Las aleaciones ligeras de aluminio (Al), magnesio (Mg) y titanio (Ti) se utilizan cada vez más en las industrias de transporte y manufactura para reducir el consumo de energía y la huella de carbono.Figo. 1 (DuckerFrontier, 2020) muestra que el uso de la IA en el sector automotriz ha experimentado un crecimiento tremendo; de 84 libras por vehículo en 1975 a 459 libras en 2020 y 570 libras previstas para 2030,con la mayoría de los usos de Al en piezas fundidasTodos los sectores de la fabricación de aleaciones ligeras han experimentado un crecimiento significativo y, en particular, la industria de la fundición de metales.
La primera fundición de metales (oro) en realidad se puede remontar a alrededor de 4000 aC, aunque una rana de cobre es la fundición existente más antigua actualmente conocida que data de alrededor de 3200 aC (Olsen, 2020). Modern casting technologies are providing components in practically every industrial application notwithstanding solidification is the starting point for every wrought or powder product for downstream manufacturingLa producción anual mundial de fundición de metales fue de alrededor de 109 millones de toneladas métricas en 2019, incluidas alrededor de 17,205Los cinco principales países productores de fundición son China, India, Estados Unidos, Japón y Alemania.La industria de la fundición de metales es un pilar fundamental para casi todas las actividades manufactureras, y las tecnologías de fundición de aleaciones ligeras son fundamentales para la sostenibilidad de las industrias manufactureras y de transporte en todo el mundo.
Las aleaciones de fundición convencionales de Al, Mg y Ti y sus procesos de fusión y fundición están bien documentados en los manuales de ASM (Avedesian y Baker, 1999, Viswanathan et al., 2008, Anderson et al., 2018),En la actualidad, el aluminio se encuentra en la mayor parte de los países de la Unión Europea., 2004), magnesio (Sahoo, 2011) y titanio (Lütjering y Williams, 2007).Los fundamentos de solidificación para las aleaciones fundidas y las tecnologías de proceso de fundición convencionales se han documentado en varios libros publicados desde la década de 1960 (Chalmers, 1964, Flemings, 1974, Kurz y Fisher, 1984, Stefanescu, 2002, Dantzig y Rappaz, 2009). Por lo tanto, las aleaciones de fundición convencionales y las técnicas de proceso de fundición no se revisan en este artículo. A recent review by Campbell (2020) provided a critical assessment of various casting processes in terms of defect formation specifically bifilms and cracks in castings as well as their negative effects on mechanical properties of castings.
Aquí ofrecemos una revisión completa y sin embargo crítica de los desarrollos e innovaciones que han surgido en las últimas dos décadas en el diseño de aleaciones ligeras,tecnologías de fundición y procesos emergentes basados en la solidificación, centrándose en la mejora de los procesos para superar algunos problemas fundamentales relacionados con la formación de defectos en los procesos de fundición convencionales.Diseño y fabricación de múltiples materiales, fabricación aditiva, y las aplicaciones de Ingeniería Computacional Integrada de Materiales (ICME) en el diseño de aleaciones, fabricación y desarrollo de productos.
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