PROCESSO DE FUNDIÇÃO

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PROCESSO DE FUNDIÇÃO
· Fundição: metal líquido colocado em um molde toma forma e solidifica no formato dado no molde
· Processo de fundição (cera perdida)
1) Obtenção do modelo – troquel
2) Restauração em cera ou resina volátil – padrão de fundição
3) Fixação na base – padrão + pino conformador do canal de alimentação + base formadora de cadinho
4) Inclusão em revestimento
5) Eliminação do padrão (500°C)
6) Fusão e injeção da liga no molde
7) Desinclusão, acabamento e polimento
· As contrações devem ser compensadas com as expansões
· Contrações (liga sólida + padrão de fundição) = Expansões (revestimento + outras)
· Câmara de compensação: 	evita que a peça apresente porosidade interna por contração localizada
· Caso a cera seja aquecida durante a inclusão, antes da presa inicial do revestimento, pode ocorrer distorção por liberação de tensões
· Materiais para padrão de fundição
· Requisitos
· Estabilidade dimensional: reprodução exata da restauração e não apresentar distorções
· Prática: possibilidade de remoção completa do interior do molde de revestimento, facilidade de trabalho,
· Ceras
· Tipo 1: técnica direta: cera de baixa fusão
· Tipo 2: técnica indireta: cera dura, média e macia
· Composição: hidrocarbonetos + corantes
· Indução de tensões
· Plastificação não homogênea
· Deformações quando já rígidas (acréscimos, esculturas, compressão)
· Liberação de tensões
· Tempo até a inclusão em revestimento
· Temperatura (quanto mais alta melhor a liberação)
· Outros materiais para padrão: peças pré-formadas em plástico, resina acrílica especial
REVESTIMENTO
· Material refratário (que suporta altas temperaturas) para formar o molde onde um metal/liga é injetada
· Eliminação do padrão gera o molde de revestimento
· Um erro de 40 é visível e indica uma peça desajustada
· Requisitos
· Deve expandir para compensar contração da liga sólida e padrão de fundição
· Resistência a altas temperaturas e ao impacto da liga injetada
· A degradação em altas temperaturas pode gerar: enfraquecimento mecânico e liberar gases que podem reagir com a liga e estregar sua superfície
· Bom escoamento: reprodução dos detalhes
· Porosidade: saída do ar e outros gases durante a injeção
· Lisura: facilita o ajuste, evita a penetração da liga nos poros
· Fácil manipulação : incluindo desinclusão
· Ventilação: espessura mínima para facilitar escape do ar (3-5mm)
· Composição
· Aglutinante (gesso ou fosfato): responsável pela presa, resistência mecânica e expansão de presa
· Refratário (sílica): resistência química em altas temperatura, expansão térmica
· Modificadores: tempo de presa, resistência mecânica
· Corantes
· TIPOS DE EXPANSÕES
1. Durante a PRESA do gesso
· Normal: choque normal de cristais agulhados
· Higroscópica plena: expansão máxima pela adição de água imediatamente após a presa inicial do gesso (perda do brilho)
· Higroscópica Parcial
· Tardia: água acrescentada após a perda do brilho: quanto mais tempo decorrido após a perda do brilho menor será a expansão
· Controlada: quantidade controlada de água e menor que a quantidade de expansão que a plena
· Semi-Higroscópica: menor que a máxima	
· Exo-Hídrica: retirada do excesso de água antes da presa inicial (perda do brilho). O revestimento se comporta como tivesse sido espatulado com menor água, há aproximação dos núcleos de cristalização e maior expansão.
· Exo-Hídrica + Higroscópica
2. Durante o AQUECIMENTO
· Térmica: normal, dada pela agitação molecular. A expansão térmica do revestimento ↑ com o ↑ da temperatura.
· Isotérmica: relacionada a conformação alotrópica da molécula de sílica, que ao atingir determinadas temperaturas sofre expansões abruptas
	Forma alotrópica da sílica
	Temperatura
	% expansão
	Tridimita
	117-163°C
	3°
	Cristobalita
	270°C
	1°
	Quartzo
	575 °C
	2°
· Confinamento
· Fontes
· Padrão de fundição: quanto mais rígido o padrão, ↑ o confinamento
· Anel formador de cilindro
· Travamento nas extremidades ↑ o confinamento longitudinal e equalizar com o transversal 
· Amianto: utiliza-se para diminuir o confinamento transversal, mas não o eliminar
· Resistência do revestimento
· Efeitos:
· ↑ expansão 
· Distorção, se não for idêntico o confinamento em todas as direções
 TÉCNICAS DE FUNDIÇÃO
· Objetivo: compensar expansões e contrações, minimizar distorções e obter uma peça ajustada sem falhas
· TÉCNICA DA BONECA ESPESSA
· Justificativa
· Uso de revestimento aglutinado por gesso: 
· Fácil de manipular e mais barato que aglutinados por fosfatos e silicatos
· Limitações: indicado para ligas de baixa temperatura de fusão (menos de 100°C); baixa resistência quando aquecido requer uso de anel de ferro (confina a expansão de presa e isotérmica do revestimento a térmica normal á acompanhada pelo ferro)
· Não usa forro de amianto: o amianto diminui as distorções causadas pelo anel, porém é um material cancerígeno prejudicial a saúde que deve ser evitado e vem sendo proibido
· Possibilita a expansão higroscópica tardia com o mínimo de confinamento possível (dado pelo padrão)
· Cuidados no molde de revestimento
· Inclinação do pino formador do canal de alimentação: 45° em relação a parede oposta ao molde de revestimento
· Evitar que a liga ao ser injetada provoque erosão do revestimento no local do impacto. Causando uma saliência que leva a má adaptação da peça.
· Local de fixação do pino formador do canal de alimentação com a esfera: deve ser na região mais volumosa do padrão
· É a região mais volumosa a última a se solidificar que supre a liga líquida para outras regiões
· Para evitar porosidade por contração localizada a câmara de compensação supre a última porção de liga líquida para parte mais volumosa
· Posição da esfera formadora da câmara de compensação: a 1mm abaixo do padrão “pescoço curto”
· Se a distância for maior, a liga se solidificará antes de preencher o molde da peça
· Posição da câmara de compensação no anel: no centro térmico do anel (último lugar do revestimento a esfriar)
· Para ser o último local a solidificar
· E desse modo, a porosidade por contração localizada fique na câmara e fora da peça
· Obs: é volumosa e está no centro térmico, esses 2 motivos são importantes para que seja o último local a solidificar
· Distância entre padrão e topo do anel: entre 3-5mm
· Se for menor, o revestimento fica muito fino ↑ o risco do fratura
· Se for maior, o revestimento tem ventilação prejudicada
· Risco de falta de preenchimento do molde por causa da pressão do ar aprisionado na entrada da liga(o ar tende a acumular)
· Passar umectante: camada fina no padrão
· Fina para não interferir na presa do gesso
· Facilita a adaptação do revestimento sobre o padrão já que a cera é hidrófoba
· Imersão da boneca em água: 5mins após a perda do brilho (presa inicial)
· Obter expansão higroscópica tardia sem o confinamento do anel (não plena, pq seria muito para o tipo de liga que o departamento usa)	
· Cuidado no aquecimento do forno
· Encharcamento do anel por imersão em água antes de leva-lo ao forno: Imergir em água até sair bolhas de ar
· Para água ocupar as porosidades do revestimento, evita que a cera fundida entre nas porosidades, e os resíduos da queima da cera impeçam a ventilação do molde na entrada da liga
· Pré-aquecimento (FASE 1): a 150°C, anel com abertura para baixo
· Não aquecer acima de 100°C, pois a ebulição (perda rápida da água) no revestimento úmido pode causar trincas e fraturas
· Anel para baixo permite a cera escoar para fora do molde e depois a água evapora das porosidades
· Essa temperatura é mantida até sair o vapor de água
· Passagem lenta pelas temperaturas de inversão térmica (FASE 2):
· Inversão da forma alotrópica da sílica
· O ideal seria usar revestimento a base de quartzo e aquecer o anel só até 500°C para evitar o excesso de expansões (higroscópica+isotérmica). Mas no departamento se usa o de Cristobalita que a inversão é em 270°C.
· 1° Aquecimento rápido até 250°C e manter por 20min
· 2° Aquecimento lento até 300°C e manter por 20min (permite passar por 270°C de forma lenta e uniforme)
· Se essa passagemnão fosse lenta provocaria diferenças entre as porções superficiais e internas, as superficiais teriam expandido muito antes de atingir a temperatura de inversão, e as internas mais frias estariam longe de alcançar 270°C e não teriam expandido isotermicamente.
· RESUMO: aquecer de forma lenta evita que a diferenças nas superfícies interna e externa tenham expansões diferentes, que levariam ao rompimento do revestimento
· Aquecimento rápido até a temperatura de injeção e homogeneização da temperatura (FASE 3):
· Aquecimento rápido até 600°C, pode ser rápido pois as diferenças de expansão são pequenas nessa faixa por não haver inversão (sem perigo de trincas)
· É importante que o revestimento esteja quente no momento da injeção (para diminuir o resfriamento da liga)
· Anel com abertura para cima: para fuligem da queima da cera e resina não ficar no molde.
· Manter a porta do forno pouco aberta até sair a fumaça e entrar oxigênio para queimar os resíduos de cera e resina (formação de fuligem)
· Fechar a porta do forno para garantir o aquecimento homogêneo do revestimento no momento da injeção
· Expansões x Contrações na técnica de boneca espessa
· Contrações:
I. 1° Liga sólida: a mais importante, são compensadas com a expansão
II. 2° Liga Liquida: compensada com suprimento de mais liga pela câmara de compensação
III. 3° Padrão de fundição: polimerização da resina e contração térmica da cera
· Expansões
I. Higroscópica tardia de presa (não há expansão normal de presa)
II. Térmica (nos intervalos em que não ocorre inversão)
III. Isotérmica (só existe pelo uso de revestimento de Cristobalita). Não é tão critica pois é de baixa magnitude por estar confinada
· Cuidados com fonte de calor, regulagem da chama e centrifuga
· Maçarico gás/ar
· Pode ser utilizado para fundir ligas de até 1000°C
· A liga deve ser fundida na zona redutora da chama (cor azul) que ↓ risco de oxidação da liga
· Centrifuga
· Girar na horizontal com cadinho aberto para injeção da liga
· Aceleração 100%, velocidade 450rpm por 20s. Esse ajuste depende da quantidade de liga em massa e sua densidade, quanto menos densa a liga maior tem q ser a velocidade.
GLOSSÁRIO
1) Aglutinante: composto que mantem unidos outros constituintes, confere cremosidade e rigidez e resistência mecânica na fase sólida.
2) Cadinho: funil onde é injetada a liga
3) Canal de alimentação: comunicação entre cadinho e molde dado pelo padrão
4) Encruar: deformar plasticamente a frio
5) Expansão
a. Normal de presa: durante o endurecimento do material que não entra em contato com outras substâncias que possam interferir em sua expansão
b. Higroscópica: expansão maior que o normal, dado pelo contato com água
c. Higroscópica controlada: menor que a máxima possível, mas controlada
d. Higroscópica tardia: em estágios avançados de presa, água menor que a máxima possível
e. Higroscópica plena: máxima possível, água adicionada imediatamente após a presa inicial
f. Exo-hídrica: maior que a normal
g. Semi-higroscópica: menor que a máxima possível 
h. Térmica: provocada pelo aumento da temperatura
i. Isotérmica: ao atingir temperaturas que mudam a conformação em volume de certos materiais
6) Forjar: deformar plasticamente um metal a quente
7) Molde: dado pelo padrão
8) Padrão de fundição: restauração em cera/resina da futura peça metálica que se deseja
9) Refratário: material que suporta altas temperaturas sem degradar
10) Revestimento: material refratário reveste o padrão para obter seu molde