Projeto de Fundição em Areia

v 9 n 1 2019 Anais do XV Encontro de Iniciação Científica da UNI7 Projeto de Fundição em Areia Ciro Araújo FARIAS1 Cassio Sena PAIVA2 Rodrigo Carvalho Souza Costa3 Antonia Daniele Souza Bruno Costa4 1 Introdução A fundição é um processo de fabricação amplamente usado devia a sua flexibilidade na criação de objetos com diferentes formas O alumínio e suas ligas têm se destacada no processo de fundição por se tratarem de materiais de baixo ponto de fusão excelente fluidez e alto coeficiente de transferência o que permite ciclos mais rápidos de produção BALDIN BATISTA E VERRAN 2012 BENEMANN e WOLFART JUNIOR 2017 Esse trabalho tem por objetivo a obtenção de uma peça fundida em molde de areia Para foram necessárias as seguintes etapas moldagem construção das caixas de moldagem preparação da areia de fundição fusão de barras de alumínio vazamento no molde desmoldagem rebarbação e limpeza da peça 2 Referencial Teórico Entre os processos de fundição por gravidade o que mais se destaca é a fundição em areia por ser o mais barato e o mais versátil processo de fundição A fundição em moldes de areia consiste em fundir o material em um cadinho e derramar o material fundido em um molde que flui pela força da gravidade através dos canais de vazamento a fim de preencher uma cavidade que tem a forma do modelo Ao 1 Graduando em Engenharia Mecânica UNI7 Centro Universitário 7 de Setembro Fortaleza CE cirofarias077gmailcom 2 Graduando em Engenharia Mecânica UNI7 Centro Universitário 7 de Setembro Fortaleza CE cassiofkhotmailcom 3 Doutor em Engenharia de Teleiniformática pela UFC Prof EBTT do IFCE ParacuruCE rodccostagmailcom 4 Pósdoutora em Cristalografia Física Aplicada pela USP Profa Titutlar da UNI7 Centro Universitário 7 de Setembro Fortaleza CE nielebrunogmailcom v 9 n 1 2019 Anais do XV Encontro de Iniciação Científica da UNI7 solidificar o material fundido podese retirar a peça quebrando o molde para a remoção da peça GROOVER 2018 O molde é a matriz que receberá o material líquido o qual tem cavidades com forma do modelo podendo apresentar cavidade para acomodação de machos Ester deve conter espaços para canais de vazamento e para alocação de massalotes CHIAVERINI 1986 BALDAM e VIEIRA 2013 GROOVER 2018 Para materiais com ponto de fusão mais baixos como o alumínio e suas ligas podese utilizar areia com granulometria menor que permite melhor acabamento no contorno da peça BALDAM e VIEIRA 2013 Após processo de vazamento do metal fundido o metal é solidificado no molde e por fim desmoldado A etapa final corresponde ao acabamento o qual é responsável por retirar os canais de vazamento e as possíveis imperfeições da peça causadas pelo contato com a areia CHIAVERINI 1986 BALDAM e VIEIRA 2013 GROOVER 2018 3 Proposta de Desdobramentos da Pesquisa O acabamento da peça fundida será melhorado sendo analisadas as propriedades mecânicas micro e macroestrutural Além disso pretendese investigar a variação do percentual da argila na qualidade superficial da peça fundida 4 Resultados Alcançados eou Esperados Foram construídas duas caixas de moldagem superior e inferior as quais forma fixados em ambos os lados para evitar desalinhamento entre elas como ilustra a Figura 41 do Anexo Fui utilizado para a produção da areia de fundição uma proporção sugerida por Chiaverini 1986 8006 de areia 1613 de argila e 322 de água de maneira que a areia pudesse garantir liga para criação do modelo e sustentação na caixa Como a areia fina e a argila encontravamse bastante úmidas foi necessária uma etapa de secagem prévia como mostrado nas Figuras 42 43 e 44 do Anexo v 9 n 1 2019 Anais do XV Encontro de Iniciação Científica da UNI7 Posteriormente a argila foi triturada para redução da granulometria consoante ao apresentado na Figura 45 do Anexo A areia fina e a argila foram peneiradas para homogeneização da granulometria vide Figura 46 do Anexo Por fim a areia e a argila foram misturadas mecanicamente como apresentado na Figura 47 do Anexo A caixa fundo foi parcialmente preenchida e compactada como mostra a Figura 48 do Anexo Foi utilizado um martelo amaciador de carne como modelo o qual foi coberto por areia e prensado como ilustra a Figura 49 do Anexo Uma camada de desmoldante talco foi utilizada a fim de evitar a união das camadas de areias entre as duas caixas topo e fundo consoante apresentado na Figura 410 da Anexo Em seguida a caixa topo foi acoplada a caixa fundo e preenchida com areia Os canais de vazamento foram introduzidos por meio de tubos de aço os quais foram retirados após a compactação da areia na caixa superior A caixa em seguida foi aberta para a retirada do modelo O alumínio foi fundido a 800C em um cadinho de material refratário A garra para o manuseio do cadinho com metal fundido foi projeto a partir de barras chata e em perfil L de aço carbono de maneira a deixála semelhante a um tenaz só que mais resistente como apresentam as Figuras 411 e 412 do Anexo Na etapa de vazamento o alumínio foi vertido em um dos canais que permitiu o preenchimento do molde e do segundo canal de vazamento O segundo canal permitiu a saída do ar existente no molde e posteriormente alimentou a peça durante a contração do metal na solidificação A etapa de desmoldagem ocorreu após a completa solidificação do alumínio mostrado na Figura 413 do Anexo A caixa foi aberta para retirar a peça fundida como apresentado na Figura 414 e 415 do Anexo A etapa inicial de rebarbação foi a de corte dos canais de vazamento visualizadas na Figura 416 do Anexo A peça fundida foi obtida com êxito consoante se observa na Figura 417 do Anexo v 9 n 1 2019 Anais do XV Encontro de Iniciação Científica da UNI7 5 Considerações Finais O projeto de fundição foi alcançado com sucesso conseguimos adquirir uma peça fundida semelhante ao modelo com o interior da peça sem a presença de vazios ou rechupes no seu interior A utilização madeira reaproveitada de construções não foi adequada pois apresentava muitas imperfeições Então optouse por comprar madeira de melhor qualidade e previamente cortada com o tamanho No processo de fabricação da garra foi utilizada um aço com alto teor de carbono o que dificultou o processo de soldagem O elétrodo 6013 não conseguiu fundir a peça sendo necessário a utilização do elétrodo 6010 Referências BALDIN M C BATISTA G M VERRAN G O Estudo do refino dendrítico celular da Liga 356 usando titânio e boro como nucleante In Congresso Brasileiro de Ciência dos Materiais CBECIMAT 20 2012 JoinvilleSC ref 302 301 BENEMANN Tarcila Pedrozo WOLFART JÚNIOR Mário Análise do Refino de Grão da Liga de Alumínio Eutético através da curva de resfriamento In Semana da Ciência e Tecnologia VI 2017 Instituto Federal Catarinense Campus Lucerna p 11 25 GROOVER Mikell P Introdução aos processos de fabricação Rio de Janeiro LTC LIVROS TÉCNICOS E CIENTÍFICOS EDITORA SA 2018 737 p ISBN 97885 21625193 Português CHIAVERINI Vicente Tecnologia Mecânica Processos de fabricação e tratamento Vol 2 2ª ed São Paulo 1986 315 p PORTUGUÊS v2 BALDAM Roquemar de Lima VIEIRA Estéfano Aparecido Fundição Processos e Tecnologias Correlatas São Paulo Editora Érica 2014 v 9 n 1 2019 Anais do XV Encontro de Iniciação Científica da UNI7 Anexo Figura 41 Caixa de moldagem para fundição topo e fundo Fonte Elaboração própria Figura 42 Etapa de aquecimento da areia para retirar a umidade Fonte Elaboração própria v 9 n 1 2019 Anais do XV Encontro de Iniciação Científica da UNI7 Figura 43 Areia sendo resfriando após aquecimento Fonte Elaboração própria Figura 44 Argila após o aquecimento para retirar a umidade Fonte Elaboração própria v 9 n 1 2019 Anais do XV Encontro de Iniciação Científica da UNI7 Figura 45 Triturando argila para peneiração Fonte Elaboração própria Figura 46 Peneiramento da argila para homogeneização da granulometria Fonte Elaboração própria v 9 n 1 2019 Anais do XV Encontro de Iniciação Científica da UNI7 Figura 47 Misturando os componentes areia fina argila com água para criação da areia de fundição Fonte Elaboração própria Figura 48 Compactando areia para Fundição Fonte Elaboração própria v 9 n 1 2019 Anais do XV Encontro de Iniciação Científica da UNI7 Figura 49 Modelo dentro do parte inferior do molde caixa fundo para fundição Fonte Elaboração própria Figura 410 Modelo com desmoldante Fonte Elaboração própria v 9 n 1 2019 Anais do XV Encontro de Iniciação Científica da UNI7 Figura 411 Garra para manuseio do cadinho contendo o metal fundido durante a etapa de vazamento Fonte Elaboração própria Figura 412 Alumínio fundido dentro do cadinho retirado do forno Fonte Elaboração própria v 9 n 1 2019 Anais do XV Encontro de Iniciação Científica da UNI7 Figura 413 metal líquido solidificando dentro do molde após vazamento Fonte elaboração própria Figura 414 Abertura da caixa após solidificação da peça Fonte Elaboração própria v 9 n 1 2019 Anais do XV Encontro de Iniciação Científica da UNI7 Figura 415 Peça com canais de vazamento Fonte Elaboração própria Figura 416 Etapa inicial de rebarbação Fonte Elaboração própria v 9 n 1 2019 Anais do XV Encontro de Iniciação Científica da UNI7 Figura 17 Canais de vazamento Fonte Elaboração própria Figura 18 Peça fundida após etapa inicial de rebarbação Fonte Elaboração própria v 9 n 1 2019 Anais do XV Encontro de Iniciação Científica da UNI7 Figura 20 Peça Final Fonte Elaboração própria