Processo De Fundição

ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

PROCESSOS DE PRODUÇÃO ( FUNDIÇÃO)

CARLOS ROBERTO FERREIRA

1 - INTRODUÇÃO

É um 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.

Figura 1 (a) e (b) vazamento de um forno e preenchimento de moldes

O objetivo fundamental da fundição é dar a forma adequada ao metal, vertendo-o na cavidade de um recipiente denominado molde, o qual tem a forma desejada, isto é, a forma da peça que se pretende fabricar. Por vezes é necessário tratar o metal para se alterar a sua composição química [1].

Deste modo, num passo único, formas simples ou complexas podem ser feitas de qualquer metal que possa ser fundido.

O produto resultante pode ser optimizado relativamente à resistência, as propriedades direccionais podem ser controladas, e a aparência pode ser agradável.

As peças fundidas podem variar desde frações de centímetros e baixo peso até vários metros e várias toneladas. Este tipo de tecnologia tem sérias vantagens na produção de formas complexas, peças com secções côncavas ou com cavidades internas, peças muito grandes e peças feitas a partir de materiais difíceis de maquinar/usinar. Devido a estas vantagens, a fundição é um dos mais importantes processos de produção.

2 – VANTAGENS

a) As peças fundidas podem apresentar formas externas e internas desde as mais simples até as bem complicadas, com formatos impossíveis de serem obtidos por outros processos;

b) As peças fundidas podem apresentar dimensões limitadas somente pelas restrições das instalações onde são produzidas. Isso quer dizer que é possível produzir peças de poucos gramas de peso e com espessura de parede de apenas alguns milímetros ou pesando muitas toneladas;

c) A fundição permite um alto grau de automatização e, com isso a produção rápida e em série de grandes quantidades de peças;

d) As peças fundidas podem ser produzidas dentro de padrões variados de acabamentos (mais liso ou mais áspero) e tolerância dimensional (entre ± 0,2mm e ± 6mm) em função do processo de fundição usado. Por causa disso, há uma grande economia em operações de usinagem;

e) A peça fundida possibilita grande economia de peso, porque permite a obtenção de paredes com espessuras quase ilimitadas.

Hoje em dia, é quase impossível desenhar qualquer peça que não possa ser fundida por qualquer tipo de tecnologia de fundição existente. Contudo, como em todas as técnicas de produção, os melhores resultados a baixo custo são atingidos se o projetista compreender as várias opções e desenhar as peças para serem utilizadas pelo processo mais apropriado e da maneira mais eficiente. Os vários processos diferem primeiramente no material do molde (areia, metal, ou outros materiais) e no método de vazamento (gravidade, vácuo, baixa ou alta pressão). Todos os processos partilham o requisito que o material ao solidificar maximiza as suas propriedades e simultaneamente previne potenciais defeitos, tais como macro e micro rechupes, porosidade, inclusões, etc. [2]

3 – ETAPAS DA FABRICAÇÃO DE PEÇAS METÁLICAS POR FUNDIÇÃO

Confecção do modelo. Essa etapa consiste em construir um modelo com o formato aproximado ao da peça a solidificada fundida. Esse, servirá para a construção de um molde. O modelo deve ser ligeiramente maior que a peça original, pois, se deve levar em conta a contração durante solidificação. (conforme os metais ou ligas a serem fundidas, estas são disponíveis em tabelas ou ábacos).

Obs. Portanto as dimensões do modelo devem prever a contração do metal quando ele se solidificar bem como um eventual sobremetal para posterior usinagem da peça.

Os modelo poderão ser feitos de madeira, alumínio, aço, resina plástica e até isopor; Modelo (conforme a região): nome dado à peça que servirá para imprimir no molde ou forma ou negativo do componente a ser fundido.

Figura 2 – Modelo para fundição.

Confecção do molde. O molde é o dispositivo no qual o metal fundido é colocado para que se obtenha a peça desejada. Ele é feito de material refratário composto de areia e aglomerante. Esse material é moldado sobre o modelo que, após retirado, deixa uma cavidade com o formato da peça a ser fundida;

Confecção dos machos. Macho é um dispositivo, feito também de areia, que tem a finalidade de formar os vazios, furos e reentrâncias da peça. Eles são colocados nos moldes antes que eles sejam fechados para receber o metal líquido;

Fusão. Etapa em que acontece a fusão do metal;

Vazamento. É o enchimento do molde com o metal líquido;

Desmoldagem. Após determinado período de tempo em que a peça se solidifica dentro do molde, e que depende do tipo de peça, do tipo de molde e do metal (ou liga metálica), ela é retirada do molde (desmoldagem) manualmente ou por processos mecânicos;

Rebarbação. A rebarbação é a retirada dos canais de alimentação, massalotes e rebarbas que se formam durante a fundição. Ela é realizada quando a peça atinge temperaturas próximas do ambiente;

Limpeza. A limpeza é necessária porque a peça apresenta uma série de incrustações de areia usada na confecção do molde. Geralmente ela é feita por meio de jatos abrasivos.

4 - ETAPAS DO PROCESSO

4.1 - Desenho das peças a serem fundidas.

Ao se projetar uma peça para ser fundida, devem ser levados em conta os fenômenos que ocorrem na solidificação do metal líquido no interior do molde, evitando assim os defeitos oriundos do processo. Os fatores observados pelos técnicos dizem respeito à estrutura do metal (estrutura em forma de cristais), que aparece assim que o mesmo começa a se solidificar. As tensões provenientes do resfriamento e a espessura das