MOLDAGEM. Prof. Ivanir L. Oliveira. Carga Horária: 4 horas -17 semanas (17 faltas)

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1 MOLDAGEM Prof. Ivanir L. Oliveira Carga Horária: 4 horas -17 semanas (17 faltas)

2 Classificação dos Processos de Fundição (1) Moldes Permanentes. ( Exemplos: Injeção, Baixa pressão, Coquilha por gravidade, Lingotamento contínuo e descontínuo, Fundição centrífuga ) (2) Moldes não Permanentes. ( Exemplos: Lostfoam, cera perdida, em casca, silicato/co2, cold-box e cura a frio, areia a verde) 13/03/2014

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4 Moldes Permanentes

5 Moldes Não Permanentes

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7 29/03/2014

8 PROCESSOS EM MOLDES NÃO PERMANENTES Os processos em moldes não permanentes permitem obter apenas uma única peça (ou um conjunto) de um único molde. Ou seja, é necessário perder o molde para se retirar a peça metálica (ou o conjunto de peças) a cada solidificação. ()

9 PROCESSOS EM MOLDES NÃO PERMANENTES MOLDE : É perdido na desmoldagem. MACHOS: Normalmente é perdido na desmoldagem.

10 PROCESSOS EM MOLDES NÃO PERMANENTES E O MODELO???

11 Moldes não Permanentes ( P r i n c i p a i s T é c n i c a s ) 1-Processo Lost Foam, modelo em espuma -OS; 2-Processo em cera perdida; 3-Processo em casca (Shellmolding); 4-Processo em silicato/co2; 5-Processos caixa fria (cold-box); 6-Processos cura a frio; 7- Processo em gesso 8- Processo em areia a verde

12 1- Processo Lost- Foam modelo em espuma Isopor

13 Etapas do processo Produto desejado Modelo em espuma Montagem dos segmentos

14 Pintura e secagem

15 Moldagem

16 Vazamento e resfriamento

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23 PEÇAS-2

24 PROCESSO LOST FOAM (caracteristicas) Modelo moldado em Poliestireno (PS) Expansível Ideal para produção em grande escala. Fabricação de peças de geometria complexa

25 Vantagens Produção econômica Dimensões próximas ao produto final Não necessita de machos Permite complexidade no projeto do molde Desvantagens Resistência reduzida do modelo Exige controle da velocidade de vazamento

26 Processo Lost- Foam, modelo em espuma ( I S O P O R- resumindo) O MATERIAL DO MODELO (EX.: ISOPOR - poliestireno) É PERDIDO NO PROCESSO

27 Processo Lost- Foam, modelo em espuma ( RESUMINDO) O MOLDE É OBTIDO PELA ELIMINAÇÃO TÉRMICA DO MODELO. ISTO RESULTA NUMA CAVIDADE ONDE EM SEU LUGAR VAI SE CONFORMANDO O METAL LÍQUIDO. Obs: ÀS VEZES, TORNA-SE INTERESSANTE RETIRAR PARTE DO MODELO MECANICAMENTE.

28 Moldes não Permanentes ( P r i n c i p a i s T é c n i c a s ) 1-Processo Lost Foam, modelo em espuma -OS; 2-Processo em cera perdida; 3-Processo em casca (Shellmolding); 4-Processo em silicato/co2; 5-Processos caixa fria (cold-box); 6-Processos cura a frio; 7- Processo em gesso 8- Processo em areia a verde

29 2-Processo em cêra perdida; Modelo é de Cêra Vídeo-2

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32 2-Processo em cera perdida; NESTE PROCESSO UTILIZAM-SE CÊRAS PARA A CONFECÇÃO DO MODELO. O MOLDE É OBTIDO PELA CRESCIMENTO DE UMA CAMADA CERÂMICA AO REDOR DO MODELO DE CÊRA QUE É ELIMINADA TÉRMICA OU QUIMICAMENTE; FORMANDO UMA CAVIDADE EM SEU LUGAR.

33 2-Processo em cera perdida; NORMALMENTE, O MATERIAL DO MODELO (EX.: CÊRAS USADAS) PODE SER RECUPERADO E UTILIZADO NOS SISTEMAS DE CANAIS E PARTE NOS NOVOS MODELOS

34 Moldes não Permanentes ( P r i n c i p a i s T é c n i c a s ) 1-Processo Lost Foam, modelo em espuma -OS; 2-Processo em cera perdida; 3-Processo em casca (Shellmolding); 4-Processo em silicato/co2; 5-Processos caixa fria (cold-box); 6-Processos cura a frio; 7- Processo em gesso 8- Processo em areia a verde

35 3-Processo em casca:(shellmolding) Modelo é em liga resistente ao calor Vídeo-3

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41 Moldes não Permanentes ( P r i n c i p a i s T é c n i c a s ) 1-Processo Lost Foam, modelo em espuma -OS; 2-Processo em cera perdida; 3-Processo em casca (Shellmolding); 4-Processos caixa fria (cold-box); 5-Processo em silicato/co2; 6-Processos cura a frio; 7- Processo em gesso 8- Processo em areia a verde

42 5-Processos caixa fria (cold-box); Vídeo-5

43 5-Processos caixa fria (cold-box); O processo Cod-Box (ou caixa fria) é uma técnica de moldagem que emprega resinas polimerizadas endurecidas com catalizador na forma de VAPOR (gasosa).

44 5-Processos caixa fria (cold-box); TÉCNICAS ISOCURE É o processo cold-box mais conhecido e patenteada pela empresa Ashlans S.A. Serve para machos (normalmente) e para moldes. Utiliza 02 resinas a base de fenólica (parte 1) e isocianato (parte 2) e um catalizador vaporizado a base de dietilamina ou trietilamina).

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46 Cold-Box:TÉCNICAS ISOCURE A mistura é feita com areia base e aditivos através de um misturador convencional ou contínuo. Preenche-se a matriz ou caixa com o modelo soprando (mais comum) a areia para seu interior. Após o preenchimento faze-se a gasagem de um catalizador que é liberado nos moldes (ou machos) sob a forma de vapor, até que se endureça a areia.

47 Cold-Box:TÉCNICAS ISOCURE Após a gasagem do catalizador é feita a lavagem do mesmo pela passagem de ar pelo molde ou macho para eliminar o catalizador residual. (ele atravessa a areia) O processo se adapta a necessidade de cada setor, tanto na moldagem quanto na macharia é prático no armazenamento, tem alta colapsibilidade após o vazamento. A desvantagem é ambiental e toxicidade.

48 Ref.: ASHLAND: CASTING SOLUTION

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52 OBSERVAÇÕES IMPORTANTES [Cold Box Isocure] Forma e tamanho de partículas Tempo de Cura Contaminantes Teor de Umidade Aditivos Pintura de moldes e Machos

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61 Moldes não Permanentes ( P r i n c i p a i s T é c n i c a s ) 1-Processo Lost Foam, modelo em espuma -OS; 2-Processo em cera perdida; 3-Processo em casca (Shellmolding); 4-Processos caixa fria (cold-box); 5-Processo em silicato/co2; 6-Processos cura a frio; 7- Processo em gesso 8- Processo em areia a verde

62 5-Processo em silicato/co2 USA COMO LIGANTE DA AREIA BASE O REAGENTE CHAMADO SILICATO DE SÓDIO

63 5-Processo em silicato/co2 Como se fabrica o molde?

64 4-Processo em silicato/co2- exemplo (machos)

65 Processo em silicato/co2 Vídeo-4

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67 VANTAGENS PROCESSO SILICATO/CO2 DESVANTAGENS Matérias primas facilmente encontradas e relativamente econômicas Necessidade de um controle maior das variáveis do processo tais como tempo de gasagem Aglomerante não tóxicos, inodoros, não inflamáveis e laváveis com água Resistência da areia aglomerada deteriora-se em condições de elevada umidade Aglomerante compatível com areias de sílica, olivina, zirconita, cromita e chamote; sendo pouco sensível as variações na qualidade das areias Dificuldade de COLAPSIBILIDADE para ruptura do molde de areia após a solidificação da peça Plasticidade a quente do aglomerante silicato de sódio minimiza os defeitos da expansão da areia e os problemas de fissuração dos moldes

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69 Hélice de passo constante usinada : Fonte: Mecklenburger Metallguss

70 Fonte : Mecklenburger Metallguss

71 Fonte : Mecklenburger Metallguss

72 Moldes não Permanentes ( P r i n c i p a i s T é c n i c a s ) 1-Processo Lost Foam, modelo em espuma -OS; 2-Processo em cera perdida; 3-Processo em casca (Shellmolding); 4-Processo em silicato/co2; 5-Processos caixa fria (cold-box); 6-Processos cura a frio; 7- Processo em gesso 8- Processo em areia a verde

73 6- Processos cura a frio; Exemplo empresa

74 6- Processos cura a frio; Exemplo de cura a frio

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79 6-Processos Cura a frio; O processo Cura a frio é uma técnica de moldagem que emprega resinas endurecidas (polimerizadas) com catalizador na forma LIQUIDA. Obs: Basicamente é a mistura de areia base+resina+catalizador com receitas dadas pelo forncecedor.

80 6-Processos Cura a frio; É UM PROCESSO BASTANTE SIMPLES E EXISTEM DIVERSOS FORNECEDORES PARA CADA APLICAÇÃO E TIPO DE EMPRESA DE FUNDIÇÃO.

81 6-Processos Cura a frio; TÉCNICAS PEPSET É o processo CURA A FRIO bastante conhecido e patenteado também pela empresa Ashland S.A. Serve para machos e para moldes (normalmente). Utiliza também 02 tipos de resinas*. *Obs: não confundir com cold-box

82 TÉCNICAS PEPSET Na parte 2 se adiciona o catalizador líquido. As partes 1 e 2 são misturadas com areia base (normalmente sílica) através de um misturador convencional ou contínuo. Preenche-se a caixa com o modelo normalmente na área da fundição. Espera-se a cura por aproxidamente 20-30minutos e remove-se o modelo. Prossegue-se o molde de forma tradicional

83 TEMPO DE BANCA E DE CURA Processo Cold Box Processo Cura a frio Processo Silicato/CO2

84 TERMOS E DEFINIÇÕES TEMPO DE BANCADA (ou de BANCA) TEMPO DE CURA: Diferente do Tempo de Banca corresponde ao tempo completo para a polimerização e endurecimento do molde estando pronto para o vazamento

85 TEMPO DE BANCADA-(TB) Processo Cold Box e Processo Cura a frio TB -Diminui quanto maior for a Temperatura -Diminui quanto maior for a basicidade do meio (PH). Processo Silicato/CO2 A exposiçao ao meio com CO2 ou secagem provoca reação e endurecimento parcial da areia em depósito.

86 TEMPO DE BANCADA Processo Cold Box: PH, Temperatura Processo Cura a frio: PH, Temperatura Processo Silicato/CO2: Atmosfera, umidade

87 Moldes não Permanentes ( P r i n c i p a i s T é c n i c a s ) 1-Processo Lost Foam, modelo em espuma -OS; 2-Processo em cera perdida; 3-Processo em casca (Shellmolding); 4-Processo em silicato/co2; 5-Processos caixa fria (cold-box); 6-Processos cura a frio; 7- Processo em gesso 8- Processo em areia a verde

88 7- Processo em areia a verde Vídeo-7

89 Moldes não Permanentes ( P r i n c i p a i s T é c n i c a s ) 1-Processo Lost Foam, modelo em espuma -OS; 2-Processo em cera perdida; 3-Processo em casca (Shellmolding); 4-Processo em silicato/co2; 5-Processos caixa fria (cold-box); 6-Processos cura a frio; 7- Processo em gesso 8- Processo em areia a verde

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91 PROCESSOS EM MOLDES NÃO PERMANENTES E O MODELO???

92 PROCESSOS EM MOLDES NÃO PERMANENTES MODELO Pode ser PERDIDO ou ser PERMANENTE Depende do Processo!!!

93 Classificação das areias de moldação (moldagem) (a)areias LIGADAS COM ARGILA (b) AREIAS LIGADAS QUIMICAMENTE Ligantes orgânicos Ligantes inorgânicos

94 Processos em moldes não permanentes (principais):

95 AREIAS DE FUNDIÇÃO

96 Propriedades das areias para moldes/machos. (a) Permeabilidade: (b) Resistência: (c) Refratariedade: (d) Moldabilidade: (e) Colapsibilidade: (f) Difusividade térmica: (g) Reatividade química com as ligas: (h) Baixo custo:

97 COMPONENTES DAS AREIAS AREIAS BASE: DE FUNDIÇÃO É o principal componente das areias de fundição e responsável pela suas principais propriedades.

98 COMPONENTES DAS AREIAS AGLOMERANTES: DE FUNDIÇÃO Têm o papel de ligar os grãos da areia base dando aos moldes/machos resistência mecânica necessária para todo processo de moldação, vazamento do metal e a sua desmoldagem.

99 COMPONENTES DAS AREIAS ADITIVOS: DE FUNDIÇÃO Os aditivos são produtos adicionados à areia de fundição a fim de melhorar algumas de suas propriedades. No entanto, todos aditivos têm efeitos colaterais positivos ou adversos.

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101 Classificação dos Modelos de Fundição (A) MODELOS PERMANENTES: monobloco ou partidos. Modelos soltos ou livres Modelos em placas ou emplacados (B) MODELOS PERDIDOS ou NÃO PERMANENTES

102 Exemplo- MODELOS PERMANENTES MONOBLOCO: SOLTO

103 Exemplo- MODELOS PERMANENTES BIPARTIDO: SOLTOS

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105 Exemplo- MODELOS PERMANENTES: FIXOS EM PLACAS

106 Exemplo- MODELOS PERDIDOS NA OBTENÇÃO DO MOLDE Modelo em Cêra

107 Exemplo- MODELOS PERDIDOS NA CONFECÇÃO DOS MOLDES Modelo em Isopor

108 RECAP.

109 RECAP.

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115 FUNDIÇÃO Rendimento Metalúrgico ($): Rm= (Faturamento da Peça)/(Carregado no forno) Rendimento Metálico (mássico): Rmetal=(massa da peça)/(massa da peça+canais)

116 Classificação dos Processos de Fundição PROCESSOS EM MOLDES PERMANENTES. (Ex: moldes metálicos em ferro-fundido ou aço) PROCESSOS EM MOLDES NÃO PERMANENTES. (Ex: moldes em areia com argila ou resinas)

117 PLANEJAMENTO DE ENSINO Processos em moldes não permanentes. Conceito de areias de fundição e seus componentes.

118 AREIAS DE FUNDIÇÃO

119 AREIAS DE FUNDIÇÃO Classificação das areias de moldação (moldagem)