Fundição - Areia Verde

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FUNDIÇÃO I
Moldagem pelo Processo a Verde
Alunas: Lara Vieira e Ingrid Forastieri	
Professor: Murilo Travassos
INTRODUÇÃO
		No ramo metalúrgico existem diversos tipos de fabricação mecânica por fundição. O processo mais comum é o de fundição por areia.
As areias de moldagem se classificam conforme o aglomerante. As principais são: areias aglomeradas com argila, dentre as quais a mais usada é a bentonita; areias aglomeradas com resinas; areias aglomeradas pelo processo silicato e areias aglomeradas com cimento. 
Os moldes podem ainda ser classificados em verdes ou estufados.
	
		
O Termo verde significa que a umidade foi acrescentada na areia e aglomerantes e não ocorre o processo de secagem (moldes verdes). 
	
Essa técnica é largamente utilizada devido à sua facilidade de uso, baixo custo e abundância de matéria-prima. 
A areia verde é a combinação da areia sílica com os agentes aglomerantes, componentes estes normalmente baratos. 
	
		
INTRODUÇÃO – AREIA VERDE
A areia de moldagem é composta por quatro ingredientes principais: 
Grãos de areia propriamente; 
Aglomerante que pode ser argila natural ou com resina ou cimento, 
Aditivos; 
Água para coalescer os grãos e ligá-los.
COMPOSIÇÃO
COMPOSIÇÃO – 
AREIA VERDE
AREIA DE SÍLICA
BENTONITA
CARVAO CARDIFF
DEXTRINA
TINTAS REFRATÁRIAS
 	
Areia de sílica – areia base
Bentonita Sódica e Bentonita Cálcica – argila ligante 
Carvão mineral em pó/ Carvão Cardiff – aditivo - auxilia na formação de uma película entre o metal líquido e a areia de fundição, para dar um melhor acabamento na superfície da peça. 
Dextrina– aditivo - formar uma espécie de goma, aumenta a resistência a seco.
COMPOSIÇÃO – 
AREIA VERDE
CLASSIFICAÇÃO – Areia 
Quanto à origem:
Natural, semi-sintética ou sintética.
Quanto ao uso:
Nova ou reciclada. A fundição de areia verde trabalha basicamente com areia usada (reciclada), utiliza cerca de 10% de areia nova para recompor as perdas durante a reciclagem e manter as propriedades da areia estáveis. Na areia reciclada são adicionadas também pequenas quantidades de aglomerantes e água.
Quanto ao estado de umidade:
Úmida (verde) ou seca (estufada).
Quanto ao emprego:
Areia de moldagem (faceamento ou enchimento) e areia de macho.
Areia de faceamento: Trata-se de uma areia, com propriedades específicas, que tem por finalidade cobrir o modelo, motivo pelo qual deverá ter uma qualidade adequada não só para resistir ao seu ataque, mas também à extração do modelo, à colocação de machos, ao fechamento do molde e ao seu transporte até a linha de vazamento.
Aplicação da areia de faceamento através de peneiramento
CLASSIFICAÇÃO – Areia 
Areia de sistema: É a mistura básica obtida a partir da areia de retorno (utilizada), com suas propriedades devidamente corrigidas, utilizada para confeccionar o molde, sendo também chamada de areia de enchimento.
Areia de macho: definir os machos em peças fundidas. Geralmente os machos são fabricados com areias mais finas e misturadas com materiais que proporcionam uma compactação maior.
CLASSIFICAÇÃO
	A areia utilizada tem como principais propriedades: 
Moldabilidade; 
Resistência mecânica;
Permeabilidade; 
Difusão térmica;
Dureza; 
Estabilidade térmica dimensional.
PROPRIEDADES
PROPRIEDADES EXIGIDAS
Moldabilidade: Definida pela capacidade que tem a areia de reproduzir as formas do modelo sob um determinado esforço de compactação, permitindo a obtenção de formas. Para garantir esta propriedade, a areia deve apresentar algumas características básicas:
Escoabilidade;
Consistência
Plasticidade.
Resistência mecânica: Envolve a capacidade da areia manter a forma da cavidade do molde após a extração do modelo, além de resistir a esforços dinâmicos e estáticos do metal líquido durante o enchimento do molde.
PROPRIEDADES
PROPRIEDADES
	
Permeabilidade: É definida pela capacidade que a areia tem de se deixar atravessar pelos gases formados durante o vazamento do metal líquido no molde.  
PROPRIEDADES
Difusão térmica: Corresponde à capacidade que deve ter a areia que constitui os moldes de transmitir calor dos pontos mais quentes, como a superfície de contato com o metal líquido, para as áreas mais frias, sob um regime transiente de transmissão de calor. 
Dureza: É a capacidade de resistir ao atrito do metal. 
PROPRIEDADES
Estabilidade térmica dimensional: Essa propriedade está ligada diretamente ao fenômeno de dilatação da areia sob o efeito do calor. Uma areia com boa estabilidade térmica dimensional não apresenta grandes variações dimensionais das partes mais aquecidas do molde em relação às outras. 
PREPARAÇÃO DA AREIA A VERDE	
		A areia verde de fundição é uma mistura de refratário, ligante, aditivos e água. Esta composição é elaborada nos Misturadores de Areia onde estes materiais são misturados para que ocorra o processo de hidratação da argila.
		No misturador, a areia atinge as propriedades desejadas de forma que possa ser utilizada inúmeras vezes, sendo que a cada mistura, é feita uma correção desta areia através do acréscimo de areia nova e aditivos, cujos teores são previamente calculados.
	E assim, quando o tempo de mistura estiver esgotado, a areia está pronta para seguir para o processo de moldagem mais uma vez.
ENSAIOS E CONTROLE DA AREIA
Quando se trabalha com areias recicláveis (areia-verde) é importante monitorar periodicamente propriedades da areia, o que significa ter um controle sobre a qualidade dos moldes produzidos. 
Esses resultados devem ser registrados graficamente para serem consultados quando da ocorrência de defeitos em determinados lotes de peças.
ENSAIOS E CONTROLE DA AREIA
Para medir a resistência da areia utilizam-se equipamentos com acionamento hidráulico e múltiplas opções de ensaios. É possível se medir resistência à compressão, à tração, à resistência ao cisalhamento e à flexão. 
Com o equipamento denominado permeâmetro mede-se a permeabilidade da areia.
Já a medida da umidade da areia pode ser determinada através da perda de massa decorrente da secagem - em estufa ou secador - de uma dada quantidade de areia. 
Outros ensaios gerais (análise granulométrica da areia, teor de argila da areia base) ou específicos (como fluidez da resina, por exemplo) também podem ser realizados.
CONFECÇÃO DO MOLDE
Utilização de Moldes Colapsáveis: 
Processos que utilizam moldes de material refratário e que são quebrados para a retirada do fundido. 
Dessa forma, cada molde se presta a somente um vazamento. 
Entretanto, após a desmoldagem da peça, alguns materiais podem ser recuperados para a construção de outro molde. 
Esse tipo de molde permite que sejam fabricadas várias peças em um único vazamento, ou seja, o molde pode conter várias cavidades a serem preenchidas com metal líquido. Os processos com moldes colapsáveis são aqueles que utilizam:
CONFECÇÃO DO MOLDE - EXEMPLO
1- Aplicação do desmoldante (talco) sobre a peça
CONFECÇÃO DO MOLDE - EXEMPLO
2 - Preenchimento da peça com areia de faceamento
CONFECÇÃO DO MOLDE - EXEMPLO
3- Compactação da areia
CONFECÇÃO DO MOLDE - EXEMPLO
4 - Caixa virada com a face do modelo
CONFECÇÃO DO MOLDE - EXEMPLO
5 - Em primeiro plano o molde e os canais de alimentação
CARACTERÍSTICAS DOS MOLDES 
Um bom molde deve ter as seguintes características: 
Resistência suficiente para resistir ao peso do metal. 
Resistência à ação erosiva do metal líquido em escoamento rápido durante o vazamento. 
O molde deve gerar uma quantidade mínima de gás quando cheio de metal líquido. Gases contaminam o metal e podem romper o molde. 
O molde deve permitir que quaisquer gases gerados durante o vazamento de metal possam passar pelo corpo do molde propriamente dito antes de penetrarem no metal. 
O molde deve ser refratário o suficiente para resistir às altas temperaturas do metal e soltar-se com facilidade da peça após resfriamento. 
O macho deve ser colapsível suficiente para permitir que a peça se contraia, após a solidificação.
ETAPAS DA FUNDIÇÃO
		O processo de fundição consiste em liquefazer o metal desejadoutilizando um cadinho (recipiente onde é depositado o metal), um forno e um queimador. A etapa inicial é a escolha da peça a ser reproduzida. 
		A areia utilizada na compactação é uma mistura de areia de sílica a uma série de elementos: bentonita, pó de carvão, amido de milho e água. Essa areia é compactada por cima da peça numa caixa feita de madeira criando assim um negativo de areia.
ETAPAS DO PROCESSO
		Essa caixa é facilmente desmontada para facilitar a remoção da peça final. A peça é removida e então o molde é criado pela compactação. Na caixa de areia vão também os dutos de alimentação.
		Esses dutos levam o metal fundido até o negativo do molde. Os dutos são importantes para se ter certeza que todo o molde foi preenchido uniformemente, além de evitar deformidades na peça final.
ETAPAS DO PROCESSO
		O metal então é despejado na caixa através dos dutos de alimentação no molde feito de areia a verde e por gravidade, o metal desce e preenche todo o espaço do molde e o tempo de solidificação é influenciado pelo tamanho da peça fundida. Após o tempo de resfriamento, o molde é destruído; porém sua matéria prima não é desperdiçada e a peça final é removida. 
	Após a utilização, praticamente toda a areia (98%) pode ser reutilizada.
FLUXOGRAMA
		O fluxograma mostra o processo prático da confecção de uma peça pelo processo de fundição por areia:
APLICAÇÕES
		A fundição em areia verde é um método bastante utilizado para transformar vários tipos de metais em peças industriais fundidas que serão utilizadas por diversos ramos da indústria, como o de automóveis, indústria têxtil, de alimentos, ramos médico e odontológico, dentre muitos outros.
	 	É o processo mais comumente utilizado nas fundições, sendo responsável por mais de 70% da produção mundial de fundidos. 
VANTAGENS
		A moldagem por areia verde, como é demonstrado por seu uso muito difundido, apresenta inúmeras vantagens sobre outros métodos de vazamento. Entre elas podemos citar:
Menor custo de fabricação;
Facilidade de reparo dos moldes; 
Equipamentos simples; 
Menor incidências de trincas;
Rapidez para reutilizar as caixas de moldagem.
DESVANTAGENS
	As principais desvantagens desse processo são:
A areia natural normalmente é heterogênea;
Acabamento superficial inferior;
Dificuldade de manter o dimensionamento em peças maiores.
EXEMPLOS:
EXEMPLOS:
	Imagens da empresa Modelação Universal:
(Empresa Metalúrgica localizada em São Paulo)
EXEMPLOS:
EXEMPLOS:
	Imagens da empresa Holanda:
(Empresa Metalúrgica localizada em São Paulo com mais de 15 anos de experiência)
EXEMPLOS:
	Imagens da empresa FREMAR:
(Empresa Metalúrgica localizada em São José dos Campos)
EXEMPLOS:
	Imagens da empresa FREMAR:
(Empresa Metalúrgica localizada em São José dos Campos)
CONCLUSÃO
	
	
Vimos que o processo de fundição por areia verde tem sua produção através de moldes descartáveis, feitos em areia umedecida e combinada com areia sílica, juntamente com os agentes aglomerantes, em geral a argila, e também aditivos para assim garantirem as propriedades necessárias para aumentarem a qualidade do processo de fundição. 
Esse método apresenta inúmeras vantagens sobre outros métodos de vazamento, como facilidade de reparo dos moldes, possibilidade de ser aplicado para fundição de grandes peças e as caixas de moldagens estão prontas para a reutilização, em um mínimo espaço de tempo. Já as desvantagens podemos citar acabamento superficial inferior que resulta em uma peça rugosa e é um processo facilmente deformável, sendo menos procurado para a fundição de peças com geometria complexa.
É o processo mais aplicável para os processos de fundição, pois atende para fundições com especificações básicas, sendo então o mais utilizado por ser economicamente viável comparado aos demais processos.
REFERÊNCIAS
	
Perfil ambiental dos processos de fundição ferrosa que utilizam areias - Programa de Pós Graduação em Engenharia de Minas, Metalúrgica e de Materiais – Universidade Federal do Rio Grade do Sul
Trabalho de Conclusão de Curso - Fundição em areia a verde: uma abordagem experimental - Universidade Federal Do Recôncavo Da Bahia
Artigo - Processo de fundição e sua versatilidade na fabricação de peças - EVANGELISTA, Adônis Souza. SILVA, Jefferson. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. Ano 05, Ed. 03
MORO, Norberto; AURAS, André Paegle. Processos de fabricação. Fundição, Florianópolis, jan./01. 2007.
Fundição em Areia Verde – Metalúrgica Fremar
	
OBRIGADA!