Slides.Fundição

Prévia do material em texto

Leandro Seco

Produtos
Fundição, definição
O processo de fundição consiste em vazar 
(despejar) metal líquido num molde 
contendo uma cavidade na geometria 
desejada para a peça final. 
Tipos dos processos de 
Fundição
Os processos podem ser classificados: 
 Pelo tipo de molde, descartável ou 
permanente.
 Pela força ou pressão que o liquido vai 
preencher a cavidade.
Metais para a Fundição
O processo de fundição aplica-se a vários tipos de metais:
 Ligas ferrosas:
aços
ferros fundidos
 Ligas não ferrosas:
alumínio
cobre 
zinco
magnésio
Vantagens da Fundição
 Baixo custo
 Possibilita a fabricação de peças nas
mais variadas formas geométricas;
 Pode ser fabricado peças de grande
porte;
 Redução de matéria-prima;
 Redução de processos subsequentes;
 Utilização da mesma matriz para milhares
de peças;
 Alta capacidade de produção
Propriedades Físicas dos metais 
fundidos.
 Resistência:
 ao desgaste, por possuírem grafita, que
age como lubrificante;
 À abrasão;
 À corrosão;
 À altas temperaturas;
 Amortecimento de vibrações,
característica fundamental para bases
de máquinas;
Classificação
Os processos podem ser classificados em cinco 
grupos básicos:
Areia Verde (molde é descartável).
Molde Permanente (molde é metálico).
 Injeção (o metal líquido entra sob 
pressão).
Cera Perdida (molde e modelo são 
descartáveis).
 Shell Molding ( fundição em casca)
Fatores a considerar
 Quantidade de peças a produzir 
 Projeto da fundição 
 Tolerâncias requeridas 
 Grau de complexidade 
 Especificação do metal 
 Acabamento superficial desejado 
 Custo do ferramental 
 Comparativo econômico entre usinagem e 
fundição 
 Limites financeiros do custo de capital 
 Requisitos de entrega 
Áreas de utilização
 Máquinas e Implementos Agrícolas; 
 Veículos de Transporte, Motores e 
Tratores; 
 Indústria Automobilística; 
 Máquinas Operatrizes; 
Fenômenos associados à 
solidificação do material no molde
Cristalização e a formação de dendritas:
Fenômenos associados à solidificação 
do material no molde
Contração de volume:
Fenômenos associados à solidificação do 
material no molde
Concentração de impurezas:
Fundição Areia 
Verde
FUNDIÇÃO EM AREIA 
Definição
 O processo em areia verde é o mais
simples e mais usado nas empresas do
ramo. A preparação do molde, neste
caso, consiste em compactar mecânica
ou manualmente uma mistura refratária
plástica chamada areia de fundição,
sobre um modelo montado em uma caixa
de moldar.
Definição
 É chamado de areia verde porque a mistura 
mantém sua umidade original, ou seja, o molde 
formado pela mistura não passa por processo 
de secagem. 
 Modelo, cópia da peça em tamanho físico real
Processamento em etapas:
Moldagem em areia a partir de um 
modelo;
Finalização do molde, canais 
alimentação, respiração;
Fechamento do molde;
Vazamento;
Desmoldagem;
Acabamento;
Exemplo de Moldagem
Exemplo de Moldagem
Moldagem:
 Fabricação do molde, que contem uma cavidade
que reproduz a geometria da peça.
 Os elementos típicos:
 Canais (de entrada, descida, alimentação);
 Massalotes (para compensar as contrações 
dimensionais do metal durante a solidificação);
 Macho (componente utilizado para evitar que o metal 
ocupe um determinado espaço do molde, gerando 
uma cavidade na peça final).
Materiais usados para o modelo
 modelos em isopor
 modelos em madeira
 modelos em plástico (epóxi)
 modelos em metal (alumínio –
ferro – bronze)
A qualidade e custo crescem em 
direção ao modelo em metal.
Vazamento:
 Despejar o metal líquido no molde. 
Desmoldagem:
Extração do metal solidificado (peça, canais e) 
do resto do molde (caixa de areia e macho)
Acabamento:
Operações de rebarbação e jateamento de 
areia na etapa de acabamento.
Propriedades
 As propriedades desejadas dependem da 
microestrutura. 
 A microestrutura , na temperatura ambiente, é 
resultante de uma série de transformações que 
começam no estado líquido. 
 Estas transformações são influenciadas pela 
composição do material e pelas variáveis de 
processo:
- velocidade de extração de calor 
- temperatura de vazamento
Microfusão 
Fundição de precisão ou Fundição em cera 
perdida
Definição
 Processo de fundição através de modelos 
elaborados em cera e revestidos com 
material refratário, também chamado de 
processo a cera perdida, com maior 
precisão na peça pronta e muitas vezes 
dispensando usinagem conforme o grau de 
tolerância requerido.
Exemplo de peças
Como é o processo
É construído uma matriz em aço 
(molde), onde é injetado cera, 
obtendo-se a peça. Estas peças 
são retiradas da matriz e dispostas 
numa “árvore” formando um 
conjunto de peças. 
Peças em cera montadas na “arvore”
Esta “árvore” é revestido com 
material cerâmico refratário, e depois 
de seco, é calcinado para aumento de 
resistência e assim a cera é derretida 
Formou-se então o “cacho” que 
deverá receber o aço em estado 
líquido, previamente analisado sua 
composição
Vazamento
O aço é despejado no interior do “cacho” 
e resfriado naturalmente. Este é 
quebrado e assim obtido um conjunto de 
peças, que são separadas, retirado as 
rebarbas e jateadas, ficando prontas para 
utilização ou usinagem de precisão.
Quebra
do 
“cacho”.
LIMITAÇOES:
Peso: de 5 gramas a 5 kg
Diâmetro: máximo de 400 mm
Comprimento: máximo 400 mm
Vantagens
 Consegue-se obter uma peça com alto grau de 
complexidade já em sua forma final,
 São mais resistentes pelo fato de serem 
monolíticas e sem soldas. 
 Pode-se trabalhar com metais difíceis de usinar 
 Liberdade de projeto, 
 Ampla variedade de ligas, 
 Tolerâncias menores em comparação com 
outros processos, 0,02 mm.
 menor perda de material, etc.
Fundição sob pressão
Molde
Motor injetado
Peça com canal 
de alimentação e 
distribuição
Esquema de funcionamento
Injeção
• Molde metálico fixo
• Exige pressão para a 
compactação do material
• Alta produtividade
Características Injeção
 Os moldes metálicos utilizados em fundição sob 
pressão são chamados de matrizes.
 É geralmente construída em duas partes que são 
fechadas hermeticamente no momento do 
vazamento do metal líquido. 
 O metal é bombeado na cavidade da matriz sob 
pressão suficiente para o preenchimento total de 
todos os seus espaços e cavidades. A pressão é 
mantida até que o metal se solidifique. Então, a 
matriz é aberta e a peça ejetada por meio de pinos 
acionados hidraulicamente. 
Matriz de injeção
Funcionamento
Vantagens da Injeção
 Apresentam maiores resistências do que as 
fundidas em areia; 
 Podem receber tratamento de superfície 
com um mínimo de preparo prévio da 
superfície;
 Possibilidade de produção de peças com 
formas mais complexas; 
 Possibilidade de produção de peças com 
paredes mais finas e tolerâncias 
dimensionais mais estreitas; 
 Alta capacidade de produção; 
 Alta durabilidade das matrizes. 
Desvantagens da injeção
Usado para ligas não-ferrosas, com 
poucas exceções; 
Limitação no peso das peças 
(raramente superiores a 5 kg.);
Retenção de ar no interior das 
matrizes, originando peças 
incompletas e porosidade na peça 
fundida; 
Alto custo do equipamento e dos 
acessórios, o que limita seu emprego 
a grandes volumes de produção.
Injetoras
MOLDE 
PERMANENTE
Desvantagens da injeção
São utilizados moldes metálicos de 
ligas de aço ou ferro fundido.
Fundição de até 100 mil peças. 
Mas sua utilização estárestrita a ligas 
metálicas com ponto de fusão mais 
baixo que ligas de aço, como chumbo, 
zinco, alumínio, magnésio, bronze e 
excepcionalmente, o ferro fundido.
VANTAGENS
Alta capacidade de produção.
Grande automação do 
processo.
DESVANTAGENS
 Não permite materiais com alto ponto de 
fusão;
 Dimensões e pesos limitados;
 A produção deve ser grande para compensar o 
custo do molde;
 Retenção de ar no interior da matriz, gerando 
peças incompletas e porosas.
MOLDE MANUAL
MOLDE AUTOMÁTICO
SHELL 
MOLDING
FUNDIÇÃO EM CASCA 
NECESSIDADE
 As desvantagens do processo em areia verde 
levaram os engenheiros a desenvolverem 
novos tipos de molde. E o uso das resinas foi 
um grande aperfeiçoamento na utilização de 
areia para a produção de moldes de 
fundição. A areia não precisa mais ser 
compactada porque o aglomerante, que é 
como uma espécie de cola, tem a função de 
manter juntos os grãos de areia. 
APLICAÇÃO
Cura da areia
Cura da areia
CASCA
Vantagens
 Permite que moldes e machos sejam estocados 
para uso posterior;
 Bom acabamento superficial;
 Estabilidade dimensional do molde;
 Tolerâncias mais estreitas;
 Facilidade de liberação de gases durante a 
solidificação;
 Mecanizável e automatizável;
 Adequado para peças pequenas e de formatos 
mais complexos.
Desvantagens
Custo mais elevado em relação à 
fundição em areia verde;
Dimensões mais limitadas em relação 
à fundição em areia verde.
Alto custo do modelo;