Material de Fundição

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PROCESSOS DE 
FABRICAÇÃO MECÂNICA
- Fundição
(cera perdida/ centrífugação/ moldagem em casca )
Prof. Fernando Michelon Marques, Msc. Eng. 
2017/2
ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO
5a Fase
Classificação dos Processos 
de Fabricação
Com remoção de cavaco Sem remoção de cavaco
Usinagem Conformação 
Mecânica
Soldagem
Fundição
Metalurgia do 
Pó
Fundição por gravidade com Molde de Areia
Fundição por gravidade com Molde Permanente
Fundição sob pressão
Fundição de precisão
Fundição por Centrifugação
Fundição em Casca
FUNDIÇÃO DE PRECISÃO
Fundição de precisão, o que é?
“Investment Casting” “Microfusão”
“Fundição por moldagem em cera perdida”
Fundição de precisão, etapas:
e sinterização do molde
Fundição de precisão
1. Em qual aspecto a fundição de precisão se
diferencia dos outros processos de fundição?
2. De que material são feitos os modelos e os
canais?
3. Qual é o outro nome dado ao processo de
fundição de precisão?
Teste seu conhecimento
Vídeo: fundição de joias - Sebastião Vieira.mp4
Vantagens
• Flexibilidade de forma;
• Tolerância dimensional estreita (0,08mm);
• Ótimo acabamento superficial, podendo
dispensar a usinagem;
Fundição de precisão
Vantagens
• Reprodução de detalhes, paredes finas, etc;
• Peças sem linhas de partição;
• Utilização de praticamente qualquer metal ou
liga, uma vez que o molde cerâmico tem
altíssima temperatura de fusão.
Fundição de precisão
Limitações
• Peso limitado, máximo 5kg, devido à elevação
do custo e à capacidade dos equipamentos
disponíveis;
• Processo oneroso;
• Processo exige um rígido controle em todas as
suas etapas para a garantia da precisão
desejada.
Fundição de precisão
Aplicações
• Palheta de turbina;
• Rotores de turbinas;
Fundição de precisão
Aplicações
• Em equipamento médico, odontológico,
óptico, para indústria têxtil, em máquinas de
escrever e equipamento de escritório, joias,
bijuterias.
• Garfos para caixa de câmbio;
Fundição de precisão
4. V ou F:
( ) O processo de fundição de precisão dispensa
operação de acabamento e rebarbação.
( ) As peças obtidas com a fundição de precisão
são pequenas (até 5 kg) e não apresentam
formatos complexos.
( ) O aço não pode ser fundido pelo processo de
fundição de precisão.
( ) Na fundição de precisão tanto o modelo quanto
o molde são destruídos após a produção da peça.
( ) As peças são produzidas com pouco ou nenhum
sobremetal para usinagem.
Teste seu conhecimento
FUNDIÇÃO 
POR CENTRIFUGAÇÃO
Classificação dos Processos 
de Fabricação
Com remoção de cavaco Sem remoção de cavaco
Usinagem Conformação 
Mecânica
Soldagem
Fundição
Metalurgia do 
Pó
Fundição por gravidade com Molde de Areia
Fundição por gravidade com Molde Permanente
Fundição sob pressão
Fundição de precisão
Fundição por Centrifugação
Fundição em Casca
Fundição por centrifugação, o 
que é?
É um processo de fundição onde 
podem ser fabricados peças cilíndricas 
ou simétricas
Fundição por centrifugação
O processo de fundição por centrifugação
consiste em vazar o metal liquido em um molde
pré-aquecido dotado de movimento de rotação
de modo que a força centrífuga origina uma
pressão que força o metal de encontro às
paredes do molde, onde solidifica.
Rotações de trabalho acima de 1000 RPM em
média.
Vídeo: como é feito dutos de ferro fundido
Fundição por centrifugação
O processo faz com que o metal
preencha pequenas seções e mantenha
um bom contato entre a moldação e o
metal.
Devido a grande pressão reduz a
incidência de poros e rechupes.
Fundição por centrifugação
Tipos de processo
A fundição por centrifugação pode ser 
separada em duas classes:
• Centrifugação horizontal
• Centrifugação vertical
Centrifugação Horizontal
Este método é utilizado para produzir
peças que possuem um eixo de revolução
horizontal.
A produção de fundidos baseia-se na
força centrífuga gerada pela rotação de
uma moldação cilíndrica que impele o
metal em fusão contra a parede do molde
para desta forma gerar a geometria
pretendida.
Centrifugação Horizontal
Esquema de um equipamento para 
fundição por centrifugação horizontal
O Molde é metálico.
Centrifugação Horizontal
Dependendo do peso e dimensão do tubo é 
possível se produzir 30 unidades por turno, a 
rotatividade é extremamente elevada. 
O vazamento do metal líquido no molde se dá em 
aproximadamente 28 Kg/seg. Portanto para um 
tubo de 200 Kg emprega-se 7 segundos apenas 
para fundição, somados a um tempo de 
centrifugação e solidificação não superior a 3 
minutos.
Fundição por centrifugação
Já no caso de uma peça fundida em areia com o 
mesmo peso, o vazamento não tem a mesma 
velocidade, para uma fundição de boa qualidade 
emprega-se no mínimo 23 seg. para concluir a 
operação. 
Veja que no primeiro caso são injetados 
aproximadamente 28 kg/s de metal, enquanto no 
segundo apenas 8,7 kg/s. 
Fundição por centrifugação
Centrifugação Vertical
1- Centrifugação propriamente dita:
A forma da superfície da peça deriva
da própria centrifugação, portanto
cilíndrica. A espessura de parede é
determinada pela quantidade de metal
vazado.
Centrifugação Vertical
2- Semi-centrifugada:
A forma é dada essencialmente pela
moldação, e a centrifugação é utilizada
apenas para fornecer uma pressão
superior a da coluna estática de liquido.
Utilizado para a fabricação de roda.
Centrifugação Vertical
3- Sob pressão devido a centrifugação:
Este processo diferencia-se dos outros 
devido ao fato do eixo de centrifugação 
ser exterior a peça para garantir o 
equilíbrio e reduzir vibrações que 
diminuem a qualidade.
Variáveis do Processo
• Temperatura de vazamento
• Velocidade de derramamento do metal
• Velocidade de rotação da moldação
• Materiais utilizados
Vantagens
• Devido a grande pressão reduz a incidência de
poros e rechupes, normalmente encontrados
em materiais fundidos estaticamente
Fundição por centrifugação
Vantagens
• Melhor acabamento superficial;
Fundição por centrifugação
Vantagens
• Solidificação direcional (da borda para o
centro);
• Menor tempo de fabricação;
• Permite trabalhar com o mínimo de
sobremetal e o rendimento metálico é
superior a 90%.
Fundição por centrifugação
Limitações
• Alto custo do equipamento e ferramental;
• A geometria da peça é limitada;
• Know-How.
Fundição por centrifugação
Aplicações
• Rolos de mesa de laminação (aço ligado e
inox);
Fundição por centrifugação
Aplicações
• Tubos radiantes para fornos de tratamentos
térmicos (necessidade de atmosfera protetiva)
(aço inox);
Fundição por Centrifugação
Aplicações
• Tubos centrifugados em aços carbonos, ligados,
inoxidáveis e ligas especiais (a base de Ni e Co);
• Rolos classificadores para indústria de mineração 
(aço inox);
• Tubos bimetálicos (aço fora e inox dentro) para 
transporte de materiais corrosivos.
Fundição por Centrifugação
FUNDIÇÃO COM MOLDAGEM 
EM CASCA
Classificação dos Processos 
de Fabricação
Com remoção de cavaco Sem remoção de cavaco
Usinagem Conformação 
Mecânica
Soldagem
Fundição
Metalurgia do 
Pó
Fundição por gravidade com Molde de Areia
Fundição por gravidade com Molde Permanente
Fundição sob pressão
Fundição de precisão
Fundição por Centrifugação
Fundição em Casca
Fundição em casca, o que é?
A fundição em casca é um processo onde o molde
é confeccionado a partir de uma mistura de areia +
resina + calor.
A mistura é colocada sobre a superfície de um
modelometálico que fica sobre um sistema de
aquecimento que deixa o mesmo a uma
temperatura entre 200-250ºC.
Fundição em casca, o que é?
Neste processo o modelo é metálico e a areia
utilizada é a areia shell.
Este processo também é conhecido como shell
molding.
Shell Molding (moldagem em casca)
• As desvantagens da moldagem em areia verde 
levaram a pesquisas e desenvolvimento de 
aglomerantes que permitissem melhorar as 
propriedades do molding.
• No Shell Molding usa-se resinas 
como aglomerante da areia. 
Com adição de calor a resina 
provoca uma união firme da 
areia e uma casca de 
aproximadamente 10 mm de 
espessura encobre o molde.
Passo a passo do Shel Molding
1. O modelo é feito de metal, para resistir ao calor e, 
às vezes à chama. É fixado numa placa de separação 
superior/inferior.
Passo a passo do Shel Molding
2. A placa é aquecida (200 a 250 °C), juntamente com 
o modelo, normalmente por bicos de gás.
Passo a passo do Shel Molding
3. Depois de aplicar um desmoldante, deposita-se a 
mistura de areia+resina sobre o modelo e a placa. 
Uma técnica usual de deposição da areia+resina
consistem em bascular um reservatório desta 
mistura, como indica a figura.
Passo a passo do Shel Molding
4. A resina funde e adere à areia, formando uma casca 
de 10 a 15 mm de espessura sobre o molde e a 
placa.
Passo a passo do Shel Molding
5. A casca, ainda presa ao modelo, é curada em estufa 
entre 350 a 450°C
Passo a passo do Shel Molding
• Retirado o modelo, a casca forma o molde.
• Adequadamente montado em caixa de areia, o 
molde recebe o metal líquido.
• Após solidificação e esfriamento da peça fundida, o 
molde é destruído e a peça retirada.
• A mistura areia-resina que não formou a casca é 
utilizada em etapas futuras.
Resumo ilustrativo do Processo
Shell Molding
Fundição em casca - Etapas
O calor do modelo funde 
parcialmente a resina da mistura 
que fica próxima ao modelo unindo 
as partículas de areia, nesta região.
Fundição em casca - Etapas
A “cura” da casca se
completa quando a placa é colocada 
em uma estufa em temperaturas
entre 350 e 450ºC por 2-3min.
Fundição em casca - Etapas
São produzidas duas metades e unidas por um adesivo
e/ou grampos.
O conjunto pode ou não ser posicionado numa caixa
contendo areia ou granalha para dar maior suporte ao
vazamento do metal líquido.
Vídeo: FABRICAÇÃO DE CASCAS SHELL MOLDING NA FUNDIÇÃO ANHANGUERA -
Fundição em casca
Vantagens em relação à 
areia verde
Vantagens:
• Pode ser totalmente automatizado,
• Maior produtividade,
• Menor custo operacional,
• Menor custo total na produção em série,
• Os moldes podem ser armazenados,
• Melhor acabamento superficial.
Vantagens
• Taxa de produção superior à fundição em
molde de areia (5-200 peças/h)
• A areia utilizada possibilita alta estabilidade
dimensional para o molde
• Alta precisão dimensional (tolerância +0,25mm)
Vantagens em relação à 
areia verde
Desvantagens em relação à 
areia verde
Desvantagens:
• Maior custo com materiais e energia,
• Maior dificuldade em retirar os gases e as 
resinas normalmente fazem aumentar a 
produção de gases.
• Limitado a peças relativamente pequenas.
Desvantagens
• Alto custo do molde metálico, o que
dificulta justificar o seu uso para pequenos
lotes.
• Custo do processo de cura a quente devido
a necessidade de fornos de aquecimento.
• Peso mín. 10g / Peso máx. 20kg
Desvantagens em relação à 
areia verde
Aplicações
As ligas mais comuns utilizadas nesse processo
são:
• Ferro fundido
• Ligas de Alumínio
• Ligas de Cobre
Fundição em casca
Aplicações
• Peças mecânicas pequenas com alta precisão
• Caixa de engrenagem
• Na fabricação de machos para fundição
Fundição em casca
Fundição por Centrifugação
Em pequenos grupos pesquisar sobre o
processo de fundição por centrifugação que está
no catálogo fornecido.
Pesquisar se existe outros fornecedores desse
equipamento, custo do equipamento, como que
o molde não derrete se aparentemente o metal
tem temperatura de fusão maior, quais produtos
são fabricados por este processo e etc.
ATIVIDADE