Quais são as principais etapas da fundição de investimento?

A fundição por cera perdida, também conhecida como fundição por cera perdida, é um processo de fabricação altamente preciso que tem sido usado há séculos para criar peças metálicas complexas e detalhadas. Como fornecedor de fundição de precisão, testemunhei em primeira mão as complexidades e a importância de cada etapa deste processo. Nesta postagem do blog, descreverei as principais etapas da fundição de precisão e explicarei como elas contribuem para a produção de peças fundidas de alta qualidade.

Etapa 1: Criação de Padrão

O primeiro passo na fundição de precisão é a criação de um padrão. O padrão é uma réplica da peça final e normalmente é feito de cera ou material semelhante. Existem vários métodos para criar padrões, incluindo moldagem por injeção, usinagem e impressão 3D.

A moldagem por injeção é o método mais comum para criar padrões de cera. Nesse processo, a cera derretida é injetada em uma cavidade do molde que possui o formato da peça desejada. A cera é então deixada esfriar e solidificar, após o que o molde é aberto e o padrão é removido. Este método é altamente eficiente e pode produzir grandes quantidades de padrões com alta precisão.

A usinagem é outra opção para a criação de padrões, principalmente para peças com geometrias complexas que não podem ser facilmente produzidas por moldagem por injeção. Neste processo, um bloco de cera é usinado em uma máquina CNC para criar o formato desejado. Este método permite maior flexibilidade no design, mas é mais demorado e caro.

A impressão 3D surgiu como uma alternativa popular para a criação de padrões nos últimos anos. Essa tecnologia permite a prototipagem rápida de padrões com geometrias complexas e pode ser usada para produzir padrões em diversos materiais, incluindo cera, resina e plástico. A impressão 3D é particularmente útil para pequenas tiragens ou para peças que requerem alterações frequentes de design.

Etapa 2: montagem do padrão

Depois que os padrões são criados, eles são montados em um sistema de comporta, que consiste em um canal de entrada, corredores e comportas. O sistema de canais serve como um caminho para o metal fundido fluir para dentro da cavidade do molde e é projetado para garantir que o metal preencha a cavidade uniformemente e sem quaisquer defeitos.

Os padrões são normalmente fixados ao sistema de passagem usando cera ou adesivo semelhante. O processo de montagem requer atenção cuidadosa aos detalhes para garantir que os padrões estejam devidamente alinhados e que não haja lacunas ou bolsas de ar entre os padrões e o sistema de passagem.

Etapa 3: construção da casca

Após a conclusão da montagem do padrão, o próximo passo é construir uma concha de cerâmica ao redor dos padrões. A casca é feita mergulhando repetidamente o conjunto do padrão em uma pasta de cerâmica e depois cobrindo-o com uma camada de areia refratária. Este processo é repetido várias vezes para formar uma casca espessa e forte.

A pasta cerâmica é normalmente feita de uma mistura de pó cerâmico, aglutinante e água. O aglutinante ajuda a manter as partículas cerâmicas unidas e proporciona resistência e durabilidade à casca. A areia refratária é usada para fornecer suporte adicional e criar um acabamento superficial liso no interior da casca.

Uma vez que a casca tenha atingido a espessura desejada, ela pode secar e endurecer. Esse processo pode levar várias horas ou até dias, dependendo do tamanho e da complexidade da peça.

Etapa 4: desparafinação

Após o endurecimento da casca, o próximo passo é remover os padrões de cera da casca. Este processo é conhecido como desparafinação e normalmente é feito aquecendo o casco em uma autoclave ou forno.

Em uma autoclave, o invólucro é colocado em um recipiente de pressão e aquecido a alta temperatura. A alta pressão e temperatura fazem com que a cera derreta e flua para fora da casca através do sistema de passagem. Este método é altamente eficiente e pode remover a cera de forma rápida e completa.

Em uma fornalha, a casca é colocada em um forno e aquecida a alta temperatura. A cera derrete e queima, deixando uma cavidade oca no formato da peça. Este método é mais lento que a autoclavagem, mas é mais adequado para peças maiores ou com geometrias complexas.

Etapa 5: pré-aquecimento

Após a remoção da cera, a casca é pré-aquecida a alta temperatura para remover qualquer umidade remanescente e para fortalecê-la. O pré-aquecimento também ajuda a garantir que o metal fundido flua suavemente para dentro da cavidade do molde e não solidifique prematuramente.

A temperatura e o tempo de pré-aquecimento dependem do tipo de metal a ser fundido e do tamanho e complexidade da peça. Em geral, o invólucro é pré-aquecido a uma temperatura entre 800°C e 1200°C durante várias horas.

Etapa 6: transmissão

Uma vez pré-aquecido o invólucro, o próximo passo é despejar o metal fundido na cavidade do molde. O metal fundido é normalmente vazado usando uma concha ou uma máquina de vazamento.

O tipo de metal utilizado na fundição depende da aplicação e dos requisitos da peça. Os metais comuns usados ​​na fundição incluem aço inoxidável, aço carbono, alumínio e bronze.

Durante o processo de fundição, é importante garantir que o metal fundido preencha a cavidade do molde de maneira uniforme e sem defeitos. Isto requer um controle cuidadoso da temperatura de vazamento, velocidade e pressão de vazamento.

Etapa 7: Resfriamento e Solidificação

Após o metal fundido ter sido derramado na cavidade do molde, ele pode esfriar e solidificar. A taxa de resfriamento e o tempo de solidificação dependem do tipo de metal a ser fundido e do tamanho e complexidade da peça.

Em geral, a taxa de resfriamento deve ser controlada para garantir que o metal solidifique uniformemente e sem defeitos. Isso pode ser feito usando um sistema de resfriamento, como uma camisa de água ou um ventilador.

Etapa 8: remoção da casca

Assim que o metal solidificar, o próximo passo é remover a casca cerâmica da peça fundida. Este processo normalmente é feito quebrando a casca com um martelo ou uma máquina vibratória.

Após a remoção da casca, a peça fundida é limpa para remover quaisquer partículas cerâmicas remanescentes e para melhorar o acabamento superficial. Isso pode ser feito com jato de areia, lixamento ou polimento.

Etapa 9: Acabamento

Após a limpeza da peça fundida, a etapa final é realizar as operações de acabamento necessárias, como usinagem, tratamento térmico e revestimento superficial.

A usinagem é utilizada para remover qualquer excesso de material e atingir as dimensões e acabamento superficial desejados. O tratamento térmico é usado para melhorar as propriedades mecânicas da peça fundida, como resistência, dureza e tenacidade. O revestimento superficial é usado para proteger a peça fundida da corrosão e melhorar sua aparência.

Conclusão

A fundição de precisão é um processo de fabricação complexo e preciso que requer atenção cuidadosa aos detalhes em cada etapa. Seguindo as principais etapas descritas nesta postagem do blog, podemos produzir peças fundidas de alta qualidade que atendam aos requisitos de nossos clientes.

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Referências

• Campbell, J. (2003). Fundições. Butterworth-Heinemann.
• Flemings, MC (1974). Processamento de Solidificação. McGraw-Hill.
• Pehlke, RD (1994). Princípios de Fundição de Metal. ASM Internacional.