Análise experimental do processo de fundição sob baixa pressão da liga AlSi10Mg aplicável na fabricação de componente automotivo

Abstract

O processo de Fundição sob Baixa Pressão (FBP) vem se destacando na fabricação de diversos produtos, principalmente para o setor automotivo, onde na maioria das aplicações padrões elevados de qualidade são exigidos. Entretanto, por ser um método relativamente recente, existem poucos estudos sobre esse processo de fabricação, e com isso muitas vezes para solucionar problemas precisa-se obter informações de forma empírica. O estudo apresentando neste trabalho foi realizado numa empresa do ramo metalúrgico, onde um determinado produto tem apresentando um índice elevado de rejeição, devido a presença de pequenos vazios na superfície do mesmo, caracterizando assim o defeito conhecido como porosidade. Visando investigar as possíveis causas para o surgimento desse problema, foi proposto a realização uma análise experimental, utilizando o método de Planejamento de Experimentos (DOE, do inglês: Design of Experiments). Dessa forma, optou-se por realizar um experimento fatorial, onde foram analisados três fatores variando entre dois níveis. Com a realização dos testes do experimento proposto, e posteriormente, com a análise estatística das respostas, foi possível verificar que dois dos fatores estudados apresentaram efeitos significativos. O sistema de refrigeração foi o fator mais relevante, que mostrou uma redução de aproximadamente 47% na resposta média observada nos diferentes níveis de ajuste, comprovando assim a relação dessa variável com o surgimento do defeito em questão. A temperatura do molde foi o segundo fator que apresentou significância, onde pode-se verificar uma diferença de aproximadamente 37% no valor médio da resposta analisa entre seus níveis.

The Low Pressure Die Casting (LPDC) process has been excelling in the manufacture of various products, especially for the automotive sector, where in most applications, high quality standards are required. However, as it is a relatively recent method, there are few studies on this manufacturing process, and often to solve problems, it is necessary to obtain information empirically. The study presented in this work was carried out in a company of the metallurgical industry, where a certain product has a high rejection rate, due to the presence of small voids on its surface, thus characterizing the defect know as porosity. In order to investigate the possible causes for the emergence of this problem, is was proposed to perform an experimental analysis using the Design of Experiments (DOE) method. Therefore, it was decided to hold a factorial experiment, where three factors ranging from two levels were analyzed. With the tests of the proposed experiment, and later, with the statistical analysis of the answers, it was possible to verify that two of the studied factors had significant effects. The cooling system was the most relevant factor, which showed a reduction of approximately 47% in the average response observed at different adjustment levels, thus proving the relationship of this variable with the emergence of the defect in question. The temperature of the mold was the second factor that showed significance, where it can be verified a difference of approximately 37% in the average value of the analyzes answer between its levels.