Moldes de fundição de alumínio personalizados entregues para projeto de carcaça de motor de nova geração de energia.

FOSHAN, China — 9 de novembro de 2026 — Uma equipe especializada de engenheiros de ferramentas entregou com sucesso um conjunto completo dematrizes de fundição de alumínio personalizadasProjetado exclusivamente para um projeto de carcaça de motor de veículo de nova energia (NEV), o conjunto de ferramentas representa um marco significativo na expansão contínua da empresa na cadeia de suprimentos da mobilidade elétrica. O pacote inclui uma peça principalmatriz de cavidadeOs conjuntos de matrizes de ação lateral, matrizes de núcleo e placas de inserção auxiliares foram enviados para a unidade de produção do cliente após rigorosos testes de matrizes e verificação dimensional.

A carcaça do motor representa um dos componentes estruturalmente mais exigentes em um sistema de propulsão elétrica. Ela deve fornecer simultaneamente alinhamento preciso dos rolamentos, dissipação de calor robusta para os enrolamentos do estator e do rotor, blindagem eletromagnética e rigidez estrutural sob vibração contínua — tudo isso mantendo-se o mais leve possível. Para atender a esses requisitos conflitantes, o projeto utilizafundição sob alta pressão(HPDC) com uma liga de alumínio reforçada com silício, selecionada por seu equilíbrio ideal entre fluidez, condutividade térmica e resistência mecânica.

Contexto do Projeto: A Oportunidade de Alojamento de Motores para Veículos de Nova Energia

A transição global dos motores de combustão interna para os sistemas de propulsão elétrica a bateria criou uma demanda sem precedentes por veículos leves,componentes de alumínio fundido de alta integridadeAo contrário dos blocos de motor tradicionais, a carcaça de um motor de veículo elétrico integra múltiplas funções em uma única peça com formato final definido: serve como suporte do estator, limite da camisa de refrigeração, interface de transmissão e ponto de montagem para a eletrônica de potência. Essa consolidação reduz as etapas de montagem, mas aumenta o nível de exigência metalúrgico e dimensional para cada peça fundida.

As carcaças dos motores normalmente variam de 8 a 25 quilogramas em peso de fundição, com seções de parede que variam entre 3,5 mm e 8 mm, dependendo dos caminhos de carga. Os canais de refrigeração fundidos diretamente nas paredes da carcaça exigem porosidade excepcionalmente baixa para evitar vazamento de fluido refrigerante sob ciclos de pressão de até 2,5 bar. Além disso, os furos dos alojamentos dos rolamentos devem manter a concentricidade dentro de 0,03 mm após a usinagem, o que significa que a matriz deveproduzir peças fundidascom distorção mínima por encolhimento e espessura de parede consistente em uma produção de dezenas de milhares de unidades.

O cliente por trás deste projeto é um fornecedor de primeira linha de veículos elétricos (NEV) que atende diversas montadoras importantes. Seu cronograma de produção prevê volumes anuais de aproximadamente 120.000 carcaças, o que influencia diretamente a vida útil da matriz. Foi especificada uma vida útil padrão de 150.000 ciclos, com a matriz construída para suportar ciclos térmicos repetidos entre alumínio fundido a cerca de 680 °C e temperaturas da superfície da matriz mantidas em torno de 180–220 °C por meio de circuitos de resfriamento regulados.

Projeto de Matrizes de Precisão: Engenharia de Ferramentas Personalizadas

A fase de projeto para istomatriz de fundiçãoTudo começou com uma análise detalhada da geometria 3D da peça do cliente, do desenho de usinagem e das especificações de produção. As equipes de engenharia utilizaram a simulação de fundição MAGMASOFT para avaliar o comportamento de preenchimento, os padrões de solidificação e os possíveis locais de defeitos antes mesmo do corte do aço. A simulação identificou duas preocupações iniciais: uma saliência de seção espessa próxima ao alojamento do mancal, que apresentava risco de microporosidade, e uma seção de nervura fina que poderia causar solidificação prematura e juntas frias.

Para solucionar esses problemas, a equipe de design otimizou osistema de portõesUm layout de entrada múltipla em um único lado foi escolhido para direcionar o metal fundido para cima ao longo da parede cilíndrica da carcaça, reduzindo a entrada de ar. Transbordamentos superdimensionados foram colocados nas frentes de fluxo mais distantes para reter o metal frio e as películas de óxido. Para o ressalto espesso, o resfriamento sequencial foi introduzido colocando-se um defletor de resfriamento localizado diretamente atrás do pino do núcleo, removendo o calor do ponto quente e promovendo a solidificação direcional em direção às entradas.

O molde incorpora oito guias laterais hidráulicas para formar os flanges de montagem da carcaça, as aberturas dos conectores e os ressaltos para as portas de refrigeração. Cada guia foi projetada com placas de desgaste guiadas e superfícies nitretadas para resistir ao desgaste adesivo causado por respingos de alumínio. A ejeção é realizada por meio de uma combinação de pinos extratores ao longo das bordas dos flanges e placas de extração sob a parede cilíndrica, garantindo que a peça fundida seja liberada uniformemente, sem deformações ou arranhões na superfície.

O projeto do circuito de refrigeração foi tratado como uma tarefa crítica de engenharia, e não como uma reflexão tardia. Vinte e um canais de água individuais foram perfurados através das cavidades e dos insertos do núcleo, cada um direcionado para um coletor com controle de fluxo independente. Esse nível de gerenciamento térmico permite que a máquina de fundição mantenha um perfil de temperatura estável na superfície do molde, o que é essencial para a consistência da qualidade da fundição e para prolongar a vida útil do molde, reduzindo a ocorrência de trincas por fadiga térmica.

Construção da matriz: Aço ferramenta H13 e tratamento térmico.

O principal material do bloco de matriz selecionado para este projeto éAço ferramenta H13, um aço para trabalho a quente de cromo-molibdênio-vanádio reconhecido em todo oindústria de fundição sob pressãoPela sua excelente combinação de resistência a altas temperaturas, tenacidade e resistência à fadiga térmica, o H13 é a escolha padrão para...matrizes de produção para ligas de alumínio Porque resiste ao rachamento (fissuras superficiais causadas pelo calor) que afeta aços de qualidade inferior após repetidos ciclos de choque térmico.

O desbaste inicial foi realizado em centros de fresagem CNC, deixando um material de 3 a 5 mm de espessura em todas as superfícies de conformação. Os blocos foram então submetidos a um ciclo completo de tratamento térmico: austenitização a aproximadamente 1020 °C, têmpera em óleo e revenimento triplo até uma dureza final de 44 a 46 HRC. Essa faixa de dureza equilibra a resistência ao desgaste com a tenacidade necessária para suportar o impacto da injeção de metal em alta velocidade. Após o tratamento térmico, o acabamento foi realizado em fresadoras CNC de alta precisão e máquinas de eletroerosão por penetração, mantendo as tolerâncias das cavidades dentro de ±0,02 mm.

O tratamento de superfície desempenha um papel decisivo na longevidade do molde. Todas as superfícies de conformação e as guias laterais do núcleo foram nitretadas por plasma com uma profundidade de 0,15 a 0,20 mm, criando uma camada dura e resistente ao calor que reduz a aderência do alumínio à solda e facilita a remoção. Pinos do núcleo selecionados e detalhes delicados das nervuras receberam um revestimento adicional de TiAlN por PVD, reduzindo ainda mais o atrito e prolongando os intervalos de manutenção. As superfícies de separação foram lapidadas manualmente para obter uma vedação quase perfeita, evitando rebarbas mesmo sob as altas pressões de injeção de 40 a 60 MPa.

O conjunto completo do molde pesa aproximadamente 4,8 toneladas e se encaixa em uma máquina de fundição sob pressão de câmara fria de 900 toneladas. A base do molde foi construída em aço P20 pré-endurecido, enquanto todos os componentes de desgaste e insertos utilizam H13 ou sua variante aprimorada, H13 ESR (refundido por eletroescória), para maior limpeza e uniformidade de endurecimento em toda a espessura nas seções críticas.

Garantia de Qualidade e Teste de Matrizes

Antes de o molde ser liberado para envio, ele passou por um teste completo na máquina de câmara fria de 900 toneladas do cliente. Os primeiros testes utilizaram a liga de alumínio A380, referência do setor para...fundições estruturais, com a fusão mantida a 660–690°C. Os parâmetros de injeção foram ajustados iterativamente: velocidade de injeção lenta de 0,2 m/s através da região do biscoito, aceleração de injeção rápida para 4,5 m/s quando o metal entrava na matriz e pressão de intensificação de 55 MPa aplicada no preenchimento final para compensar a contração.

Uma melhoria fundamental neste projeto é a integração defundição sob vácuoTecnologia. Válvulas de vácuo montadas na superfície de separação do molde extraem o ar da cavidade a taxas superiores a 60 L/s, reduzindo a porosidade causada por gases aprisionados. Isso é particularmente importante para carcaças de motores, que devem ser estanques sob pressão do fluido refrigerante e frequentemente recebem tratamento térmico T6 para aumentar sua resistência. O enchimento assistido por vácuo proporcionou, de forma consistente, peças fundidas com indicadores de densidade acima de 98,5%, atendendo à especificação do cliente para camisas de refrigeração estanques à pressão.

A inspeção dimensional foi realizada em uma máquina de medição por coordenadas (MMC), comparando cinquenta características críticas da peça fundida com o modelo CAD 3D. Os principais resultados incluíram concentricidade do furo de 0,022 mm, planicidade da flange dentro de 0,08 mm e variação da espessura da parede controlada para ±0,15 mm ao longo da seção cilíndrica. A fluoroscopia de raios X confirmou a integridade interna aceitável no alojamento do mancal e nos ressaltos espessos, sem inclusões ou juntas frias detectadas no lote de teste.

A qualidade da superfície era igualmente crítica. O cliente especificou um acabamento superficial de fundição equivalente ao grau de precisão CT5, sem linhas de fluxo visíveis, dobras a frio ou marcas de solda nas faces de vedação usinadas. Os dez protótipos finais foram aprovados pela equipe de engenharia de qualidade do cliente, e o molde foi então desmontado, recebeu proteção anticorrosiva e foi embalado para exportação.

Impacto na Indústria e Perspectivas Futuras

A entrega bem-sucedida deste molde para carcaça de motor destaca uma tendência mais profunda que está remodelando a indústria global de fundição sob pressão. À medida que as plataformas de veículos elétricos se expandem, as montadoras pressionam os fornecedores a produzirem peças fundidas maiores e mais integradas — uma direção exemplificada pela abordagem de gigafundição, que consolida dezenas de peças separadas em um único componente quase final. Embora esta carcaça não seja uma gigafundição no sentido estrutural, ela compartilha a mesma filosofia de engenharia: maximizar a integração da fundição, minimizar a usinagem e a montagem subsequentes e utilizar ferramentas avançadas para alcançar qualidade consistente em alto volume.

Para os fabricantes de equipamentos originais (OEMs) europeus e norte-americanos, outro fator agora pesa muito nas decisões sobre ferramentas: o Mecanismo de Ajuste de Carbono na Fronteira (CBAM) da UE. Os moldes de fundição em si não são tributados diretamente, mas os componentes fundidos que produzem carregam uma pegada de carbono embutida, ligada à fonte de fundição do alumínio e à energia utilizada na fundição. Os fornecedores de ferramentas que podem demonstrar processos energeticamente eficientes, compatibilidade com alumínio reciclado e baixas taxas de defeitos (reduzindo o desperdício) estão bem posicionados para auxiliar os clientes a atender aos requisitos de relatórios do CBAM.

Olhando para o futuro, a equipe de engenharia já está em discussões preliminares para projetos subsequentes, incluindo uma segunda variante de carcaça de motor para um trem de força de alto desempenho e uma caixa de inversor que compartilha plataformas de ferramentas. A estratégia mais ampla da empresa enfatiza o aprofundamento de seu portfólio de ferramentas de fundição para veículos elétricos — carcaças de motor, bandejas de bateria, invólucros de inversores e suportes estruturais — mantendo a precisão e a confiabilidade exigidas pelos clientes globais de primeira linha.

Essa entrega também reforça o posicionamento competitivo dos fabricantes chineses de ferramentas de fundição sob pressão no mercado global. Clientes internacionais reconhecem cada vez mais que o projeto personalizado de moldes, a metalurgia do aço H13, a integração de sistemas de alimentação a vácuo e a capacidade de testes rápidos podem ser fornecidos pela China com níveis de qualidade comparáveis ​​aos das oficinas de ferramentas europeias e japonesas, com prazos de entrega mais curtos e suporte de engenharia mais ágil. Para um projeto como este alojamento de motor, o prazo total, desde a aprovação do modelo 3D até a fundição da amostra, foi de 9,5 semanas, um prazo que os fabricantes de ferramentas europeus geralmente têm dificuldade em igualar.

Palavras-chave selecionadas para fundição sob pressão

• Fundição sob pressão (HPDC) — Um processo no qual o alumínio fundido é injetado em um molde de aço em alta velocidade e pressão, produzindo peças fundidas de alto volume, com dimensões precisas e excelente acabamento superficial.

• Matriz de fundição sob pressão — Ferramenta de aço usinada com precisão, geralmente feita de aço para trabalho a quente H13, que define a geometria de uma peça fundida por meio de ciclos repetidos de enchimento, solidificação e ejeção.

• Aço ferramenta H13 — Um aço para trabalho a quente à base de cromo-molibdênio-vanádio, amplamente utilizado em moldes de fundição de alumínio devido à sua resistência a altas temperaturas, resistência à fadiga térmica e tenacidade sob ciclos térmicos repetidos.

• Sistema de alimentação — A rede de canais, entradas e extravasores que controla como o metal fundido entra na cavidade do molde, governa a direção do fluxo e retém defeitos de óxido e metal frio.

• Fundição sob vácuo — Uma variante avançada de HPDC (Fundição sob Pressão de Alta Pressão) que remove o ar da cavidade do molde antes da injeção de metal, reduzindo significativamente a porosidade causada pelo gás e melhorando a densidade da peça fundida para peças estanques à pressão e tratáveis ​​termicamente.