TIXOFUNDIÇÃO 253.

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1 TIXOFUNDIÇÃO 253

2 PROCESSAMENTO NO ESTADO SEMI-SÓLIDO
FABRICAÇÃO A PARTIR DE LIGAS NO ESTADO SEMI-SÓLIDO (PSS OU TIXOCONFORMAÇÃO) CONCEITOS BÁSICOS PASTAS TIXOTRÓPICAS APLICAÇÕES TIXOTROPIA: PROPRIEDADE EXIBIDA POR UM GEL DE SE TORNAR FLUÍDO SOB AÇÃO DE TENSÕES MECÂNICAS

3 CONSISTÊNCIA PASTA TIXOTRÓPICA:
PODE MANTER A INTEGRIDADE E SER MANUSEADA COMO SÓLIDO PODE FLUIR FACILMENTE QUANDO SUBMETIDA A TENSÕES

4 PASTA TIXOTRÓPICA

5 PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO
Metalúrgicos (emprego de temperatura metal no estado líquido) Mecânicos (emprego de tensão metal no estado sólido) aplicada > ruptura aplicada < ruptura Taplicada < Tfusão Taplicada < Tfusão Metalurgia do pó Usinagem Fundição Lingotamento Laminação Forjamento Soldagem Trefilação Extrusão

6 PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO hoje
Mecânicos (metal no estado sólido) Metalúrgicos (metal no estado líquido) Usinagem Metalurgia do pó Fundição Lingotamento Laminação Forjamento Trefilação Extrusão Soldagem

7 TIXOCONFORMAÇÃO Tixoconformação PASTA REO OU TIXOFUNDIDA REOLOGIA
CONFORMAÇÃO A PARTIR DE ESTADO SEMI-SÓLIDO Tixoconformação PASTA REO OU TIXOFUNDIDA MISTURA DE SÓLIDO GLOBULAR + LÍQUIDO FRAÇÃO RELATIVA S/L CONTROLÁVEL REOLOGIA

8 CONFORMAÇÃO A PARTIR DE ESTADO LÍQUIDO TRANSFORMAÇÃO S/L EM MOLDES
TIXOFUNDIÇÃO CONFORMAÇÃO A PARTIR DE ESTADO LÍQUIDO FUNDIÇÃO Tv T Tliq TRANSFORMAÇÃO S/L EM MOLDES SOLIDIFICAÇÃO Te % B A

9 FUNDIÇÃO A PARTIR DE ESTADO SEMI-SÓLIDO
TIXOFUNDIÇÃO FUNDIÇÃO A PARTIR DE ESTADO SEMI-SÓLIDO FINAL DOS ANOS 80 Tliq T D T Tv REOFUNDIÇÃO Te TIXOFUNDIÇÃO A % B

10 PASTA METÁLICA TIXOTRÓPICA
partículas sólidas globulares líquido

11 REOLOGIA DA PASTA TIXOTRÓPICA
PASTA COMPORTA-SE COMO FLUÍDO NÃO NEWTONIANO VISCOSIDADE () É DEPENDENTE DA TENSÃO () E DA TAXA DE DEFORMAÇÃO () APLICADA FLUÍDO NEWTONIANO: VISCOSIDADE INDEPENDE DA TENSÃO E DA TAXA DE DEFORMAÇÃO APLICADA. EX: ÁGUA.

12 FLUÍDO TIXOTRÓPICO NÃO NEWTONIANO
SOB BAIXAS TENSÕES MECÂNICAS COMPORTA-SE COMO SÓLIDO (ALTA VISCOSIDADE, MESMO PARA fL = 0,4) SOB ALTAS TENSÕES MECÃNICAS COMPORTA-SE COMO LÍQUIDO (BAIXA VISCOSIDADE, MESMO PARA fL = 0.6) ALTA VISCOSIDADE PERMITE FLUXO LAMINAR DURANTE O PREENCHIMENTO DE MOLDES Viscosidade Aparente, Pa.s Fração Sólida, fS

13 MICROESTRUTURAS DA LIGA 2024
MICROSCOPIA ÓPTICA MICROSCOPIA ELETRÔNICA FUNDIÇÃO CONVENCIONAL (DENDRITAS) TIXOFUNDIÇÃO

14 TIXOFUNDIÇÃO Al-7,0%Si (em peso)
ESTRUTURA FUNDIDA ESTRUTURA TIXOTRÓPICA

15 TIXOFUNDIÇÃO Al-6,0%Cu (em peso) CONVENCIONAL TIXOTRÓPICA

16 ESTRUTURA 3D DE PASTAS TIXOTRÓPICAS
PARTÍCULAS APRESENTAM INTERCONEXÃO AGLOMERADOS TRIDIMENSIONAIS DE PARTÍCULAS RECONSTRUÇÃO TRIDIMENSIONAL

17 FLUXO DE PASTAS TIXOTRÓPICAS
PREENCHIMENTO DO MOLDE NA FUNDIÇÃO SOB PRESSÃO METAL LÍQUIDO METAL SEMI-SÓLIDO t1 t1 (a) (a) t 2 t 2 (b) (b)

18 FLUXO DE PASTAS TIXOTRÓPICAS turbulência no vazamento
PREENCHIMENTO DO MOLDE NA FUNDIÇÃO SOB PRESSÃO turbulência no vazamento SEMI-SÓLIDO FLUXO LAMINAR LÍQUIDO FLUXO TURBULENTO

19 COMPORTAMENTO TÉRMICO
 temperatura de processo  gradientes no resfriamento  contato térmico metal/molde ausência de trincas de contração  vida útil de moldes  produtividade DT D t

20 PRODUTOS NEAR NET SHAPE
PSS X LÍQUIDO  TEMPERATURA DE PROCESSO  VIDA ÚTIL DE MOLDES  PRODUTIVIDADE (< T SOLIDIFICAÇÃO)  TURBULÊNCIA NO PREENCHIMENTO  POROSIDADE  CUSTOS DE USINAGEM PRODUTOS NEAR NET SHAPE LIVRES DE POROSIDADE NOVOS MATERIAIS / NOVOS PRODUTOS

21 APLICAÇÕES COMERCIAIS
MERCADO ATUAL: LIGAS DE ALUMÍNIO EMPREGADAS EM FUNDIÇÃO CONVENCIONAL A356, A357 (7,0%Si + Mg) (95% DO VOLUME PRODUZIDO) LIGAS EM DESENVOLVIMENTO: LIGAS ESPECÍFICAS PARA PSS Al-Si-Mg Al-Si-Mg-Cu

22 COMPONENTES DE CAIXAS DE DIREÇÃO - A357, T5
PRODUTOS COMERCIAIS BANDEJAS DA SUSPENSÃO A357, T5 50% REDUÇÃO EM PESO COMPONENTES DE CAIXAS DE DIREÇÃO - A357, T5

23 SUPORTE DA SUSPENSÃO TRASEIRA COMPONENTES DO SUPORTE DA SUSPENSÃO
PRODUTOS COMERCIAIS SUSPENSÃO (ALFA ROMEO SPIDER) SUPORTE DA SUSPENSÃO TRASEIRA A357 SOLDADO COM PEÇAS 6061, T5 E T6. (ALFA ROMEO) COMPONENTES DO SUPORTE DA SUSPENSÃO A357, T5 (ALFA ROMEO)

24 PRODUTOS COMERCIAIS LIGAS Al/Si, Al/Mg, Al/Cu, Al/Mg/Si
CARCAÇA CILINDRO MESTRE CARCAÇA DO SISTEMA DE INJEÇÃO LIGAS Al/Si, Al/Mg, Al/Cu, Al/Mg/Si

25 REDUÇÃO EM PESO REDUÇÕES DE PESO OBTIDAS POR TIXOFUNDIÇÃO
REDUÇÃO DE PESO POR REDUÇÃO DE ESPESSURA DE PAREDES

26 TIXOFUNDIÇÃO - PRODUTOS

27 DEFEITOS DE FUNDIÇÃO

28 DEFEITOS DE FUNDIÇÃO BOLHAS E VAZIOS GOTAS FRIAS TRINCAS DE CONTRAÇÃO
REBARBAS INCLUSÕES DE ÓXIDOS CAVIDADES DE CONTRAÇÃO E RECHUPES FALHAS DE ALIMENTAÇÃO

29 DEFEITOS DE FUNDIÇÃO BOLHAS E VAZIOS ARREDONDADAS OU ALONGADAS
APRISIONAMENTO DE GASES GERAÇÃO DE GASES METAL/MOLDE EVOLUÇÃO DE GASES

30 DEFEITOS DE FUNDIÇÃO BOLHAS E VAZIOS

31 DEFEITOS DE FUNDIÇÃO GOTA FRIA
CONFRONTO DE DUAS CORRENTES DE METAL LÍQUIDO FLUINDO DE DIFERENTES DIREÇÕES

32 DEFEITOS DE FUNDIÇÃO TRINCAS DE CONTRAÇÃO FORMATO IRREGULAR
RESULTA DE TENSÕES MECÂNICAS QUE OCORREM NO RESFRIAMENTO

33 DEFEITOS DE FUNDIÇÃO REBARBAS
PENETRAÇÃO DE METAL LÍQUIDO EM TRINCAS E FRESTAS DO MOLDE OU MACHOS

34 FALHA NA MONTAGEM DAS PARTES DO MOLDE
DEFEITOS DE FUNDIÇÃO DESENCONTRO FALHA NA MONTAGEM DAS PARTES DO MOLDE

35 DEFEITOS DE FUNDIÇÃO INCLUSÕES DE ÓXIDOS
APRISIONAMENTO DE ÓXIDOS SUPERFICIAIS DURANTE O VAZAMENTO

36 DEFEITOS DE FUNDIÇÃO CAVIDADES DE CONTRAÇÃO
METAIS EXIBEM VARIAÇÃO DE VOLUME NA SOLIDIFICAÇÃO NA SUPERFÍCIE = RECHUPE DEVE-SE PROMOVER A SOLIDIFICAÇÃO DIRECIONAL NA DIREÇÃO DE PONTOS QUENTES

37 DEFEITOS DE FUNDIÇÃO VAZIOS POR FALTA DE PREENCHIMENTO
METAL LÍQUIDO NÃO PREENCHE O MOLDE Falha de canais; reduzida fluidez (temperatura baixa), etc

38 DEFEITOS DE FUNDIÇÃO PENETRAÇÃO DE AREIA
(Ex. areia verde, baixa dureza na compactação)

39 DEFEITOS DE FUNDIÇÃO DEFEITO CAUSA SOLUÇÃO SOLUÇÃO DE PROJETO
BOLHAS E VAZIOS APRISIONAMENTO DE GASES MAIS CANAIS E DESGASEIFICAÇÃO DIMINUIR VELOCIDADE DE VAZAMENTO GOTAS FRIAS DEFASAGEM DIRECIONAL DOS FLUXOS DE METAL AUMENTO DA Vv EVITAR MUDANÇAS ABRUPTAS DE SECÇÃO TRINCAS DE CONTRAÇÃO DESTACAMENTO DO METAL SOB TENSÃO MOLDES COLAPSÁVEIS CONTROLE G COM RESFRIADORES NENHUMA REBARBAS FLUXO DE LÍQUIDO EM JUNÇÕES MENOR Tv MELHOR FIXAÇÃO DO MOLDE INCLUSÕES DE ÓXIDOS MATERIAIS ESTRANHOS CONTROLE DO METAL LÍQUIDO CAVIDADES DE CONTRAÇÃO E RECHUPES FALTA ALIMENTAÇÃO SOLIDIFICAÇÃO DIRECIONAL AUMENTO DE Tv REPROJETAR CANAIS E MASSALOTES VAZIOS DE ALIMENTAÇÃO BAIXA FLUIDEZ RECONSIDERAR POSIÇÃO E CANAIS DE ENTRADA

40 DO PROCESSO DE FUNDIÇÃO
PLANEJAMENTO DO PROCESSO DE FUNDIÇÃO

41 PLANEJAMENTO DO PROCESSO DE FUNDIÇÃO
PEÇA A SER PRODUZIDA TIPO DE LIGA METÁLICA DIMENSÕES E PESO QUANTIDADE DE PEÇAS ACABAMENTO SUPERFICIAL E TOLERÂNCIAS TRABALHOS POSTERIORES PROPRIEDADES MECÂNICAS PROCESSO A SER UTILIZADO CUSTO DO EQUIPAMENTO CUSTO DE MATERIAIS CUSTO DE MANUTENÇÃO OPERACIONALIDADE RESTRIÇÕES AMBIENTAIS

42 CARACTERÍSTICAS DE PROCESSOS
MATERIAL FUNDIDO PESO kg ACABAMENTO (m) POROSID. COMPLEX. ESPESS. MÍNIMA. (mm) QTIDADE. MÍNIMA AREIA TODOS 0,05-S.L. 5-25 ALTA 3 1-S.L. CO2 1000 SHELL 0,05-100 3-12 MÉDIA 2 MOLDE CHEIO 0,5-5000 6-12 1 POR GRAVIDADE 0,5-300 2-6 BAIXA ALTA PRESSÃO Ñ Fe 0,05-50 0,5-3 0,5 5000 BAIXA PRESSÃO 1-25 1,6-3 4 CERA PERD. 0, 1-3 CENTRÍFUGAÇÃO S.L.-5000 2-10

43 CUSTO PROCESSO AREIA SHELL CERA GRAVIDADE BAIXA PRESSÃO ALTA PRESSÀO MATERIAL $/PÇ 1 MÃO DE OBRA $/h 20 EQUIPAMENTO $ 0,9 10 300 700 4,4 3000 PRODUÇÃO PÇ/h 6,25 8 12 22 50

44 CUSTO

45 F I M 291