Aula 01: Introdução aos Processos de Fundição

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1 Aula 01: Introdução aos Processos de Fundição
Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Dr. Eng. Metalúrgica Aula 01: Introdução aos Processos de Fundição 1. Introdução -         Definição de fundição. -         Características e potencialidades dos processos de fundição. -         Princípios fundamentais. 2. Classificação dos Processos de Fundição -         Classificação em Função do Tipo de Molde. -         Classificação em Função da Forma de Enchimento. 3. Critérios para Escolha de um Processo de Fundição -         Material -         Peça -         Fatores Econômicos -         Infraestrutura.

2 Introdução aos Processos de Fundição
Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição DEFINIÇÃO DE FUNDIÇÃO Processo metalúrgico de fabricação que envolve a fusão de metais ou ligas metálicas, seguida do vazamento-enchimento dos mesmos em moldes adequados para solidificação e obtenção das formas sólidas finais requeridas

3 Preparação de Areia e Moldagem
Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Fusão e Vazamento Preparação de Areia e Moldagem Macharia

4 Introdução aos Processos de Fundição
Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição O Processo de Fundição permite obtenção de: Peças acabadas ou semi-acabadas Lingotes para conformação mecânica Lingotes para refusão

5 Introdução aos Processos de Fundição
Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição Marcação do Macho Areia Caixa de Moldagem Molde Superior Massalote Descida Linha de Apartação MACHO Molde Inferior Canal de Distribuição Cavidade do Molde Areia Ataque Principais elementos na obtenção de uma peça fundida em um molde de areia

6 Introdução aos Processos de Fundição
Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição Placa superior Placa inferior Macho Caixa de Machos Desenho da Peça Caixa e Placa superiores com os modelos dos canais Caixa superior após compactação da areia Caixa e Placa inferiores Caixa inferior após remoção do modelo Caixa inferior após colocação do macho Molde pronto para o vazamento do metal Conjunto fundido extraído do molde Peça fundida após operações de acabamento Ferramental Etapas básicas envolvidas na obtenção de uma peça fundida em areia verde

7 Introdução aos Processos de Fundição
Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição Produto (Peça) Estrutura Propriedades FUSÃO ENCHIMENTO SOLIDIFICAÇÃO Fornos Reações do Líquido Propriedades do Líquido Defeitos Canais de Enchimento PROJETOS Massalotes Peça FERRAMENTAL MODELO/MOLDE PROCESSO Tipo de Molde Tipo de Modelo Forma de Enchimento

8 Introdução aos Processos de Fundição
Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição Princípio Fundamental: mudança do estado físico do metal ou liga (fusão-solidificação) Sólido Líquido Sólido Fusão Enchimento Solidificação Tratamentos do Banho Manutenção da Temperatura Vazamento

9 Introdução aos Processos de Fundição
Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição Principais características do processo: Simplicidade técnica na obtenção de formas complexas Versatilidade Natureza economicamente competitiva Possibilidade de redução nas etapa de fabricação de um produto Altas Taxas de Produção Único processo de conformação viável em alguns casos

10 Introdução aos Processos de Fundição
Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição Características dos Processos de Fundição Versatilidade Diversas peças de pequeno porte e com precisão de detalhes. Pesos na faixa de gramas Matriz para forjamento a quente usada na fabricação de cilindros de pressão para Reatores Nucleares. Peso = 61,5 ton

11 Introdução aos Processos de Fundição
Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição Características dos Processos de Fundição- Versatilidade A literatura especializada descreve aproximadamente 38 métodos diferentes para obtenção de produtos fundidos Estes processos podem ser agrupados em 05 grandes grupos: Processos Convencionais de Moldagem: Areia verde, shell moulding, moldagem sem caixa. Processos Fundição em Moldagem de Precisão: Coquilha, Fundição Sob Pressão e Fundição de Precisão Processos Especiais de Moldagem e Fundição: Moldagem à Vácuo, Fundição Evaporativa (lost foam) e Fundição Centrífuga. Processos Moldagem com Areais Quimicamente Ligadas: Cura a Frio e Silicato de Sódio-CO2. Novos Processos de Fundição: Rheocasting, Squeeze Casting, Fusão por Eletroescórias.

12 Introdução aos Processos de Fundição
Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição Características dos Processos de Fundição Altas Taxas de Produção Produção de blocos de motores em Ferros Fundidos – fabricados na faixa do milhões

13 Introdução aos Processos de Fundição
Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição Características dos Processos de Fundição Possibilidade de redução nas etapa de fabricação de um produto Carcaça de compressor para uma motor de jato, anteriormente produzido por soldagem de múltiplos componentes, transformado em um componente formado por duas peças fundidas

14 Introdução aos Processos de Fundição
Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição Fundição de um molde de grande porte (grande parte do molde está “enterrada” no chão da fábrica).

15 Introdução aos Processos de Fundição
Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição Vantagens Funcionais dos Processos de Fundição Possibilidade de projetar os contornos internos e externos independente de quaisquer outros requisitos. Possibilidade de obtenção de estruturas(propriedades) em locais específicos (controle das condições de solidificação) nos quais são necessárias determinadas propriedades específicas tais como: rigidez, resistência ao desgaste, resistência à corrosão, ou máxima resistência a tensões dinâmicas. Possibilidade de produzir uma peça complexa usando um único ciclo de fabricação. Possibilidade real de obter peças com bom acabamento superficial.

16 Classificação dos Processos de Fundição Tipos de Moldes
Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição Classificação dos Processos de Fundição Areia Convencionais Metálico Tipos de Moldes Casca Cerâmica Especiais Cerâmica/Gesso

17 Introdução aos Processos de Fundição
Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição Processo de Fundição em Moldes de Areia Molde Inferior Molde Superior Linha de Apartação Cavidade do Molde Marcação do Macho Areia Caixa de Moldagem Ataque MACHO Canal de Distribuição Descida Massalote Detalhes de um Molde de Areia Modelos para a obtenção de Moldes de Areia

18 Introdução aos Processos de Fundição
Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição Processo de fundição em Moldes Metálicos por Gravidade Fundição em Coquilhas Coquilha de pequeno porte Acionamento Manual Máquina Coquilhadeira

19 Processo de Fundição Sob Pressão
Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição Processo de Fundição Sob Pressão Detalhe do Processo de Fundição Sob Pressão em Câmara Fria Componentes principais de uma Máquina de Fundição Sob Pressão em Câmara Fria (Esquema)

20 Processo de Fundição de Precisão Microfusão - Cera Perdida
Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição Processo de Fundição de Precisão Microfusão - Cera Perdida Modelos Destrutíveis em Cera Moldes Tipo Casca Cerâmica Modelo em cera sendo recoberto por lama cerâmica (confecção do molde tipo casca cerâmica Moldes tipo casca cerâmica no momento do vazamento

21 Classificação dos Processos de Fundição Forma de Enchimento
Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição Classificação dos Processos de Fundição Gravidade Forma de Enchimento Baixa Pressão Sob Pressão Centrifugação

22 Introdução aos Processos de Fundição
Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição Critérios para escolha de um processo de fundição: Material Peça Fatores Econômicos Infraestrutura

23 Introdução aos Processos de Fundição
Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição Critérios para escolha de um processo de fundição: Material Propriedades Nível de qualidade desejado  Propriedades da Peça Definem a maior ou menor facilidade de obtenção da peça  Propriedades de Fundição

24 Introdução aos Processos de Fundição
Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição Propriedades de Fundição: Propriedades que determinam a maior ou menor habilidade de uma liga para a obtenção de pecas fundidas. ou seja, definem a FUNDIBILIDADE de uma liga. Propriedades associadas com a Fusão e o Preenchimento: Ponto de fusão : preferência por ligas com composição eutética (menores temperaturas de fusão)  economia de energia na fusão Fluidez: preferência por ligas com composição eutética  maior capacidade de preenchimento. Reatividade no estado líquido

25 Propriedades associadas com a Solidificação:
Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição FUNDIBILIDADE de uma liga metálica Propriedades associadas com a Solidificação: Modelo de Solidificação e formação de rechupes: preferência por ligas com composição eutética  maior facilidade na compensação das contrações volumétricas associadas com a solidificação Coeficiente de Contração Volumétrica: preferência por ligas com composição eutética  idem a anterior Tendência à Trincas de Solidificação: preferência por ligas com composição eutética  correlacionada com o modelo de solidificação.

26 Introdução aos Processos de Fundição
Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição Critérios para escolha de um processo de fundição: Peça Performance: propriedades finais Design: tamanho, formato, espessura e complexidade Exigências: tolerâncias dimensionais, acabamento superficial, processamento subsequente

27 Introdução aos Processos de Fundição
Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição Critérios para escolha de um processo de fundição: Fatores Econômicos Projeto e custo do ferramental Vida útil dos ferramentais Relação Custo x Benefício Geração de sucatas e retornos Quantidade total a ser produzida Custo total do processamento

28 Introdução aos Processos de Fundição
Disciplina: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Introdução aos Processos de Fundição Critérios para escolha de um processo de fundição: Infraestrutura Disponibilidade de equipamentos Experiência profissional Tempo até o início da produção

29 Introdução aos Processos de Fundição