aula 1 - conceitos gerais de fundição
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PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
MATERIAIS
ENERGIA
CONHECIMENTO
TÉCNICA
HABILIDADE
ÉTICA
RECURSOS MATERIAIS
TECNÓLOGO EM FABRICAÇÃO MECÂNICA
DISCIPLINA DE PROCESSOS DE FUNDIÇÃO
PRODUTOS
SELEÇÃO DO PROCESSODE FABRICAÇÃO.
(CUSTO/BENEFÍCIO)
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FUNDIÇÃO
Definição: Processo de fabricação para a obtenção de produtos
semi-acabados pelo vazamento do material no estado líquido em
um molde, onde o material solidifica e assume a forma desejada.
Um dos mais antigos processos de fabricação.
5.000 A.C.: Cobre 3000 A.C.: Bronze
A grande maioria dos produtos metalúrgicos é processada por
fundição em alguma etapa do processo de fabricação.
Produtos
Carcaças de motores e turbinas, hélices e propulsores de
navios, sapatas de freio, rodas de automóveis, etc.
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Características principais do processo de fundição
Fabricação sem limite de peso. Pesos variam desde gramas até
dezenas de toneladas.
Complexidade de formas.
Ampla gama de materiais.
Grande variedade de propriedades. O processo de fundição
permite o controle da composição, estrutura, acabamento,
e, portanto, das propriedades do material. Fabricação em grande ou pequena escala.
Custo baixo.
Elevada precisão dimensional, geométrica e de acabamento
superficial podem ser obtidas, dependendo da escolha do
processo. Propriedades mecânicas indesejáveis. Ex: Porosidade => Baixa
qualidade superficial e interna do produto.
Periculosidade.
Riscos ambientais.
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Etapas do processo
1. Modelação: Projeto e construção de um modelo, em escala
ampliada, da peça desejada. Normalmente o modelo é feito de
metal, pela facilidade de obtenção, trabalhabilidade e
durabilidade.
2. Moldagem: Fabricação do molde, a partir do modelo. Envolve
ainda a confecção de machos, canais de alimentação, etc.
3. Fusão e vazamento: Fusão do metal e controle da composição.
Inserção do metal fundido no molde e posterior solidificação.
4. Desmoldagem e acabamento: Abertura do molde para retirada
da peça, corte dos canais, limpeza e rebarbação.
5. Inspeção e recuperação: Inspeção, por diferentes técnicas, para
detecção de defeitos internos e externos.
6.
Tratamentos térmicos e acabamentos finais. Quando
necessário, tratamentos térmicos podem ser utilizados para
alívio de tensões, solubilização e envelhecimento, etc.
Operações como usinagem e furações podem ser executadas
nesta etapa.
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Moldagem e vazamento
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Princípio simples: Fusão, vazamento, solidificação e desmoldagem.
Fatores de complexidade
Transformação sólido-líquido: fenômeno dinâmico.
Fenômenos metalúrgicos: solidificação, segregação, porosidade, rechupes,
trincas, heterogeneidades químicas e estruturais, variações dimensionais.
Controle de qualidade
Inspeção visual.
Inspeção dimensional.
Inspeção metalúrgica (análise química, metalográfica, ensaios mecânicos
e não-destrutivos).
Comparação entre processos de Fundição
Fator Areia Moldepermanente
Pressão Centrifugação
Metal Todos Ferros fundidos enão ferrosos
Não ferrosos debaixo ponto de
fusão
Todos
Dimensões (Kg) As maiores 0,5 a 150 Até 35 Kg (Al), até150 Kg (Zn) Até 25 t
Espessura mínima(mm)
3,2 a 4,7 3,2 0,8 a 1,6 1,6
Resistência àtração* (Kgf/mm2)
13 16 19,5 17,5
Produção**(peças/hora)
10 a 15 40 a 60 120 a 150 30 a 50
Custo do molde oumodelo***
100 660 1650 500
* Para uma liga de alumínio, por exemplo
** Produção estimada para uma peça de alumínio de aproximadamente 1,5 Kg e moderada complexidade*** Referência: Fundição em areia (100)