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Disciplina: Processos de Fabricação Parte 2: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Dr. Eng. Metalúrgica
Aula 11: Fundição de Precisão 1.
Introdução •
2.
Principio do Processo
Etapas do Processo • • • • • • • • •
Projeto da matriz Injeção do Modelo em Cera Montagem dos Modelos Confecção do Molde Tipo Casca Cerâmica (Revestimento Cerâmico) Desceragem Calcinação do Molde Vazamento Solidificação, Resfriamento, Desmoldagem, Corte dos Canais, Rebarbação, Inspeção Final e Expedição.
3. Matérias Primas • •
Ceras para os modelos. Cascas Cerâmicas: refratários, ligantes, aditivos.
4. Características do Processo • • •
Características das Peças Produzidas. Exemplos de peças. Vantagens e Limitações.
Fundição de Precisão Investment Casting
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Processos de Fabricação – Parte 2: Fundição
Aula 12: Fundição de Precisão
Fundição de Precisão (Investment Casting)
Etapas do Processo
Processo Especial de Fundição:
Injeção da Cera
Projeto da Matriz
• Modelos Destrutíveis em Cera.
Montagem dos Modelos
• Moldes Tipo Casca Cerâmica:
Revestimento Cerâmico
⇓
Desceragem
Obtidos por investimento (revestimento) do modelo por uma “lama cerâmica”, que após curar constitui o Molde tipo Casca.
Calcinação do Molde Vazamento Desmoldagem
Outros Nomes: • Cera Perdida
Corte das Peças
• Microfusão Rebarbação
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Etapa :
Projeto da Matriz
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⇒
Contrações e Expansões da cera, molde e metal
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Etapa : Injeção da Cera
⇓ • Temperatura e pressão de injeção • Tempo de cura
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Etapa :
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Rebarbação dos Modelos e Montagem dos “Cachos”
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Etapa :
Revestimento Cerâmico
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Lama Cerâmica
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Etapa :
Desceragem do Cacho Cerâmico
+
Reforço
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⇒
Eliminação da cera e da umidade
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Etapa : Calcinação do Molde
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Sinterização da superfície interna da casca Pré-aquecimento dos Moldes
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Etapa :
Vazamento
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⇒
Procedimento idêntico aos processos convencionais.
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Etapa :
Desmoldagem
⇓ • Sistema vibratório para quebra e remoção da casca cerâmica (molde).
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Etapa :
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Corte as Peças e Rebarbação
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Análise Química por Emissão Óptica
Análise Metalográfica e Microdureza
Inspeção por Magnaflux
Etapa : Inspeções Finais de Qualidade
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Matérias Primas
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Modelos em Cera • Cera de Carnaúba
Constituintes
• Parafina • Breu • Resinas Plásticas Alta resistência mecânica Mínima expansão térmica
Propriedades Necessárias
Máxima estabilidade dimensional após extração da matriz Teor mínimo de voláteis Mínima contaminação por impurezas orgânicas ou outras formadoras de cinzas. Grande intervalo de solidificação Máxima recuperação e reutilização
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Cascas Cerâmicas
Matérias Primas
Silicato de etila (base álcool). Ligante inorgânico
Silicato de sódio ou potássio (base água). Sílica coloidal
Lama Cerâmica
Material refratário fino (200 a 1000mesh) Outros constituintes
Zirconita Sílica amorfa Alumina Fluidizantes Antiespumantes Tensoativos Antifloculantes
Zirconita
Revestimento Refratário
Mulita Chamote
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Cascas Cerâmicas Características necessárias de uma Lama Cerâmica: • Curar após a cobertura total da árvore. • Não apresentar impurezas reativas com o metal. • Não apresentar alterações físicas acentuadas pela ação do calor do metal. • Não devem trincar durante a desceragem e a sinterização. • Resistentes ao choque térmico. • Resistentes à erosão durante o enchimento. • Colapsíveis após a solidificação do metal.
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Características das peças produzidas:
• Peças “net shape” ou “near net shape”. • Formatos complexos • Paredes Finas • Excepcional acabamento superficial • Tolerâncias dimensionais estreitas (0,08mm)
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Exemplos de peças produzidas por Fundição de Precisão:
Balancins de Motor
Conjunto Trambulador de Cambio
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Peças produzidas por Fundição de Precisão
Aplicações Gerais Peças para Aquecedores de Automóveis
Peças para Engates de Trailers
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Peças para Bancos
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Peças produzidas por Fundição de Precisão
Indústria Automobilística
Peças para Sistemas de Freio
Peças para Câmbio
Peças para Embreagens
Peças para Sistema de Injeção Diesel
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Peças produzidas por Fundição de Precisão
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Aplicações Gerais
Peças para Bagageiro Peças para Janelas
Peças para Fechaduras
Peças para Carrocerias
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Fundição de Precisão (Investment Casting) Vantagens : • Liberdade de projeto (não necessita ângulos de saída). • Utilizável para qualquer metal ou liga. • Eliminação total ou parcial da usinagem. • Altamente produtivo. • Elevada precisão dimensional. • Excelente acabamento. • Moldes pequenos com relação ao número de peças produzidas. • Matéria prima 100% nacional.
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Fundição de Precisão (Investment Casting) Desvantagens: • Elevado custo inicial. • Processo exige um rígido controle em todas as suas etapas para a garantia da precisão desejada. • Envolve alta tecnologia (cera, lamas e metalurgia). • Adequado apenas para grandes séries de peças.
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Tipos de peças obtidas por microfusão.
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Tipos de peças obtidas por microfusão.
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Tipos de peças obtidas por microfusão.
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Tipos de peças obtidas por microfusão.
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