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ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO Disc.: Processos de Fabricação II Prof. Jorge Marques Aula 3 Fundição em Areia Verde Referências: CHIAVERINI, V. Tecnologia.

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1 ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO Disc.: Processos de Fabricação II Prof. Jorge Marques Aula 3 Fundição em Areia Verde Referências: CHIAVERINI, V. Tecnologia Mecânica. Vol. II TORRE, J. Manual Prático de Fundição Telecurso Processos de Fabricação.

2 Síntese genérica do processo de fundição O modelo tem o formato da peça a ser produzida. As reentrâncias e furos são feitos com os machos adequadamente posicionados no modelo. No processo por gravidade, o processo ocorre em caixa de moldagem bipartida na horizontal. Normalmente a caixa inferior recebe a maior parte da peça e a superior (ou tampa) o canal de vazamento do metal líquido, massalotes, machos de reentrâncias superiores e sobressaltos. – Massalote é uma reserva de metal a repor na peça, a fim de se evitar a contração de volume com a solidificação.

3 Fundição em Areia Verde (ou simplesmente Areia) Processo de vazamento por gravidade, com molde feito em areia de fundição. A areia recebe adição de argila e água e, de acordo com a necessidade outros elementos. A mistura umedecida de areia e argila é compactada sobre o molde, numa caixa de moldagem. A compactação pode ser manual ou mecanizada. A granulação da areia deve ser fina o suficiente para promover bom acabamento, mas grossa o suficiente par permitir a saída de gases

4 Sequência de Operações da Fundição em Areia Fonte: Chiaverini

5 Sequência de Operações da Fundição Fonte: Chiaverini

6 Fundição em Areia - Modelos Os modelos têm o formato e o tamanho ligeiramente maior da peça, por causa da dilatação térmica e também sobremetal para usinagens posteriores. Quando necessário, os modelos contém aberturas para alojamento de machos e massalote. São produzidos por usinagem de diversos materiais, de acordo com a aplicação e escala de produção: – Madeira – Alumínio – Aço – Material plástico

7 Fundição em Areia - Machos Os machos também são de areia e são produzidos numa caixa de macho com dimensões ligeiramente menores que o furo ou reentrância desejada. A caixa de macho pode ser feita de madeira ou metal, por processo de usinagem. Macho Caixa de Macho

8 Caixas de Moldar São feitas de chapas de aço, com nervuras para suportar as pressões de compactação. Não possuem fundo: uma face (que fará divisa com a caixa complementar) é apoiada sobre a superfície de modelagem (uma tábua ou bancada) e a outra face recebe a compactação. Nas extremidades possuem garras para a fixação da parte superior com a inferior.

9 Caixas de Moldar

10 Processo mecanizado

11 Fundição em Areia Verde Elementos da fundição em areia verde Areia – Composição: areia, argila e água – Deve resistir à pressão e erosão de vazamento – Controle da granulometria: acabamento x saída de gases. – O molde de areia é destruído para a retirada da peça fundida. – A areia é até 98% reutilizada.

12 Fundição em Areia Verde Elementos da fundição em areia verde Modelo: – Principais materiais usados na sua fabricação: madeira, alumínio, aço, PVC e outros plásticos. – Tem o formato da peça desejada. – Nas dimensões, acrescenta-se a contração térmica e o sobremetal para acabamentos. – É reutilizado diversas veses. – É moldado na caixa inferior

13 Fundição em Areia Verde Elementos da fundição em areia verde Caixa de macho – É o molde de fabricação de macho. Bipartido, com união firme por grampos, os moldes são reutilizados diversas vezes. – Material da caixa de macho: madeira, alumínio, aço, etc.

14 Fundição em Areia Verde Elementos da fundição em areia verde Macho – Elemento que produz furos e reentrâncias na peça fundida. – Feito de areia compactada na caixa de macho. – Deve ter as dimensões inferior à peça acabada: das dimensões da peça, subtrai-se a contração térmica e o sobremetal de acabamento. – É alojado no molde (que contém o alojamento adequado para o encaixe deste)

15 Fundição em Areia Verde Elementos da fundição em areia verde Massalote (ou alimentador) – Elemento que realimenta as zonas esvaziadas pelas contrações líquida de da mudança de fase – É posicionada do lado oposto ao canal de descida. – É moldado por meio de um modelo simples na caixa superior, conectando-se com o molde (caixa inferior).

16 Fundição em Areia Verde Elementos da fundição em areia verde Massalote – Repõe as zonas esvaziadas pelas contrações (a) Contração no estado líquido; (b) contração na mudança de estado; (c) contração no estado sólido; (d) resulta em peça menor que o molde

17 Fundição em Areia Verde Elementos da fundição em areia verde Canal de descida (ou canal de vazamento) – Juntamente com o canal de entrada, conduz o metal fundido até o molde. – É moldado por meio de modelo simples na caixa superior.

18 Fundição em Areia Verde Elementos da fundição em areia verde Canal de entrada – Normalmente o canal é aberto com o auxílio de ferramentas manuais para fazer a ligação entre o canal de descida até o molde. – Pode também ser moldado por meio de um complemento no modelo. Mas, neste caso é preciso garantir a precisão de locação do canal de descida.

19 Fundição em Areia Verde Elementos da fundição em areia verde Caixa de moldagem – É dividida em caixa inferior e caixa superior – Fabricadas em aço, as caixas não possuem tampa nem fundo, só laterais. – Devem resistir às pressões de compactação – A caixa inferior é unida à superior por grampos.

20 Fundição em Areia Verde Elementos da fundição em areia verde Placa de separação (ou porta modelos) – Têm a função de garantir o alinhamento entre o elemento da caixa inferior (molde) e os elementos da caixa superior (massalote, partes do molde e canal de descida). – Servem também para protegem o molde infeior quando da moldagem do superior.

21 Vantagens da moldagem em areia verde 1.A moldagem por areia verde é o que exige menos investimento dentre todos os métodos de produção de moldes. 2.Há menos distorção de formato do que nos métodos que usam areia seca. 3.As caixas de moldagem estão prontas para a reutilização em curto intervalo de tempo. 4.Boa estabilidade dimensional. 5.Menor possibilidade de surgimento de trincas.

22 Desvantagens da areia verde 1.O controle da areia é mais crítico do que nos outros processos que também usam areia. 2.Maior erosão quando as peças fundidas são de maior tamanho. 3.O acabamento da superfície piora nas peças de maior peso.

23 Modelos Machos Massalotes DIMENSIONAMENTOS

24 Contração no estado sólido Da temperatura de solidificação até a temperatura ambiente as contrações típicas são: MATERIALCONTRAÇÃO (%) Aço carbono2,5 a 3,5 Alumínio6,5 Cobre5,0 Ferro fundido branco4,0 a 5,5 Ferro fundido cinzento0 a 2,0

25 Massalote Dimensionamento do(s) Massalote(s) O massalote tem a função de reabastecer o molde durante a contração líquida e durante a contração de mudança de fase (solidificação). Para isso o massalote deve: Ser o último elemento a solidificar Exercer pressão (coluna líquida) para sobre a peça em formação. Ter reserva líquida suficiente para abastercer as zonas contraídas.

26 Massalotes Requisito Térmico Dimensionamento de Massalotes Requisito Térmico

27 Massalotes Requisito Volumétrico Dimensionamento de Massalotes Requisito Volumétrico

28 Valores de b para algumas ligas metálicas LIGAb Bronze0,04 Latão0,06 a 0,07 Ligas de Mg0,045 a 0,06 Al Si0,045 a 0,08 Al Cu0,065 a 0,08 Al Mg0,08 a 0,09 Aço 0,8 %C0,06 a 0,07 Aço 0,3%C0,05 a 0,06

29 Número de massalotes Regra geral: o massalote é capaz de reabastecer bem até uma região 2T distante. Sendo T a espessura/altura da peça.

30 Exercícios Projeto do modelo Contração Sobremetal Machos Massalote


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