Universidade de Braslia

Faculdade de Tecnologia

Departamento de Engenharia Mecnica

Fundio

Disciplina: Tecnologia Mecnica 2

Professor: Milton Siqueira

Aluno: Vincius Arthur Lima

Matricula: 09/0134940

Braslia, 28 de maio de 2014

INTRODUO E OBJETIVO O processo de fundio definido como o conjunto de atividades requeridas para dar forma

aos materiais por meio da sua fuso, consequente liquefao e seu escoamento ou vazamento

para moldes adequados e posterior solidificao.

Podendo ser entendido como o processo de vazar metal lquido em um molde, que contm

uma cavidade com a forma desejada, e depois permitir que resfrie e solidifique. A parte

solidificada tambm conhecida como pea fundida, que ejetada do molde ou tem o molde

quebrado para completar o processo. A fundio mais frequentemente usada para fazer

peas complexas que seriam difceis ou mais caras de se fazer por outros mtodos. Os

processos de fundio so conhecidos h milhares de anos, e amplamente utilizados em

esculturas, especialmente em bronze, joias em metais preciosos, armas e ferramentas. As

tcnicas tradicionais de fundio incluem a fundio por cera perdida, fundio por espuma

perdida, fundio em coquilha e fundio em areia.

O objetivo do laboratrio permitir ao aluno aplicar os conhecimentos adquiridos na sala de

aula, em Fundio em Alumnio, confeccionando a partir de desenhos, sua escolha, o

modelo e o molde e executando vazamento do metal a fim de obter uma pea fundida em

alumnio.

REVISO BIBLIOGRFICA

Os objetos em metal mais antigos conhecidos at agora datam de 10.000 anos A.C. Eram

pequenos enfeites feitos de cobre nativo e batidos no formato desejado. No perodo de 5.000

a 3.000 A.C. apareceram os primeiros trabalhos com cobre fundidos sendo os moldes feitos

de pedra lascada. Na sequncia inicia-se a Era do Bronze.

O processo de fundio de ferro tem lugar na china em 600 A.C., sendo que o processo de

fundio em ao bem mais recente, em 1740, atribudo a Benjamin Huntsman da Inglaterra.

Apesar do processo de fundio ser to antigo. A inteno neste trabalho dar uma

introduo aos mtodos mais usados na fundio de ferro e ao e suas variveis mais

importantes.

A fundio o processo pelo qual os metais ou ligas metlicas em estado lquido (fundido)

so vazados em um molde para a fabricao dos mais variados tipos de peas, objetos

decorativos, joias/bijuterias, carcaas de mquinas, lingotes e outros. Em muitos casos, a

fundio o processo mais simples e econmico de se produzir uma pea, principalmente

quando esta de grande porte, de geometria intrincada ou com canais internos e cavidades.

A fundio pode dar origem a peas acabadas, j em seu formato final, ou no. Nesse caso,

elas podem passar por processos de conformao mecnica (por exemplo, forja), ajustes

dimensionais, soldagem ou usinagem (para peas que sero usinadas comum deixar um

sobremetal). Mas, de modo geral, as peas fundidas passam por processos de acabamento

como corte de canais, usinagem, e rebarbao. Quando necessrio, as peas tambm podem

passar por tratamento trmico para conferir maior resistncia j que as peas fundidas

apresentam menor resistncia mecnica do que as peas produzidas por processos de

conformao.

Existem vrios processos diferentes para se produzir peas fundidas, os mais comuns so:

fundio por gravidade, por centrifugao, sob presso e de preciso. Cada um se ajusta a

determinadas exigncias de qualidade, custo e tempo. Mas, basicamente, o incio do

processo, a produo de um modelo ou de um molde.

Os modelos so usados para dar forma ao fundido quando o molde utilizado do tipo no

permanente (geralmente de areia). Os modelos podem ser de madeira, plstico, isopor, metal

ou mesmo de cera e podem ser aplicados produtos desmoldantes (talco, grafite) para facilitar

sua retirada de dentro do molde.

Nos processos de fundio tambm podem ser utilizadas peas chamadas de machos que

servem para formar canais ou furos em peas que precisem ser vazadas. Os machos devem

ser feitos de um material resistente o suficiente para suportar o processo de vazamento do

metal fundido, mas devem ser quebrveis aps o processo de solidificao e esfriamento para

que possa ser retirado da pea.

Os moldes, por sua vez, so o negativo da pea a ser produzida e o tipo de material com que

so feitos depende do processo que ser utilizado. Os mais comuns so feitos de areia de

fundio: a areia sinttica, composta por uma mistura de areia, argila e gua; a areia verde,

que contm areia silicosa; e a areia seca, utilizada quando se precisa de peas com melhor

acabamento ou estabilidade dimensional, que contm aditivos que melhoram suas

propriedades. No processo de moldagem com areia reaproveitada cerca de 98% da areia

utilizada. Ela peneirada e volta para o processo.

Outros processos de fundio tambm utilizam moldes de areia, mas o mais comum o

processo por gravidade, por ser tambm o mais barato. Nesse processo, confecciona-se um

modelo que pode ser de madeira, coloca-o em uma caixa com areia deixando-se dois canais,

o de vazamento e o de alimentao. Aps o aquecimento e secagem do molde de areia, o

modelo retirado e vazado o metal fundido que formar a pea. Aps a solidificao o

molde pode ser quebrado para a retirada da pea ou se pode utiliz-lo para a produo de

outras peas (isso depende do formato da pea e do molde, se ele possui formato que permita

a remoo da pea).

Tambm podem ser confeccionados moldes de metal (permanentes) ou mistos, com partes

permanentes e partes temporrias (que podem ser quebradas aps a solidificao do fundido).

O processo de fundio com uso de moldes permanentes de metal permite a fabricao de

milhares de peas com um nico molde que deve ser feito de um metal com ponto de fuso

maior que o metal da pea a ser produzida. Devido ao seu custo mais elevado, os moldes em

metal so feitos apenas para produo de peas em srie.

A moldagem em casca (shell molding) um processo de confeco de molde em areia

sobre um modelo de metal onde este constitudo por uma camada fina de areia com resina o

que permite a utilizao de uma menor quantidade de material no processo (mesmo assim,

um processo mais caro que o convencional, mas permite melhor acabamento). Depois da

confeco do molde ele passa por um processo de tratamento trmico para melhorar sua

resistncia e ento, pode ser utilizado para o vazamento do fundido.

No processo de fundio por cera perdida so utilizados dois moldes. O primeiro feito de

um metal que possa ser facilmente trabalhado no formato invertido da pea a ser produzida

(geralmente em metades). Depois se enche esse molde com cera para formar os modelos, no

formato da pea final. Colocam-se esses modelos em uma caixa que preenchida com areia

de fundio e aquecida at a cera derreter e escorrer e tem-se outro molde com o formato

invertido da pea. Este sim preenchido com o metal fundido, dando origem pea. As

vantagens desse processo que podem ser produzidas vrias peas em srie com alto grau de

detalhamento e praticamente acabadas. A desvantagem que o tamanho das peas limitado.

Outro processo de fundio a fundio sob presso onde o metal bombeado para dentro

do molde ou matriz e esta resfriada com gua para aumentar sua vida til e permitir o

resfriamento mais rpido do fundido. Este processo permite a confeco de peas com

paredes de espessura mais fina e com maior detalhamento j que o vazamento forado

permite um melhor preenchimento do molde.

A fundio por centrifugao consiste num equipamento onde o molde permanece girando

enquanto preenchido pelo metal, fazendo que o vazamento seja mais eficiente, porm,

tambm mais caro que o processo normal (por gravidade). neste processo que se produz

os tubos sem costura.

No processo de fundio em areia consiste basicamente na compactao, mecnica ou

manual, de uma mistura refratria plstica (areia de fundio) sobre um modelo montado em

uma caixa de moldar. A areia de fundio consiste de uma mistura de um elemento refratrio

granular (areia) com um elemento aglomerante.

Em especial o processo de fundio em areia verde, o mais simples e o de menor custo,

sendo tambm o mais utilizado. A areia de fundio composta de uma mistura de

aproximadamente 75% de areia silicosa, 20% de argila e 5% de gua (composio mdia

varia conforme o tipo de areia e da argila utilizada). A mistura recebe o nome de areia

verde porque mantm sua umidade original, no sendo necessria sua secagem em estufas.

Os componentes da areia de fundio so misturados secos com o auxlio de misturadores,

seguindo-se da adio, aos poucos, de gua at a completa homogeneizao da mistura. A

moldagem realizada manualmente, com soquetes, ou mecanicamente, com auxlio de

mquinas de compresso, impacto, vibrao ou projeo centrfuga. A areia utilizada pode ser

reaproveitada, chegando-se a obter ndices de recuperao da ordem de 98% como j

mencionados. Os moldes em areia verde se prestam fundio de metais ferrosos e no

ferrosos com rapidez e economia, adequando-se produo em srie.

Material e Mtodo

Genericamente, pode-se resumir o processo de fundio s seguintes etapas:

Confeco do modelo: com o formato da pea a ser fundida, servir para a construo do

molde. Suas dimenses devem prever a contrao do metal e o sobremetal para posterior

usinagem, se for o caso.

Confeco do molde: dispositivo que recebe o metal fundido para a obteno da pea.

Consiste basicamente de uma cavidade deixada em um material pelo modelo da pea a ser

fundida.

Confeco dos machos: dispositivos com a funo de formar vazios, furos e reentrncias na

pea. So colocados nos moldes antes de seu fechamento para receber o metal lquido.

Fuso do metal: para vazamento nos moldes.

Vazamento: enchimento do molde com o metal lquido.

Desmoldagem: retirada da pea do molde aps a solidificao do metal.

Rebarbao: retirada dos canais de alimentao, alimentadores, massalotes ou rebarbas

existentes.

Limpeza: pode ser necessria para eliminao de resduos, dependendo do processo.

Os passos adotados no laboratrio SG9 foram descritos no roteiro do professor Milton

Siqueira em que os procedimentos so descritos abaixo:

Escolha da Pea

Confeccione um modelo que mais lhe agrada. Analise as etapas para a fundio do modelo.

Discuta com o tcnico/monitor/professor e com os colegas as etapas para fundir a pea.

Confeco do Modelo

Usando madeira, gesso, epxi ou outro material que julgue conveniente, confeccione o

modelo ou traga pronto. Quando o modelo for partido (plano de apartao), use epxi para

servir de encaixe. Arredonde os cantos com epxi.

Quando no for possvel tirar os machos antes do vazamento, os mesmos devem ser feitos

com areia de macho, quando permitir sua remoo antes do vazamento podem ser

confeccionado em madeira.

Considere a contrao do metal.

3. Confeco do Molde

Imprima o modelo na areia. Use as caixas que existem no laboratrio. Antes de fechar a

caixa, no se esquea de colocar os machos, se tiver. No se esquea tambm dos canais de

alimentao e vazamento.

4. Fuso e Vazamento do Metal (ser feito pelo Tcnico apenas)

A forja ou forno com o metal a ser fundido deve ser preparado e iniciada antes da confeco

da caixa.

Quando o metal estiver lquido, use um pouco de fluxo para que as impurezas do metal

subam para sua superfcie e possam ser retiradas.

0 vazamento dever ser constante e lento. Essa operao muito perigosa, portanto, apenas o

tcnico de laboratrio que far esta etapa.

5. Limpeza e Rebarbao

Espere o metal solidificar e retire-o da caixa. Observe que a areia e o molde sero

reaproveitveis, portanto retorne a areia mquina de misturar e guarde a caixa de molde.

A maior parte do fornecimento e equipamentos de fundio incluem uma vasta gama de

mquinas de moldagem e misturas, fornalhas, transportadores, caldeiras e grandes estoques

de metais e ligas metlicas, produtos de ligao qumica, tipos especiais de carcaas de areia,

aditivos abrasivos e filtros, arejador de areia, misturador de areia, estufa eltrica p/ macho

(depende do tipo de processo), serra de fita, martelos, caixas de moldagem em alumnio,

caixas de madeira, lixadeira para metais, cadinhos, moldes usando diferentes tipos de metais,

entre outros equipamentos que mais se adquem a realidade do cho de fbrica.

Resultado e Discusses Os resultados foram apresentados pelos tcnicos, uma vez que ainda que os alunos tivessem

uma data com um prazo de duas semanas para entregar a pea fundida, pelo processo

fundio em areia verde.

No processo de fundio apresentado pelo tcnico, demonstrou se que a fundio em areia

verde, um processo de certa forma artesanal, com poucas automaes, mas com um cho de

fbrica bem adequado para esse processo, com boa reutilizao dos materiais no

aproveitados, como areia, alumnio e etc.

comprovado tambm que o processo de fundio em areia verde, um processo de baixo

custo, e no requer o uso de equipamentos especiais, o mesmo comprovado no laboratrio

SG9, com equipamentos feitos no prprio laboratrio.

Outras grandes vantagens na fundio em areia verde como j mencionados a reutilizao

da areia, pois a mesma pode ser recuperada e o acrscimo de aditivos mnimo, alm da fcil

desmoldagem.

H tambm desvantagens no processo da fundio em areia verde, uma das desvantagens

verificadas foi a limitao para grandes peas devido s limitaes de resistncia mecnica do

molde, o acabamento superficial tambm limitado, e as incrustaes de areia na pea

tambm um grande problema na fundio em areia verde.

A no fabricao das peas pelo processo de fundio em areia verde deve se ao problema no

misturador de areia, no possibilitando na maioria dos casos a obteno das peas.

.

CONCLUSO A fundio em areia verde um processo de grande importncia devido sua facilidade de

utilizao e o seu baixo custo, alm de outras grandes vantagens. empregado atualmente em

fabricao de diversas peas, que o acabamento superficial, qualidade e resistncia no terem

grande importncia.

Os conceitos sobre o processo de fundio em areia verde foram abordados de forma

satisfatria na prtica laboratorial, apresentados conhecimentos sobre os materiais a serem

fundidos, equipamentos e mtodos na fabricao da pea pelo processo de fundio em areia

verde. Desta forma a prtica laboratorial foi satisfatria deixando clara as tcnicas de

fundio, em especial a fundio em areia verde.

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS 1. Roteiro de tecnologia mecnica 2 professor Milton Siqueira 2. Apostila Processos de Fabricao 3 professor Jaques Jonas UERJ