Processos de Fundição e Metrologia Industrial

Processos de Fundição e Moldagem

O maior percentual de volume de vapor produzido dentro do molde aumenta o risco de bolhas e poros.

Métodos de moldagem

Moldagem manual: Como o próprio nome sugere, todas as operações são manuais, exigindo pessoal altamente qualificado. É adequado apenas para um pequeno número de peças ou quando estas são muito complexas e não permitem outros métodos.

Moldagem mecânica: Nas fundições de grande produção e produção em série, os métodos manuais são substituídos pela moldagem mecânica, que oferece as seguintes vantagens:

• Não exige pessoal altamente qualificado.
• Permite o uso racional de pessoal especializado, liberando-o de operações auxiliares.
• O operador adquire rapidamente a capacidade de produzir moldes, ao contrário do aprendizado lento do método manual.
• Possibilita a obtenção de peças complexas com precisão e rapidez.
• Permite a fundição de peças com paredes muito finas.
• Os moldes apresentam maior densidade, uniformidade e resistência, resultando em melhor acabamento.
• Facilita a operação de desmoldagem sem danificar o molde, reduzindo custos de reparação.
• Diminui o número de peças defeituosas e melhora a qualidade final.

Moldes de fundição de metais

Moldes metálicos, também chamados de coquilhas, substituem vantajosamente a areia em grandes séries. Consistem em duas partes principais: o corpo do molde (metálico), que dá a forma externa, e os machos (metálicos ou de areia), que reproduzem cavidades internas.

O material mais utilizado para o corpo do molde é o ferro fundido de grão fino. A vida útil da coquilha depende do material utilizado, do metal fundido e do tratamento aplicado. Um molde bem fabricado pode resistir de 20.000 a 40.000 peças.

Vantagens da fundição em coquilha:

• Maior precisão dimensional em comparação à areia.
• Menor retração linear.
• Necessita de menos espaço e movimentação de materiais.
• Mais econômica que a areia para séries superiores a 1.000 peças.

Desvantagens:

• Alto custo das coquilhas e acessórios.
• Maior tempo e custo de desenvolvimento para cada peça.

Fundição sob pressão

Diferencia-se da fundição por gravidade, pois o metal líquido é introduzido na cavidade do molde sob pressão. Isso facilita o enchimento rápido, a reprodução de detalhes finos e a eliminação de porosidade. As peças saem praticamente acabadas, sem necessidade de usinagem posterior, apresentando estrutura de grão fino e excelentes propriedades mecânicas.

Processos Especiais

Moldagem Shell (Shell Molding)

Consiste na obtenção de um molde com uma fina camada de areia de sílica aglomerada com resinas sintéticas termofixas sobre uma placa metálica aquecida. O processo envolve:

• Aquecimento da placa modelo a 200 °C.
• Aplicação de agente desmoldante de silicone.
• Imersão da placa em tanque com mistura de areias.
• Formação da casca (shell) por inversão do tanque.
• Cura em forno a 350-450 °C por 2 minutos.

Fundição por cera perdida

Utiliza um modelo de cera revestido por uma camada de gesso e areia de sílica. Após a secagem, o conjunto é levado ao forno, onde a cera derrete, deixando uma cavidade precisa. É ideal para pequenas peças de alta precisão, como ferramentas, lâminas de turbinas e componentes cirúrgicos.

Fusibilidade e Inspeção

A liga deve possuir fluidez adequada para preencher completamente a cavidade do molde antes da solidificação. A inspeção de fundidos inclui exame visual, controle dimensional, teste de som (percussão), ensaios não destrutivos (partículas magnéticas, líquidos penetrantes, raios-X, ultrassom), exame metalográfico, ensaios mecânicos, análise química e avaliação de rugosidade.

Metrologia na Indústria de Precisão

O desenvolvimento industrial moderno baseia-se na produção em massa e na intercambialidade de peças. Isso exige um controle de qualidade rigoroso, normalização de critérios de projeto e o uso de tolerâncias. A metrologia, ciência da medição, e a metrotécnica, sua aplicação prática, são fundamentais para garantir que as peças fabricadas por diferentes dispositivos sejam precisas e permutáveis, utilizando instrumentos como comparadores e indicadores para verificar se as dimensões estão dentro das tolerâncias estabelecidas.

Processo de Conformidade

A fundição é um processo de conformação baseado na fusão de metais, onde o metal líquido é vertido em um molde que reproduz a forma desejada. Permite fabricar peças complexas, como blocos de motores, que seriam inalcançáveis por outros métodos.

Operações Fundamentais

• Fusão: Realizada em fornos adequados, controlando a temperatura para garantir fluidez e evitar oxidação.
• Moldagem e desmoldagem: Preparação do molde (areia, semipermanente ou permanente) e posterior extração da peça (decapagem).
• Acabamento: Limpeza da areia, corte de canais de alimentação e preparação para usinagem.

Fundição em areia

É o método mais antigo e ainda o mais utilizado. Utiliza areias sílico-aluminosas compostas por quartzo, argila, calcário e feldspato. O teor de umidade ideal deve estar entre 5% e 7%. Se a porcentagem for menor, a resistência mecânica da areia diminui, aumentando o risco de inclusões e defeitos no fundido.