PROCESSO DE FUNDIÇÃO DO METAL

Usamos muitos materiais e utensílios durante o dia a dia e, às vezes, nem nos perguntamos como foi realizado o processo de produção dos mesmos; peças automotivas, jóias, objetos decorativos e máquinas para os mais diversos segmentos são alguns exemplos. Para a fabricação desses, são utilizados os metais fundidos, pois em seu estado sólido apresentam grande resistência a moldagem. A fundição nada mais é do que o processo onde o metal passa do estado sólido para o líquido e para que isso ocorra, são levados a fornos com temperaturas elevadas. Após a obtenção do estado líquido, o metal é despejado em um molde, o qual possui a forma e as dimensões do produto final desejado. Com esse processo é possível obter peças grandes e com geometrias complexas com baixo custo.

Pode-se aplicar, também, em ligas metálicas, contanto que haja fluidez e temperatura de fusão não elevados. Existem determinadas variantes que precisam ser analisadas antes de escolher o tipo de molde, como por exemplo a quantidade de peças a ser produzida, sua massa, ductibilidade, dimensão e acabamento. Além da variação do tipo de molde, também há a classificação com relação a força que o molde será preenchido, como pode ser visto na tabela abaixo.

Fonte: Processos de fabricação

Moldes

  • Areia verde

A areia suporta melhor altas temperaturas e por isso é a mais utilizada. Seu nome é devido ao molde não passar por uma secagem, ou seja, o molde formado pela mistura apresenta umidade. Essa “mistura” é feita de areia-base (sílica, cromita ou zirconita), argila e água, a qual depois de pronta será compactada em uma caixa de madeira com o modelo da peça a ser fundida, esse, por sua vez, será coberto por talco ou grafite, evitando a aderência da areia e é colocado ao fundo. Ao preencher completamente a caixa, o molde é retirado e o metal é então vazado, após a sua solidificação, retira-se a areia e tem-se a peça fundida, que passará por um processo de limpeza e por outro chamado de rebarbação, retirando todas as imperfeições do material.

Cerca de 98% da areia utilizada nesse processo pode ser reutilizada. Para acompanhar esse processo clique aqui.

  • Em casca (shell molding)

É o processo em que ocorre secagem a quente, ou como também é chamado, cura a quente, utilizada na fabricação de metais ferrosos e não-ferrosos, como o bronze, alumínio, latão e zinco. O nome é proveniente do modelo, uma mistura de areia e resina (o poliéster, ureia formaldeído ou fenolformaldeído) que ao ser aquecida, formam cascas finas. Após a retirada do molde de dentro de máquinas casqueiras, são coladas e estão prontas para o vazamento.

Embora apresentem acabamentos e precisões excelentes, as peças produzidas por esse meio, apresentam custo maior, pois são feitas sobre encomendas.

Exemplo de molde de shell molding.
  • Modelo permanente

É o processo mais econômico quando comparado aos outros, pois além dos modelos serem feitos de ligas metálicas de aço ou ferro fundido evitando deformações, é possível produzir 100 mil peças com um único molde. No entanto, é utilizado para ligas metálicas com ponto de fusão mais baixo e para geometrias mais simples.

Os moldes possuem duas ou mais partes conectadas por grampos e, antes de serem fechados, manualmente ou automaticamente, a cavidade recebe uma cobertura de material refratário que irá auxiliar a desmoldagem e então é vazado por gravidade.

Molde permanente de fechamento manual
Fonte: Fundição
Molde permanente de fechamento automático
Fonte: Processos de fabricação
  • Cera perdida

Conhecida por fundição de precisão, pois produz peças com no máximo 5 kg, geometrias complexas e com um acabamento melhor. Os moldes são feitos a partir do vazamento de cera líquida, os quais serão mergulhados em material refratário ou em pasta (sílica ou zircônia) misturada com água, silicato de sódio e ou silicato de etila. A lama irá endurecer quando em contato com o ar e então um processo de aquecimento precisa acontecer para derreter o modelo e ficar apenas a casca, que irá receber o metal líquido e assim que a peça se solidifica, o molde é quebrado para obtenção da peça.

Fonte: Processos de fundição
  • Injeção

A realização do molde permanente também pode ser realizada por injeção, utilizando a pressão para garantir a entrada do metal líquido e assim ter um preenchimento total. Existe dois tipos de equipamento utilizado nesse método: o de câmara fria e o de câmara quente, o princípio de funcionamento é o mesmo, há um recipiente contendo o material líquido com sua respectiva temperatura (fria ou quente) e um pistão que irá forçar a entrada do metal. A discrepâncias dessas máquinas é com relação ao processo, o primeiro irá receber a quantia necessária para a fabricação de uma peça, enquanto que o segundo irá produzir em ciclos.

Equipamento de câmara fria
Fonte: Processo de fundição
Equipamento de câmara quente
Fonte: Processo de fundição

Existem processos diferentes para a produção de peças fundidas, embora o início seja comum a todos (a realização de um molde ou modelo).  Cada um irá se ajustar as suas variantes, como qualidade, custo, dimensão, tamanho e a forma que acontece o vazamento do metal, se é por gravidade ou por pressão, e com relação ao tipo de moldagem utilizado.

REFERÊNCIAS

Processos de fabricação

Fundição

Processo de fundição