Gate Area
Calculate the gating channel section area, A = Q ÷ v, dividing the desired metal flow rate Q by the metal velocity v. The result, in the consistent area unit (cm²), is the cross-section the sprue (or gate) must have to deliver the needed flow at the calculated velocity. It is the application of the continuity equation to the casting gating system. Correctly sizing the areas of the system's elements (basin, sprue, runner, gates) controls the flow rate, velocity and flow regime of the metal, avoiding turbulence and ensuring proper filling. The ratios between the areas define the system type (pressurized or unpressurized). Enter the flow rate and the velocity.
Result
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Área do canal de vazamento
O sistema de canais de uma fundição — o conjunto de condutos por onde o metal líquido viaja da bacia de vazamento até a cavidade da peça — é dimensionado pela equação da continuidade: vazão = área × velocidade, ou seja, Q = A × v. Invertendo, a área da seção de um canal que deve entregar uma vazão Q a uma velocidade v é A = Q ÷ v. Esse princípio simples, aplicado aos diferentes elementos do sistema (bacia, canal de descida/sprue, canal de distribuição/runner, e canais de ataque/gates que entram na peça), permite controlar como o metal escoa. A relação entre as áreas dos vários elementos define o tipo de sistema, com filosofias opostas. Em um sistema pressurizado, a menor área está nos ataques (entrada na peça), mantendo o sistema sempre cheio e sob pressão — fácil de fazer, bom rendimento, mas com metal entrando rápido (turbulento) na peça; usado em metais menos sensíveis à oxidação (alguns ferros e aços). Em um sistema despressurizado, as áreas crescem da descida para os ataques (a maior área nos ataques), de modo que o metal desacelera progressivamente e entra na peça suave e tranquilo — essencial para metais oxidáveis como o alumínio e o magnésio, onde a turbulência é catastrófica (forma os bifilms). A razão entre as áreas é descrita por proporções como '1:2:2' ou '1:4:4' (descida:distribuidor:ataques). Dimensionar bem essas áreas — partindo da vazão necessária (do tempo de enchimento) e das velocidades aceitáveis em cada ponto — é o cerne do projeto do sistema de canais, que determina a qualidade do enchimento e, em grande parte, a sanidade da peça. Informe a vazão e a velocidade.
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Pouring Velocity
Calculate the molten metal velocity at the base of the sprue by Torricelli's equation, v = √(2·g·h), from the metal column height h (m) and gravity g. The result, in m/s, is the velocity at which the metal enters the gating system by gravity, starting from the pouring basin height. It is the basis of gating system design: the velocity sets the flow rate (with the section area) and the flow regime. Velocities too high cause turbulence (air aspiration, oxidation, erosion); hence gating systems are designed to control and slow the flow. Enter the metal column height.
Mold Fill Time
Calculate the fill time of a casting mold, t = V ÷ Q, dividing the cavity volume V by the metal flow rate Q of the gating system. The result, in seconds, is the time to completely fill the mold with molten metal. It is a critical parameter: filling too slowly lets the metal cool and solidify before filling everything (cold shut, misrun defects), while too fast causes turbulence, gas entrapment, mold erosion and inclusions. The optimal time depends on the part's weight and thickness and the metal. Sizing the gating system for the right time is central to casting design. Enter the cavity volume and the flow rate.
Casting Metal Yield
Calculate the metal yield of a casting process, η = (part mass ÷ total poured mass) × 100%, dividing the finished part mass by the total poured metal (part + risers + runners + spills). The result, in %, measures the metal utilization efficiency: the rest (runners, risers, flash) is remelted, but consumes energy and adds cost. Typical yields range from 50 to 80%, depending on the part and gating complexity. Maximizing yield (well-sized risers, optimized gating) cuts energy and remelting costs. Enter the part mass and the total poured mass.
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