TRABALHO ESCRITO SEMINÁRIO PROCESSOS DE FABRICAÇÃO MECÂNICA

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE

ENGENHARIA MECÂNICA

PROFESSOR: TOMÁS BARROS VASCONCELOS

TRABALHO ESCRITO SEMINÁRIO PROCESSOS DE FABRIÇÃO MECÂNICA

TEMA: FUNDIÇÃO – MOLDE CHEIO

COMPONENTES:

EDYKELLTON DA SILVA SOUZA

JOSÉ JURANDIR DE BARROS JUNIOR

PEDRO MÁRCIO FERREIRA DE MELO JUSTO FILHO

NÁDIA CHRISTINA SILVA DE MACEDO

NATAL – RN

2015

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1. 1. INTRODUÇÃO

O que é Fundição? A base de todos os processos de fundição consiste em alimentar o metal líquido na cavidade de um molde com o formato requerido, seguindo-se um resfriamento, a fim de produzir um objeto sólido resultante da solidificação, A parte solidificada é denominada fundido e é retirada do molde por meio de sua abertura, no caso de moldes metálicos, ou através da destruição do molde, no caso dos moldes de areia.

As etapas genéricas do processo de fundição são as seguintes:

• Fabricação dos modelos
• Fabricação dos moldes
• Fabricação dos machos (macharia)
• Obtenção do metal líquido (fusão)
• Enchimento do molde com metal líquido (vazamento)
• Retirada da peça do molde (desmoldagem)
• Corte de canais e rebarbas (rebarbação e limpeza)
• Inspeção
• Tratamentos Térmicos

[pic 1]

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1. 2. PROCESSO DE FUNDIÇÃO MOLDE CHEIO

O processo Molde Cheio é um processo de fundição em areia sem aditivos, em que se emprega um modelo (réplica da peça) confeccionado em poliestireno expansível. Este modelo é pintado com uma tinta refratária e permanece no molde durante o vazamento, sofrendo uma degradação térmica pelo metal líquido que penetra no molde através do sistema de canais de alimentação, reproduzindo fielmente a forma do modelo degradado. Durante a queima, os gases gerados devem escapar através da camada de tinta e penetrar na areia solta, que deve permitir o seu escape com facilidade e o reaproveitamento da mesma sem tratamentos e descartes onerosos.

[pic 2]

[pic 3]

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1. 3. HISTÓRICO DO PROCESSO

        

        A 1ª experiência em fundição com modelos de poliestireno foi realizada em abril de 1958, por SHROYER , que empregou o processo em areia à verde para confecção do molde, tendo como modelo um bloco de poliestireno expansível. O processo foi patenteado com o nome de “Cavity less casting Mold and Method for Making”. A patente foi adquirida pela empresa alemã Grunzweig & Hartmann, que sob direção do Dr. WITTMOSER, desenvolveu o processo, melhorando a qualidade do poliestireno e do sistema de moldagem.                                      Em 1962 surgiu o primeiro artigo publicado por TAYLOR, et al, relatando experiências em fundição de peças artísticas no Instituto de Tecnologia de Massachusetts, com ligas de alumínio, bronze e ferro fundido. Em 1964, SMITH patenteia o processo “Full Mold”, que utilizou moldes com areia sem aglomerantes e aditivos [5]. A partir desta data o processo começa a se desenvolver, mas é a partir da metade dos anos 70, com o fim das patentes e o final da crise energética, 8 que as peças artísticas deram lugar a peças complexas, seriadas e com exigências dimensionais, como coletores de admissão e blocos de motores. Outras técnicas de moldagem sem aglomerantes juntaram-se ao processo na tentativa de torná-lo mais usual, como o uso de vácuo para eliminar gases e o processo magnético para dar mais resistência ao molde. Entretanto, devido à simplicidade e ao baixo custo, a areia sem aglomerantes é a mais utilizada. Novos materiais para confecção dos modelos foram testados, como o polimetilmetacrilato (PMMA), para solucionar os problemas que surgiram na fundição de aço, como a formação de “carbono lustroso”, carburação das peças e inclusões nos fundidos . O PMMA apresentou bons resultados, mas seu preço é de 5 a 10 vezes maior que o do poliestireno expansível. A partir dos anos 80, grandes companhias nos Estados Unidos, Canadá, França, Alemanha, Inglaterra e Japão iniciaram a fase de testes e implantação do processo em escala industrial para produção de coletores de admissão, cabeçotes de motor e trocadores de calor fundidos em alumínio. A produção de fundidos em ferro cinzento e nodular concentra-se em coletores de escape, blocos de motor, conexões, carcaças de motores elétricos e válvulas.

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1. 4. FUNDAMENTOS DO PROCESSO

Etapas do processo Molde Cheio:

1. Confecção do modelo em poliestireno expansível;
2. Dimensionamento e colagem do sistema de canais de enchimento do modelo;
3. Pintura dos modelos de poliestireno;
4. Confecção do molde;
5. Vazamento do metal;
6. Desmoldagem.

        

[pic 4]

4.1 Confecção do modelo[pic 5]

        O modelo deve conter canais e alimentadores, o mesmo é recoberto com pintura refratária, que constitui a superfície interna do molde prevenindo queda de grãos de areia, controla a taxa de saída de gases, acabamento da peça.

Aquecimento com vapor ou água quente, grândulos se expandem e se ligam tomando a forma do molde.[pic 6]

        Os polímeros empregados em modelos de fundição devem apresentar certas características para produzir peças fundidas de qualidade, sendo as principais: estabilidade dimensional, produzir um baixo volume de gases, excelente acabamento superficial e resistência mecânica.[pic 7]

4.1.1 Poliestireno expansível (EPS)

• Maior geração de produtos líquidos;
• Menor custo.

4.1.2 Polimetil-metacrilato (PMMA)[pic 8]

• Menor geração de produtos líquidos;
• Subtitui o EPS em casos especificos;
• Maior custo.

4.2. Dimensionamento e colagem do sistema de canais de enchimento do modelo;

• Devem ser dimensionados de maneira a evitar turbulência, aspiração de gases, erosão;
• Necessária grande pressão metalostática, consequentemente uma grande altura do canal de descida.[pic 9]

Sistema de enchimento de uma peça fundida é fundamental na obtenção de um fundido de qualidade e com baio custo de produção, reduzindo a turbulência do lfuxo metálico, evitando a aspiração de gases, promover um enchimento no tempo adequado, não apresentar erosão, gerar umm gradiente térmico adequado e elimitar os aspectos subjetivos da prática do vazamento

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