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Fundição
Fundição:• É o processo de fabricação de peças metálicas,
que consiste em vazar com metal líquido acavidade de um molde com o formato e medidas
Prof. Brenno Ferreira de Souza – Engenheiro Metalúrgico
a peça a ser a r ca a Vantagens:
• Construção de forma econômica e praticamente
definitiva de peças com geometria complexa;• Pode ser fabricado com materiais ferrosos ou não,
exemplos: aço, ferro fundido, alumínio, cobre,
zinco entre outros.
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Modelo
Modelo: Cópia fiel da peça a ser fundida• Deverá ser confeccionado a partir de um projeto
de seu respectivo desenho técnico,
• Terá seu formato modelado por areias de fundição
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adequadas a fim de se obter um molde da peça aser fabricada.
• Deve prever em suas dimensões a contração
volumétrica do metal, isto é, a compensação emtermos de volume já que o aço irá contrair amedida que for solidificando.
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Contração
Diminuição do volume que as peças fundidas
experimentam ao solidificar-se. Ao vazar o metal fundido no molde, este ocupa o
volume do modelo que foi utilizado para prepará-
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lo. Ao resfriar, o metal contrai, diminuindo o volume
final da peça fundida.
Para obter uma peça fundida de dimensõesdeterminadas, o molde deve ser feito com ummodelo de tamanho maior.
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Contração
Três etapas da contração:• Com o resfriamento no estado líquido;• Durante a solidificação;
• No resfriamento do sólido até tem eratura
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ambiente. Solidificação do Líquido:
• Compensada através do dimensionamento de
alimentadores e massalotes.• Não pode solidificar antes da peça.
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Contração
Contração em volume do metal líquido:
• Ligas de Alumínio: 4%
• Cobre: 3.5%
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,
• Latão: 6,5%
• Bronze: 7,4%
Esta contração não é compensada no modelo!
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Contração
A contração da 3ª etapa (metal sólido) que deve estar presente naconfecção do modelo.• Aços Carbono: 2%• Aços-magnésio: 2,5-2,7%• Ligas de Alumínio: 1,5%• Bronze: 1,6%
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•
Bronze-Alumínio: 2%• Zinco: 2,5%• Estanho: 2,1%• Ferro Fundido: 1,0%• Latão: 1,3 – 1,6%• Magnésio: 2%• Níquel: 2%• Chumbo: 2,6%
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Sobre-metal
Medidas excedentes no modelo são usadas
para a formação do sobre-metal. Uma adição extra de metal que
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usinado na peça final para um melhoracabamento superficial.
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Régua do Fundidor
Réguas ou fitas métricas de comprimento
corrigido com 1,0 – 1,5 ou 2,0% maiores que amedida correta.
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do modelo a partir das cotas do projeto.
São usadas réguas ou metros para cada tipo
de metal a ser fabricado pelo modelo.
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Ângulo de Saída
Um modelo deverá ter um ângulo de saída
para que este não fique “preso” no molde. Os ângulo de abertura devem ter cerca de 3
° °
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,menos, se este estiver fora desse padrãohaverá contra saída, a impossibilidade de
retirada do modelo do molde.
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Ângulo de Saída
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Ângulo de Saída
Evitar cantos vivos:
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Alimentadores e
Massalotes
Utilizar massalotes (cabeça-quente) e
alimentadores em geometria conveniente.
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Rebaixos
Evitar rebaixos, pois irão impedir a correta
moldagem. São retirados por usinagem.
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Espessura Mínima
Deve ser considerada a espessura mínima das
paredes da peça a ser obtida. Depende do metal a ser fundido (fluidez).
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Aproxima amente e 3mm para mo es emareia e moldes metálicos.
Aproximadamente de 1mm para fundição sob
pressão.
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Machos
Se uma peça possuir detalhes internos como
cavidades, é usado um macho. Os machos são utilizados para preencher
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.
O macho é colocado no molde antes dovazamento do metal líquido.
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Machos
Os machos, como os moldes, devem
apresentar certa resistência, permeabilidade edevem ser quebradiços para poderem ser
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.
Para se obter essas características, os machossão confeccionados a base de areia e
aglomerados.
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Machos
Fabricado em caixas de macho seu corpo é
moldado em areia e colocado numa posiçãoestratégica no molde para que a peça sejaproduzida com perfeição.
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• Cura a quente• Cura a frio
É usada a marcação para macho: um local
especifico no molde onde o macho seráapoiado.
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Machos
Estudar corretamente o lugar da colocação
dos machos.
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Machos
Representação de um macho no molde em
areia (corte transversal).
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Pinos guia/Cavilhas
Quando o modelo for colocado no molde estepoderá ser fechado através de caixas demoldagem por meio de pinos guia.
Auxiliam no travamento do modelo e o
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molde. Alguns modelos são partidos mas podem ser
juntados e encaixados através de cavilhas que
são pequenos “machos” que se encaixam emfêmeas encontrados nas placas dos modelos ouno fundo deles se forem bi-partidos.
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Características
A característica do modelo a ser usado no
processo de fundição depende da peça e doprocesso em que será fabricada:• Tamanho da peça,
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• Alta ou baixa produção,• Peça única,
• Peça de grande porte, etc.
Assim determinamos qual será o tipo dematerial do qual o modelo será construído.
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Pintura
Os modelos ainda deverão ser pintados para
que possa se identificar o material do qual apeça será fabricada e melhorar o acabamento.• Azul: aço,
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• Vermelho: ferro fundido,• Preto: marcações para machos,
• Amarelo: área a ser usinada ou bronze,
• Amarelo e preto: reforço estrutural ou falsanervura.
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Classificação
Os modelos podem ser classificados quanto a
sua forma construtiva:• Manual,
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• Caixa-placa.
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Manual
Não fixado em uma placa, manualmente conseguimosacessar todas as suas partes.
Pode ser bi-partido ou não, Pode ter macho ou não, se houver detalhes internos
poderá ter marcações para machos.
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mais tra a oso o uso esse tipo e mo e o porquepodem ocorrer falhas na hora da moldagem já que essemodelo é solto não emplacado.
Usado para fabricação de peças de diferentes tamanhos,
Alto grau de complexidade quanto a geometria da peça ounão, São confeccionados por diferentes tipos de materiais.
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Manual
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Emplacado
No modelo emplacado a figura da peça está
fixada em uma placa, Poderá conter mais de uma figura,
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encaixe na hora do fechamento do moldegarantindo o encaixe entre tampa e fundo.
É usado para fabricação de peças em série jáque pode haver vários modelos fixados emsua placa.
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Emplacado
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Caixa-Placa
Contém todas as características do modelo
emplacado além de ser rebaixado e ter umamoldura nas bordas da caixa fazendo o papel
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.
É mais vantajoso devido a não existir anecessidade de moldar em caixa de
moldagem.
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Caixa-Placa
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Tipos de Modelo
O mercado oferece vários tipos de modelo
cada um com suas características, suasvantagens e desvantagens:
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,
• Modelo em madeira,
• Modelo em isopor,
•
Modelo em resina,• Modelo em metálicos.
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Modelo em Cera
Usado para fabricação de peças pequenas,
como jóias, peças com superfícies muito finase modelagens delicadas.
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Têm a vantagem de não necessitar de macho ebaixa necessidade de usinagem.
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Modelo em Cera
Sua fabricação se dá através da injeção de
cera sob pressão em uma matriz que dá aforma do modelo.
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realizados diversos banhos nessa mistura paraque o molde ganhe resistência mecânica.
A cera é removida e o molde estará prontopara receber o metal liquido.
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Modelo em Cera
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Modelo em Madeira
O mais usado no processo de fundição,
Pode ser confeccionado em diferentes tamanhos, Por sua facilidade de produção e custo médio é o
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possui boa resistência mecânica.
Têm a desvantagem de ser atacado pela ação do
tempo, calor e umidade, seu acabamento não étão bom, necessita ser armazenado de formacuidadosa, prolongando sua vida de utilização.
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Modelo em Madeira
Sua fabricação pode ser por torno ou
artesanal. A partir do desenho da peça os modeladores
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, ,lixando, pregando a madeira até que o modelofinal seja obtido.
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Modelo em Madeira
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Modelo em Madeira
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Modelo em Madeira
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Modelo em Isopor
É utilizado para fabricação de peça única;
Sua vantagem é que não necessita serdesmoldado, já que o aço liquido irá consumiresse modelo durante o processo de fundição;
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, Tem acabamento deficiente mas sua principal
desvantagem se dá a sua baixa resistênciamecânica;
É fabricado através de moldes onde o isopor(poliestireno) é fundido, ou pode ser esculpidoobtendo o modelo da peça.
d l
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Modelo em Isopor
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d l i
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Modelo em Resina
São usados para fabricação de peças de média a
grande escala; Tem alta durabilidade e resistência;
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,
e podem se fixados em placas assim como osmodelos em madeira;
Seu processo de fabricação é como o do isopor aresina é fundida em moldes e após a solidificaçãose obtêm o modelo da peça desejada.
M d l R i
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Modelo em Resina
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M d l M táli
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Modelo Metálico
São usados para fabricação de peças em série dealta produção;
Possui excelente resistência mecânica, suadurabilidade é muito boa já que são fabricados
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de metal;
Possuem bom acabamento;
Suas desvantagens são o alto custo de confecção
e dificuldade de transporte já que o metal é omais pesado entre os materiais usados naconfecção de modelos.
M d l M táli
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Modelo Metálico
São fabricados a partir de moldes em que o
aço é fundido e o modelo é obtido no final doprocesso.
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Tecnologia para
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g pModelagem
Em casos como os modelos de resina, materiais maisresistentes como a resina “CIBA” considerada de alta
qualidade foram desenvolvidas para serem maisduráveis e de rápida solidificação. A prototipagem rápida é uma tecnologia para
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constru r mo e os e prot t pos tr mens ona s s cos
moderna, utilizando como referência a matemática desistemas de desenho, auxiliados por computador(CAD), que constroem protótipos através dasuperposição de camadas milimétricas de matérias-
primas diversas (no caso específico do equipamentoModelmaker II é utilizada a cera de fundição).
Tecnologia para
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Modelagem
Uma característica comum aos Processos de PrototipagemRápida é o fato de que o protótipo é formado não pela
remoção de material (cutting processes) como nasfresadoras de alta velocidade, mas pela adição de matéria-prima.
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, ,
partir de um arquivo virtual modelado tridimensionalmenteou proveniente de escaneamento tridimensional demodelo pré-existente, o qual é transferido para umsoftware de gerenciamento do equipamento deprototipagem, que fará o fatiamento, calculando o temponecessário e a matéria-prima a ser utilizada na montagemdos valores relativos a cada protótipo.
Tecnologia para
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Modelagem
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Tecnologia para
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Modelagem
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Tecnologia para
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Modelagem
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Tecnologia para
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Modelagem
Outra novidade são programas de computador quesimulam todo o processo de fundição a ser realizado
entre eles se destaca o Virtual Aluminum Castings(VAC) é um conjunto de módulos computacionaisdesenvolvidos pelo Laboratório de Pesquisas e
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Estados Unidos, em colaboração com diversasuniversidades ao redor do globo. A partir da utilização do VAC, blocos e cabeçotes
“virtuais” podem ser concebidos, fabricados,
submetidos a tratamentos térmicos, e ter adurabilidade à fadiga avaliada em um computador,muito antes que estes componentes sejam fabricados.
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23 de Fevereiro de 2011