Fundição sob pressão de cobre de alta resistência para sistemas de refrigeração automotivos

Sistemas de arrefecimento automotivo dependem de componentes com alta condutividade térmica, durabilidade mecânica e repetibilidade confiável de forma. À medida que os veículos se tornam cada vez mais eletrificados e as cargas térmicas do motor continuam a aumentar, a fundição sob pressão de cobre surgiu como um método preferido para fabricar trocadores de calor, placas de arrefecimento e módulos de roteamento de líquido. As propriedades superiores de transferência de calor do cobre e sua integridade estrutural sob ciclos térmicos o tornam ideal para ambientes automotivos exigentes.

Neway fornece serviços de fundição sob pressão de cobre para componentes avançados de sistemas de arrefecimento usados em veículos com motor de combustão interna (ICE), híbridos e elétricos a bateria (BEVs). Nossas capacidades de fundição sob pressão de precisão garantem transferência térmica eficiente, porosidade mínima e tolerâncias consistentes exigidas para produção automotiva em larga escala.

Por que o Cobre é Ideal para Aplicações de Arrefecimento Automotivo

A condutividade térmica do cobre, quase quatro vezes maior que a do alumínio, o torna um material ideal para dissipação de calor em espaços compactos. O arrefecimento automotivo permite extração rápida de calor de motores, transmissões, eletrônica de potência e sistemas de bateria. As ligas de cobre também oferecem resistência natural à corrosão e excelente resistência mecânica sob vibração e fadiga térmica.

Principais Vantagens

• Condutividade térmica: 300–400 W/m·K

• Resistência à tração: 200–400 MPa, dependendo da liga

• Resistência à pressão: até 3,5 MPa em carcaças de arrefecimento

• Tolerância dimensional: ±0,02 mm em superfícies críticas de acoplamento ou vedação

• Temperatura de serviço: -40°C a 200°C em ambientes automotivos

A fundição sob pressão de cobre permite integrar paredes finas, flanges de vedação, canais internos de arrefecimento e suportes de montagem, reduzindo a quantidade de peças e melhorando a eficiência de montagem.

Componentes Comuns de Cobre Fundidos sob Pressão no Arrefecimento Automotivo

Sistemas de arrefecimento automotivo exigem cada vez mais designs integrados e economizadores de espaço. A fundição sob pressão de cobre é ideal para produzir componentes multifuncionais com transferência de calor e recursos estruturais integrados.

Ligas de Cobre Usadas na Fundição sob Pressão Automotiva

A Neway utiliza diversas ligas de cobre e à base de cobre que atendem às normas ISO 1634-1 e ASTM B148 para fundição de grau automotivo.

C18200 (cobre com cromo) é o mais utilizado para peças automotivas de alta condutividade térmica que exigem forte desempenho mecânico e compatibilidade com soldagem.

Requisitos de Precisão e Acabamento Superficial

Peças de arrefecimento automotivo exigem tolerâncias rigorosas para manter a integridade de vedação, garantir fluxo consistente do fluido e evitar desgaste induzido por vibração.

• Espessura de parede: 1,2–3,0 mm para paredes de fluido ou zonas de contato

• Planicidade: ≤ 0,03 mm em placas de arrefecimento para materiais de interface térmica

• Precisão de posição de furo: ±0,02 mm para conexões por encaixe sob pressão ou portas roscadas

• Rugosidade superficial: Ra ≤ 1,6 µm para superfícies de vedação e interfaces de juntas

• Nível de porosidade: <0,5% verificado por teste de vazamento a vácuo ou inspeção por raios X

A Neway utiliza usinagem CNC para canaletas de vedação, roscas de montagem ou canais para O-ring, garantindo componentes prontos para montagem.

Tratamentos de Superfície e Proteção Ambiental

Para prolongar a vida útil em ambientes de alta umidade e variação de temperatura, a Neway oferece várias opções de pós-processamento e revestimento para peças de cobre fundidas sob pressão:

• Galvanoplastia: estanhagem ou niquelação para melhorar a resistência à corrosão e a integridade do contato elétrico

• Pintura a pó: revestimentos protetores até 100 µm para módulos de arrefecimento expostos

• Pintura: codificação por cor para identificação na montagem ou conformidade com padrões de segurança

• Tamboreamento e polimento: para acabamento externo liso ou melhoria da dinâmica de fluxo

• Montagem: integração de O-rings, fixadores, válvulas ou pads térmicos

Todos os processos de acabamento atendem às regulamentações RoHS e REACH, com testes de névoa salina disponíveis conforme ISO 9227 ou ASTM B117.

Capacidades de Ferramental e Produção

A divisão de fabricação de moldes e matrizes da Neway é otimizada para ferramental automotivo de alta complexidade, incluindo projetos multicavidade e com muitos deslizantes.

• Material do molde: aço ferramenta H13 com insertos resistentes ao desgaste

• Vida do molde: 100.000–300.000 ciclos para ligas à base de cobre

• Prazo do ferramental: 4–6 semanas incluindo DFM completo e simulação de fluxo do molde

• Tempo de ciclo da peça: 30–45 segundos dependendo do tamanho e da geometria

• Prototipagem rápida: ferramental de curta tiragem ou soft-tooling híbrido disponível

A Neway dá suporte tanto a lançamentos de baixo volume quanto à produção em massa para fornecedores automotivos tier-1.

Estudo de Caso: Placa de Arrefecimento em Cobre para Inversor de EV de Alta Tensão

Um fabricante de veículos elétricos precisava de uma placa de cobre fina e de alta precisão para arrefecimento do inversor. As especificações incluíam:

• Condutividade-alvo ≥ 300 W/m·K

• Planicidade ≤ 0,03 mm em uma superfície de 200 mm × 140 mm

• Espessura de parede de 1,6 mm, com ressaltos integrados de entrada/saída

• Resistência à pressão de 2,5 MPa

• Compatibilidade com materiais de interface térmica (TIM) e revestimentos epóxi

• Demanda anual: 250.000 unidades

A Neway utilizou a liga C18200 e um projeto de molde 2-cavidades com machos deslizantes. Após a fundição, as peças foram usinadas em CNC para controle de profundidade das canaletas e niqueladas com 10 µm. Os componentes passaram nos testes de ruptura, metas de desempenho térmico e testes de empenamento após a aplicação de TIM.

Por que OEMs Automotivos e Fornecedores Tier Confiam na Neway

A Neway oferece soluções integradas de fundição sob pressão de cobre, adaptadas a fabricantes de sistemas de arrefecimento automotivo:

• Gestão da qualidade certificada ISO 9001:2015

• Controle interno completo, do ferramental à montagem final

• Suporte a documentação PPAP, submissões IMDS e FMEA de processo

• Materiais e opções de acabamento qualificados para o setor automotivo

• Feedback de design para manufaturabilidade para melhorar desempenho e reduzir custos

Entregamos componentes de cobre de precisão prontos para montagem direta em módulos de gestão térmica, radiadores, carcaças de bomba e escudos térmicos.

Conclusão

À medida que a indústria automotiva demanda sistemas de arrefecimento mais eficientes e duráveis para plataformas a combustão, híbridas e elétricas, a fundição sob pressão de cobre oferece uma combinação incomparável de desempenho térmico, flexibilidade de design e precisão de fabricação. Na Neway, utilizamos ligas avançadas de cobre e tecnologias de fundição de alta precisão para entregar as peças que mantêm os veículos de próxima geração frios, seguros e eficientes.

Para iniciar seu projeto de sistema de arrefecimento automotivo, entre em contato com a Neway hoje.

FAQs

1. Quais ligas de cobre oferecem a melhor condutividade para sistemas de arrefecimento automotivo?

2. Como a fundição sob pressão de cobre se compara ao alumínio para componentes de trocadores de calor?

3. Quais tolerâncias de vedação são alcançáveis para módulos de arrefecimento com portas integradas?

4. Quais opções de acabamento evitam corrosão do cobre em ambientes com glicol ou refrigerante?

5. Qual é o tempo de ciclo e o prazo típicos para produção de placas de arrefecimento automotivas?