Cera perdida/Microfuso

Araucria2013Resumo

O processo de fundio por cera perdida se faz da seguinte forma:Primeiramente se pega o modelo que se deseja reproduzir e fazem-se matrizes metlicas para fazer modelos em cera ou resinas plsticas. Com os modelos j prontos colocam-se eles em uma haste de cera por fuso com a ajuda de uma esptula aquecida. Obtendo-se o que se denomina rvore de modelos ou cachos.Essas rvores so lavadas para retirar toda impureza e em seguida so mergulhadas em um banho cermico, drenadas e a seguir coloca-se sobre essa lama mido material refratrio granulado seco que fica grudado. Esse procedimento realizado varias vezes at se obter uma casca com a espessura desejada.Aps esse revestimento cermico se faz a deceragem que consiste em aquecer a arvore de modelos onde a cera sair por fuso do interior dos moldes. Depois da deceragem leva-se a arvore para um forno para realizar a calcinao em alta temperatura, onde seca completamente, aps isso se faz o vazamento do metal nesses moldes.Depois de frios, os moldes so quebrados por meio de equipamentos vibratrios. Em seguida feita a limpeza com jato de areia e as peas so separadas com o uso de discos de corte se houver alguma salincia na pea ela ser removida por lixamento.Aps a inspeo das peas para ver se h defeitos, elas j esto prontas para ser enviadas ao cliente.

SumrioIntroduo 4Microfuso/Cera perdida 51 Introduo ao Processo 52 Histria 53 Aplicaes desse processo 64 Modelos 64.1 Modelo da construo da rvore: 65 Revestimento cermico 76 Deceragem 77 Fuso e vazamento 88 Remoo do molde e Acabamento 89 Esquema do processo de fundio de preciso 810 Vantagens e desvantagens 910.1 Vantagens 910.2 Desvantagens 9Concluso 10Referncias Bibliogrficas 11

Introduo

O presente trabalho tem o objetivo de mostrar como o processo de fundio cera perdida/microfuso.Apresentaremos como funciona esse processo, suas aplicaes na indstria, como se faz os modelos e os moldes, as etapas do revestimento cermico. Como se realiza a deceragem dos moldes, qual a forma de fuso e vazamento do metal nos moldes e como se realiza a remoo dos moldes e o acabamento das peas.Esperamos poder contribuir de maneira clara e didtica sobre o funcionamento desse processo.

Microfuso/Cera perdida1 Introduo ao ProcessoO processo de microfuso, fundio de preciso, processo de cera perdida consiste na fabricao de modelos em cera ou de plstico, obtidos por injeo em matrizes, para produo de peas, de pequeno peso (2g a 400g originalmente, podendo hoje atingir at 50 Kg). Esses modelos so revestidos em material refratrio apropriado. Depois desse revestimento removem-se os modelos de cera, por aquecimento do conjunto, e faz-se o vazamento com ometal desejado. As peas que so produzidas por este processo caracterizam-se pela sua riqueza de detalhes, pela preciso dimensional e seu fino acabamento, o que permite, em alguns casos, a eliminao quase completa de subsequentes operaes de usinagem.Esse tipo de fundio aumenta a liberdade de configurao construtiva de maneira extraordinria. Atravs desse processo podem ser produzidas peas de forma complexa, com espessuras de paredes reduzidas, alta qualidade superficial e tolerncias dimensionais estreitas. Alm disso, esse processo juntamente com a multiplicidade de tipos de ligas, permite o surgimento de novas solues econmicas para o desenvolvimento dos mais diferentes tipos de peas. Os principais metais empregados so: aos, aos especiais e ligas de nquel, de titnio, liga de alumnio, de magnsio, de cobre, de cobre-berlio, de bronze-silcio, lato ao silcio, ligas resistentes ao calor e ao inoxidvel.2 HistriaH registros de que esse processo teve sua origem nos primrdios do desenvolvimento da arte de fundio, surgindo como resposta a problemas de produo de peas de formato complexo, associado necessidade de preciso dimensional e de um bom acabamento superficial em materiais de baixa usinabilidade. A partir da o processo passou a ter aplicaes crescentes em inmeros setores, abrangendo desde um simples trabalho artstico a importantes aplicaes industriais. Desenvolveram-se as tcnicas de molde slido e cascacermica, intensificou-se o uso do vcuo e observa-se a cada dia um aumento do tamanho mximo das peas que podem ser produzidas.

3 Aplicaes desse processoAbaixo, esto relacionados alguns exemplos de aplicaes do mtodo:Indstria Automobilstica -Peas de Cmbio/ Transmisso, Suspenso, Motor, Turbo, Freio, componentes em geral.Indstria Alimentcia -Peas inoxidveis.Indstria Blica -Carcaas de armas e peas especiais. Basicamente toda a arma feita por microfuso.Indstrias Mecnicas -Carcaas de bombas e peas componentes de mquinas; palhetas de turbinas.Indstria Eletroeletrnica -Peas componentes de mquinas.Indstria de Prteses Ortopdicas - Prteses de fmur, joelho e tbia.Indstria Aeroespacial -Rotores de turbinas.Indstria Txtil -Peas componentes de mquinas.4 ModelosNa fase inicial do processo so produzidas as matrizes metlicas a partir do projeto das peas que sero fundidas. No desenho da matriz so introduzidas correes dimensionais que visam compensar as contraes e expanses da cera, do molde cermico e do prprio metal. A matriz fixada em uma mquina, onde cera em estado pastoso injetada, dando origem ao modelo em cera, da pea que se quer produzir. Os modelos de cera so montados em tornos de uma haste de cera (colocados por fuso de cera com auxlio de uma esptula aquecida), obtendo-se o que se denomina rvore de modelos (ou cachos). A relao do nmero de peas por cacho funo do tamanho das peas, tamanho da caixa, capacidade do forno, peso do conjunto, etc.4.1 Modelo da construo da rvore:Para elaborao da cera utilizam-se vrios materiais, como: cera de carnaba, breu, parafina, resinas plsticas. As propriedades desejadas da cera so: mnimo de contrao, boa plasticidade, resistncia e dureza para possibilitar o manuseio dos modelos.

5 Revestimento cermicoAntes de comear o revestimento cermico os cachos so lavados para eliminar graxas, gorduras, poeira e outras impurezas do molde. A operao consiste em mergulhar a rvore de modelos em um banho cermico, dren-la e a seguir colocar sobre essa lama mida, uma camada de material refratrio seco, granulado, que a ela fica aderente. Depois disso a rvore de modelos deixada secar em um ambiente com temperatura e umidade controladas, para se garantir a reprodutibilidade dimensional das peas. Este procedimento de dar um banho cermico e depois colocar-se material refratrio seco realizado diversas vezes, usando-se progressivamente material refratrio seco mais grosseiro, at a obteno de uma casca com a espessura desejada. O material refratrio da primeira camada apresenta menor granulometria para obteno de um melhor acabamento da pea. Essa operao de revestimento pode ser feita de duas maneiras distintas: molde slido ou casca cermica.Molde slido: formado a partir de no mximo dois banhos de lama cermica e revestimento. Depoisde seca, a rvore colocada sobre uma base, circundada por um recipiente de ao inoxidvel. O espao preenchido com outro material cermico para dar a resistncia requerida pelo molde. A solidificao deste molde feita ao ar. Em princpio, esse processo adotado na produo de peas pequenas (em mdia 25 gramas) com modelos em plstico ou cera.Casca cermica: formada a partir de operaes sucessivas (8 a 12) de lama cermica seguida de chuva de areia refratria, at a formao de uma casca com a espessura (5 a 15 mm) e resistncia mecnica necessria ao vazamento. (Nesse caso no se utiliza o invlucro metlico do processo de molde slido). utilizado na produo de peas maiores, com modelos de cera.6 DeceragemDepois da rvore de modelos completamente seca, o que pode demorar alguns dias, ela submetida a uma operao denominada deceragem, onde se retirara a cera, por fuso, do interior do molde. Essa operao de retirar a cera geralmente feita em um forno autoclave, com temperaturas de 100 a 120C e com a presso controlada para que o molde no sofra deformao, devido dilatao da cera. O molde, j livre da cera, ento levado a um forno para calcinao em alta temperatura (cerca de 1100C), onde seca completamente, adquire resistncia para suportar a fundio do metal lquido e perde qualquer trao de cera que tenha restado da operao de deceragem.7 Fuso e vazamentoA fuso e obteno do metal com a composio desejadapodem ser obtidas com um forno eltrico a arco ou em fornos de induo e pode ser feito ao ar ou numa cmara de vcuo. Saindo do forno da calcinao os cachos, ainda quentes, recebem o metal lquido. O vazamento desse metal pode ser feito utilizando-se tcnicas como, ao ar ou a vcuo.8 Remoo do molde e AcabamentoDepois de vazados e frios os moldes so quebrados por meio de equipamento vibratrio e os cachos so desmoldados. Em seguida, feita a limpeza com jato de areia ou limpeza qumica, para eliminar os restos do molde, logo, as peas so separadas dos mesmos com o uso de discos de corte e qualquer salincia remanescente deixada pelos canais removida por lixamento. As peas podem sofrer ainda um tratamento trmico, visando melhorar as caractersticas de usinagem e suas propriedades mecnicas, de modo a ajust-las aos padres exigidos pelos clientes. O grau de inspeo e controle que sofrem as peas vai depender dos requisitos de qualidade exigidos na aplicao a que se destinam. As caractersticas do processo exigem intensivo acompanhamento do processo controle da cera, material de revestimento, metalrgico e dimensional dos produtos.9 Esquema do processo de fundio de preciso1 Injeo dos modelos em cera nos moldes metlicos2 Montagem dos cachos3 Revestimento do cacho com lama refratria4 Revestimento do cacho com material refratrio granulado5 Eliminao da cera atravs de presso e calor6 Calcinao do moldecermico alta temperatura7 Preenchimento do molde cermico com metal8 Remoo do material refratrio9 Separao das peas do cacho por corte10 Operao de lixamento do canal de ataque11 Inspeo visual, dimensional e metalogrfica das peas.12 Produto pronto para ser enviado ao cliente

10 Vantagens e desvantagensComo qualquer processo de fabricao, a fundio de preciso tem suas vantagens e desvantagens.10.1 VantagensA possibilidade de produo em massa de peas de formatos complicados, difceis ou impossveis de se produzir por processos convencionais de fundio ou mesmo por usinagem.Possibilidade de reproduo de detalhes precisos de construo, cantos vivos, paredes finas etc. Possibilidade de obteno de maior preciso dimensional e superfcies com melhor acabamento.Devido ao bom acabamento e preciso dimensional das peas produzidas por esse processo, no h necessidade da preocupao com a utilizao de ligas de fcil usinagem.Possibilidade de utilizao de praticamente qualquer metal ou liga e a possibilidade de controle rigoroso da estrutura do material fundido de modo a garantir o controle preciso das propriedades mecnicas da pea produzida.10.2 DesvantagensAs dimenses e o peso das peas so limitados (cerca de 5 kg), devido ao custo elevado e capacidade dos equipamentos disponveis.O custo se eleva medida que o tamanho da pea aumenta. Para peas maiores (entre 5 e 25 kg), o investimento inicial muito elevado.Apesar das desvantagens, o que comanda a escolha , em ltima anlise, o produto que se quer produzir. E, no caso da fundio de preciso, seu emprego indicado para aplicaes bem especficas que compensam os altos custos da produo.

Concluso

Conclumos que esse tipo de fundio destinado produo de peas de pequeno peso, dos mais diferentes tipos e com riquezas de detalhes. Atravs desse processo as peas obtidas tem timo acabamento, com alta preciso dimensional, o que permite a eliminao quase completa de operaes de usinagens subsequentes.Uma das principais vantagens desse processo a produo de peas de forma complicada onde seria impossvel produzir por outros processos de fundio ou mesmo por usinagem.

Referncias Bibliogrficas

SORS,Lzl; BARDOOZ, Lazio; RADNOTI, Istivan.Plsticos Moldes e Matrizes.So Paulo: Editora Hermes. 490pg.

Monezi, Carlos. Microfuso. Disponvel em:< http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAgfIAE/microfusao >Acessado em 30/03/2013 s 11h45min.

Moro, Norberto; Auras, Andr Paegle. Processos de Fabricao Fundio. Disponvel em:< http://www.norbertocefetsc.pro.br/fundicao.pdf >Acessado em 30/03/2013 s 10h58min.

Soares, Gloria de Almeida. Fundio: Mercado, Processos e Metalurgia. Disponvel em:< http://www.metalmat.ufrj.br/wp-content/uploads/2012/05/Fundi%C3%A7%C3%A3o-mercado-processos-e-metalurgia.pdf >Acessado em 30/03/2013 s 09h33min.