Fundição por Centrifugação e Precisão - Processos de Fabricação

Módulo 1 Prof Luiz F Fontanella Processos Fabricação Prof Luiz F Fontanella Fundição Prof Luiz F Fontanella Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 60 FUNDIÇÃO POR CENTRIFUGAÇÃO 8 Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 61 FUNDIÇÃO DE PRECISÃO Cera Perdida Casca ou Shell Molde Cerâmico Estes processos utilizam um molde obtido de um modelo consumível com uma pasta ou argamassa refratária que endurece à temperatura ambiente ou mediante adequado aquecimento Uma vez endurecida essa pasta refratária o modelo é consumido Temse assim uma casca endurecida que constitui o molde propriamente dito com as cavidades correspondentes à peça que se deseja produzir Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 62 FUNDIÇÃO DE PRECISÃO Após o vazamento do metal líquido no interior do molde e com a peça solidificada o molde é inutilizado Assim ao contrário do que ocorre na fundição em areia verde onde o modelo é usado inúmeras vezes Nos processos de fundição de precisão tanto o modelo como o molde são inutilizados O modelo consumível é confeccionado a partir de matrizes cujas cavidades correspondem à forma do modelo Essa matriz é praticamente permanente Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 63 FUNDIÇÃO DE PRECISÃO Vantagens Possibilidade de produção em massa de peças de formas complicada que são difíceis ou impossíveis de obter pelos processos convencionais de fundição ou por usinagem possibilidade de reprodução de detalhes precisos cantos vivos paredes finas etc obtenção de maior precisão dimensional e superficial em qualquer metal ou liga as peças podem ser produzidas praticamente acabadas necessitando pouca ou nenhuma usinagem posterior o que toma mínima a importância de adotaremse ligas fáceis de usinar Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 64 FUNDIÇÃO DE PRECISÃO o processo permite rigoroso controle do tamanho e contornos dos grãos solidificação direcional e orientação granular o que resulta em controle mais preciso das propriedades mecânicas o processo pode adotar fusão sob atmosfera protetora ou sob vácuo o que permite a utilização de ligas que exijam tais condições Vantagens Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 65 FUNDIÇÃO DE PRECISÃO as dimensões e o peso são limitados devido a considerações econômicas e físicas e devido à capacidade do equipamento disponível O peso recomendado para as peças fundidas por precisão não deve ser superior a cerca de 5 kg o investimento inicial para peças maiores de 5 a cerca de 25 kg é normalmente muito elevado Desvantagens Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 66 FUNDIÇÃO DE PRECISÃO peças estruturais para a indústria aeronáutica peças para motores de avião em ligas resistentes ao calor sistemas de combustão de aviões instrumentos de controle de aviões equipamento aeroespacial equipamento de processamento de dados palhetas de turbinas industriais e automotivas motores elétricos equipamento eletrônico de comunicações turbinas a gás Exemplos de peças obtidas por fundição de precisão Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 67 FUNDIÇÃO DE PRECISÃO armamentos de pequeno porte máquinas operatrizes e acessórios equipamento médico e odontológico equipamento óptico equipamento para indústria têxtil equipamento de escritório bem como em uma infinidade de outras aplicações Exemplos de peças obtidas por fundição de precisão Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 68 CERA PERDIDA Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 69 CERA PERDIDA Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 70 CERA PERDIDA 9 9A Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 71 CASCA ou SHELL Neste sistema o molde é confeccionado a partir de uma mistura de areia e uma resina endurecível pelo calor a qual atua como aglomerante A mistura é colocada sobre a superfície de um modelo metálico O conjunto é aquecido e endurece resultando aderência mútua dos grãos de areia formase assim uma casca resistente e rígida que constitui metade do molde Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 72 CASCA ou SHELL A outra metade do molde é confeccionada de modo idêntico Prontos os moldes são colocados os machos na sua cavidade se necessários As metades são juntadas e presas geralmente por colagem Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 73 CASCA ou SHELL 10 Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 74 CASCA ou SHELL Vantagens do processo ü podese produzir peças com tolerâncias de 0127 mm reduzindo o material de usinagem ü as peças apresentam rugosidade ou a 32 mm ü não há necessidade de prever ângulos de saída 1 ü podem ser fundidas seções muito finas 25 a 5 mm ü qualquer tipo de metal com característicos de fusão fácil pode ser utilizado na produção de peças por fundição em casca Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 75 Desvantagens do processo ü o custo do modelo é maior porque o mesmo deve ser metálico geralmente alumínio ou ferro fundido além disso os modelos devem estar isentos de defeitos superficiais os quais podem dificultar a remoção da casca Do mesmo modo a areia à base de resina é de custo relativamente elevado além de ser mais difícil de armazenar e manusear ü as dimensões das peças fundidas em casca são limitadas quando comparadas às peças produzidas em fundição convencional Contudo essas dimensões são geralmente maiores do que as obtidas por intermédio da fundição sob pressão CASCA ou SHELL Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 76 MOLDE CERÂMICO Método destinado a produção de peças de grande precisão em aço ferramenta ligas de cobalto aço inoxidável titânio e ligas não ferrosas Os dois principais processos são Unicast Shaw Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 77 MOLDE CERÂMICO Em ambos os casos são empregados modelos de madeira plástico ou metal montados em caixas de moldagem Em vez de areia empregase uma pasta refratária preparada a partir de misturas rigorosamente controladas de pó cerâmico com um ligador líquido catalítico um silicato alcalino Os ingredientes são misturados e de imediato devem ser derramados sobre o modelo A pasta solidifica em aproximadamente 3 a 5 minutos tornandose um sólido de aparência gelatinosa que pode ser extraído do modelo Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 78 MOLDE CERÂMICO No processo Shaw o molde é aquecido e o álcool contido na substância catalisadora evapora deixando uma malha de fissuras finas no molde o que torna a cerâmica permeável permitindo que ar e gases escapem durante o vazamento No processo Unicast o molde verde é submetido à ação de um banho químico por aspersão ou imersão Resulta uma interação catalisadora que origina uma estrutura no molde de aparência celular ou esponjosa Pro Fab LFFontanella 2015 Rev 02 79 MOLDE CERÂMICO Os moldes são estufados a temperaturas de 980C durante uma hora São a seguir montados com os machos localizados e finalmente procedese ao vazamento Por esses processos podese fundir peças com até 900 kg embora os pesos mais comuns se situem entre 45 e 90 kg Os moldes cerâmicos possuem um coeficiente de dilatação correspondente a zero e suas paredes são muito resistentes de modo que permitem a fabricação de peças de alta precisão 11