Fundição Explicada: Definição e Tipos de Processos de Fabricação

O que é Fundição?

A fundição é um processo de fabricação no qual um material líquido é geralmente vertido em um molde que contém uma cavidade com a forma desejada e, em seguida, deixa-se solidificar. A peça solidificada também é conhecida como fundido, que é ejetada ou retirada do molde para completar o processo.

Os materiais de fundição são geralmente metais ou diversos materiais de cura temporal que endurecem após a mistura de dois ou mais componentes; exemplos incluem epóxi, concreto, gesso e argila.

A fundição de metais é um processo de 7.000 anos utilizado tanto na fabricação quanto na arte. O primeiro objeto fundido conhecido é um sapo de cobre datado de 3200 a.C., encontrado no atual Iraque. Durante a fundição de metal, o metal fundido é transferido de um cadinho para um molde para criar um objeto de metal positivo. O metal e o molde são resfriados, e o objeto metálico é removido e acabado.

As técnicas tradicionais de fundição de metal incluem fundição a cera perdida, fundição em molde de gesso, fundição sob pressão e fundição em areia, para citar algumas. Esses processos podem ser realizados em uma fundição ou em um ateliê de joalheria.

Os processos de fundição de metal são conhecidos há milhares de anos e amplamente utilizados para criar esculturas, joias, meios de transporte, armas e ferramentas.

A fundição é mais comumente usada para criar formas complexas que seriam difíceis ou antieconômicas de produzir por outros métodos. Equipamentos pesados, como bases de máquinas-ferramenta, hélices de navios, etc., podem ser facilmente fundidos no tamanho necessário em vez de unir várias peças pequenas.

MAIS: O que é Fundição de Metal?

Como Funciona o Processo de Fundição?

Os processos de fundição envolvem o uso de material fundido, geralmente metal. Este material fundido é então vertido em uma cavidade de molde que assume a forma da peça final. O material fundido então resfria, com o calor sendo geralmente extraído através do molde, até solidificar na forma desejada.

A fundição de metal divide-se em duas categorias principais: processos com moldes reutilizáveis e processos com moldes descartáveis. Em ambos, o fundidor derrete o material metálico em um cadinho, verte-o no molde e, em seguida, remove o material do molde ou a peça fundida após o metal ter esfriado e solidificado.

O processo básico de fundição de metal envolve a criação de um modelo e um molde, depois verte-se o metal fundido no molde. Em seguida, extrai-se a peça fundida sólida e finaliza-se a peça. Este processo é personalizável para diferentes tipos de fundição de metal, formas, tamanhos e mais.

Passo 1: Criar o Modelo

Antes de fazer o molde, deve-se criar um modelo para determinar a forma do molde. O modelo pode ser um modelo 3D da peça final. Pode ser moldado em cera, areia, plástico ou até madeira.

Alguns fundidores usam moldes de gesso ou silicone, materiais que não suportariam metal fundido, mas permitem criar múltiplas cópias de cera para uso em fundição com molde descartável.

Ao moldar seu modelo, certifique-se de considerar qualquer encolhimento previsto quando o metal esfriar. Os modelos também podem ser canalizados com canais de alimentação para permitir que o metal fundido flua para o molde.

Passo 2: Fazer o Molde

Após criar o modelo, é hora de fazer o molde. Como mencionado, você pode optar por um molde reutilizável, geralmente feito de metal, ou um molde de uso único, que pode ser feito de areia, gesso ou casca cerâmica.

Cada um desses métodos de fabricação de moldes é otimizado para diferentes metais de fundição e vários níveis de complexidade do modelo. Se você estiver trabalhando com um modelo de cera ou plástico, pode queimar o modelo dentro de um forno.

Passo 3: Escolher a Liga Metálica

Todas as fundições metálicas são produzidas a partir de ligas ferrosas ou não ferrosas. As ligas são misturas de elementos que fornecem as melhores propriedades mecânicas para o uso final da peça. Ligas ferrosas incluem aço, ferro maleável e ferro cinzento.

Ligas não ferrosas mais comumente usadas na fundição são alumínio, bronze e cobre. Se você trabalha com metais preciosos em um ateliê de joalheria, pode trabalhar com prata, cobre, ouro e platina.

Passo 4: Fundir a Liga

Os processos de fusão variam entre as ligas, pois cada uma tem uma temperatura de fusão diferente. Essencialmente, a fusão consiste em colocar a liga sólida em um cadinho e aquecê-la sobre uma chama aberta ou dentro de um forno.

Passo 5: Verter no Molde

Verte-se o metal fundido na cavidade do molde. Se for uma fundição pequena, pode-se simplesmente verter do cadinho onde o metal foi aquecido diretamente no molde. Uma fundição maior pode exigir uma pequena equipe para aquecer o metal dentro de um forno e transferi-lo para um cadinho ou concha maior antes de verter no molde.

Certifique-se de seguir todas as orientações de segurança recomendadas ao verter metal fundido. Use roupas de proteção, incluindo vestuário de fibra natural, calças e mangas longas, luvas isoladas e óculos de segurança.

Trabalhe em um espaço bem ventilado para evitar riscos de fumos perigosos. Tenha um extintor de incêndio químico por perto e mantenha o caminho entre o forno e o molde livre. Deixe o molde solidificar antes de prosseguir.

Passo 6: Remover a Fundição do Molde

Quando o metal esfriou e solidificou, você pode removê-lo do molde. Se fundiu em um molde de uso único, pode quebrar o molde da fundição. Se usou um molde de gesso, convém mergulhar o gesso em água após a solidificação do metal. A água ajuda a quebrar o molde. Para moldes reutilizáveis, pode-se usar pinos ejetores para extrair a fundição.

Passo 7: Acabamento

Lixe e pola sua fundição de metal sólido! Isso pode envolver a limpeza do objeto de metal fundido, como esfregar o excesso de material do molde em água, quebrar os canais de alimentação com alicates para objetos pequenos, ou até uma rebarbadora angular para peças grandes.

Diferentes Tipos de Fundição

Diferentes Tipos de Processos de Fundição:

• Fundição em areia.
• Fundição por investimento (cera perdida).
• Fundição sob pressão (die casting).
• Fundição de baixa pressão.
• Fundição centrífuga.
• Fundição por gravidade.
• Fundição a vácuo.
• Fundição por compressão (squeeze casting).
• Fundição de espuma perdida (Lost Foam).
• Fundição contínua.

1. Fundição em Areia

A fundição em areia é um dos tipos mais populares e fáceis de fundição, usada há séculos. Permite lotes menores que a fundição em molde permanente a um custo muito razoável. Não apenas os fabricantes podem usar este método para produzir peças a baixo custo, mas a fundição em areia também oferece outras vantagens, como operações de pequeno porte.

O processo permite fundições pequenas o suficiente para caber na palma da mão até peças grandes como leitos de trem. A fundição em areia também pode fundir a maioria dos metais, dependendo do tipo de areia usada para fazer os moldes.

A fundição em areia é tipicamente baseada em materiais de sílica, como areia sintética ou naturalmente aglutinada. A areia de fundição geralmente consiste em grãos finos e esféricos que podem ser compactados para formar uma superfície de molde lisa.

A fundição é projetada para reduzir o risco de trincas, rasgões ou outros defeitos, permitindo uma quantidade moderada de flexibilidade e encolhimento durante a fase de resfriamento. A areia também pode ser reforçada com argila, o que faz as partículas se ligarem mais estreitamente. Produtos automotivos como blocos de motor são feitos por fundição em areia.

2. Fundição por Investimento (Cera Perdida)

A fundição por investimento, também conhecida como fundição a cera perdida, usa um modelo de cera descartável para cada peça fundida. Neste tipo de fundição, a cera é injetada diretamente em um molde, removida e, em seguida, revestida com material refratário e aglutinante, geralmente em várias etapas, para construir uma casca espessa.

Vários modelos são reunidos para formar canais de alimentação comuns. Uma vez que as cascas endureceram, os modelos são invertidos e aquecidos em fornos para remover a cera. Esses modelos requerem extremo cuidado, pois não são fortes o suficiente para suportar as forças envolvidas na fabricação de moldes. Uma vantagem da fundição por investimento é que a cera pode ser reutilizada.

A fundição por investimento é amplamente usada para fabricar peças para as indústrias automotiva, de geração de energia e aeroespacial, como pás de turbina. Estas fundições garantem componentes de alta qualidade com benefícios-chave de precisão, repetibilidade, versatilidade e integridade.

3. Fundição sob Pressão (Die Casting)

A fundição sob pressão é um método de moldagem de materiais forçando metal fundido sob alta pressão em uma cavidade de molde. A maioria das fundições sob pressão são feitas de metais não ferrosos, especialmente zinco, cobre e ligas à base de alumínio. No entanto, peças de ferro fundido sob pressão são possíveis.

O processo de fundição sob pressão é particularmente adequado para aplicações nas quais muitas peças pequenas a médias com bons detalhes, qualidade superficial fina e precisão dimensional são necessárias.

4. Fundição de Baixa Pressão

Na fundição de baixa pressão, o molde é preenchido com metal de um forno pressurizado, com pressões tipicamente em torno de 0,7 bar. O forno de espera está localizado na parte inferior da máquina de fundição sob pressão vertical, com o metal fundido sendo injetado diretamente para cima na parte inferior do molde. A pressão mantém o metal no molde até solidificar.

Uma das principais vantagens deste processo é o controle preciso do enchimento da cavidade do molde. O metal fundido flui rápida e suavemente através das linhas de alimentação, reduzindo a formação de óxidos e prevenindo porosidade.

Este processo foi desenvolvido para a produção de peças axialmente simétricas, como rodas de automóveis. Usando núcleos de areia no molde, no entanto, também é adequado para a produção de peças com perfis ocos e geometrias complexas.

5. Fundição Centrífuga

A fundição centrífuga é usada para fabricar peças longas e cilíndricas, como tubos de ferro fundido, contando com as forças G desenvolvidas em um molde giratório. O metal fundido introduzido no molde é lançado contra a superfície interna do molde, criando uma fundição isenta de vazios.

Este tipo de fundição foi originalmente inventado como o processo de Lavaud usando moldes refrigerados a água, aplicado a peças simétricas como tubos de esgoto e canhões de grande calibre, com a vantagem de fabricar peças com um número mínimo de alimentadores.

No caso de peças assimétricas que não podem ser rotacionadas em torno de seus próprios eixos, uma variante chamada fundição por pressão dispõe várias peças em torno de um canal de alimentação comum e gira os moldes em torno deste eixo.

Uma ideia semelhante é usada na fundição de grandes anéis de engrenagens, etc. Dependendo do material a ser fundido, moldes de metal ou areia podem ser usados.

6. Fundição por Gravidade

A fundição por gravidade é um processo de molde permanente, onde o metal fundido é vertido de um recipiente ou concha no molde. A cavidade do molde enche-se sem força além da gravidade, podendo o enchimento ser controlado pela inclinação do molde.

Recortes e cavidades podem ser usinados na forma do componente usando núcleos de areia. Este tipo de fundição oferece melhor qualidade superficial que a fundição em areia, bem como melhores propriedades mecânicas, ambas devido à solidificação rápida.

Além disso, este processo tem uma taxa de fundição mais alta que a fundição de alumínio em areia, mas moldes metálicos são mais caros que a areia. As vantagens incluem a possibilidade de baixa porosidade de gás e tamanhos de grão finos.

Comparado à fundição em areia, este processo requer menos pós-processamento e limpeza, e a fundição por gravidade tende a resultar em um produto de maior qualidade. O processo de fabricação por fundição por gravidade é geralmente menos custo-efetivo na fabricação de ferramentas comparado à fundição em areia.

7. Fundição a Vácuo

A fundição a vácuo assistida é uma capacidade importante de processo na Kennedy Die Casting. A evacuação a vácuo da cavidade do molde reduz o aprisionamento de gás durante a injeção do metal e diminui a porosidade na fundição. O resultado é uma fundição sob pressão com um nível de qualidade mais alto.

Os sistemas de vácuo são apenas um complemento. Não substituem boas práticas de projeto de fundição sob pressão na engenharia da cavidade do molde, canais de alimentação, comportas e transbordos.

8. Fundição por Compressão (Squeeze Casting)

A fundição por compressão, também chamada de forjamento líquido, é um processo híbrido de conformação de metal que combina fundição em molde permanente com forjamento sob pressão em uma única etapa, onde uma quantidade específica de liga de metal fundido é vertida em um molde pré-aquecido e lubrificado e subsequentemente forjada e solidificada sob pressão.

9. Fundição de Espuma Perdida (Lost Foam)

A fundição de espuma perdida (LFC) é um tipo de processo de fundição por padrão evaporativo semelhante à fundição por investimento, exceto que espuma é usada para o padrão em vez de cera. Este tipo de fundição aproveita o baixo ponto de ebulição de espumas de polímero para simplificar o processo de fundição por investimento, eliminando a necessidade de derreter a cera fora do molde.

10. Fundição Contínua

A fundição contínua é um refinamento do processo de fundição para a produção contínua em massa de perfis metálicos com seção transversal constante. Metal fundido é vertido em um molde aberto, refrigerado a água, que permite a formação de uma "casca" de metal sólido sobre o centro ainda líquido, solidificando gradualmente o metal de fora para dentro.

Após a solidificação, o fio, como às vezes é chamado, é continuamente retirado do molde. Comprimentos predeterminados do fio podem ser cortados por tesouras mecânicas ou maçaricos oxiacetilênicos móveis e transferidos para processos de conformação adicionais ou para estoque.

Os tamanhos de fundição podem variar de tiras (poucos milímetros de espessura por cerca de cinco metros de largura) a lingotes (90 a 160 mm quadrados) a placas (1,25 m de largura por 230 mm de espessura). Às vezes, o fio pode passar por um processo inicial de laminação a quente antes de ser cortado.

A fundição contínua é usada devido aos custos mais baixos associados à produção contínua de um produto padrão, e também à qualidade aumentada do produto final. Metais como aço, cobre, alumínio e chumbo são fundidos continuamente, com o aço sendo o metal com as maiores tonelagens fundidas por este método.

Vantagens do Processo de Fundição

A fundição tem as seguintes vantagens sobre outros processos de fabricação.

• Pode criar qualquer estrutura complexa economicamente.
• O tamanho do objeto não importa para a fundição.
• Os objetos fundidos têm alta resistência à compressão.
• Todas as estruturas feitas por fundição têm ampla gama de propriedades.
• Pode criar um objeto preciso.
• Todo material pode ser fundido.
• Cria estrutura isotrópica.
• É o mais barato entre todos os processos de fabricação.
• Componentes compostos podem ser facilmente feitos por fundição.

Desvantagens do Processo de Fundição

As desvantagens do Processo de Fundição são as seguintes.

• Precisão dimensional: Devido ao encolhimento na fundição, a precisão dimensional pode estar em risco. Por isso, os projetistas devem cuidar de fornecer a folga ao produto (Modelo) antes de verter o metal fundido.
• Baixa resistência: Devido à alta porosidade comparada a uma peça usinada.
• Pós-processamento: Requer operações de usinagem secundárias para melhorar o acabamento superficial.
• Ponto de fusão mais baixo: Geralmente limitado a metais de ponto de fusão mais baixo.
• Não adequado para produção de baixo volume.

Aplicações do Processo de Fundição

• Transporte: automóvel, aeroespacial, ferroviário e naval
• Equipamentos pesados: construção, agricultura e mineração
• Máquinas-ferramenta: usinagem, fundição, moldagem de plásticos, forjamento, extrusão e conformação
• Máquinas industriais: química, petróleo, papel, açúcar, têxtil, aço e usinas termelétricas
• Defesa: veículos, artilharia, munições, armazenamento e equipamentos de apoio
• Máquinas elétricas: motores, geradores, bombas e compressores
• Fundidos municipais: tubos, juntas, válvulas e conexões
• Doméstico: eletrodomésticos, equipamentos de cozinha e jardinagem, móveis e acessórios
• Objetos de arte: esculturas, ídolos, móveis, luminárias e itens decorativos.

Perguntas Frequentes.

O que é Fundição?

A fundição é um processo de fabricação no qual um material líquido é geralmente vertido em um molde que contém uma cavidade com a forma desejada e, em seguida, deixa-se solidificar. A peça solidificada também é conhecida como fundido, que é ejetada ou retirada do molde para completar o processo.

Qual o significado de Fundição?

A fundição é um processo de fabricação pelo qual um material fundido, como metal ou plástico, é introduzido em um molde, deixa-se solidificar dentro do molde, e depois é ejetado ou quebrado para fazer uma peça fabricada.

O que é Processo de Fundição?

Os processos de fundição envolvem o uso de material fundido, geralmente metal. Este material fundido é então vertido em uma cavidade de molde que assume a forma da peça final. O material fundido então resfria, com o calor sendo geralmente extraído através do molde, até solidificar na forma desejada.

Quais são os diferentes tipos de fundição?

Diferentes Tipos de Processos de Fundição:

• Fundição em areia.
• Fundição por investimento.
• Fundição sob pressão.
• Fundição de baixa pressão.
• Fundição centrífuga.
• Fundição por gravidade.
• Fundição a vácuo.
• Fundição por compressão.
• Fundição de espuma perdida
• Fundição contínua

Qual é o processo de fundição?

Os processos de fundição envolvem o uso de material fundido, geralmente metal. Este material fundido é então vertido em uma cavidade de molde que assume a forma da peça final. O material fundido então resfria, com o calor sendo geralmente extraído através do molde, até solidificar na forma desejada.

O que significa Fundição?

A fundição é um processo de fabricação usado pela indústria de forjamento para produzir um objeto (frequentemente metal) de uma forma específica desejada. Isso é alcançado vertendo metal fundido quente em um molde que contém uma cavidade oca da forma exata requerida.

Quais são os 4 tipos de fundição?

Processos de conformação a quente, como fundição sob pressão, fundição por investimento, fundição em gesso e fundição em areia, cada um fornece seus próprios benefícios de fabricação únicos. Comparar tanto as vantagens quanto as desvantagens dos tipos comuns de processos de fundição pode ajudar na seleção do método mais adequado para uma determinada produção.

Quantos tipos de processo de fundição existem?

Esta técnica inclui pelo menos quatro métodos diferentes: permanente, sob pressão, centrífuga e contínua.

O que você quer dizer com fundição e explique os tipos de fundição?

A fundição é um processo de fabricação no qual um material líquido é geralmente vertido em um molde, que contém uma cavidade oca da forma desejada, e depois deixa-se solidificar. A fundição é mais frequentemente usada para fazer formas complexas que seriam difíceis ou antieconômicas de fazer por outros métodos.

O que é material de fundição?

Materiais de fundição são geralmente metais ou vários materiais de cura a frio que curam após misturar dois ou mais componentes; exemplos são epóxi, concreto, gesso e argila.

Quais são os tipos de fundição centrífuga?

Tipos de Fundição Centrífuga:

• Fundição Centrífuga Verdadeira. A fundição centrífuga verdadeira ou comumente conhecida como fundição centrífuga normal é usada para produzir uma estrutura oca simétrica com furos redondos.
• Semi-Fundição Centrífuga.
• Centrifugação.

O que é fundição de metal?

A fundição de metal é o processo de fazer objetos vertendo metal fundido em um espaço vazio com forma. O metal então esfria e endurece na forma dada por este molde moldado.

Quais são os diferentes tipos de defeitos de fundição?

Tipos de Defeitos de Fundição e Como Preveni-los

• Porosidade de Gás. Microfuros. Sopros. Furos Abertos.
• Defeitos de Encolhimento. Abertos. Fechados. Empenamento.
• Defeitos de Material do Molde. Cortes e Lavagens. Inchaços. Quedas.
• Defeitos de Verter Metal. Resfriamento Local. Falha de Fusão. Enchimento Incompleto.
• Defeitos Metalúrgicos. Trincas a Quente. Pontos Quentes.
• Defeitos de Forma da Fundição. Desalinhamentos. Rebarbas.

O que é um núcleo na fundição?

Um núcleo é um inserto de areia pré-formado e aglomerado colocado no molde para moldar o interior de uma fundição ou uma parte da fundição que não pode ser moldada pelo modelo. Núcleos são frequentemente usados para criar seções ocas ou cavidades em uma fundição.

Qual a diferença entre Moldagem e Fundição?

A principal diferença entre moldagem e fundição é o uso do material no processo. A fundição normalmente envolve metal, enquanto a moldagem foca em plásticos. Em ambos os casos, o material fundido vai para uma matriz ou molde para criar a forma final.

Quais ferramentas são usadas na fundição?

As principais ferramentas de fundição são ferramentas manuais, recipientes e ferramentas mecânicas. Ferramentas manuais consistem do apiloador, pá, peneira, arame de ventilação, levantador, espátula, colher de pedreiro, marreta, esfregão, grampos, fole, etc. Ferramentas mecânicas são geralmente usadas em fundições automatizadas.

Quais materiais são comumente usados para fundição?

Existem quatro ligas comumente usadas para fundição sob pressão, a saber, ligas à base de alumínio, cobre, magnésio e zinco, apesar de algumas outras ligas ferrosas incomuns também poderem ser usadas para fundição sob pressão.

Como a fundição é feita?

Os processos de fundição envolvem o uso de material fundido, geralmente metal. Este material fundido é então vertido em uma cavidade de molde que assume a forma da peça final. O material fundido então resfria, com o calor sendo geralmente extraído através do molde, até solidificar na forma desejada.

O que é fundição centrífuga?

O método de fundição centrífuga é o método para produzir tubos vertendo metal fundido em um molde cilíndrico girando rapidamente no qual a força centrífuga da rotação exerce pressão sobre o metal fundido.

O que é fundição por vazamento (slush casting)?

A fundição por vazamento é uma variante da fundição em molde permanente para criar uma fundição oca ou peça fundida oca. No processo, o material é vertido no molde e deixa-se esfriar até que uma casca de material se forme no molde. O líquido restante é então vertido para fora, deixando uma casca oca.

O aço pode ser fundido?

Muitos materiais podem ser fundidos, incluindo vários tipos de metais e sintéticos, mas o ferro e o aço em particular apresentam excelentes propriedades mecânicas para uma ampla gama de aplicações.

O que é fundição em areia verde?

Uma fundição em areia verde é feita em um molde de areia ligado com argila, o nome referindo-se não à cor da areia, mas ao fato de que o molde não é curado. Moldes de areia seca são semelhantes, exceto que a areia é assada antes de receber qualquer metal.

Como escolher o método de fundição?

Se você estiver em dúvida, abaixo estão algumas dicas simples que ajudarão a selecionar o processo de fundição sob pressão certo para sua empresa.

• Complexidade do Design. A complexidade do design que você deseja para o produto final desempenhará um papel crucial na seleção de um processo de fundição sob pressão.
• Seleção do Material.
• Custo da Fundição.

O que é encolhimento na fundição?

Encolhimento é uma mudança interna ou externa de volume que ocorre durante uma mudança de fase na transição de um metal do estado líquido para o estado sólido na superfície exposta. Este fenômeno ocorre em processos como fundição e solidificação de concreto.

O que é defeito de rebarba na fundição?

Rebarba, também conhecida como rebarba de fundição ou rebarbas, é qualquer material indesejado e em excesso anexado a uma fundição. É tipicamente uma fina folha de metal que se forma nas faces de separação. A rebarba é um material de desperdício que vira escória após ser re-fundida.

O que é molde e núcleo?

Um núcleo é um dispositivo usado em processos de fundição e moldagem para produzir cavidades internas e ângulos reentrantes (um ângulo interno maior que 180°). O núcleo é normalmente um item descartável que é destruído para retirá-lo da peça.

Quais são os três tipos de ferros fundidos?

Os quatro tipos básicos de ferro fundido são ferro branco, ferro cinzento, ferro dúctil e ferro maleável.

• Ferro branco.
• Ferro cinzento.
• Ferro dúctil.
• Ferro maleável.

Um molde é uma fundição?

O molde é a primeira etapa para fazer a réplica ou impressão do objeto desejado; no entanto, a fundição é o produto final obtido após todo o processo. A fundição é o produto final que foi feito, e em certas ocasiões, a fundição também pode ser usada para fazer mais moldes.