TMII1516 fundamentosprocessos

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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
Processo tecnológico  produção de peças por vazamento de metal 
fundido numa moldação (cavidade  negativo da peça) seguido de 
solidificação controlada. 
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Princípio de Arquimedes: “o líquido toma forma do vaso que o contém” 
Moldação em céu aberto Moldação constituída por 
duas meias moldações e 
entrada directa de metal 
Moldação constituída por 
duas meias moldações e 
entrada lateral de metal 
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Fusão e vazamento do metal (no estado líquido) num molde 
 Arrefecimento do metal 
Remoção do metal solidificado do molde 
 
 
Escoamento/Fluidez do metal líquido 
Solidificação e arrefecimento do metal no molde 
Influência do tipo de material do molde 
 
ENVOLVE 
CONSIDERAÇÕES IMPORTANTES 
TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
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PRINCIPAIS MERCADOS 
Turbinas 
Bloco de motor 
Implantes médicos 
Jante em liga de alumínio 
TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
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Bancos de jardim 
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Modelos perdidos 
PROCESSOS DE FUNDIÇÃO 
Moldações Perdidas Moldações Permanentes Crescimento de monocristais 
Modelos permanentes 
Vazamento por gravidade 
Vazamento sob pressão 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
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Processo de moldação com gesso 
Processos de moldação com material cerâmico ( “Shaw” e “Unicast”) 
Moldações em areia com aglomerantes inorgânicos 
Processo de moldação em areia verde 
Processo de moldação com silicato de sódio/Co2 
Moldações em areia com aglomerantes orgânicos 
Processo de moldação em “Shell-Moulding” 
Processo de moldação por presa a frio 
Processos de moldação de caixa fria, de caixa quente e de caixa morna 
Processo de moldação “Cosworth” 
Moldações em areia não aglomerada 
Processo de moldação em vácuo (Processo V) 
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MOLDAÇÕES PERDIDAS – MODELOS PERMANENTES 
TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
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MOLDAÇÕES PERDIDAS – MODELOS PERDIDOS 
Processo de moldação por cera perdida 
(“Investment casting”) 
Processo de Moldação com modelo evaporável 
(EPC – “Evaporative Pattern Casting”) 
TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
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Moldação com areia não aglomerada 
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Fundição em coquilha 
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Fundição contínua 
MOLDAÇÕES PERMANENTES 
VAZAMENTO POR GRAVIDADE 
TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
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VAZAMENTO SOB PRESSÃO 
Fundição injectada 
 
Fundição sob baixa pressão 
 
Fundição sob vácuo 
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MOLDAÇÕES PERMANENTES 
VAZAMENTO SOB PRESSÃO 
Fundição centrífuga 
 
Processo de vazamento “Griffin” 
Máquina de injecção de câmara quente Máquina de fundição centrífuga 
TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
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FLUXOGRAMA REPRESENTATIVO DAS ETAPAS DO PROCESSO DE FUNDIÇÃO 
MATÉRIAS-PRIMAS E SUBSIDIÁRIAS 
FUSÃO E 
ELABORAÇÃO DA 
LIGA METÁLICA 
MANUTENÇÃO DA 
MOLDAÇÃO PERMANENTE 
PRODUÇÃO DA MOLDAÇÃO PERDIDA 
Modelos/caixas de macho 
Preparação areia de 
moldação/machos 
Produção da moldação/machos 
ARREFECIMENTO E SOLIDIFICAÇÃO 
ABERTURA/ABATE DA MOLDAÇÃO (extracção da peça solidificada) 
ACABAMENTO (limpeza, corte dos gitos, rebarbagem, acabamento superficial, tratamento térmico…) 
INSPECÇÃO FINAL 
RECICLAGEM DA AREIA 
VAZAMENTO DO METAL 
COMPOSIÇÃO/FECHO DA MOLDAÇÃO 
TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
ELEMENTOS PRINCIPAIS NA PRODUÇÃO DE UMA PEÇA 
CAIXAS DE MACHOS 
MODELO 
(madeira, plástico, metal…) 
MACHOS 
CAIXAS DE MOLDAÇÃO/MOLDAÇÃO 
Moldações perdidas 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
ELEMENTOS PRINCIPAIS NA PRODUÇÃO DE UMA PEÇA – Exemplo 
Meio modelo 
[Caixa de 
moldação] 
Meia moldação 
Caixa de machos 
Macho 
Peça (perspectiva e corte) 
Moldações perdidas 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
ELEMENTOS PRINCIPAIS NA PRODUÇÃO DE UMA PEÇA (CONT.) 
Molde Moldação 
(Forma negativa do volume da peça) 
Moldações perdidas 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
ELEMENTOS PRINCIPAIS NA PRODUÇÃO DE UMA PEÇA (CONT.) 
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PROCESSO CONVENCIONAL DE PRODUÇÃO DE PEÇAS (AREIA VERDE) 
TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
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PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PEÇAS 
TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO Moldações perdidas 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
SELEÇÃO DE PROCESSOS DE FUNDIÇÃO, FUNÇÃO DOS METAIS E SUAS LIGAS 
Ferros Fundidos 
 
Aços 
 
 Alumínio 
 
Cobre 
 
 Magnésio 
 
 Zinco 
 
 Super-ligas 
 
 Diversas 
 Moldações em areia 
 
 Moldações com modelos perdidos 
 
Moldações cerâmicas 
 
Moldações permanentes metálicas 
 
Moldações perm. metálicas por injecção 
 
Tecnologias de fundição especiais 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
“A moldação (moldes e machos) deve assegurar a forma, o volume, o 
acabamento superficial e a qualidade desejados na peça” 
PROPRIEDADE FUNDAMENTAL DAS MOLDAÇÕES E MACHOS 
 
PROPRIEDADES DE ÍNDOLE TÉCNICA 
Garantir total enchimentoda cavidade  sistema de enchimento 
 Garantir compensação da contracção  sistema de alimentação, mingas nos modelos 
PROPRIEDADES LIGADAS À RESISTÊNCIA 
(no manuseamento, vazamento, arrefecimento/solidificação) 
 PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS 
Refractariedade, Inércia química, Permeabilidade, Propriedades térmicas… 
REQUISITOS 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
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Fase de Produção de modelos e caixa de machos 
Fase de selecção dos materiais das moldações 
Fase de Produção do molde 
Fase de Vazamento do metal 
Fase de Contracção das peças vazadas 
Fase de Acabamento das peças 
Fase Localização da(s) superfícies(s) de apartação 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
Modelos perdidos 
PROCESSOS DE FUNDIÇÃO 
Moldações Perdidas Moldações Permanentes Crescimento de monocristais 
Modelos permanentes 
Vazamento por gravidade 
Vazamento sob pressão 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
MOLDAÇÕES EM AREIA 
COMPONENTES BÁSICOS DA AREIA DE MOLDAÇÃO 
PROPRIEDADES DA AREIA DE BASE/MOLDAÇÃO 
TÉCNICAS DE COMPACTAÇÃO DA AREIA DE MOLDAÇÃO 
FUNDIÇÃO COM MOLDAÇÕES DE AREIA VERDE 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
COMPONENTES BÁSICOS DA AREIA DE MOLDAÇÃO 
 
Areia de Moldação = Areia de base [+Aglomerante] + Aditivos [+Água] 
 (ou de Fundição) 
Sílica (quartzo), Zircónia, Olivina, 
Chamote (compo), Cromite, Outras 
Argila, Silicatos ,Resinas, Óleos, 
Cimento Portland, Outros 
Pó de carvão, Grafite, Pez 
Fuel Oil, Serradura, Outros 
Função 
Adesão 
Coesão 
Moldabilidade 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
COMPONENTES BÁSICOS DA AREIA DE MOLDAÇÃO 
Material desagregado, sem coesão, constituído por grãos refractários 
Composição química/tipo refractariedade, dilatação térmica, reacção 
química com o metal fundido, densidade, condutividade térmica, preço, 
salubridade. 
 
Granulometria (dimensão/dispersão) permeabilidade, acabamento 
superficial das peças, consumo de aglomerantes, dilatação térmica, resistência, 
refractariedade. 
 
Forma do grão (redondos, semi-angulosos, angulosos) consumo de 
aglomerante, acabamento superficial das peças, resistência, refractariedade, 
permeabilidade. 
 
Estrutura do grão (monocristalinos, policristalinos) percentagem de finos 
AREIAS DE BASE 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
COMPONENTES BÁSICOS DA AREIA DE MOLDAÇÃO 
Função: Dar coesão à mistura  envolver e aderir os grãos, ligando-os 
entre si, de modo a conferir (após compactação, secagem e/ou reacção 
química) as características necessárias ao processo de moldação e vazamento. 
ADITIVOS 
Função: Melhorar ou corrigir o comportamento da mistura 
(moldação/macho): 
 
 Inibir reacções c/ metal fundido 
 Atenuar a dilatação 
 Estabilizar a humidade ( tvida areia e tespera moldação) 
 Melhorar qualidade superficial 
 Promover a colapsibilidade 
 Melhorar resistência 
AGLOMERANTE 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROPRIEDADES TÉCNICAS DA AREIA DE MOLDAÇÃO 
 REFRACTARIEDADE 
 PERMEABILIDADE 
Capacidade da areia para 
suportar a temperatura de 
vazamento sem fundir, nem 
amolecer. 
Capacidade que a areia 
possui em deixar 
atravessar, pelos seus 
poros, os gases. 
R = f (tipo de areia, grau de 
pureza, granulometria, forma 
do grão, teor de aglomerante) 
P = f (granulometria, 
forma do grão, teor de 
aglomerante e aditivos, 
preparação da mistura, 
ventilação adequada) 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROPRIEDADES TÉCNICAS DA AREIA DE MOLDAÇÃO 
 RESISTÊNCIA MECÂNICA 
Resistência oferecida pelos pontos de contacto ligados pelo aglomerante 
 
 R = f (granulometria, forma 
do grão, tipo e teor 
aglomerante, densidade, 
homogeneidade da mistura) 
 MOLDABILIDADE 
Plasticidade suficiente para adquirir a forma do modelo 
M = f (mistura com teores correctos, homogeneidade da mistura, tempo de vida) 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROPRIEDADES TÉCNICAS DA AREIA DE MOLDAÇÃO 
 DILATAÇÃO TÉRMICA 
Característica que a areia possui de se 
expandir com o aumento da temperatura. 
D = f (tipo de areia, granulometria) 
 ACABAMENTO SUPERFICIAL DAS PEÇAS 
A = f (tamanho e distribuição de 
grão, refractariedade, condições de 
vazamento) 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
MOLDAÇÃO E MANUSEAMENTO 
 
Moldabilidade 
Desmoldabilidade 
Resistência adequada (manter a forma, 
suportar machos, manuseamento) 
 
PROPRIEDADES REQUERIDAS À AREIA DE MOLDAÇÃO 
SOLIDIFICAÇÃO 
 
Não oferecer grande resistência à 
contracção do metal 
 
 
ABATE 
 
Boa colapsibilidade 
(fácil de abater) 
VAZAMENTO DO METAL 
 
Refractariedade 
Inibição química 
Baixa dilatação 
Baixa libertação gasosa 
Elevada permeabilidade 
Resistência adequada (esforços estáticos e 
dinâmicos do metal e erosão) 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
Modelos perdidos 
PROCESSOS DE FUNDIÇÃO 
Moldações Perdidas Moldações Permanentes Crescimento de monocristais 
Modelos permanentes 
Vazamento por gravidade 
Vazamento sob pressão 
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MOLDAÇÕES EM AREIA COM AGLOMERANTES INORGÂNICOS 
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PROCESSO DE MOLDAÇÃO EM AREIA VERDE 
Tradicional: pré-história → nos EUA: 15Mton/ano 
ETAPAS PRINCIPAIS 
 
1ª PREPARAÇÃO DA AREIA Areia (sílica) + argila (bentonite)+ aditivos + água 
2ª MOLDAÇÃO Compactação da areia 
 
 Modelo/Placa-modelo, Caixa de moldação, Molde, Plano apartação 
 
3ª COMPOSIÇÃO DA MOLDAÇÃO (molde+machos) 
4ª VAZAMENTO DO METAL POR GRAVIDADE (Tvaz>Tf) 
 
É um caso de MOLDAÇÂO PERDIDA – MODELOS PERMANENTES 
TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
AREIA VERDE - CICLO DE PREPARAÇÃO 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PREPARAÇÃO AREIA VERDE - EQUIPAMENTOS 
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Compressão 
TÉCNICAS DE COMPACTAÇÃO 
MANUAL MECÂNICA 
Choque ou inércia Sopragem 
(Insuflação) 
Projecção T
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APLICAÇÃO ISOLADA OU CONJUGADA 
TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
TÉCNICAS DE COMPACTAÇÃO - EXEMPLOS 
Sopragem (+GF+ George Fisher) Compressão manual 
Sopragem “Disamatic” 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
TÉCNICAS DE COMPACTAÇÃO - EXEMPLOS 
Efeito conjugado 
choque/inércia e compressão 
Efeito conjugado 
sopragem e compressão 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
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PROCESSO DE MOLDAÇÃO EM AREIA VERDE 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO COM SILICATO DE SÓDIO /CO2 
Areia de Fundição = Sílica + Silicato de Sódio + Aditivos 
1 . Mistura 
3 . Insuflação de CO2 
2 . Compactação 
Métodos de insuflação de CO2 nas areias aglomeradas de Silicato de Sódio 
a) Sonda tubular, b) Campânula, c) Tampa superior, d) Através do modelo, e) Após vácuo 
MOLDAÇÕES EM AREIA COM AGLOMERANTES INORGÂNICOS (cont.) 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
EFEITO DA TEMPERATURA NA RESISTÊNCIA A FRIO DA AREIA AGLOMERADA 
A resistência à compressão da areia de moldação/macho tem tendência a 
aumentar com o aquecimento resultante do contacto com o metal vazado 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO COM SILICATO DE SÓDIO /CO2 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
VANTAGENS 
DESVANTAGENS 
MP vulgares e económicas. 
 
Aglomerantes não tóxicos. 
 
Sistema não contamina ligas vazadas. 
 
Reduzida libertação gasosa. 
 
Minimização dos defeitos de expansão da 
areia e os seus problemas de fissuração. 
 
Aglomerante compatível com todas as 
areias de base, e com areia verde. 
Controlo apertado das variáveis 
do processo. 
 
Resistência da areia aglomerada 
deteriora-se com a humidade. 
 
Fraca colapsibilidade 
 
Redução da refractariedade da 
areia de fundição reciclada 
 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO COM SILICATO DE SÓDIO /CO2 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
CAPACIDADES DO PROCESSO 
 Aplicável a diferentes tipos de ligas incluindo as ligas de Al, Cu e os metais ferrosos. 
 Utilizado para peças de grandes secções (25- 50 Kg). 
 Utilizado para peças únicas ou para pequenas séries. 
 Taxa de produção mais lenta do que as moldações em areia verde. 
 Espessura mínima de 5 mm. 
 Detalhes nem sempre bem definidos. 
 Possibilidade de obtenção de furos de 6 mm de diâmetro. 
 Possibilidade de requerer a operação de maquinagem 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO COM SILICATO DE SÓDIO /CO2 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO COM SILICATO DE SÓDIO /CO2 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO COM SILICATO DE SÓDIO /CO2 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
MOLDAÇOES EM AREIA COM AGLOMERANTE ORGÂNICO 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO SHELL-MOULDING 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROCESSOS DE MOLDAÇÃO POR PRESA A FRIO 
PROCESSOS DE MOLDAÇÃO DE CAIXA FRIA, DE CAIXA 
QUENTE E DE CAIXA AQUECIDA 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO COSWORTH 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
MOLDAÇOES EM AREIA COM AGLOMERANTE ORGÂNICO 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO em SHELL MOULDING 
(Processo Croning ou Processo C) 
 
 
 
 
 
 
 
 
Areia 
de 
Fundição 
Sílica 
 Zircónia 
Olivina 
Areia 
Resinas de base Fenólica 
Resinas de base de Ureia 
Resinas de base Melamina 
Aglomerante 
Hexametiltetramina 
Acelerador 
À base de Petróleo 
Agente 
humidificador 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
MOLDAÇOES EM AREIA COM AGLOMERANTE ORGÂNICO 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO em SHELL MOULDING 
 
 
 
 
 
 
 
 
45 
Sequência de Operações 
1. Elaboração de um modelo 
metálico e fixação deste a uma placa 
metálica placa-modelo. 
2. Revestimento com 
desmoldante e aquecimento 
entre 150 º C e 300ºC. 
3. Fixação a uma caixa basculante 
contendo areia pré-revestida com 
resina. 
4. Rotação de 180º. 
Formação da carapaça. 
5. Nova rotação de 180º. Queda da 
areia não polimerizada. 6. Homogeneização da 
carapaça. Estufa aquecida 
entre 250 ºC a 600 ºC. 7. Repetir para a outra meia moldação. 
9. Extracção e acabamento final das peças. 
8. União das duas meias moldações e vazamento do metal, 
normalmente sob acção da gravidade. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
MOLDAÇOES EM AREIA COM AGLOMERANTE ORGÂNICO 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO em SHELL-MOULDING 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
MOLDAÇOES EM AREIA COM AGLOMERANTE ORGÂNICO 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO em SHELL MOULDING 
 
 
 
 
 
 
 
 
47 
Propriedades das Moldações 
Resistência à erosão durante o vazamento Resistência ao calor 
Resistência mecânica 
Propriedades térmicas 
 Capacidade calorífica da carapaça 
 Condutibilidade térmica da carapaça 
 Coeficiente de transmissão de calor da carapaça para o meio envolvente 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
MOLDAÇOES EM AREIA COM AGLOMERANTE ORGÂNICO 
PROCESSO SHELL MOULDING SOB VÁCUO 
 
 
 
 
 
 
 
 
48 
A carapaça é imersa num material de reforço 
granular. Durante o vazamento e fase de 
arrefecimento é feito vácuo através da base da 
moldação. 
Carapaças de Shell Moulding na 
vertical para vazamento sob vácuo 
- Redução da possibilidade de colapso da parede da 
carapaça. 
- Redução da necessidade de arrefecimento do 
material da moldação 
- Controlo do meio ambiente e redução da formação 
de chamas por combustão dos gases libertados pelas 
resinas quando aquecidas. 
Principais vantagens 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
MOLDAÇOES EM AREIA COM AGLOMERANTE ORGÂNICO 
PROCESSO SHELL MOULDING CLAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
49 
- Melhoria da sanidade e qualidade metalúrgica das peças 
face ao processo convencional. 
- Controlo do meio ambiente (libertação de fumos) e 
redução da formação de chamas por combustão dos gases 
libertados pelas resinas quando aquecidas. 
- Peças vazadas isentas de bolhas provenientes da retenção 
de gases. 
Principais vantagens 
Aplica o conceito de vazamento por vácuo gerando 
forças de vazamento contra as da gravidade. 
Colocação da carapaça de Shell Moulding numa 
câmara de vácuo com um canal de enchimento imerso 
no metal em fusão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
MOLDAÇOES EM AREIA COM AGLOMERANTE ORGÂNICO 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO em SHELL-MOULDING 
 
 
 
 
 
 
 
 
50 
Vantagens 
• Maior precisão dimensional, 
• Menor rugosidade superficial das peças vazadas, 
• Maior rapidez de fabrico e mão de obra menos 
especializada, 
• Moldações leves e fáceis de transportar, 
• Redução do volume das areias de moldação 
utilizadas e oficinas muito mais limpas, 
• Exige menos espaço, quer para o fabrico das 
moldações, quer para o seu armazenamento, 
• Possib. de armazenamento das “ carapaças” 
• Processo mais económico, que os em areia 
verde, para a produção em série de peças 
complexas. 
Desvantagens 
• Custo mais elevado das areias pré-
revestidas com resina, em relação às 
areias verdes, 
• Custo mais elevado das placas-modelo, 
exigindo séries maiores embora muito 
menores que na moldação em coquilha. 
• Limitação a peças de tamanho 
pequeno a médio, aconselhável até 
cerca de 15 Kg, 
• Areias não recicláveis economicamente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
MOLDAÇOES EM AREIA COM AGLOMERANTE ORGÂNICO 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO em SHELL-MOULDING 
 
 
 
 
 
 
 
 
51 
Capacidades 
• Gama de ligas metálicas - todos os tipos de metais e suas ligas, 
• Gama de dimensões e pesos - peças desde algumas gramas até centenas de quilos, a maioria 
da produção incide na faixa 0.5 a 15 Kg, 
• Volume de produção e tempos - Normalmente para o fabrico de peças em série, produção 
de carapaças pode ser muito rápida, 
• Capacidade de obter espessuras mínimas - com ligas de grande fluidez podem ser obtidas 
espessuras da ordem dos 1.9 a 2.3 mm ( 1 mm processo CLAS), 
• Réplica de detalhes - superior à obtida nos processos em areia verde mas inferior à obtida nos 
processos de moldação cerâmica, 
• Acabamento superficial – permite obter rugosidade superficial da ordem dos 3,2 m (areia 
verde a rugosidade é 12,5 m) 
• Furos obtidos por vazamento - diâmetros mínimos de 3 mm, 
• Precisão dimensional - função das dimensões lineares das peças vazadas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
MOLDAÇOES EM AREIA COM AGLOMERANTE ORGÂNICO 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO DE SHELL-MOULDING 
 
 
 
 
 
 
 
 
52 
Exemplos de peças produzidas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
MOLDAÇOES EM AREIA COM AGLOMERANTE ORGÂNICO 
Moldação por PRESA A FRIO, de CAIXA FRIA e de CAIXA QUENTE 
 
 
 
 
 
 
 
 
53 
A areia, o aglomerante e o agente de cura são misturados antes de serem 
calcados sobre os modelos ou nas caixas de machos. O processo de reação para 
presa tem início imediato, com o tempo de cura a depender do tipo e da 
quantidade do agente de cura. 
Processo de Presa a Frio 
 
 
 
 
 Processo de Caixa Fria 
 
 
 
Processo de Caixa Quente 
A areia, o aglomerante são misturados numa primeira fase. Depois são 
encalcados para formar a moldação ou macho, antes do agente de cura ser 
introduzido sob a forma de um gás ou vapor. Rápido tempo de cura e presa. 
A principal diferença em relação aos dois processos anteriores é a necessidade 
da aplicação de calor para o processo de cura (do macho). 
Processos de PRECISÃO (vs areia verde) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
MOLDAÇOES EM AREIA COM AGLOMERANTE ORGÂNICO 
Processos de Moldação de PRESA A FRIO 
 
 
 
 
 
 
 
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Furânicos 
Fenólicos 
Fenólicos curados por Ester 
Alkyd Uretano 
Sistema Fenólico Uretano 
Sistema Poliol-Uretano 
 
54 
Requer CATALISADOR para o 
aglomerante tomar presa e 
endurecer. 
CATALISADOR = f (reactividade aglomerante, taxa cura, liga vazada) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
MOLDAÇOES EM AREIA COM AGLOMERANTE ORGÂNICO 
Processos de CAIXA FRIA 
 
 
 
 
 
 
 
Sistema de Caixa fria Fenólico Uretano (CFFU) 
Processo SO2 
Processo Epoxi-SO2 
Processo de cura por radicais livres 
Processo de cura por Ester Fenol 
Processo CO2-Poliacrílico 
Processo “Redset” 
O Sistema CFFU é recomendado para produção tanto 
de blocos e cabeçotes como para a fundição peças 
automobilísticas em ferro fundido em geral 
 
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CATALISADOR na forma de vapor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
MOLDAÇOES EM AREIA COM AGLOMERANTE ORGÂNICO 
Processos de CAIXA QUENTE 
 
 
 
 
 
 
 
56 
Resinas utilizadas 
 
Agente de cura 
Temperatura 
Processo 
Caixa quente Caixa aquecida 
Base – Álcool furfurílico e/ou Fenol 
+Ureia+Formaldeído 
 
Catalisador ácido 
T[220,245]ºC 
Mistura húmida introduzida por 
sopragem numa caixa de machos aquecida 
Misturas a frio de álcool 
furfurílico+Fenol+Azoto+água 
 
Sais de Cobre dissolvidos em ácidos 
sulfônicos aromáticos 
T[150,220]ºC 
Alternativa ao processo de caixa quente, 
melhor com menos aglomerante 
Machos obtidos pelo processo de caixa quente 
EXEMPLOS de peças 
 Ferramentasde máquinas 
 Equipamentos mecânicos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
MOLDAÇOES EM AREIA COM AGLOMERANTE ORGÂNICO 
57 
Moldação por PRESA A FRIO, de CAIXA FRIA e de CAIXA QUENTE 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPACIDADES E LIMITAÇÕES 
• Gama de ligas metálicas – vasta gama incluindo ligas de Al e Cu, Ferros fundidos e Aços, 
• Gama de dimensões e pesos das peças – médias e grandes; machos produzidos em grandes séries, 
• Tempo de produção – semelhantes ou superiores aos do processo de Silicato de Sódio-CO2, 
• Capacidade de obter espessuras mínimas – uma secção mínima de 5 mm é aceitável, 
• Réplica de detalhes – sendo um processo em areia, a expectativa não deverá ser elevada, 
• Acabamento superficial – rugosidade superficial entre 6 a 25 m, 
• Furos obtidos por vazamento -  mínimo igual ou superior a 6 mm. 
• Precisão dimensional - processos de maquinagem continuam a ser requeridos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
MOLDAÇOES EM AREIA COM AGLOMERANTE ORGÂNICO 
58 
Processo de Moldação COSWORTH 
 
 
 
 
 
 
 
 
Processo de moldação em areia de alta precisão, com vazamento sob baixa pressão, 
desenvolvido para ligas de alumínio de elevada qualidade (industria automóvel) 
Fabrico do modelo/caixa de 
machos de elevada precisão 
(resina ) 
Produção das moldações e machos recorrendo 
a máquinas automáticas de projeção de areia 
de Zircónia aglomerada, curada 
posteriormente por insuflação de SO2. 
Vazamento do metal em atmosfera protegida, 
o metal é aspirado por vácuo pela parte de 
baixo da moldação. 
Montagem dos machos na 
moldação Inferior 
TÉCNICAS DE PREPARAÇÃO DAS MOLDAÇÕES 
Acabamento superficial Peças = f (granulometria da areia, aglomerante químico) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
MOLDAÇOES EM AREIA COM AGLOMERANTE ORGÂNICO 
59 
Processo de Moldação COSWORTH 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sistema de gitagem de vazamento e de alimentação 
• O metal entra na moldação por baixo através de 
canais que ligam a cavidade de moldação aos 
canais de distribuição do forno 
• O enchimento da moldação é controlado por 
bombas de vácuo 
• As moldações não necessitam de alimentadores 
• Não é necessário revestir a cavidade interna da 
moldação com uma pintura refratária 
. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
MOLDAÇOES EM AREIA COM AGLOMERANTE ORGÂNICO 
Processo de Moldação COSWORTH 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
MOLDAÇOES EM AREIA COM AGLOMERANTE ORGÂNICO 
Processo de Moldação COSWORTH 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
MOLDAÇOES EM AREIA COM AGLOMERANTE ORGÂNICO 
Processo de Moldação COSWORTH 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Redução de peso permitindo o projecto de peças mais leves e robustas 
• Peças vazadas compactas devido à ausência de porosidades (H) e inclusões (alumina) 
• Melhoramento da qualidade e consistência metalúrgica 
• Excepcional resistência mecânica e ductilidade 
• Maior precisão dimensional 
• Mínimo de maquinagem 
• Desejável para produções médias a elevadas 
• Obtenção de um elevado rendimento da liga metálica. 
 
VANTAGENS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
MOLDAÇOES EM AREIA COM AGLOMERANTE ORGÂNICO 
Processo de Moldação COSWORTH 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPACIDADES E LIMITAÇÕES 
Gama de ligas metálicas – ligas de Al (inicial) e ligas metálicas ferrosas e não ferrosas, 
Gama de dimensões e pesos das peças – de 0,2 a 55 kg para peças em Al, 
Tempo de produção – não são superiores aos tempos habituais para confeção de 
modelos/caixas de machos em resina, 
Furos obtidos por vazamento – furos com  da ordem dos 6 mm, 
Acabamento superficial – melhores que nos processos convencionais em areia, mas não 
atingem a qualidade obtida pela cera perdida; a rugosidade varia de 3 a 6 m, 
Precisão dimensional – função das dimensões das peças vazadas. 
Capacidade de obter espessuras mínimas – correntemente da ordem dos 4 mm (podem ser 
inferiores), (devido à elevada capacidade térmica das areias de zircónia) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
MOLDAÇOES EM AREIA COM AGLOMERANTE ORGÂNICO 
Processo de Moldação COSWORTH 
 
 
 
 
 
 
 
 
APLICAÇÕES 
Indústrias aeroespacial e de defesa 
 
 ex: caixas de engrenagens de 
transmissão 
 acentos de mísseis 
 
Indústria automóvel 
 
 ex: Motores em ligas de Alumínio 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
MOLDAÇOES EM AREIA COM AGLOMERANTE ORGÂNICO 
Processo de Moldação COSWORTH 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cast Component: V8 cylinder block for a 3.9 liter 
automobile engine. 
Material: 319 aluminum alloy. 
Process: Cosworth precision sand casting. 
Casting Supplier: Nemak Windsor Aluminum, Windsor, 
Ontario, Canada. 
• This 82.8 lb (37,5 kg)aluminum block (after 
machining) saves 104 lb ( 47 kg)over cast iron ( 
84,5 kg). 
• A cast-in cylinder liner process is used to achieve 
high quality and productivity. Cores for the molding 
process are made of zircon sand (which has 
superior thermal characteristics) to minimize 
machine stock and required wall thickness. 
• Core oil galleries are as-cast, requiring no 
internal machining and minimal wall thickness. 
This provides a compact casting and reduced 
machining costs. 
•The Cosworth casting process utilizes a rollover 
casting technique that improves casting yield for 
the block to 72%, reducing component cost for the 
customer. 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO EM VÁCUO ou PROCESSO V 
MOLDAÇÕES em AREIA não AGLOMERADA 
(alternativas viáveis ao processo convencional de moldação em areia verde) 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO COM GESSO 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO COM MATERIAL CERÂMICO 
PROCESSO SHAW PROCESSO UNICAST 
 
PROCESSO MOLDAÇÃO CONVENCIONAL 
 MOLDAÇÃO COM GESSO EM ESPUMA 
 PROCESSO “ANTIOCH” 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSODE MOLDAÇÃO EM VÁCUO (PROCESSO V) 
MOLDAÇÕES em AREIA não AGLOMERADA 
Unidade de moldação em Vácuo maior do mundo - Switch & Manufacturing Co., Carlisle, Pennsylvania. 
A areia não aglomerada é posicionada entre 
duas folhas de plástico finas e mantida no lugar 
por aplicação de vácuo. 
EXEMPLO DE PEÇAS OBTIDAS 
Inicialmente: peças chatas (  razão área sup./vol.) . 
Hoje em dia: corpos para válvulas, peças para 
máquinas ferramentas, máquinas têxteis e 
máquinas de impressão. 
 
Processo de fundição de precisão 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO EM VÁCUO (PROCESSO V) 
1. Construção do modelo sobre uma placa-modelo oca com 
pequenos furos para ventilação. 
2. Colocação, sobre o modelo e sistema de gitagem, de um filme 
de plástico fino ( 0.05-0.1 mm) aquecido e esticado. 
3. Aplicação de vácuo à placa-modelo que, por sucção através 
dos furos de ventilação, aperta firmemente o filme contra o 
modelo. 
4. Colocação de uma caixa de moldação, de paredes ocas, 
contendo uma ligação ao vácuo, sobre a placa-modelo. 
5. Colocação da areia e sua compactação por agitação. 
6. Remoção da areia em excesso e moldação da bacia de 
vazamento. 
7. Outro filme de plástico é colocado no topo da areia e é aplicado 
vácuo à caixa de moldação. Obtenção de uma moldação 
extremamente densa e dura. Remoção da placa-modelo por 
extinção do vácuo exercido sobre esta. 
8. Vazamento do metal sob ação da gravidade mantendo o vácuo. 
9. Remoção da peça por extinção do vácuo. 
Sequência de Operações 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO EM VÁCUO (PROCESSO V) 
FILMES EM TERMOPLÁSTICO 
 
PEBD, PEAD, Nylon, PP, EVA 
…. 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
VANTAGENS 
DESVANTAGENS 
1. Inexistência de aglomerantes: reduz a 
produção de fumos e poeiras. 
2. Desnecessárias máquinas de mistura e 
moldação de areia. 
3. Simplificação das máquinas de abatimento e 
recuperação de areia. 
4. Modelos iguais aos da moldação em areia 
verde, com exceção dos furos de ventilação 
que são colocados rigorosamente à volta do 
modelo para adesão do filme plástico. 
5. Desgaste do modelo reduzido pois a areia 
nunca contacta com a sua superfície. 
6. Fluidez melhorada muitas vezes devido à 
vaporização do filme com um gás redutor. 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO EM VÁCUO (PROCESSO V) 
1. O processo não é normalmente 
utilizado em grandes séries. 
2. Velocidade de solidificação do 
metal vazado menor, porque as 
moldações não contêm humidade. 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
CAPACIDADES 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO EM VÁCUO (PROCESSO V) 
Gama de ligas metálicas – Ligas de Alumínio e Cobre, ferros fundidos e aços. 
Gama de dimensões e pesos das peças – Produção em série: pesos  [100, 2500]kg; Peças com 
superfícies grandes e profundidades baixas. 
Tempo de produção – Produção normal: 5 a 10 moldações por hora. Produção automática: 50 a 
60 moldações por hora. 
Capacidade de obter espessuras mínimas – Secções de 3,0 mm de espessura. 
Réplica de detalhes – Permite obter detalhes de forma geométrica. 
Acabamento superficial – Boa qualidade superficial: [ 3.2, 12.5]  m. 
Precisão dimensional – Maior precisão que no processo de areia verde ou com aglomerantes de 
presa a frio. 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO COM GESSO 
VARIANTES 
Processo Convencional 
Proc. Mold. com Gesso em espuma 
Processo Antioch 
(Usualmente) 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO COM GESSO 
1. Preparação da pasta (gesso de Paris + Água + Aditivos) 
2. Vazamento sobre um modelo/no interior da caixa de 
machos previamente revestidos com óleo/cera. Aplicar 
vibração. 
3. Obtenção de presa ao ar. 
4. Remoção do modelo e do aro da caixa de moldação ou 
remoção da caixa de machos. 
5. Remoção de água livre ou combinada quimicamente 
por permanência em estufa a temperatura controlada 
e com circulação forçada de ar. 
6. Posicionar machos e união das meias moldações. 
7. (Pré-aquecimento da moldação/machos) 
8. Vazamento do metal usualmente: 
 Sob vácuo ou assistido por pressão 
Modelo 
permanente 
Pasta 
2 
t 
3 
5 
T>160ºC 
Água 
Resistente, densa 
mas impermeável 
Etapas para a produção da moldação - MÉTODO CONVENCIONAL 
 Modelo/Cx machos: 
Madeira 
Metal 
Plástico 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO COM GESSO 
Etapas para a produção da moldação – MOLD. COM GESSO EM ESPUMA 
 
1. Preparação da pasta (gesso + Agente de Formação de Espuma + Água + Aditivos) 
2. Vazamento sobre um modelo FLEXÍVEL de borracha (PU flexível). 
3. Obtenção de presa ao ar . 
4. Remoção do modelo e da caixa de moldação/caixa de machos. 
5. Secagem da moldação em estufa. 
6. Posicionar machos e união das meias moldações. 
7. Vazamento do metal usualmente sob ação da gravidade . 
↑ ↑ Permeabilidade ↓ ↓ Resistência Mecânica 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO COM GESSO 
Etapas para a produção da moldação PROCESSO ANTIOCH 
 
1. Preparação da pasta (areia de sílica+gesso de Paris + Água + Aditivos) 
2. Vazamento sobre um modelo/interior caixa de machos previamente revestidos (óleo/cera). 
3. Obtenção de presa ao ar. 
4. Remoção do modelo e da caixa de moldação ou remoção da caixa de machos. 
5. Processo de desidratação num autoclave (6 a 12h sob pressão de vapor de água e T) 
6. Rehidratar ao ar. 
7. Secagem da moldação/machos em estufa. 
8. Posicionar machos e união das meias moldações. 
9. Vazamento do metal usualmente sob ação da gravidade (pode ser assistido a vácuo) 
50% areia  ↑ CAPACIDADE CALORÍFICA 
Desidratação–Rehidratação  estrutura granular  ↑ PERMEABILIDADE 
Cristais do gesso recristalizam em grânulos de dimensão  aos de areia. 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
VANTAGENS 
DESVANTAGENS 
1.Capacidade de produzir formas 
complexas. 
2. Possibilidade de vazar secções finas 
3. Excelente réplica dos detalhes dos 
modelos. 
4. Produção de peças vazadas de grande 
precisão dimensional. 
5. Peças com bom acabamento superficial. 
6. Redução de tensões residuais e de 
distorções. 
7.Modelo rígido ou flexível (geometrias 
complexas/gesso em espuma)1.Baixa produção devido aos lentos 
processos de execução. 
2. Baixa permeabilidade do material de 
moldação. 
3. Propriedades metalúrgicas diferentes 
(processo de solidificação lento). 
4. Materiais de moldação não recicláveis. 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO COM GESSO 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
Capacidades e Limitações 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO COM GESSO 
Gama de ligas metálicas – Ligas de Al (predominantemente), de Mg, Zn e Cu (máximo). 
Alumínio-bronze, bronze-manganês e latão. 
Gama de dimensões e pesos das peças – Correntemente peças em liga de Al com 50g a 10 kg 
(90% dos casos), até 50 kg. 
Tempo e volume de produção (moldações) – geralmente mais curtos que os necessários para os 
processos cera perdida e fundição injetada. Indicado para pequenas produções, embora passível 
de automatização. 
Capacidade de obter espessuras mínimas – podem ir até aos 0,25 mm mas normalmente são 
da ordem: 1,5 mm – ligas de Zn, 1,75 mm – ligas de Al e 2,25 mm – ligas de Cu. 
Réplica de detalhes – Permite obter detalhes de forma geométrica (fluidez da pasta). 
Acabamento superficial – Boa qualidade superficial: [0.8, 3.2]  m. 
Furos –.  mínimo igual ou superior a 6 mm. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO COM GESSO 
Exemplos de peças produzidas 
 
Rotores de pás para bombas, turbinas 
para a indústria aeroespacial, 
componentes para fuselagens de 
aviões Instrumentos científicos… 
Componente em liga de alumínio 
utilizado em aplicações militares 
Componentes mecânicos em ligas não ferrosas 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO COM MATERIAL CERÂMICO 
PROCESSO SHAW 
 Utiliza como material de moldação agregados refratários 
aglomerados com sílica proveniente do aglomerante 
liquido com base de silicato de etilo. 
 Inertes 
 Precisas 
 Rígidas 
Moldações 
Silicato de Etilo 
Agente gelificação 
 Precisão 
 Excelente acabamento superficial 
Composição metalúrgica íntegra 
Peças ferrosas e não ferrosas 
Tratamento térmico a T  
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO COM MATERIAL CERÂMICO 
PROCESSO SHAW - SEQUÊNCIA DE OPERAÇÕES 
 
 
1. Constituição de uma pré-forma de moldação (b) a partir do modelo de pré-
formação (a) sobredimensionado em 2.4-9.5 mm. 
2. Vazamento da massa cerâmica refratária na caixa de moldação entre a pré-
forma da moldação e um modelo de precisão (c). 
 
 
 
 
 
 
3. Gelificação do material da moldação passado um curto intervalo de tempo 
(consistência tipo da borracha). 
4. Remoção do modelo de precisão (c). 
Grãos finos de material refractário Agente de gelificação 
• Mulite (Alumino Silicato) 
• Zircónia 
 I.F. Hidrato de Amónia 
 
Aço 
 Aglomerante 
 (líquido) 
Hidrato Silicato Etilo 
 
 Sílica 
% 
+ + 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO COM MATERIAL CERÂMICO 
PROCESSO SHAW - SEQUÊNCIA DE OPERAÇÕES 
 
 
Modelos 
Madeira, resina 
epoxídica, liga AL, 
latão, aço 
ferramenta, F.F. 
Pré-forma da Moldação 
Chamote grão grosseiro 
+ 
silicato de sódio 
+ 
 Insuflação CO2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO COM MATERIAL CERÂMICO 
PROCESSO SHAW - SEQUÊNCIA DE OPERAÇÕES 
 
 
5. Incêndio da massa de moldação para 
queima e remoção de matérias orgânicas 
e do álcool nela contido. 
Acabamento superficial fino. 
Produção de pequenas fissuras internas. 
6. Introdução da moldação num forno 
para retirar últimas matérias 
combustíveis da massa e para produzir 
uma estrutura sólida, rígida, inerte e 
precisa. 
Sinterização 
T 1000ºC 
 
Vazamento do metal fundido no interior da moldação cerâmica 
Fundição 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
VANTAGENS 
DESVANTAGENS 
1.Facilidade de extração dos modelos de 
precisão após gelificação. 
2. Estabilidade dimensional durante as 
diferentes fases de construção da moldação 
(reprodução de detalhes). 
3. Resistência mecânica da moldação final 
(retirada do aro externo de moldação). 
4. Boa resistência aos choques térmicos 
(vazamento do metal em moldações frias). 
5. Boa permeabilidade ao ar. Não  materiais 
combustíveis para gerar gases. 
6. Facilidade de extração das peças vazadas 
(colapsilidade da moldação). 
1.Não é recomendada a reciclagem da 
moldação por motivos económicos. 
2. Devem ser observadas condições de 
segurança contra explosões e contra 
inalação de gases. 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO COM MATERIAL CERÂMICO 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
CAPACIDADES E LIMITAÇÕES 
•Gama de ligas metálicas – Metais ferrosos principalmente: aços de baixo carbono, 
inoxidáveis e de liga para ferramentas; Outros: ligas de Al e Cu. 
• Gama de dimensões e pesos das peças – Superiores às obtidas em cera perdida em 
moldações cerâmicas. Podem ir até às toneladas (bases de ferramentas). 
• Volume e tempo de produção – Pequenas séries (tempo de moldação grande). 
Automatização: 15 moldações/hora. 
• Capacidade de obter espessuras mínimas – Em geral produzem-se espessuras grandes. 
Com procedimentos especiais as espessuras mínimas vão até aos 1,5 mm. 
• Acabamento superficial – Afetado por: grau de refractariedade, temperaturas do metal e 
da moldação, reações entre metal e material da moldação e tamanho de grão dos pós. 
Podem obter-se rugosidades inferiores a 3.2 m. 
• Precisão dimensional – Função da liga vazada e das dimensões lineares da peça. Quanto 
maiores as peças maior a tolerância apresentada. 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO COM MATERIAL CERÂMICO 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSO DE MOLDAÇÃO COM MATERIAL CERÂMICO 
Ferramentas e matrizes para extrusão, forjamento, fundição injectada, injecção de 
plástico e produção de vidro, compressão de compósitos. 
Componentes de precisão para equipamentos mecânicos: Indústria aeronáutica e 
aeroespacial 
Peças vazadas em : ligas de aço 
Acabamento superficial – excelente 
Composição metalúrgica – íntegra. 
Características 
Peças obtidas 
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Modelos perdidos 
PROCESSOS DE FUNDIÇÃO 
Moldações Perdidas Moldações Permanentes Crescimento de monocristais 
Modelos permanentes 
Vazamento porgravidade 
Vazamento sob pressão 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSOS DE MOLDAÇÃO COM MODELOS PERDIDOS 
Método de fundição sem cavidade, com modelo em espuma de PS envolvido por 
uma areia não aglomerada. 
O modelo deixado na moldação em areia é decomposto pelo metal fundido. 
O metal substitui o modelo, reproduzindo exatamente todas as formas deste. 
Fatores chave no controlo do processo 
M
od
e
lo
 
e
m
 
e
sp
um
a Qualidade superficial 
Fusão 
Estabilidade dimensional 
Densidade 
Processo de fundição por Evaporação de Modelos de PS - EPC 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSOS DE MOLDAÇÃO COM MODELOS PERDIDOS 
Etapas 
1. Confeção dos modelos individuais. 
2. Ligação dos modelos ao sistema de 
enchimento, formando “árvore”. 
3. Revestimento com líquido refratário 
e secagem 
4. Introdução de uma camada de areia 
na caixa de moldação; Colocação da 
“árvore” na caixa; Introdução e 
compactação, por vibração, da areia 
não aglomerada. 
5. Vazamento do metal fundido; 
Vaporização do modelo de espuma 
substituindo com precisão todos os 
seus pormenores. 
6. Separação da areia solta das peças 
vazadas; Acabamento final e 
controlo dimensional 
 
2
5
 –
7
5
 m
m
 
Colagem dos modelos 
Bacia de 
enchimento 
Processo de fundição por Evaporação de Modelos de PS - EPC 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSOS DE MOLDAÇÃO COM MODELOS PERDIDOS 
Processo de fundição por Evaporação de Modelos de PS - EPC 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSOS DE MOLDAÇÃO COM MODELOS PERDIDOS 
Produção do modelo – PS expandido(1) 
Enchimento 
 a) Introdução do PS pré-expandido através de ar 
comprimido num molde metálico. 
 b) Compactação utilizando um êmbolo 
pneumático. 
Fusão 
 c) Aquecimento do sistema, pela passagem de 
vapor através do material, para formação do 
modelo de espuma. 
Arrefecimento 
 d) Normalmente efetuado por vaporização de 
água na parte exterior no molde, para manter 
a geometria dimensional após ejeção. 
Ejeção 
 e) Abertura da prensa e ejeção pneumática ou 
mecânica do modelo. 
(1) – Para reduzir a densidade do PS [640 Kg/m3] é necessário efectuar, antes da produção do modelo propriamente dito, um processo de pré-expansão [16-27 kg/m3] 
Processo de fundição por Evaporação de Modelos de PS - EPC 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSOS DE MOLDAÇÃO COM MODELOS PERDIDOS 
Revestimento do modelo 
Objectivos 
 Fornece uma barreira entre a superfície lisa do modelo e a superfície rugosa da areia. 
 Permite uma permeabilidade controlada. Os gases produzidos pela vaporização da espuma 
escapam-se, através do revestimento, para a areia, afastando-os do metal da peça. 
(2) - A escolha da base do revestimento é limitada à compatibilidade com a espuma. 
Constituição 
Sílica – refractário preferido: Baixo preço / Excelente 
coeficiente de transmissão de calor. 
Zircónia e Olivina – Não são os mais comuns. 
Água – mais utilizada 
+ 
Refractário Base (2) 
Montagem do modelo A montagem é efectuada por colagem dos modelos numa “árvore”. 
As colas são especiais para o processo e realizam-se a quente 
T[120,130]ºC. 
Processo de fundição por Evaporação de Modelos de PS - EPC 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSOS DE MOLDAÇÃO COM MODELOS PERDIDOS 
Revestimento do modelo 
Modo de Aplicação 
(2) - A escolha da base do revestimento é limitada á compatibilidade com a espuma. 
Secagem 
Imersão Pulverização Pintura Escoamento 
Grandes dimensões 
Peq. e média dimensão 
Dim. Modelo 
Processo 
   
 
Natural – Ar livre (t=24 horas) 
Forçada - Estufa (T[50,65]ºC; t [2,6]horas) 
Micro-ondas para aplicações de grande produtividade 
Areia moldação 
Sílica (mais utilizada); Forma: grão quase esférico a esférico; Granulometria: diferentes para diferentes 
aplicações. 
Processo de fundição por Evaporação de Modelos de PS - EPC 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSOS DE MOLDAÇÃO COM MODELOS PERDIDOS 
Processo de fundição por Evaporação de Modelos de PS - EPC 
PRINCIPAIS VANTAGENS 
1. Inexistência de linha de apartação e de machos. 
2. Processo económico e fácil de realizar e controlar. 
3. Necessário menos areia e a sua reutilização não 
necessita de reciclagem. 
4. Simplificação dos processos de limpeza das peças 
vazadas. 
5. Aumento do rendimento da fundição com arranjo 
tridimensional dos modelos. 
6. Redução de mão-de-obra, e sua especialização. 
7. Produção variada de peças de forma contínua. 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSOS DE MOLDAÇÃO COM MODELOS PERDIDOS 
Processo de fundição por Evaporação de Modelos de PS - EPC 
CAPACIDADES 
Gama de ligas metálicas – Ligas de Al, ferros fundidos, aços ao carbono resistentes ao 
desgaste e ao calor 
 Gama de dimensões e pesos das peças – Produção em série – pesos de 0,5 a 25 kg; 
Produção de peça única – pesos até às toneladas. 
Volume e tempo de produção – Versátil, desde uma peça única a milhões de peças. 
 Capacidade de obter espessuras mínimas – podem ser vazadas secções de 3,5 mm. 
 Furos obtidos por vazamento – Furos de 3 mm de diâmetro podem ser obtidos. 
 Acabamento superficial – Função da qualidade superficial do modelo e da camada de 
revestimento refractário. Rugosidade entre [ 6.3, 25]  m. 
 Precisão dimensional – Maior precisão que no processo de areia verde. Maquinagem 
ainda necessária para dimensões mais críticas. 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSOS DE MOLDAÇÃO COM MODELOS PERDIDOS 
Processo de fundição por Evaporação de Modelos de PS - EPC 
Exemplos de peças produzidas 
Peças vazadas em Al para a indústria automóvel: 
Tubeiras de admissão, permutadores de calor, 
cabeças de motor e blocos… 
F. F.: Bielas, discos de travagem, tubeiras de escape, caixas de diferencias. 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSOS DE MOLDAÇÃO COM MODELOS PERDIDOS 
Processo defundição por Evaporação de Modelos de PS - EPC 
Exemplos de peças produzidas 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSOS DE MOLDAÇÃO COM MODELOS PERDIDOS 
Processo de fundição por “Cera Perdida” 
Na construção das moldações são aplicadas camadas de uma pasta refratária que vão 
envolver um modelo perdido em cera. As camadas cerâmicas são posteriormente endurecidas 
para se obter a moldação perdida. 
Moldação em casca cerâmica 
Construída por camadas sobrepostas. Técnica 
predominante para aplicações em engenharia 
de precisão. 
Moldação em bloco cerâmico 
Moldação sólida. Técnica mais utilizada 
para a produção de próteses dentárias, 
estatuária e joalharia, algumas aplicações 
em engenharia ( ligas não ferrosas ) 
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Lost Wax Process – Investment Casting Process 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSOS DE MOLDAÇÃO COM MODELOS PERDIDOS 
Processo de fundição por “Cera Perdida” 
Cera(s) + Aditivos 
Naturais 
Sintéticas 
Polímeros ( ex: PE, Nylon, Celulose Etílica ) 
Resinas ( ex: óleo de crude, res. pinheiro ) 
Pós inertes ( ex: PS c/ ácido Isoftálico, Bisfenol ) 
Outros ( ex: água, antioxidantes, corantes ) 
Função: melhorar as “áreas” em que as ceras são “deficientes” 
(resistência, rigidez, tenacidade, controlo dimensional) 
Matérias-primas utilizadas para obtenção do Modelo Perdido 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSOS DE MOLDAÇÃO COM MODELOS PERDIDOS 
Processo de fundição por “Cera Perdida” 
Matérias-primas utilizadas para obtenção da Moldação em Casca Cerâmica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
+ 
Mat. Refratários 
Pós de Sílica 
Pós de Zircónia 
Alumina 
Silicatos de Alumina 
Aglomerante 
Silicato de sódio liquido 
Silicato de etilo 
Outros 
Sílica coloidal 
+ (Liq.) 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSOS DE MOLDAÇÃO COM MODELOS PERDIDOS 
Processo de fundição por “Cera Perdida” – Casca Cerâmica 
Cozimento molde cerâmico 
a T  para completar 
processo de presa. 
Injecção da cera nos moldes 
metálicos para elaboração 
dos modelos. 
Eliminação da cera 
através de pressão e calor 
(autoclave). 
Separação das peças da 
“árvore” por corte. 
Fabrico da “arvore” de 
modelos perdidos. 
Operação de lixamento do 
canal de ataque 
Revestimento primário c/ 
lama refractária de 
granul. fina. 
Preenchimento do molde 
cerâmico com metal. 
Inspecção visual, dimensional e 
metalográfica das peças. 
Revest. secundário com 
material refractário. Casca 
cerâmica auto-resistente. 
Remoção do material 
refractário. 
Nota: Cavidades internas das peças são obtidas por machos solúveis de cerâmica. 100 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSOS DE MOLDAÇÃO COM MODELOS PERDIDOS 
Processo de fundição por “Cera Perdida” – Casca Cerâmica 
(1) Criação do modelo em cera perdida, produzido por 
injeção num molde metálico. 
(2) Ligação dos modelos em cera a um gito central 
formando uma “árvore”. No cimo de cada “árvore” é 
colocado um cone, de casca cerâmica, para se vazar o 
metal. 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSOS DE MOLDAÇÃO COM MODELOS PERDIDOS 
Processo de fundição por “Cera Perdida” – Casca Cerâmica 
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(3) Imersão da “árvore” em banhos de material refratário. 
(4) Pulverização com pós refratários 
Formação da casca cerâmica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSOS DE MOLDAÇÃO COM MODELOS PERDIDOS 
Processo de fundição por “Cera Perdida” – Casca Cerâmica 
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Ganhar resistência 
e (5) retirar modelos de cera do seu interior. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSOS DE MOLDAÇÃO COM MODELOS PERDIDOS 
Processo de fundição por “Cera Perdida” – Casca Cerâmica 
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(6) Moldação ao forno para completar o processo de presa. Eliminam-se humidades e dá-se 
a queima de produtos prejudiciais ao metal no vazamento. 
(7) Vazamento do metal com uso de cadinhos, a temperatura da 
moldação é próxima do metal vazado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSOS DE MOLDAÇÃO COM MODELOS PERDIDOS 
Processo de fundição por “Cera Perdida” – Casca Cerâmica 
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(8, 9) Após solidificação e arrefecimento procede-se à destruição da moldação 
para retirar as peças por martelagem, vibração, projeção de ar. Corte dos gitos 
em prensas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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PROCESSOS DE MOLDAÇÃO COM MODELOS PERDIDOS 
Processo de fundição por “Cera Perdida” – Casca Cerâmica 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSOS DE MOLDAÇÃO COM MODELOS PERDIDOS 
CAPACIDADES 
Gama de ligas metálicas – qualquer liga (feroosas, não ferrosas, super-ligas) pode ser 
vazada, incluindo as que são impossíveis de forjamento ou demasiado difíceis de 
maquinar. 
Gama de dimensões e pesos das peças – em geral de pequenas (gramas), tem vindo a 
aumentar: peças de ferro c/ 300 Kg e ligas de Al c/ 1000 mm. 
Tempo de produção – Processo moroso e exigente na obtenção dos modelos. 
Capacidade de obter espessuras mínimas – Dependem da liga. Conseguem-se obter 
espessuras de 2 décimos de milímetro, embora não se deva descer abaixo dos 1.5 mm 
(inferiores às obtidas pelo processo Shell Moulding). 
Réplica de detalhes – Grande fidelidade na reprodução de detalhes. 
Furos obtidos por vazamento – Ømin=1 mm (comprimento do furo não muito longo) 
Acabamento superficial – Dependente da liga metálica e do processo de reprodução das 
superfícies, rugosidade superficial de 3.2 m facilmente atingível. 
Precisão dimensional – tol ( dimensões lineares ) = 0.125 mm/25 mm, em ligas de baixo 
ponto fusão pode atingir-se  0.05 mm/25 mm. 
Processo de fundição por “Cera Perdida” 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSOS DE MOLDAÇÃO COM MODELOS PERDIDOSPRINCIPAIS VANTAGENS 
1.Flexibilidade de forma 
2. Tolerâncias dimensionais apertadas 
3. Grande produtividade 
4. Elevado rigor dimensional 
5. Bom acabamento superficial 
6.Grande variedade de materiais utilizados 
7. Inexistência de linhas de apartação 
8. Espessuras mínimas inferiores às obtidas 
por Shell Moulding 
Processo de fundição por “Cera Perdida” 
Algumas APLICAÇÕES 
1.Aeroespacial 
2. Aeronaútica 
3. Automóvel 
4. Agrícola 
5. Têxtil 
6. Armamento 
7. Computadores e electrónica 
8. Próteses médicas 
9. Joalharia e estatuária 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSOS DE MOLDAÇÃO COM MODELOS PERDIDOS 
Processo de fundição por “Cera Perdida” 
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Produtos fabricados 
Indústria automóvel ligeira 
Indústria automóvel pesada 
Indústria eléctrica/electrónica 
Indústria metalomecânica geral 
Válvulas/tubos 
Caminhos ferro 
Imobiliário urbano 
Construção civil 
Material de desgaste 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSOS DE MOLDAÇÃO COM MODELOS PERDIDOS 
Processo de fundição por “Cera Perdida” 
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Produtos fabricados 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSOS DE MOLDAÇÃO COM MODELOS PERDIDOS 
Processo de fundição por “Cera Perdida” – Casca Cerâmica 
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 1. Casca cerâmica aquecida é colocada dentro de 
uma câmara protegida da atmosfera. Coluna de 
enchimento com saída na base da câmara. 
3. Descida da câmara na direcção do forno de 
forma a que o bocal da coluna de descida fique 
imerso. 
4. Realização de vácuo dentro da câmara. 
5. Enchimento da moldação com metal em fusão. 
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 1. Colocar câmara selada c/ moldação cerâmica 
acima da câmara de vácuo que contem o forno. 
 2. Fusão do metal sob vácuo. Enchimento das 
câmaras com gás árgon. Abertura da válvula de 
ligação. 
 3. Subida do forno. 
 4. Aplicação de vácuo na câmara que contém a 
moldação. 
 5. Enchimento da moldação com metal em fusão. 
 
VAZAMENTO CONTRA-GRAVÍTICO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
PROCESSOS DE MOLDAÇÃO COM MODELOS PERDIDOS 
PRINCIPAIS VANTAGENS/LIMITAÇÕES 
1.Melhor qualidade metalúrgica e maior 
sanidade das peças vazadas 
2. Obtenção de peças de paredes mais finas 
e de maior precisão 
3. Dimensões e pesos das peças podem 
estar condicionados às dimensões e à 
resistência das câmaras seladas dos 
equipamentos 
4. Melhores acabamentos superficiais 
5. Mais dispendioso 
Processo de fundição por “Cera Perdida” 
Algumas APLICAÇÕES 
Processo CLA 
Indústria automobilística: 
• partes de transmissão mecânica 
• câmaras de pré-combustão para diesel 
• sistemas de direcção 
Indústrias aeronaútica e aeroespacial: 
• asas de mísseis, câmaras de bombas, 
peças estruturais. 
Processo CLV 
mais utilizado para o processamento de 
super-ligas: câmaras de combustão, pás de 
turbinas de motores a jacto, suportes de 
reactores,.... 
VAZAMENTO CONTRA-GRAVÍTICO 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
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Modelos perdidos 
PROCESSOS DE FUNDIÇÃO 
Moldações Perdidas Moldações Permanentes Crescimento de monocristais 
Modelos permanentes 
Vazamento por gravidade 
Vazamento sob pressão 
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Processos de Fundição com MOLDAÇÕES PERMANENTES 
Ponto de fusão baixo Boa fluidez 
Intervalo de solidificação  Não ataque químico 
Não dissolvam gases Não sejam frágeis, especialmente a T 
  Coeficiente de contração 
 Maior velocidade de produção. 
 Economia de espaço na oficina e de mão-de-obra. 
 Oficinas mais limpas. 
 Maior rigor dimensional. 
 Menor rugosidade das peças obtidas. 
 Peças mais bem definidas (arestas + vivas). 
 Peças com melhor qualidade e uniformidade. 
 Economia no material vazado. 
 Peças não sujeitas a defeitos característicos da 
areia: cascão, inclusões de areia, etc. 
 Maior custo inicial da moldação (prod. série) 
 Maior custo de equipamento (fund. injectada) 
 Tempo anterior ao início de produção das 
primeiras peças muito grande (produção 
moldações metálicas) 
 Só utilizável para ligas de ponto de fusão 
relativamente baixo. 
 Peso e dimensões das peças limitados (fundição 
injectada e de centrifugação) 
Moldações Permanentes Vs Moldações em Areia 
 LIGAS QUE SE PODEM VAZAR 
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MOLDAÇÕES PERMANENTES 
Tmin < TEMPERATURA DE VAZAMENTO <Tmax 
 
 Composição do metal 
 Espessura das paredes da peça 
 Tamanho e peso da peça 
 Modo de arrefecer do molde 
 Revestimento do molde 
 Sistema de gitagem 
T = f(...) 
RESPIRAÇÃO DA MOLDAÇÃO 
Sn e Pb - 180 a 250 ºC 
Zn - 400 a 450 ºC 
Al - 650 a 790 ºC (845 ºC) 
Mg -705 a 790 ºC 
Cu - 980 a 1230 ºC 
F.F. cinzento – 1275 a 1355 ºC 
 Global Local 
TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
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TECNOLOGIA DA FUNDIÇÃO 
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MOLDAÇÕES PERMANENTES 
ENXERTOS Obtenção local de propriedades diferentes das do material 
injetado 
 
Perno roscado; Casquilho roscado; Tubo 
Conjunto de pinos ejectores accionados pela placa ejectora 
EJETORES Operam após abertura das moldações e retirada de machos. 
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MOLDAÇÕES PERMANENTES 
MACHOS das moldações 
 PERMANENTES – formas simples 
 
 FIXOS 
 Perpendiculares ao plano de apartação. 
 Formas geométricas com ângulos saída fáceis. 
 Amovíveis – ligados à moldação mas não constituem uma única peça 
 MÓVEIS – podem ser extraídos com movimentos de rot. e/ou transl. 
 
 DESTRUTÍVEIS (Moldação Semi-permanente) – formas complexas 
 Areia aglomerada 
 Material cerâmico 
TIPO 
Ferro fundido 
Aço 
Areia aglomerada 
Materiais cerâmicos 
MATERIAL 
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MOLDAÇÕES PERMANENTES 
 MOLDAÇÃO – Vida do molde depende: 
1. Temperatura de vazamento 
2. Peso da peça 
3. Forma da peça 
4. Métodos de arrefecimento 
5. Ciclos de aquecimento 
6. Pré-aquecimento do molde 
7. Revestimento do molde 
 
(prevenir arrefecimento prematuro do metal, controlo da 
direcção e taxa de