Uma introdução à impressão 3D para fundição em areia

Uma das aplicações mais eficazes da impressão 3D no mundo industrial tem sido a moldagem por injeção, onde o uso de moldes impressos ajudou a reduzir os custos de materiais, agilizar os fluxos de trabalho e manter uma qualidade consistente. No entanto, não é a única tecnologia de fabricação em que a impressão 3D oferece oportunidades para novas melhorias e aprimoramentos. Como parte de um esforço contínuo para agilizar e melhorar seus processos de produção, as fundições com visão de futuro estão combinando a impressão 3D com a fundição em areia.



O que é fundição em areia?

A fundição em areia é o processo de fundição de metal fundido usando moldes à base de areia. Para começar, a areia é contida dentro de uma moldura (referida como um "frasco" por profissionais), após a qual as cavidades para o molde e os portões através dos quais o metal será derramado são impressos usando padrões. As duas metades do molde são colocadas juntas e a fundição ocorre. Após o resfriamento do metal, basta retirar a areia e realizar as limpezas e / ou pós-processamento que a peça acabada precisa.

A areia em si é um material especializado, referido como 'areia verde', que combina sílica, cromita ou zircão com água, argila e antracita. O nome se refere ao fato de que é usado em seu estágio verde - ou seja, úmido - ao invés de ser definido antes da fundição.

A fundição em areia é uma maneira econômica e versátil de entregar peças de metal para prototipagem e produção, especialmente quando o processo é automatizado, como vários fabricantes têm feito com sucesso. Os materiais que podem ser fundidos desta forma incluem:

• Alumínio
• Latão
• Magnésio
• Ferro
• Aço

Uma ampla gama de ligas também pode ser utilizada com grande efeito.



Onde entra a impressão 3D?

Tal como acontece com a moldagem por injeção, os padrões usados ​​na fundição em areia são bastante caros e demorados para serem produzidos (especialmente se a usinagem CNC for empregada) e têm uma vida útil limitada. A impressão 3D elimina essas dificuldades, permitindo que padrões e sistemas de passagem sejam projetados usando software CAD e impressos como e quando forem necessários, a um custo significativamente reduzido. Isso permitiu que as fundições comecem a implantar a fundição em areia em uma escala maior para peças de produção.

Além de eliminar a necessidade de armazenar peças, a impressão 3D permite um nível de detalhe e complexidade que seria muito difícil de conseguir de outra forma. Para melhorar ainda mais, os padrões e portas impressas em termoplástico podem ser revestidos durante o pós-processamento, para melhorar sua resistência ao calor e à abrasão por areia e aumentar a precisão geral das peças acabadas.

Além disso, a flexibilidade da impressão 3D como uma ferramenta para prototipagem rápida é facilmente aparente com aplicações de fundição em areia. Normalmente, o tempo e o custo envolvidos na criação de padrões limitam o número de iterações pelas quais uma peça fundida em areia pode passar durante o estágio de prototipagem. Uma vez que a impressão 3D minimizou o estresse e as despesas envolvidas na criação de moldes, as fundições podem adotar uma abordagem muito mais ágil para a prototipagem, testando várias iterações de uma peça e garantindo que quaisquer erros possam ser retificados antes do início da produção.

Em termos de tecnologias de impressão, a impressão FDM e polyjet provaram ser altamente eficazes para projetos de fundição em areia, como demonstraram empresas como a Stratasys. Uma série de impressoras também entraram no mercado que foram especificamente projetadas para aplicações de fundição em areia, como a Ex-One S-Max. Essas máquinas são projetadas para operar nas rápidas mudanças de temperatura que ocorrem nas fundições, sem nenhum efeito prejudicial na qualidade ou funcionalidade das peças que entregam.



Tecnologias complementares proporcionam processos de produção mais eficientes

Nós diríamos que há lições a serem aprendidas com as fundições que incorporaram com sucesso a impressão 3D em seus fluxos de trabalho, das quais qualquer fabricante poderia se beneficiar. A fundição em areia e a impressão 3D são tecnologias verdadeiramente complementares, na medida em que, quando utilizadas em conjunto, suas respectivas vantagens são ampliadas e suas limitações superadas.

Com base no que já foi alcançado, a impressão 3D parece muito destinada a se tornar uma parte indispensável dos kits de ferramentas das fundições.