10 Tipos Essenciais de Modelos de Fundição para Produção Metálica Otimizada

A fundição é um processo de manufatura muito comum para produzir peças metálicas. Cria moldes também chamados modelos de fundição onde os fabricantes derretem o metal fundido em seguida, e as peças metálicas são finalizadas após o resfriamento dos materiais metálicos moldados.

Durante o processo de fundição, o modelo de fundição é muito crucial por causa de seu efeito nos produtos finais. Fabricantes de fundição devem considerar o design do modelo de fundição completamente de acordo com os produtos finais. Haverá um custo de mudança caro após a fundição.

O que é Modelo na Fundição?

Na fundição, um modelo é uma réplica do objeto a ser fundido, usado para preparar a cavidade na qual o material fundido será derramado durante o processo de fundição.

Modelos usados em fundição em areia podem ser feitos de madeira, metal, plásticos ou outros materiais. Modelos são feitos com padrões rigorosos de construção, para que possam durar por um tempo razoável, de acordo com o grau de qualidade do modelo sendo construído, e para que forneçam repetidamente uma fundição dimensionalmente aceitável.

A fabricação de modelos, chamada modelagem, é um ofício qualificado relacionado aos ofícios de ferramentaria e fabricação de moldes, mas também frequentemente incorpora elementos de marcenaria fina.

Modeladores aprendem suas habilidades através de aprendizados e escolas técnicas ao longo de muitos anos de experiência. Embora um engenheiro possa ajudar a projetar o modelo, geralmente é um modelador que executa o design.

Materiais do Modelo de Fundição

Seus materiais de modelo de fundição devem ter estas propriedades:

• Custo menor e menos peso: com custo menor e menos peso você encontra mais facilmente o ponto de equilíbrio entre custos e retornos.
• Resistência à água: escolher o material com resistência à água protege seu modelo de fundição da ferrugem. Modelos de fundição com este tipo de material terão longa vida útil e produzirão modelos de alta qualidade.
• Durável: material durável fornece longa vida útil do seu modelo de fundição, então você deve considerar a propriedade durável do material antes de escolher materiais de modelo de fundição.
• Versátil: várias indústrias precisam de modelos de fundição para criar o processo de fundição, então a propriedade versátil do material do modelo de fundição é muito importante. Garante que o modelo pode ser usado em muitos tipos de indústrias, e reparado mais facilmente.

Margens do Modelo de Fundição

Outros fatores como o tipo de modelo de fundição e as propriedades do metal de fundição também devem ser considerados. Portanto, existem algumas margens de modelo de fundição às quais você deve prestar atenção quando faz um modelo de fundição.

• Margem de desmoldagem (Draft allowances): margens de desmoldagem criam um cone para remover o modelo de fundição sem qualquer distorção. E o ângulo preciso do cone depende do tipo de molde e superfície, e da complexidade do modelo de fundição.
• Margem de contração (Shrinkage allowance): geralmente o modelo de fundição tem um tamanho maior que o molde, porque a maioria dos materiais metálicos contrai quando esfria. A margem de contração compensa o encolhimento de resfriamento do metal, e o parâmetro preciso da margem depende do material metálico.
• Margem de distorção (Distortion allowance): modelos de fundição têm um design especial para evitar a distorção de resfriamento esperada. Chamamos isso de margem de distorção.
• Margem de usinagem (Machining allowance): material em excesso na etapa de acabamento para compensar alguma perda de material.

Fundição VS. Modelo

A principal diferença entre modelo e fundição é que um modelo é uma ferramenta enquanto fundição é um tipo de processo.

• Fundição: É um tipo de processo onde fabricantes derramam metal fundido em um molde, onde o material esfria e solidifica. A forma final dos produtos foi decidida pela cavidade do molde, enquanto a forma do molde deve ser considerada, e é aí que o modelo aparece.
• Modelo: Antes de fazer um molde, você deve projetar um modelo primeiro. O modelo é a forma primária do molde e finalmente o produto toma forma de acordo com o modelo.

Tipos de Modelos na Fundição

Como discutimos, objetos de fundição são altamente dependentes do modelo. De acordo com a forma e tamanho da fundição e método de fazer a cavidade, o modelo pode ser classificado como segue:

• Modelo de peça única,
• Modelo partido,
• Modelo com canal de alimentação (Gated pattern),
• Modelo de múltiplas peças,
• Modelo de placa de correspondência (Match plate pattern),
• Modelo esqueleto (Skeleton pattern),
• Modelo de varredura (Sweep pattern),
• Modelo de peça solta (Loose piece pattern),
• Modelo de cope e drag (Cope and drag pattern),
• Modelo de casca (Shell pattern).

Há mais detalhes sobre cada um dos modelos de fundição.

1. Modelo de Peça Única

Modelo de peça única, também chamado modelo sólido, é o modelo de fundição de menor custo. É muito adequado para um processo simples, produção em pequena escala e grandes fabricantes de fundição preferem porque este tipo de modelo de fundição torna o processo de fundição apenas necessitando formas simples, superfícies planas como blocos retangulares simples. Uma superfície plana é usada para separar planos.

Este é o tipo mais simples de modelo, exatamente como a fundição desejada. Para fazer um molde, o modelo é acomodado tanto no cope quanto no drag. Usado para produzir poucas fundições grandes, por exemplo, caixa de estopa de um motor a vapor.

2. Modelo Partido

Um modelo de duas peças também chamado modelo de peça partida é um modelo de fundição comum para fundições complexas. Este tipo de modelo tem planos de separação que podem ter uma superfície plana ou irregular, e a posição exata do plano foi decidida pela forma da fundição.

Há duas peças do modelo de peça partida. Uma das partes é moldada no drag e outra no cope. E a parte do cope sempre tem pinos guia. Com os pinos guia, as duas metades do modelo de peça partida podem ser alinhadas.

3. Modelo de Múltiplas Peças

Um modelo de múltiplas peças é uma boa solução para designs complexos que são difíceis de fazer. Este tipo de modelo inclui 3 ou mais modelos que ajudam você a alcançar a fabricação do molde.

Tome o modelo de três peças como exemplo. O modelo é feito de partes superior, inferior e do meio. A parte superior é cope, a parte inferior drag, e as partes do meio são chamadas caixas de verificação (checkboxes).

4. Modelo de Placa de Correspondência

Um modelo de placa de correspondência é um modelo partido tendo as porções de cope e drag montadas em lados opostos de uma placa (geralmente metálica), chamada "placa de correspondência" que conforma ao contorno da superfície de separação.

Os canais de alimentação e corredores também são montados na placa de correspondência, de modo que muito pouco trabalho manual é necessário. Isso resulta em maior produtividade. Este tipo de modelo é usado para um grande número de fundições.

5. Modelo de Canal (Gate Pattern)

Um modelo com canal é simplesmente um ou mais modelos soltos tendo canais e corredores anexados. Devido ao seu custo mais alto, estes modelos são usados para produzir fundições pequenas em sistemas de produção em massa e em máquinas de moldagem.

Modelo de canal pode consistir de um ou mais modelos em um modelo de moldagem. É projetado para o molde que faz múltiplos componentes em um processo de fundição. Os canais são usados para combinar os diferentes modelos, e corredores para criar um caminho de fluxo para os materiais fundidos. Quando os canais e corredores já foram anexados, os modelos estão soltos. Este tipo de modelo é caro, e geralmente é usado para fundições pequenas.

6. Modelo Esqueleto

Para fundições grandes com formas geométricas simples, modelos esqueleto são usados. Assim como modelos de varredura, estes são estruturas simples de madeira que delineiam a forma da peça a ser fundida e também são usados como guias pelo moldador na conformação manual do molde. Este tipo de modelo também é usado em processo de moldagem em cova ou piso.

Este tipo de modelo de fundição é caro e não versátil. Não é a melhor escolha do aspecto econômico, enquanto é muito eficiente na remoção de areia extra. Se você quer usar este modelo de fundição deve destacar as estruturas de madeira quando fundir. O modelo esqueleto é amplamente usado nas indústrias de soldagem em cova ou piso.

7. Modelo de Varredura

Uma varredura é uma seção ou tábua (de madeira) de contorno adequado que é rotacionada sobre uma borda para moldar cavidades de molde com formas de simetria rotacional. Este tipo de modelo é usado quando uma fundição de grande tamanho deve ser produzida em pouco tempo. Grandes caldeiras de ferro fundido são feitas por modelos de varredura.

Este tipo de modelo de fundição cria uma cavidade na direção vertical e a base dele é anexada com areia, e também cria fundição em tempo muito curto, e consiste de três partes: fuso, base e varredura que também chamada tábua de madeira.

8. Modelo de Peça Solta

Quando um modelo sólido de peça única tem projeções ou contra-desmoldagem que ficam acima ou abaixo do plano de separação, é impossível retirá-lo do molde. Com tais modelos, as projeções são feitas com a ajuda de peças soltas. Um defeito de peças soltas é que seu deslocamento é possível durante a compactação.

Este tipo de modelo precisa de trabalho manual extra qualificado, então é um modelo de fundição caro em fundições.

9. Modelo de Cope e Drag

Um modelo de cope e drag são um modelo partido tendo as porções de cope e drag cada uma montada em placas de correspondência separadas. Estes modelos são usados quando na produção de fundições grandes; os moldes completos são muito pesados e difíceis de serem manuseados por um único trabalhador.

Este tipo de modelo tem um pouco similar ao modelo de duas peças e é geralmente usado em fundições grandes.

10. Modelo de Casca

O modelo de casca é uma boa escolha para criar uma estrutura oca. Ele se separa ao longo do centro e pinos guia as metades resultantes.

Conclusão

Durante o processo de fundição, modelos de fundição são muito importantes que decidem os moldes de fundição e a qualidade das fundições. Antes de escolher o modelo de fundição, você deve considerar alguns fatores, como o tamanho, forma dos seus produtos de fundição, e escolher o melhor modelo para seu negócio de fundição.