METROLOGIA

Prévia do material em texto

PROCESSOS DE FABRICAÇÃOPROCESSOS DE FABRICAÇÃO
CONCEITO DE PROCESSOS,CONCEITO DE PROCESSOS,
FUNDIÇÃO E SINTERIZAÇÃOFUNDIÇÃO E SINTERIZAÇÃO
Autor: Alberto Coutinho De Lima
Revisor : L isandro Mart ins Da S i lva
IN IC IAR
introdução
Introdução
O aluno deverá entender quais são os processos de fabricação mais comuns no
meio fabril, bem como suas principais características; Quando necessário fazer uso
de cálculos matemáticos para especi�car os processos de conformação mecânica.
Associar e selecionar o processo e ordem de fabricação a um produto; Entender
que de acordo com a fabricação de determinado produto, como fazer a seleção
adequada de um  processo: seja de usinagem, de conformação mecânica e união
de peças mais adequados e viáveis para seu produto. Conhecer quais são os
principais processos de fundição existentes: por gravidade, sob pressão, por cera
perdida, por rotomoldagem e as suas aplicações. Conhecer também os principais
processos de sinterização tais como: metalurgia do Pó e os aspectos relevantes
desse processo, conhecer as principais características e aplicações dos processos
de sinterização; Compreender as principais variáveis que in�uenciam a qualidade
�nal da peça nos processos de sinterização.
Com os avanços tecnológicos, o aumento da concorrência, diminuição do ciclo de
vida dos produtos (ciclo de vida do produto: (CVP) é a linha de produção de um
produto ou marca. É a sua história completa através de suas fases de vendas:
introdução, crescimento, maturidade e declínio), entre outros fatores, exigem que
as empresas tenham processos de fabricação de produtos cada vez mais e�cientes.
Para a empresa ser competitiva além da qualidade e inovação de seus produtos, o
desenvolvimento do seu processo  de fabricação, garantem a imagem e e�ciência
da empresa, através da geração de lucros, qualidade, da tecnologia agregada, entre
outras. Outro ponto importante é compreender a importância do zero desperdício
ou desperdício mínimo, nos processos escolhidos, além das questões ambientais
que o processo poderá impactar no meio, questões importantes para a imagem e
sobrevivência de uma empresa. As questões de qualidade, custos, processos
enxutos e e�cientes, também são fatores importantes na escolha de um processo
adequado. Desta maneira iremos compreender que de acordo com produção de
determinado item e/ou produto, há um processo mas adequado, que leva em
conta todas as questões acima abordadas. Assim o aluno em sua formação tomará
conhecimento, sempre tendo em mente a sequência lógica e e�ciente do processo
de fabricação de um determinado item ou produto.
Alguns processos abrangem fases, tempo de fabricação, logística, carga de
equipamentos, mão de obra quali�cada, questões e licenças ambientais, entre
Conceito de ProcessosConceito de Processos
outros fatores. Outro ponto importante para a escolha do processo mais adequado
para a fabricação de um determinado item ou produto, está no desenvolvimento
desse produto e a forma mais adequada e e�ciente para sua fabricação, ou seja
deve haver um elo entre as engenharias: de desenvolvimento do produto,
processos de fabricação, produção, logística, qualidade e ambiental. Para que
sejam analisados quais materiais que comporão o item ou produto, equipamentos
(existentes ou novos para a fabricação), capacidade produtiva da fábrica,
quali�cação da mão de obra, controle de qualidade, impactos ambientais,
necessidade de investimentos, etc.
Assim, compreender as etapas fundamentais entre o desenvolvimento do produto,
e a engenharia que de�nirá desenvolvimento dos respectivos processos, se há
sequência lógica de fabricação, processos adequados, quais partes compõem o
produto que poderá ser comprado ou fabricado dentro da empresa, citamos como
exemplo a montagem de um automóvel em uma indústria automobilística: Um
novo modelo de automóvel é projetado, normalmente no pré projeto, faz se um
estudo de todas as necessidades que a planta (fábrica) necessita para produzir esse
novo modelo, investimentos em máquinas e equipamentos, rearranjos, processos
envolvidos (veja no quadro 1.1 exemplos de alguns processos da fabricação de
alguns itens (partes) que compõe o veículo, (como estamparia, solda, usinagem,
etc), itens esses que são produzidos dentro da fábrica, e que são parte importante
da montagem de um veículo, além de inúmeros itens novos (componentes)
comprados dos principais fornecedores do mercado, onde muito dos processos de
fabricação destes itens, há envolvimento da montadora, nas questões de projetos,
qualidade.
Todo o passo a passo para a montagem desse veículo, ferramentais e
equipamentos necessários, controle de qualidade, etc, além das adequações da
planta para receber esse novo produto, tem participação quase que efetiva da área
de engenharia de processos. Ou seja, todo os processos envolvidos para a
fabricação de um novo modelo são complexos, e envolvem uma boa parte da
fabricação dentro da empresa, somados aos itens comprados, temos a montagem
do veículo.
O consumidor �nal, ao adquirir o produto, independente do valor que paga por
aquele produto, nem imagina que por que há inúmeros processos de fabricação,
um alto investimento, tecnologia, inovação, segurança, etc. Tudo agregado ao
produto, daí a importância da escolha adequada dos processos de fabricação.
Assim, compreender no caso dos itens fabricados através de processos, uma boa
de�nição desses processos geram produtividade e competitividade.
Processos Com a Remoção dos Resíduos:
De�nição de resíduos sólidos: são todos os materiais que resultam das atividades
industriais e que muitas vezes podem ser aproveitados tanto para reciclagem como
para sua reutilização. Durante as operações de corte, e também na estamparia, são
gerados   restos de materiais (sucata), que não fazem parte da peça que foi
conformada. Esse processo gera uma grande quantidade de restos de materiais
(sucata)., sucata essa que deve ser rapidamente removida, evitando danos ao
processo e gargalos durante sua remoção, o que poderá gerar problemas no
ferramental. A �m de não afetar a sequência da produção, dos equipamentos
produtivos, a remoção desses resíduos, devem ser otimizadas, através de um
escoamento (pode ser através de uma esteira subterrânea ao equipamentos,
prensas), em seguida, esses resíduos são compactados levados a uma área externa
para serem destinados a reciclagem. Alguns processos como conformação
(prensagem, corte), usinagem, geram resíduos, e esses por sua vez, são reciclados.
Processos Sem a Remoção dos Resíduos:
Podemos mencionar alguns processos de fabricação, que geram poucos resíduos,
ou em alguns casos, nenhum resíduo. Na seleção do processo de fabricação de
determinados produtos, é importante ter uma estratégia e identi�car a rota
(caminho) que determinada peça percorrerá em sua fabricação. Nessa de�nição de
processo, quanto menor a rota (número de etapas), menor será o custo de
fabricação, e consequentemente menor a remoção de resíduos, assim é possível
dar forma ao material escolhido e fazer com a formação da sua microestrutura seja
ideal para alcançar as propriedades desejadas da peça produzida. Pegamos como
exemplo a fabricação de um martelo, que muitas vezes é fabricado com aço
Carbono com 0,8% de Carbono, para tanto aquecemos esse material a altas
temperaturas, e através do processo de forjamento, damos forma de martelo a
esse material, e na sequência, realizando seu resfriamento rapidamente obtemos o
tratamento térmico para alcançar a dureza adequada a esse martelo, ou seja, duas
rota rápidas, sem desperdícios, aproveitando a energia gasta para forjar e na
sequência temperar.
Concluímos assim, que muitos dos processos de forjamento como tratamentos
térmicos por resfriamento rápido, são situações que não gerarão resíduos na
fabricação, ou até pouco resíduos, comparados com processo de prensagem e/ou
usinagem que geram alto volume de resíduos.
Outro processo que gera pouco resíduo,e por contrapartida o que for gerado pode
ser reaproveitado, é o processo de fundição. Esse processo de fabricação onde o
metal fundido (estado líquido) �ui por gravidade ou por outra forma, dentro de um
molde, onde esse molde tem a forma total ou parcial da peça desejada. A grande
vantagem desse processo, podemos destacar:
A fundição pode ser usada para fabricação de peças com geometrias
complexas (como por exemplo uma roda, um motor de automóvel).
Algumas peças podem ser produzidas com a forma �nal desejada, sem
haver necessidade de novos processos (ou seja, uma única rota para se
produzir), chamamos esse processo de “net-shape”, não necessitando
assim de etapas adicionais para se alcançar a geometria desejada da peça.
Quadro 1.1 - Exemplos de processos de fabricação de um veículo
Fonte: O Autor.
Percebemos que nesse processo se faz uso de grande quantidade de sucata, e não
gera sucata, sendo um aspecto bastante positivo, além da rapidez, uma única rota
de produção, gerando capacidade produtiva, qualidade, entre outros ganhos.
Etapas da
Fabricação
Atividade
Processo
Primário
Processo
Secundário
Equipamento
Utilizado
Chaparia
plana
Corte das
chapas
Conformação
Corte e
dobra
Estampo de
corte
Chaparia
moldada
Estamparia Conformação
Processo de
estampagem
Prensas de
alta
tonelagem
Funilaria Estruturação Solda
Solda Arco
elétrico
Equipamentos
de solda a
arco
Fabricação de
itens
Manufatura
de itens
importantes
Usinagem
Torno, fresa,
etc
Equipamentos
de usinagem
Componentes
plásticos
Injeção dos
parachoques
Injeção
Injeção por
molde
Injetora de
alta
tonelagem
Resistência
Tratamento
térmico
Tratamento
térmico
Tratamento
de acordo
com
material
Equipamentos
de tratamento
térmico
especí�co
praticar
Vamos Praticar
Leia a situação hipotética a seguir:
Há uma fábrica de motores de uma marca especí�ca, na planta de São Paulo, onde são
fabricados poucos modelos de motores mais e�cazes, processo que abrange o bloco e o
comando do motor em alumínio fundido, depois, o motor é usinado em uma linha
moderna de usinagem, a qual comporta 53 máquinas modernas, com uso de ferramentas
e tecnologia de pouco uso de óleo de usinagem. As máquinas são �exíveis, realizando
novos processos produtivos, essa fábrica além de ser e�ciente é também sustentável,
com processos mais limpos obtendo melhor qualidade dos seus produtos.
Desta maneira observe a sequência dos processos envolvidos nessa fabricação.
a) Usinagem, fundição, montagem dos componentes, testes, logística para a
montadora
b) Usinagem, fundição, montagem dos componentes logística para a montadora e
testes
c) Fundição, montagem dos componentes, usinagem, testes e logística para a
montadora
d) Fundição, usinagem, montagem dos componentes, testes e logística para a
montadora.
e) Fundição, montagem dos componentes, usinagem, logística para a montadora e
testes
Fundição é um processo de fabricação onde um metal ou liga metálica, após alto
aquecimento, no estado líquido, é levado a �uir por gravidade ou por outra força
dentro de um molde (�gura 1.1) com formato e medidas correspondentes aos da
peça a ser produzida. Esse molde pode ter a forma total ou parcial da peça a ser
produzida, dependendo da peça, poderão haver ou não processos subsequentes
da peça ser produzida, tais como usinagem, tratamento térmico entre outros.
O “net-shape”, é o nome   dado para peças que são produzidas em uma rota, ou
seja, as peças após fundidas já estão concluídas, sem haver a necessidade de
processos subsequentes. Podem ser fabricadas através da fundição, peças de
grande porte, até peças muito pequenas, para esse �m, utiliza-se moldes
correspondentes e várias composições de liga, sendo que muitas dessas ligas,
podem ser produzidas em grande escala através desse processo. Além dessas
vantagens, uma bem apreciada é utilização de sucata, importante para o meio
ambiente.
Processos de FundiçãoProcessos de Fundição
As desvantagens dos processos de fundição são as propriedades mecânicas da
peça produzida (diminuem), porosidade decorrente dos gases produzidos, em
alguns casos, obter limitada precisão dimensional e acabamento super�cial das
peças fundidas, destacamos também, a periculosidade desse processo, pelo fato
de trabalhar com altas temperaturas para transformar os metais em estado
líquido, que acaba gerando problemas para o meio ambiente. Na �gura 1.2,
destacamos de forma genérica  um �uxograma simpli�cado das operações básicas
da produção de uma peça fundida.
Figura 1.1 - Bloco de motor fundido, já usinado
Fonte: Wikimmedia Commons/ Antonius J.
Figura 1.2 - Exemplo de formação do molde de areia, o fundido, e acabado.
Fonte: Elaborado pelo autor
Na moldagem, o molde com a cavidade da forma da peça a ser produzido, é
fabricado para moldes de areia, e de baixas produções são utilizados modelos
feitos geralmente de madeira, em torno do qual a areia é conformada, no caso de
moldes metálicos as cavidades são usinadas. Para as partes ocas das peças, o
volume correspondente deve ser preenchido dentro da cavidade do molde, para
isso utilizamos peças (chamadas de macho) de areia aglomeradas fabricados na
etapa da macharia.
A fusão da liga (ou ligas) é uma parte importante da fundição, pois está ligada a
qualidade da peça fundida. A composição química é um dos itens que deve ser
criteriosamente controlado para o sucesso da peça que será fabricada. Gases
Figura 1.3 - Fluxograma simpli�cado das operações básicas de uma peça fundida.
Fonte: Elaborado pelo autor.
dissolvidos estão geralmente presentes no metal fundido, pois quando o metal se
solidi�ca, essa estrutura sólida não é capaz de acomodar o gás em grande
quantidade. Essas grandes quantidades de gases, formam bolhas ou porosidade do
material fundido, constituindo assim, uma forma de defeito que acaba
comprometendo as características mecânicas da peça fundida. Há diversas técnicas
para prevenir a formação de gases e a consequente porosidade, o importante é
estar atento as essas condições para não prejudicar as características e a função da
peça que está sendo produzida nesse processo.
Outros pontos, como o projeto do molde os canais onde �uirá o metal líquido para
dentro do molde, também são fatores importantes que devem ser observados. Um
outro fator que deve ser observado durante a fundição é a formação de escória,
que é o resultado do metal fundido junto ao meio que está sendo trabalhado, esse
tipo de formação, pode levar defeitos principalmente na superfícies e até internas
da peça a ser produzida, portanto, durante o processo, essa formação de escória
deve ser controlada. Para a fusão da liga (ou ligas), que comporão as peças
produzidas por esse processo,   existem no mercado diversos meios, tais como
fornos elétricos de arco e fusão eletromagnética, a óleo, a gás, a carvão, sempre de
acordo e mais adequado ao processo e as ligas que serão fundidas. As
temperaturas de fusão variam entre 200 e 1400 °C e, com a capacidade do cadinho
(onde se encontra o material a ser fundido), na ordem de 10 a 1000 kg de liga com
uma taxa de fusão de 100 kg/h.
Chamamos de �uidez a capacidade do metal fundido escorrer por todo o molde
ainda líquido preenchendo todas as suas cavidades, para que a peça seja completa,
principalmente as peças com maiores detalhes geométricos, essa característica
chamamos de vazamento, quando o �uido é vazado para dentro da cavidade do
molde. São várias as características técnicas para que essa �uidez ocorra de forma
adequada, tais como: composição química da liga, a temperatura, o intervalo de
solidi�cação, etc.
A maioria das ligas na fundição sofrem contração com a solidi�cação devido às
suas características químicas, para isso algumas cavidades de moldes devem
prever esse fenômeno, ou seja, ter dimensões maiores do que a peças que serão
produzidas, assim, nas partes mais volumosas da peça (onde terá mais metal) a
solidi�cação é mais lenta que algumas partesmenores, tendendo a apresentar
vazios na peça (fato que é prejudicial). Para resolver esse problema são criados
massalotes, isto é, cavidades adicionais incorporadas ao molde que funcionam
como reservatório do metal líquido, justamente para suprir o metal nas partes que
se contraem durante a solidi�cação, especialmente a mais volumosas.
A fundição em areia é o processo mais utilizada na indústria como um todo,
responsável pela maioria signi�cativa de fundidos em todo o mundo. Esse tipo de
processo consiste no vazamento do metal fundido em um molde de areia, onde
após a solidi�cação da peça produzida é retirada com a quebra do molde (como
pode ser visualizado em nosso �uxograma básico de fundição �gura 1.2, acima ),
então essa areia é reaproveitada através de processos próprios. Muitas dessas
peças fundidas, dependendo das suas características e utilização, passarão por
novos processos, tais como usinagem da superfície, cavidade e até tratamento
térmico.
O molde em areia tem inúmeras vantagens em sua utilização, ao começar por não
ter limites de tamanho, formato, peso e complexidade da peça que será fundida,
tem baixo custo, e pode ser aplicado para a maioria das ligas. Mas, como todos os
processos, os moldes de areia também apresentam limitações, tais como as
tolerâncias dimensionais, limitação no acabamento das superfícies da peça
fundida, onde alguma usinagem é necessária após o processo de fundição. Uma
das desvantagens é a perda de 20 a 50% do material que alimenta os canais dos
massalotes.
As ligas mais comuns utilizadas no processo de fundição em moldes de areia são:
ferros fundidos, aços, ligas de alumínio, ligas de cobre e magnésio, onde podem ser
saiba mais
Saiba mais
Se você quiser saber mais sobre como são
compostos e fabricados os moldes de areia, há
uma vasta bibliogra�a a respeito, levando em
conta resistência, moldagem, compactação da
areia etc. Acesse o artigo completo.
Fonte: Elaborado pelo autor.
ACESSAR
https://sites.google.com/site/epdprocessos/fundicao/areia
produzidas peças de 200 gramas a 400 t, com limites de espessura na ordem de
aproximadamente 3 mm para ligas leves e 6 mm para ligas ferrosas. São vários os
exemplos de peças produzidas através de moldes de areia, podemos citar: bloco de
motores, cabeçotes, cilindros de laminação, carcaças de motores e bombas, entre
outras inúmeras peças fabricadas na indústria de manufatura.
Outro tipo de processo de fundição em molde é o em casca ou shell também
denominado processo de croning, nome dado em homenagem ao seu criador o
alemão Johannes Croning, onde o molde é fabricado com a mistura de areia e
resina, esse tipo de molde é caro, devido as suas características de fabricação, não
pode ser limitado a produção de pequenos lotes, porém, para alguns casos, ele
resulta peças com maior precisão, temos como exemplos: caixas de engrenagens,
cabeçotes, componentes de transmissão, etc. Mencionaremos a seguir os tipos de
fundição.
Fundição em Matriz por Gravidade
É o processo esse que consiste no uso de um molde permanente normalmente de
ferro fundido, aço ou bronze, onde o metal é derramado para preencher esse
molde, pela força da gravidade. Esses moldes permanentes são compostos
normalmente por duas partes, para conter os canais de vazamento e massalotes.
Possui também uma característica onde a peça moldada possa ser extraída
rapidamente (ganhos de produção em escala), outra característica desse tipo de
molde, ele é mantido em alta temperatura durante o processo, para garantir sua
produção e reduzir a fadiga do material que o compõe. As vantagens desse tipo de
molde, é  que pode ser utilizado milhares de vezes, tem alta precisão dimensional
da peça fundida, bom acabamento super�cial, alta produtividade de peças
fundidas, porém, com a desvantagem de ter custo alto de fabricação, limitação da
complexidade e tamanho da peças que serão produzidas e limitação da vida útil
quando aplicado em metais de alta temperatura de fusão, como por exemplo o
aço. Alguns exemplos de peças que podem ser produzidas através de desse
processo são: cabeçotes de cilindros, pistões, engrenagens, entre outros.
Fundição Sob Pressão
O que diferencia esse processo em relação ao processo por gravidade, é que o
metal é vazado no molde sob pressão garantindo o total preenchimento das
cavidades do molde. Neste processo, o molde é fabricado em aço ferramenta,
sendo refrigerado na água e possui duas partes para abertura e fechamento
automático.
Existem nesse processo dois tipos de fundição sob pressão: câmara fria e câmara
quente. Na câmara fria o metal é fundido em forno independente da máquina de
injeção, já na câmara quente o pistão é submerso parcialmente no metal líquido, e
o ciclo de injeção neste caso é rápido, uma vez que o metal líquido é injetado na
mesma câmera que é fundido, facilitando sua transferência para o molde. A
aplicação de cada um deles, será de acordo com o tipo de liga que se está
trabalhando.
As vantagens do processo de fundição sob pressão são: bom acabamento
super�cial, excelente precisão dimensional das peças, principalmente as de menor
tamanho, alta taxa de produção na ordem de 200 peças/hora, peças com
geometria complexa também são favoráveis nesse processo, pois garante o
preenchimento completo do molde. Já as desvantagens do processo de fundição
sob pressão são: alto custos das ferramentas, limitação das ligas não ferrosas de
alta �uidez, limitação do tamanho das peças que serão injetadas. As ligas mais
utilizadas nesse processo são: alumínio, zinco, magnésio, chumbo, ligas de cobre e
estanho. Os componentes ou peças fabricadas nesse tipo de processo são:
componentes de bombas, algumas partes de motores, caixas de transmissão,
artefatos domésticos, de artes e brinquedos.
Fundição por Centrifugação
Esse processo é muito interessante, pois o metal é vazado enquanto o molde está
em movimento rotacional, uma vez que pela rotação, a força centrífuga gerada cria
uma pressão além da gravidade facilitando e permitindo a �uidez desse metal
fundido ao longo das paredes do molde, que vai se solidi�cando e criando uma
heterogeneidade microestrutural causadas pela centrifugação.
As principais vantagens desse tipo de fundição são: produzir uma grande variedade
de peças cilíndricas e boa precisão dimensional. Já as restrições são: a limitação de
peças com geometrias mais complexas e alto custo do equipamento. As aplicações
para esse tipo de processo são a fabricação de tubos, de vasos de pressão,
carretéis de bobinadeiras, camisa de cilindro de motores, cilindros de laminação
etc.
Fundição de Precisão
Também chamado de microfusão ou, fundição por cera perdida. Neste processo é
utilizado molde cerâmico revestido com cera e argamassa. As vantagens desse
processo, além da precisão, é que as peças podem ser fundidas em grande escala,
fundir peças com geometrias complexas, com muitos detalhes, cantos vivos, maior
precisão dimensional e superfícies mais lisas. Podem ser utilizadas qualquer tipo de
liga, uma vez que o molde cerâmico permanece em alta temperatura durante o
processo. As peças produzidas nesse processo quase não necessitam de novas
etapas de processos após sua produção, possuem ótimas propriedades mecânicas.
Já as desvantagens são: devido a baixa taxa de solidi�cação, algumas peças que
possuam grande sessões, limitam a tenacidade e a resistência à fadiga. Limitação
para peças maiores, o ideal é que essas peças não ultrapassem os 5 kg de peso.
Exemplos de peças produzidas através desse processo são: peças aeronáuticas,
como partes dos motores de avião, sistema de combustão, instrumentos de
controle, equipamentos aéreos espaciais, equipamentos de comunicação,
armamentos de pequeno porte, equipamentos médicos e odontológicos, entre
outros. Os metais mais utilizados nesse tipo de fundição são: ligas de alumínio,
cobre, níquel, cobalto, titânio, aço-carbono, aços-inoxidáveis e aços-ferramentas.
Para concluir, há outros tipos de processosde fundição não tão comuns, mas
importantes como: conformação por spray, Tixofundição e Fundição em molde
cheio. Portanto, a escolha do processo de fundição, depende muito das
características geométricas e complexas da peça a ser produzia, sua função,
material envolvido, etc., porém temos que ter em mente que as propriedades
mecânicas obtidas pela processo de fundição, geralmente são inferiores que as
obtidas pelo processo de conformação.
praticar
Vamos Praticar
Durante o processo de fundição, as características construtivas dos moldes são de suma
importância para a boa qualidade da peça fundida.
Figura 1.4 -  Processo de fundição
Fonte: 123rf/ Yongyut Rukkachatsuwan
Claudio Shyinti Kiminami. Introdução aos processos de fabricação de
produtos metálicos . 3ª edição. São Paulo: Blucher, 2018.
Assim, no momento do escoamento  da liga no molde, assinale a alternativa que indique
qual é a principal função dos canais dos massalotes dentro  dos moldes?
a) Manter a liga em alta temperatura dentro do molde.
b) Não há perdas de material com o uso de massalotes nos moldes.
c) A função dos massalotes é eliminar os gases provenientes da fusão das ligas.
d) Os massalotes são criados, para evitar solidi�cação antecipada, e assim evitar
vazios na peça.
e) Os massalotes �cam posicionados na área externa do molde com o objetivos de
melhorar o resfriamento.
A metalurgia do pó, denominada sinterização, é um processo altamente
desenvolvido na manufatura de peças metálicas ferrosas e não ferrosas.
Basicamente, os pós metálicos (Figura 1.5), são con�gurados em um ferramental
apropriado, em seguida há um aquecimento controlado com temperaturas abaixo
do ponto de fusão do metal base, a �m de promover uma ligação metalúrgica entre
as partículas (Figura 1.6). Esse aquecimento, chamado sinterização (cuja
temperatura ideal de sinterização é na ordem de 2/3 a ¾ da temperatura de fusão
da liga considerada), fornece ao pó aglomerada, propriedades mecânicas e físicas
desejadas, outros pontos que favorecidos, são maior resistência mecânica, melhor
tolerância dimensional e melhor acabamento, etc.
Processos de SinterizaçãoProcessos de Sinterização
Assim concluímos que a sinterização é um processo que economiza material de
forma extrema, pois não há geração de cavacos (como por exemplo existe no
processo de usinagem que normalmente chega a 50% de perda do peso do
material bruto que é usinado), assim, concluímos que uma peça sinterizada, usa
mais de 97% do seu material original, ou seja, de fato é um processo muito
econômico em termos de uso de material.
Uma das características da sinterização, e que se consegue a fabricação de
componentes de uso universal, como por exemplo os mancais auto lubri�cantes,
pois a porosidade existente no mancal sinterizado pode ser preenchida com óleo
garantindo assim uma lubri�cação e�caz. Também é através da sinterização que
são produzidas ligas de altíssima dureza e podem ser criadas ligas-cerâmicas.
As vantagens e desvantagens da sinterização são: Reduz ao mínimo a perdas de
matéria prima; Controle de forma exata a composição química desejada da peça
produzida; Na maioria dos casos, elimina outras operações sequenciais como
usinagem, tratamento térmico; Possibilitam um bom acabamento super�cial;  É um
processo produtivo de fácil automação; Obtêm-se produtos �nais com alta pureza;
Facilidade de alcançar a resistência requerida em projeto de uma peça.
Figura 1.6 -  Processo de sinterização (esquema básico),
Fonte: Elaborado pelo autor.
As características mais importantes dos pós são a granulação e a forma e tamanho
das partículas. Essas partículas podem ser esféricas, acirculares, dendríticas, etc.
Essas partículas medem entre 0,400 a 0,0001 mm. Dentro da fabricação pelo
processo de sinterização, poderá haver necessidades de operações chamadas
secundárias, tais como: recompressão, in�ltração e impregnação. A recompressão
seria uma correção, dependendo da sua forma geométrica, a peça se deforma
durante o processo de sinterização, assim há necessidade de uma operação
adicional de recompressão para garantir às tolerâncias apertadas, rugosidade
entre outras. Assim, a recompressão é uma operação similar à compressão, ao
invés de pó, há uma compactação de uma peça sinterizada. A in�ltração, é o
processo de fechamento dos poros (total ou parcial) da peça já sinterizada, com
metal ou liga da fusão mais baixa. A impregnação, é a que aproveita da porosidade
da peça sinterizada, para impregnar óleo, graxas, impermeabilizantes, evitando a
corrosão da peça e também, melhorar a sua lubri�cação. Para essa impregnação
existem três métodos básicos: banho quente ou frio, banho parcial da peça e o
método vácuo. Os fornos para sinterização são: a gás ou elétricos por resistência
1°
As bobinas de aço chegam da siderurgia de
acordo com as necessidades dos clientes
(onde há um complexo processo de fabricação
do aço), essa bobina ao ser desenrolada, entra
em uma máquina corte (cortada em várias
dimensões).
ou indução, estes fornos possuem atmosfera protetora, para evitar oxidação das
peças.
As peças de ferro sinterizadas são tratadas termicamente para obter aumento da
tração ao desgaste, dureza ou combinação das duas. Os tratamentos são:
têmperas, cementação, carbonitretação, nitretação e tratamento a vapor, diferente
de outros processos, após a sinterização, as peças passam por um acabamento
(operações secundárias) tais como limpeza e Rebarbação. Já o acabamento
super�cial das peças sinterizadas é considerado bom quando comparados com os
processos de usinagem, micro fundidas ou forjadas. A rugosidade das peças
sinterizadas são bem diferentes em relação a outros processos.
reflita
Re�ita
As empresas que detêm certi�cação ISO 14.000 - gestão ambiental,
possuem várias políticas de descarte, tratamentos etc. Quando
falamos de montadora, há o envolvimento de vários fornecedores,
que vão de parafusos até pneus, porém nem todos estão
cumprindo as certi�cações ligadas a gestão ambiental, que impacta
o meio ambiente. Dentro dos processos de fabricação vistos, ou
até exempli�cados, como por exemplo a “fabricação de um
automóvel”, realizado por uma montadora, muitos deles geram o
que chamamos de “processos com aparas” ou resíduos, que
podem ou não ser reciclados, a pergunta é: o Brasil está
preparado, ou possui uma política de descarte e ou reciclagem
desses resíduos?
Fonte: Elaborado pelo autor.
Algumas peças sinterizadas que possuem geometrias complexas, muitas vezes,
necessitam de processo secundários, como por exemplo: de usinagem, tais como
furos transversais, sangrias, roscas, entre outras. Os processos de usinagem mais
comuns são: torneamento, fresagem, furação e rosqueamento, reti�cação,
rebarbação.
praticar
Vamos Praticar
São várias as vantagens do processo da sinterização ou metalurgia do pó, gerando
ganhos no processo, qualidades excelentes nas peças produzidas, além de ser um
processo que não há quase necessidades de operações secundárias.
Figura 1.5 - Pós metálicos diversos
Fonte: 123rf/ Mona Makela.
Claudio Shyinti Kiminami. Introdução aos processos de fabricação de
produtos metálicos . 3ª edição. São Paulo: Blucher, 2018.
Nesse sentido, assinale a alternativa que indique uma das vantagens do processo de
sinterização:
a) O processo de sinterização gera uma quantidade semelhante de cavacos, como
no processos de usinagem.
b) A temperatura de sinterização do pó é muito próxima da temperatura de fusão
dos pós que estão sendo utilizadas nesse processo.
c) O processo sinterização pela sua complexidade é um processo produtivo de
difícil automação.
d) Uma das características da sinterização, e que se consegue a fabricação de
componentes de uso universal, como por exemplo os mancais auto lubri�cantes;
e) As peças de ferro produzidas pelo processo de  sinterização, não precisam de
operações secundárias.
praticar
Vamos Praticar
Com o aumento da produção de peças fundidas e com a competitividade cadavez mais
acirrada as fundições tem necessidade de melhorar a qualidade e desenvolvimento de
seus produtos, procurar a redução dos custos e prazo de entrega. Um dos caminhos mais
fáceis para tal está na mão do fundidor: é saber as causas raiz dos seus defeitos, para
tomar ação corretiva.
LabMat. Workshop de fundição .- Defeitos da área de fundição. UFRGS:
https://pt.slideshare.net/JosivaldoChaves/seminrio-defeitos-de-fundio
Os defeitos deste trabalho são somente visuais. nesse sentido, assinale a alternativa que
indique quais desses defeitos apresentados estão corretos em termos de causas no qual
podem ser observados a olho nu pelo operador:
https://pt.slideshare.net/JosivaldoChaves/seminrio-defeitos-de-fundio
a) Protuberância metálica ou rebarba, são causadas pelo material (ligas)
inadequadas!
b) As cavidades também chamadas de porosidades, gases ou bolhas nas peças
fundidas , tem a ver com a temperatura inadequada da liga no momento do
derramamento no molde.
c) As trincas que são rupturas ou fraturas, são causadas somente quando a peça
está  fria
d) Superfícies defeituosas, por esmagamento, são causadas a grande maioria pelo
molde.
e) As peças fundidas �cam incompletas, exclusivamente, pelo mal
dimensionamento dos moldes.
indicações
Material
Complementar
FILME
Processo de uma fundição de aço
Comentário: o �lme  mostra todo o processo completo de
um fábrica de fundição, importante para o aluno perceber
o funcionamento de uma fundição e seus respectivos
processos, moldagem, projetos, equipamentos como
fornos de fundição, ligas e acabamentos das peças após
fundição, bem como o controle de qualidade.
TRA ILER
LIVRO
Introdução aos processos de fabricação de
produtos metálicos
Claudio Shyinti Kiminami
Editora: Blucher
ISBN: 9788521206828
Comentário: Livro de fácil leitura, com muitas ilustrações
onde o alunos poderão visualizar todos os processos aqui
comentados, aplicações, estudos de casos, bem como
informações técnicas adicionais para aprofundamento dos
assuntos tratados.
conclusão
Conclusão
Neste capítulo, começaremos a formar ideias a respeito de processos, iniciando por
meio da noção dos tipos de processos, processos que geram resíduos (aparas) e
processos que não geram resíduos. Na sequência terão uma noção básica dos
processos de fundição, aplicação, ligas, equipamentos, moldes, tipos de moldes,
características dos moldes, como canaletas, massalotes, a formação de moldes
diversos de acordo com a necessidade de fabricação de determinadas peças. Na
sequência o aluno terá uma noção básica do processo de sinterização, ou
metalurgia do pó, como ocorre esse processo, o que são pós metálicos, e como são
processados. Tudo que foi aqui tratado pode ser aprofundado, com diversas
publicações de fácil acesso em livros especializados, bem como  materiais diversos
na internet, portanto cabe ao aluno enriquecer seus conhecimentos e buscar
informações a respeito dos assuntos aqui tratados.
referências
Referências
Bibliográ�cas
KIMINAMI, Claudio Shyinti. Introdução aos processos de fabricação de produtos
metálicos . 3ª edição. São Paulo: Blucher, 2018.
Artigo de Revista
FS, Fundição e Serviços e. Título: Controle de Processo, para desgase�cação de ligas
de Al. . Título do periódico , São Paulo
http://www.arandanet.com.br/assets/revistas/fs/2017/setembro/index.php , revista
nº 295, 12 à 21, Set e 2017.
Documento Eletrônico – Com autor
FONSECA, Roberto Saraiva , Sinterização,.Metalugia do pó, trabalhos de Engenharia
Mecânica.Docsity. Disponível em: < https://www.docsity.com/pt/sinterizacao-
metalurgia-do-po/4715888/ > Acesso em: 02/jan/2020.
Documento Eletrônico – Sem autor
A sinterização rápida, sua aplicação, análise e relação com as técnicas
inovadoras de sinterização . SciELO Disponível em: <
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0366-69131998000600004
> Acesso em: 03/jan/2020
http://www.arandanet.com.br/assets/revistas/fs/2017/setembro/index.php
https://www.docsity.com/pt/sinterizacao-metalurgia-do-po/4715888/
https://www.docsity.com/pt/sinterizacao-metalurgia-do-po/4715888/
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0366-69131998000600004