Atividade Tecnologia Mecânica (Respostas)

Prévia do material em texto

Atividade Discente Efetiva de Tecnologia Mecânica.
Lista de exercícios para fixação de conteúdo, sem valor de avaliação.
Defina processo de fundição.
Fundição é um processo de fabricação onde um metal ou liga metálica no estado liquido é vazado por gravidade, em um molde com formato e medidas correspondentes aos da peça a ser produzida e se solidifica.
O processo pode ser classificado de acordo com o tipo e o modelo do molde e/ou pela força exercida para preencher o molde com o metal liquido.
Por que o processo de fundição é mais vantajoso quando comparado com outros processos de fabricação?
Porque é mais econômico, partindo do metal líquido para o produto final. Possui poucas limitações e é possível a obtenção de peças com detalhes complexos, com larga possibilidade de dimensões e grau de acabamento.
Quais os dois grandes grupos a partir dos quais se podem dividir os processos de fundição quanto ao molde? 
Processo do tipo molde descartável: Molde é sacrificado para remover a peça. 
Processo do tipo molde permanente: Molde é feito de metal e pode ser usado para fazer várias peças. 
Quais os principais processos de fundição? Discorra de maneira resumida sobre esses processos.
- Molde em areia verde
Consiste na elaboração do molde com areia úmida modelada pelo formato do modelo da peça a ser fundida. É o método mais empregado, pois serve para todos os metais. É especialmente apropriado para peças de tamanho pequeno e médio. Não é adequada para peças grandes, de geometria complexas, nem para acabamentos finos, pois ficam as marcas de corrugamento da areia, e sua tolerância dimensional é reduzida.
- Molde em areia seca
Este tipo de molde se consolida em altas temperaturas. Este método utilizado para aumentar a resistência mecânica e a rigidez da forma de fundição. Este processo permite a modelação de peças de grande dimensões e geometrias complexas. A precisão dimensional é boa e o acabamento superficial é bom, pois o corrugamento das peças causado pela areia é bem menor.
- Fundição por injeção
O molde é mecanizado. Existem menos restrições à geometria das peças, pois o molde é fabricado por modernos processos como eletroerosão, por laser, entre outros, que dão excelente acabamento, possibilitando menos usinagens nas peças.
- Fundição sob pressão
Consiste em forçar o metal liquido sob pressão, a penetrar na cavidade do molde, chamado matriz. Esta é metálica, portanto de natureza permanente e , assim pode ser usada inúmeras vezes. Devido à pressão e a consequente alta velocidade de enchimento da cavidade do molde, o processo possibilita a fabricação de peças de formas bastante complexas e de paredes mais finas do que os processos por gravidade, permitem. A matriz é geralmente construída em duas partes, que são hermeticamente fechadas no momento do vazamento do metal líquido. Ela pode ser utilizada fria ou aquecida à temperatura do metal líquido, o que exige materiais que suportem essas temperaturas. O metal é bombeado na cavidade da matriz e a sua quantidade deve ser tal que, não só preencha inteiramente esta cavidade, como também os canais localizados em determinados pontos para evasão do ar. Esses canais servem igualmente distribuídos para garantir o preenchimento completo das cavidades da matriz.
- Fundição por centrifugação
O processo consiste em vazar-se metal líquido num molde dotado de movimento de rotação, de modo que a força centrífuga origine uma pressão além da gravidade, que obriga o metal líquido ir de encontro com as paredes do molde onde aquele se solidifica. Um dos exemplos mais conhecidos de utilização do processo, corresponde a fabricação de tubos de ferro fundido para linhas do suprimento de água. A máquina empregada, consiste essencialmente de um molde metálico cilíndrico, montado em roletes, de modo que nele se possa aplicar o movimento de rotação. Esse cilindro é rodeado por uma camisa de água estacionária, montada por sua vez, em rodas, de modo a permitir que o conjunto se movimente longitudinalmente.
- Fundição contínua
Neste processo, as peças fundidas são longas, com secções quadrada, retangular, hexagonal ou de formatos diversos. Em outras palavras, o processo funde barras de grande comprimento com as secções mencionadas, as quais serão posteriormente processadas por usinagem ou pelos métodos de conformação mecânica no estado sólido. Em princípio, o processo consiste em vazar-se o metal líquido num cadinho aquecido. O metal líquido escoa através de matrizes de grafite ou cobre, resfriados na água.
Explique os processos de fundição do tipo cera perdida e plena
- Fundição Plena
Utiliza um molde de areia compactada em torno de um modelo de espuma de poliestireno, que evapora quando o metal fundido 	é vertido no molde. 
Inicialmente o poliestireno é revestido com um composto refratário. Depois o modelo de espuma é colocado numa caixa com areia compactada em volta. Então o metal fundido é vertido no molde e o poliestireno é vaporizado permitindo o metal preencher toda cavidade do molde. 
- Cera perdida
Um modelo de cera é revestido com um material refratário para fazer o molde. Depois a cera é derretida antes do vazamento do metal fundido, restando apenas o material refratário, servindo como molde. Após a solidificação o molde é quebrado para a retirada da peça. É capaz de produzir componentes com alta precisão e detalhes complexos. 
Explique o processo de fundição do tipo molde descartável e cite exemplos
Processo no qual o molde é sacrificado para a remoção da peça.
Fundição em areia; moldagem em casca (Shell molding); Moldagem à vácuo; Poliestireno expandido; Cera perdida; molde de gesso ou cerâmica.
Cite e organize em sequência apropriada (fluxograma) as operações envolvidas num processo de fundição em areia.
Modelagem > Macharia > Fusão > Vazamento do Fundido > Solidificação > Remoção do fundido > Limpar e inspecionar a peça > Tratamento térmico
Cite os componentes básicos e uma mistura de moldagem a verde.
Areia sílica, argila e água. 
Cite duas vantagens e duas desvantagens da moldagem a verde.
- Vantagens
1. A moldagem por areia verde é o mais barato dentre todos os métodos de produção de moldes. 
2. Menor distorção de formato do que nos métodos que usam areia seca, porque não há necessidade de aquecimento. 
3.As caixas de moldagem estão prontas para a reutilização em um mínimo espaço de tempo. 
4.Boa estabilidade dimensional. 
5.Menor possibilidade de surgimento de trincas.
- Desvantagens
1. O controle da areia é mais crítico do que nos outros processos que também usam areia. 
2. Maior erosão quando as peças fundidas são de maior tamanho. 
3. O acabamento da superfície piora nas peças de maior peso. 
4. A estabilidade dimensional é menor nas peças de maior tamanho.
Como se chamam os dutos que conduzem o metal líquido para o interior do molde?
Canais de alimentação são as vias, ou condutos, por onde o metal líquido passa para chegar ao molde.
Quando se diz que o molde é de areia verde ou de areia seca?
O molde em areia verde é uma mistura de areia, argila e água; significando que existe umidade no molde. Já o molde em areia seca utiliza aglutinantes orgânicos, em vez de argila; utilizada para aumentar a resistência mecânica e rigidez do molde de fundição e peças de grande porte.
Qual a diferença básica entre o processo de moldagem a verde e o processo Shell?
A utilização de resina sintética misturada com a areia, que pelo processo de cura da mesma, forma uma casca que dispensa o uso das caixas.
Quais são as diferenças operacionais e metalúrgicas entre a fundição num molde de areia e num molde metálico.
O molde de areia, que é considerado molde descartável, além de fundir quase todas as ligas incluindo metais com temperaturas de fusão elevadas, possui a vantagem de poder fazer peças com geometria mais complexas. 
Já um molde metálico, que é considerado de molde permanente, pode ser utilizado para a fabricação de várias peças e assim aumentar a taxa de produção se comparadas com o molde em areia.
Noque diz respeito a dimensão e peso do fundido. Quais os processos mais indicados para um fundido de grandes dimensões e um fundido de pequenas dimensões?
O processo de fundição em areia é o mais recomendado para peças grandes, enquanto os demais processos são limitados a peças médias ou pequenas.
A moldagem em areia seca á utilizado em peças de qualquer dimensão ou peso, desde que se queira um bom acabamento.
A precisão dimensional e o acabamento superficial variam grandemente de processo para processo. Qual o processo que confere melhores acabamento superficial e tolerância dimensional?
A fundição à cera perdida é a que confere melhores acabamentos superficiais, precisão dimensional e tolerâncias à peça.
Os processos de fundição também devem ser analisados levando em consideração o aspecto econômico. Que aspectos econômicos devem ser considerados na fabricação de uma peça por fundição?
- O valor do sobremetal da fundição;
- Custo do molde e do modelo (geralmente nos processo de molde permanente possui uma vantagem por utilizar o mesmo molde inúmeras vezes, baixando o custo);
- Capacidade de produção (no caso dos processos de molde descartável que não podem ser automatizados).
Escreva V para as sentenças corretas e F para as sentenças erradas.
( F ) Na fundição, a produção de peças é demorada e sempre em pequena quantidade.
( V ) As peças fundidas podem ter tamanhos pequenos ou muito grandes e formatos simples ou complicados.
( F ) A fundição só produz peças com acabamento muito ásperos.
( V ) A moldagem mecanizada é feita por máquinas de moldar automática ou semi-automática
( V ) A areia de fundição é uma mistura refratária plástica
( F ) A contração da peça acontece durante a fusão. [Falso pois a contração da peça ocorre durante o resfriamento]
( V ) Para eliminar os gases, o molde deve ter boa permeabilidade
( F ) Um molde não necessita resistir à pressão do metal líquido
O que significa fabricação por usinagem?
R: Atribuição de formas e dimensões a uma peça por meio da remoção de material da peça.
O processo de usinagem pode ser dividido basicamente em duas etapas, descreva-as.
R: Desbaste – Fase de máxima remoção de material no menor período possível, acabamento característico ruim e sempre deve-se deixar sobremetal para a segunda fase
Acabamento – Fase de remoção do sobremetal deixado pelo desbaste, pequena remoção de material com grande tempo de processo, etapa onde são assegurados as tolerâncias dimensionais e superficiais da peça.
Descreva, de forma sucinta, as principais diferenças e semelhanças entre o processo de torneamento e mandrilamento.
R: Tanto o processo de torneamento quanto o mandrilamento são utilizados principalmente para usinagens cilíndricas e cônicas, porém no torneamento a usinagem se dá devido a rotação da peça, sendo indicado para peças incialmente cilíndricas ou de massa centralizada, já no mandrilamento a ferramenta que executa a rotação e são utilizados em peças e conjuntos que seriam inviáveis de realizar em tornos.
Quais os dois principais mecanismos responsáveis pela deformação plástica? 
Escorregamento ou movimento de discordâncias, e maclação. 
Explique o que acontece a um metal quando ele é trabalhado a frio. 
Ocorre o encruamento ou endurecimento pela deformação à frio do mesmo, tal fenômeno modifica a estrutura dos metais. 
Por que um metal trabalhado a frio deve ser recozido? 
Para evitar a ruptura da peça, que ocorre devido à perda de ductilidade e tensões residuais decorrentes do trabalho a frio. O objetivo do recozimento é aliviar as tensões 
originadas em processos de conformação mecânica. 
Quais os fatores metalúrgicos que influem no fenômeno de encruamento? 
Temperatura de trabalho, velocidade de deformação (maior velocidade, maior grau de encruamento), tratamento térmico que já sofreu (deformação) e tamanho de grão. 
Como age um metal acima de sua temperatura de recristalização? 
Na prática, a temperatura de recristalização é convencionalmente definida como aquela em que o me tal severamente encruado recristaliza totalmente no espa ço de uma hora. Acima da sua temperatura de recristalização, ocorre no metal a deformação a quente, onde os defeitos são criados e logo após são rearranjados e/ou eliminados. 
Quais são as etapas do recozimento e como diferenciá-las? 
Recuperação (restauração das propriedades físicas do metal trabalhado a frio sem que ocorra alguma mudança visível na microestrutura), recristalização (substituição da estrutura trabalhada a frio por um novo grupo de grãos livres de deformação) e crescimento de grão (Ocorre por aquecimento prolongado acima da temperatura de recristalização). 
Quais são as vantagens e desvantagens de trabalhar os metais a quente? 
Vantagens 
Menos energia para deformar o material. 
Maior habilidade para o escoamento plástico sem o surgimento de trincas. 
Diminui a heterogeneidade da estrutura dos lingotes fundidos. 
Promove um aumento na ductilidade e na tenacidade, comparado ao estado fundido. 
Desvantagens: 
Alto consumo de energia para o aquecimento (principalmente elétrica). 
Baixa qualidade dimensional e superficial. 
Sofre oxidação e contração térmica. 
Diferencie os processos de conformação plástica dos processos por usinagem. 
A diferença fundamental entre ambos os processos reside no fato de que o processo de usinagem, uma vez que ocorre a remoção de material, há a variação de volume. Enquanto nos processos de conformação plástica não há variação de volume. 
Usinagem:
Caracterizado por um processo de remoção de material. 
Trabalha-se inicialmente com a peça bruta. 
Altamente preciso. 
Destinado a alto grau de acabamento. 
Trabalho à Temperatura ambiente. 
Sobra de materiais (cavacos, farpas, etc.). 
Uso de máquinas relativamente leves (tornos, fresas, serras...). 
Conformação Plástica: 
Processo de alteração da geometria do material mediante esforços mecânicos. 
Temperatura tanto ambiente (à frio) quanto elevada (à quente). 
Pode-se fazer uso de moldes para a conformação. 
Sobra de materiais (rebarbas). 
Uso de máquinas pesadas. 
Por que os processos de conformação plástica que fornecem produtos acabados são normalmente realizados a frio? 
Processos que fornecem produtos acabados são normalmente realizados a frio pois eles possibilitam uma maior exatidão das dimensões e características d o produto visto que à frio não estão sujeitos a efeito s como o de contração térmica e crescimento de grãos, por exemplo. 
Cite aplicações da extrusão a quente e da extrusão a frio. 
A extrusão a quente é realizada quando exige grande esforço para a deformação. Um exemplo típico de material extrudado a quente é o aço. Reduções de área da ordem de 1:20 podem ser conseguidas. No caso de materiais mais dúcteis, com o alumínio, as reduções obtidas com a extrusão são da ordem de 1:100. 
Na extrusão a frio, o material endurece por encruamento durante a deformação porque os grãos do me tal se rompem e assim permanecem, aumentando as tensões na estrutura e, consequentemente, sua dureza. 
Sobre polímeros pede-se:
a) Dar uma definição dos polímeros.
b) Dar uma definição dos plásticos.
a) Polímeros são macromoléculas obtidas pela polimerização de monômeros (pequenas moléculas que se condensam em outras, dando origem às macromoléculas).
b) Plásticos são materiais artificiais formados pela combinação de carbono com oxigênio, hidrogênio, nitrogênio e outros elementos orgânicos ou inorgânicos que, embora sólidos no seu estado final, em alguma fase de sua fabricação 
apresentam-se sob condição de líquidos viscosos. 
Citar 4 características gerais dos materiais plásticos (vantagens) . 
a) Leveza (manuseio fácil) , inalterabilidade (umidade, corrosão) , aspecto (transparência, cor), manutenção, impermeabilidade, isolação, amortecedor de choques, etc.
Citar 4 características gerais dos materiais plásticos (desvantagens). 
b) Resistência mecânica, térmica, dilatação, retração, resistência ao risco, umidade, envelhecimento (UV, oxigênio). 
Qual é o ob jetivoda copolimerização? 
Copolímeros são ligas de 2 ou mais polímeros, que tem como objetivo o de obter propriedades não disponíveis para um homopolímero. 
Qual é a diferença de estrutura entre termoplásticos e termofixos ? 
Os termoplásticos são compostos por polímeros lineares ou pouco ramificados, sendo as cadeias ligadas entre si por ligações de Van Der Waals (fracas), enquanto os termofixos são compostos por polímeros tridimensionais (ramificados).
Descrever o principio do processo de moldagem:
por compres são
por extrusão;
por sopro;
por injeção . 
a) Compressão: a chapa de plástico é amolecida e comprimida dentro do molde.
b) Extrusão: o plástico (granulado) é colocado na máquina e aquecido, sendo empurrado através de um bocal (Matriz) e resfriado na saída. 
c) Por sopro: os tubos são aquecidos e os moldes dão forma a peça, sendo soprado ar dentro dela para ajudar na sua moldagem.
d) Injeção: é o processo que dá origem a peças de formato mais complexo – se faz um molde e se injeta o plástico (em temperaturas para as quais o plástico fica bastante líquido).