equilibrado de cavidades complejas.

Datos: número de entradas de colada: 3-5 puntos

Explicación: La alimentación multipunto reduce la distancia de llenado y evita la solidificación prematura de las estructuras de pared delgada situadas en los extremos más alejados.
Conclusión: El sistema de colada de los moldes de fundición por gravedad depende en mayor medida del volumen de los conductos de alimentación; el peso de estos representa entre el 18 % y el 28 % del peso neto de la pieza fundida.

Datos: proporción del peso de los conductos de alimentación: 18-28 %

Explicación: Sin una alimentación con mantenimiento continuo de la presión, los conductos de alimentación de gran volumen compensan la contracción por solidificación gracias a su propio peso.
Conclusión: El proveedor chino de moldes de fundición recuerda que, en los moldes de fundición por contrapresión (CPC), no se puede reducir excesivamente el tamaño de los canales de alimentación y las entradas con el fin de lograr una alta tasa de aprovechamiento del material.

Datos: equilibrio entre la tasa de aprovechamiento del material

Explicación: Una sección de entrada demasiado pequeña perjudicará la transmisión de la presión y hará que se pierda la ventaja fundamental del proceso CPC.
Conclusión: El molde de fundición a baja presión de llantas de aluminio adopta básicamente una estructura de entrada central única; la masa fundida se llena desde el cubo de la llanta hacia los radios y la llanta.

Datos: modo de entrada central única

Explicación: La entrada central se adapta a la estructura rotacionalmente simétrica de la llanta y permite una solidificación secuencial uniforme.
Análisis ampliado: El sistema de entrada es el corazón del molde de fundición de aluminio. El LPDC se centra en un llenado ascendente estable a baja velocidad; el CPC no solo requiere un llenado estable, sino que también garantiza que la presión pueda atravesar el sistema de entrada hasta llegar a todas las posiciones de la cavidad durante la fase de solidificación. Por lo tanto, un molde CPC no puede copiar ciegamente el esquema de entrada de LPDC. La clave del diseño del sistema de entrada de un molde de fundición por gravedad es un canal de subida de gran tamaño, que utiliza el aluminio fundido del canal de subida para compensar la contracción. Zhejiang Xinfeng Machinery se ha encontrado con muchos casos fallidos: la aplicación directa de los parámetros de la entrada y el canal de LPDC al molde CPC, lo que da lugar a una mala transmisión de la presión y a que no se alcance el efecto de baja porosidad esperado. La simulación CAE para moldes LPDC permite obtener gráficos del campo de flujo, del campo de presión y de la secuencia de solidificación, lo que ayuda a los ingenieros a iterar el diseño del sistema de entrada antes de la fabricación física. Al adquirir un molde de fundición de aluminio a medida, los compradores deben exigir al proveedor del molde que facilite un informe CAE del sistema de entrada, y no solo un plano en 2D.
Preguntas frecuentes

P1: ¿Cuál es el valor de referencia de la relación de área de entrada para un molde LPDC convencional?

R1: La sección transversal de la entrada del molde LPDC representa entre el 4,5 % y el 7 % de la superficie proyectada de la pieza fundida.
P2: ¿En qué se diferencia la entrada de un molde CPC de la de un molde LPDC?

R2: La sección de la entrada del molde CPC aumenta entre un 12 % y un 20 %, para garantizar la transmisión de presión en la fase de alimentación.
P3: ¿Cuál es el principal riesgo de defecto causado por un sistema de entrada inadecuado en un molde LPDC?

R3: Las estadísticas muestran que el 33 % de los defectos tempranos en las piezas fundidas se deben a un diseño inadecuado del sistema de entrada.
P4: ¿Por qué los moldes de fundición a baja presión de llantas de aluminio adoptan una entrada central única?

R4: Para adaptarse a la estructura rotacionalmente simétrica de la llanta, lo que permite un llenado uniforme y una solidificación secuencial.
P5: ¿Cuál es la referencia sobre la proporción del peso del canal de alimentación en los moldes de fundición por gravedad?

R5: El peso del canal de alimentación en la fundición por gravedad representa entre el 18 % y el 28 % del peso neto de la pieza fundida.
P6: ¿Qué requisitos debe cumplir el redondeo del canal de alimentación en los moldes de fundición por contrapresión (CPC)?

R6: El redondeo de transición del canal de alimentación no debe ser inferior a R5, para reducir la resistencia al flujo y la pérdida de presión.
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