Fundição em areia do seu produto

Veja o processo de fundição em areia verde

Embora existam muitos tipos de fundição de metal, a fundição em areia é de longe o tipo mais comumente usado.

O processo parece enganosamente simples. Uma réplica do item de metal desejado é empurrada para a areia de fundição, onde cria um “negativo” oco do objeto. Esse vazio é preenchido com metal fundido, capturando seus detalhes. Quando o vazio esfria, o objeto de metal é puxado da areia, com o desenho original fielmente capturado.

Qualquer pessoa que tenha construído um complexo castelo de areia ou escultura de areia tem alguma experiência em como a areia pode ser boa para capturar pequenos desenhos. Além de ser maleável, a areia é barata e resiliente nas condições de alta temperatura necessárias para a fundição de metais.

A premissa básica da fundição em areia

A fundição em areia pode ser feita em qualquer espaço de terra que mantenha sua forma ao redor do metal fundido. Neste vídeo, alumínio líquido é despejado em um ninho de formigas-de-fogo abandonado. Depois que o metal esfria, é desenterrado e limpo, e a fundição resultante captura a forma do habitat.



Artista cria escultura lançando areia em um formigueiro vazio

Quando as formigas construíram seus ninhos, elas contavam com as mesmas qualidades que os lançadores de areia:grãos de terra bem compactados podem criar uma estrutura resistente ao colapso. Neste caso, o habitat mantém a forma mesmo quando o alumínio fundido é introduzido.

Fundição na areia:um ofício habilidoso

É claro que as formigas-de-fogo não criam espaços pensando no elenco. Durante a fundição em areia “na natureza”, haverá problemas com o escape de gases do molde, a permeabilidade de todas as partes do habitat e a taxa de resfriamento em cada câmara. Áreas do metal podem ser enfraquecidas devido a taxas diferenciais de resfriamento - o que é irrelevante para uma obra de arte interessante e atraente que não suportará carga.

No entanto, a estrutura e a fraqueza do metal são relevantes para fundidos industriais que irão lidar com esforços mecânicos, como peças de motores e elementos de construção. É lidar com esses aspectos da metalurgia que tornam a fundição em areia dependente de técnicas e conhecimentos precisos.

Para iniciar o processo de fundição em areia, a areia de fundição é preparada em mullers , que misturam a areia, o agente de ligação e a água. Aeradores são usados ​​para soltar a areia e torná-la mais fácil de moldar. Cortadores de areia, que operam sobre uma pilha no piso da fundição, podem ser usados ​​em vez de trituradores. A entrega da areia ao piso de moldagem pode ser por meio de caminhões basculantes ou escavadeiras ou por esteiras transportadoras.

No piso de moldagem a areia é moldada em moldes; os moldes podem ser colocados no chão ou entregues por transportadores a uma estação de vazamento. Após o vazamento, os fundidos são removidos dos frascos. A areia aderente é removida por uma estação de shakeout. A areia usada é devolvida aos silos de armazenamento por correia transportadora ou outros meios.

Existe uma enorme variedade de equipamentos e métodos disponíveis para a fundição. Eles variam de dispositivos simples que economizam trabalho para trabalhadores de fundição a unidades completamente mecanizadas que fazem tudo, desde a moldagem até a desmoldagem. O nível de automação que uma fundição usa é baseado na economia da linha de produção. Uma empresa que produz milhares de peças semelhantes, como um fabricante de automóveis, pode usar mais automação do que uma fundição “jobbing” que faz tiragens menores de peças muito diferentes.

Automatizadas ou não, as fundições usam os mesmos tipos de ferramentas na produção de fundição em areia. Um frasco  é uma estrutura rígida usada para segurar a areia que forma um molde. Os frascos geralmente consistem em duas partes:a parte superior, chamada de enfrentamento , e na seção inferior, o arrastar . Quando mais de duas partes são usadas, as seções intermediárias são chamadas de bochechas . Em muitas fundições, este frasco é colocado em uma “placa inferior”. Esta placa é usada para que, à medida que o frasco é removido, o molde ainda possa ser movido para remoção do padrão, vazamento e outras etapas importantes.

As fundições usam três versões de frascos:apertado, de encaixe e de deslizamento. Frascos apertados permanecem no lugar enquanto o molde é preenchido com metal. Frascos de pressão são articulados em um canto e travam no canto diagonal oposto. Os moldadores desengancham e removem esses frascos depois de fecharem o molde. Frascos deslizantes são de construção sólida e afunilados de cima para baixo em todos os quatro lados:eles deslizam facilmente de um molde de areia fechado. Os frascos de encaixe ou deslizamento permitem que o moldador faça muitos moldes com um frasco.

Antes de despejar moldes de frascos de pressão ou deslizantes, uma jaqueta de madeira ou metal é colocada ao redor do molde e um peso é colocado no topo para evitar que a capa se levante. As seções de cobertura e arrasto em todos os frascos são mantidas em alinhamento adequado por pinos e guias de frascos.

Os frascos podem ser preenchidos com areia com pá manual, alimentados por gravidade a partir de tremonhas suspensas, carregados por uma esteira contínua de uma caixa ou preenchidos firmemente com lançadores de areia mecânicos. Moldes muito grandes podem ser preenchidos por uma ponte rolante equipada com uma caçamba.

Atropelamento manual é o método mais simples de compactar areia. Para aumentar a taxa, são usados ​​compactadores pneumáticos. O método é lento porque a areia é compactada em camadas e é difícil obter densidade uniforme. Resultados mais uniformes e taxas de produção mais altas são obtidas por máquinas de espremer . Os espremedores manuais eram limitados a pequenos moldes e agora estão obsoletos. Máquinas operadas a ar funcionam para moldes maiores e também são muito mais rápidos. As máquinas de moldagem por espremedor produzem a maior densidade de areia na parte superior do frasco e mais macia perto da linha de separação do padrão.

Em máquinas de moldagem por solavancos , o padrão é colocado em uma placa presa ao topo de um cilindro de ar. Depois que a mesa é levantada, uma porta de liberação rápida se abre e o pistão, a placa e o molde caem livremente contra a parte superior do cilindro ou almofadas de impacto. O impacto embala a areia. As densidades produzidas por esta máquina são maiores perto da linha de separação do padrão e mais suaves perto do topo do frasco. Como unidade separada, é usado principalmente para trabalhos médios e grandes. Onde as máquinas de choque simples são usadas em trabalhos grandes, é comum bater no topo do frasco manualmente com um martelo pneumático.

Máquinas de aperto rápido use os procedimentos de sacudida e compressão. A placa é montada em dois cilindros de ar:um cilindro pequeno para sacudir e um grande para espremer o molde. Estes são amplamente utilizados para trabalhos pequenos e médios, com padrões de placa de fósforo ou fechado.

Às vezes, dispositivos de remoção de padrões podem ser incorporados a máquinas de sacudir ou espremer. Essas máquinas removem o padrão do molde automaticamente. A remoção do padrão também pode ser realizada usando máquinas de estiramento de sacudir-rockover ou de estiramento-aperto-rolagem. Essas máquinas vibram o molde para permitir que o padrão seja retirado mais facilmente:a energia cinética da vibração se move de forma diferente através da areia do que através do metal e ajuda a parte dos componentes. Máquinas de tração rollover viram o molde de cabeça para baixo para deixar o padrão cair mais facilmente. As máquinas Rockover inclinam o molde, mas não vão tão longe.

O lançador de areia é o tipo de máquina de compactação mais amplamente aplicável. Consiste em uma bomba rotativa chamada impulsor que fica na extremidade de um braço de articulação dupla. Este braço tem transportadores montados nele que alimentam a areia ao impulsor. O impulsor gira em alta velocidade e dá à areia a velocidade para bater firmemente no molde no momento do impacto. A cabeça da máquina pode ser direcionada para todas as partes do frasco. Isso pode ser feito manualmente em máquinas maiores ou controlado automaticamente em linhas de produção de alta velocidade para moldes menores.

Vibradores são usados ​​em todas as máquinas de desenho de padrões. Estes libertam o padrão do aperto da areia antes da remoção. Seu uso reduz ao mínimo os danos ao molde quando o padrão é extraído e tem a vantagem adicional de produzir peças fundidas de tamanho mais uniforme. Os vibradores são geralmente operados por ar.

Pequenas peças fundidas podem ser vazadas usando métodos de moldagem em pilha. Neste caso, cada frasco possui uma cavidade de arrasto moldada em sua superfície superior e uma cavidade de cobertura em sua superfície inferior. Estes são empilhados uns sobre os outros a uma altura adequada e despejados de um sprue comum.

Metalurgia e o movimento maker

Os primeiros metalúrgicos fundiam bronze e latão em pequenas operações de alguns artesãos. Então, durante o longo período da Idade do Ferro, e continuando até a Revolução Industrial, as fundições tornaram-se grandes operações especializadas em gerenciar as temperaturas extraordinariamente altas necessárias para fazer fundidos de aço e ferro e atender às demandas de produção de uma economia em crescimento. Recentemente, tem havido um movimento para recuperar as habilidades tradicionais de fabricação. Hobbyists com fundições domésticas usam metais com temperaturas de fusão mais baixas do que ferro e aço devido a preocupações de segurança e complexidade, mas muitos dos passos que eles tomam são os mesmos. Observar o processo se unir pode desmistificar o trabalho de elenco.

O criador do YouTube The King of Random demonstra a fundição de alumínio neste pequeno vídeo de sua Mini Metal Foundry em casa. Para a maioria de suas fundições, ele está usando um método de “Fundição de Espuma”, uma forma de fundição de investimento em que uma forma de poliestireno é enterrada na areia solta do playground. Às 6:42, ele mostra como a fundição em areia verde produz um acabamento de superfície melhor. O recipiente de madeira que ele está usando forma um “frasco apertado”.



King of Random demonstra fundição com sua fundição doméstica.

Um dos aspectos importantes deste vídeo é o foco na segurança. Vemos como a fragmentação pode ocorrer quando o metal quente é derramado no concreto:um acidente incrivelmente perigoso que é a razão pela qual muitas fundições são projetadas com pisos de terra. A fundição de metal é interessante e divertida, mas o risco de ferimentos graves é alto.

Fundição na areia:uma tradição inovadora

As fundições fabricam objetos de metal há milênios e, durante esse tempo, a premissa básica da fundição em areia permaneceu a mesma:despejar metal em um vazio feito de grãos de areia bem compactados. Objetos de molde de areia são onipresentes na era industrial:uma parte importante da maioria das máquinas industriais, motores e muitos acessórios arquitetônicos. No entanto, a indústria vem inovando para ajudar a aumentar a segurança, o tamanho, a consistência e a velocidade, e essa forma de fabricação sustenta a inovação de inventores e designers que criam as tecnologias de amanhã. A fundição em areia é então um interessante conjunto de paradoxos. É um processo que parece simples, mas leva complexidade e habilidade para aperfeiçoar. É uma das habilidades mais tradicionais e um local de inovação constante e contínua. Não é à toa que hoje o trabalho da fundição está sendo redescoberto por hobistas e curiosos, que buscam entender a história dos objetos que usamos no dia a dia.



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