FABRICAÇÃO MECÂNICA. Introdução aos Processos de Fabricação / Fundição. Material 1 Coletânea de materiais sobre fundição (livros, apostilas e resumos)

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1 2010 FABRICAÇÃO MECÂNICA Introdução aos Processos de Fabricação / Fundição Material 1 Coletânea de materiais sobre fundição (livros, apostilas e resumos) Prof. Alexander 1/1/2010

2 1 - INTRODUÇÃO 2

3 3

4 2 - FUNDIÇÃO Dentre essas várias maneiras de trabalhar o material metálico, afundição se destaca, não só por ser um dos processos mais antigos, mas também porque é um dos mais versáteis, principalmente quando se considera os diferentes formatos e tamanhos das peças que se pode produzir por esse processo. Mas, afinal, o que é fundição? É o processo de fabricação de peças metálicas que consiste essencialmente em encher com metal líquido a cavidade de um molde com formato e medidas correspondentes aos da peça a ser fabricada. A figura a seguir mostra algumas peças produzidas por fundição. Figura 2.1 4

5 *A fluidez é medida pela distância que o metal percorre antes de se solidificar. 5

6 2.1 - ETAPAS DO PROCESSO DE FUNDIÇÃO 6

7 2.2 - Características e defeitos dos produtos fundidos 7

8 2.3 MODELO MACHO 8

9 2.4 MOLDAGEM EM AREIA 9

10 Deposição da areia 10

11 2.5 - FUNDIÇÃO EM CASCA (SHELL-MOLD). Existe ainda outro processo importante, que utiliza areia, é o processo Shell ou fundição em casca. Esse processo consiste em utilizar um modelo de material metálico para resistir ao calor e ao desgaste, que é aquecido entre 175 e 370 C. Sobre o modelo é feito um recobrimento de um material como o silicone. Esse modelo é então colocado dentro de uma caixa com areia e 2,5 a 4% de uma resina. A caixa é então movimentada, como mostra a figura abaixo. A areia fica então aderida à superfície do modelo (o calor 11

12 funde a resina). Essa casca (Shell) é curada por um período curto de tempo (entre 300 e 400 C) e será o molde para a posterior fundição da peça (geralmente entre 10 a 15mm de espessura). O processo Shell tem grande aplicação na produção de peças, onde grande exista necessidade de precisão e bom acabamento superficial. Figura - Fundição Shell-mold fundição em casca. Figura - Fundição Shell-mold fundição em casca. Metade de um molde Eixo de um comando de válvulas Vantagens da Fundição em casca (Shell-mold). - Permite a estocagem dos moldes e machos; - Como o modelo é metálico, pode utilizar o mesmo por inúmeras vezes; - Bom acabamento e estabilidade dimensional; 12

13 - Facilidade de liberação dos gases; - Tolerâncias mais estreitas; - Pode ser automatizado, principalmente para pequenas peças, com formatos complexos Desvantagens da Fundição em casca (Shell-mold). - Custo elevado, comparado com o processo de fabricação em areia verde FUNDIÇÃO UTILIZANDO POR CERA PERDIDA OU FUNDIÇÃO DE PRECISÃO. Este processo é muito utilizado onde se necessita fabricar peças com precisão dimensional em grande quantidade, com bons acabamentos e com dimensões e geometrias complexas e rigorosas. Exemplos: Peças aeronáuticas, componentes de motores de avião, peças para carros, máquinas operatrizes e equipamentos para processar alimentos. Consegue-se fabricar muitas peças de uma única vez. Neste processo, o molde e modelo são destruídos. A primeira etapa desse processo consiste em injetar cera na matriz (metálica) para a confecção dos modelos. Esses modelos de cera são conectados a um canal central (canal de alimentação) Este conjunto onde os modelos são montados sobre este eixo também é chamado de árvore. Sobre os modelos é depositada uma pasta refratária ou lama (areia fina, sílica ou zirconita + aglomerante), que pode ser constituída por várias camadas, formando o molde. Quando o molde endurece, ele é aquecido para que a cera derreta e seja retirada do molde (podendo ser novamente aproveitada). Após a retirada da cera, o metal líquido é vazado no molde. Após a solidificação do metal ou liga, o molde é quebrado e são retiradas as peças, as quais são separadas do canal central(alimentação) e feito o acabamento final. As figuras abaixo apresentam modelo de cera saindo do banho e um outro o modelo de cera e as peças produzidas. Figura - modelo de cera saindo do banho e um outro o modelo de cera e as peças produzidas. 13

14 Vantagens da Fundição em cera perdida - Permite a fundição de peças complexas e precisas que não são possíveis em outros tipos de fundição; - Permite a reprodução de detalhes precisos de produção, eliminando etapas de usinagem, como cantos mais vivos e paredes finas; - Maior precisão dimensional e acabamento superficial; - Possibilidade de utilização de ligas, de usinagem mais complexas, aplicando à peça o material de melhor resistência mecânica recomendado; Desvantagem da Fundição em cera perdida - Custo elevado e disponibilidade de equipamentos para todas as etapas do processo FUNDIÇÃO COM MOLDE PERMANENTE 14

15 15

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