Moldagem Mecânica Explicada: Tipos, Processo e Benefícios (Com Imagens)

Neste artigo, discutiremos o que é moldagem mecânica, o processo de moldagem mecânica e os diferentes tipos de máquinas de moldagem.

O que é Moldagem Mecânica?

Uma máquina de moldagem é um dispositivo composto por múltiplas peças interconectadas cujo objetivo é transmitir e alterar várias forças e movimentos para auxiliar na produção de um molde de areia. O processo de usar a máquina para viabilizar a produção em massa é conhecido como moldagem mecânica.

Moldagem Mecânica vs. Moldagem Manual

Os processos de moldagem podem ser classificados como moldagem manual ou mecânica, conforme o molde é preparado com ferramentas manuais ou com auxílio de máquinas de moldagem. A moldagem manual é econômica quando apenas algumas peças fundidas são necessárias. É lenta e requer habilidade considerável para produzir boas peças.

Por outro lado, a moldagem mecânica é aconselhável quando há grande número de peças fundidas repetitivas a serem produzidas, pois a moldagem manual é mais demorada, trabalhosa e torna-se cara. As dimensões das peças fundidas mecanicamente são mais precisas; em outras palavras, é possível produzir peças com tolerâncias apertadas. Como consequência, o peso das peças é reduzido e há economia de material.

O tempo de trabalho por molde é menor que o requerido para moldagem manual, o que significa que, em relação à mesma área de oficina, a produção de peças fundidas aumenta por unidade de tempo. Em suma, a moldagem mecânica oferece taxas de produção mais altas e peças fundidas de melhor qualidade, além de menor esforço físico, custos menores, e não requer conhecimento especializado ou habilidade por parte do operador.

Tipos de Moldagem Mecânica

Uma máquina de moldagem realiza duas funções importantes: compacta a areia e retira o modelo. As máquinas de moldagem são, portanto, classificadas segundo (1) o método de compactação da areia de moldagem e (2) o método de remoção do modelo. Em qualquer caso, um ou dois modelos são fixados a uma placa de modelo instalada na máquina. Os modelos são feitos de metal, plásticos ou outro material adequado.

Classificação das Máquinas de Moldagem Segundo o Método de Compactação da Areia

1. Máquina de Apertar (Squeezer Machine)

No método de apertar, a areia de moldagem no flask (caixa) é comprimida entre a mesa da máquina e a prancha de apertar superior pneumaticamente ou hidraulicamente até que o molde atinja a densidade desejada.

O princípio de operação de uma máquina de apertar superior é ilustrado na figura acima. O modelo 2 é colocado sobre uma prancha de modelo fixada na mesa 1. O flask 3 é então colocado sobre a prancha e o quadro de areia 4 sobre o flask. O flask e o quadro são preenchidos com areia de moldagem e nivelados. Em seguida, a mesa é elevada pelo mecanismo de elevação contra a prancha 5 na cabeça de apertar estacionária 6. A prancha entra no quadro de areia até a linha pontilhada e compacta a areia. Após o aperto, a mesa retorna à posição inicial.

O princípio de uma máquina de moldagem por apertar inferior é mostrado na figura acima. Como antes, o modelo é colocado na prancha fixada à mesa. O flask 3 é colocado no quadro 7 e preenchido com areia. Em seguida, a cabeça de apertar é trazida contra o topo do flask e a mesa com o modelo é elevada até a linha pontilhada. Após o aperto, a mesa retorna à posição inicial.

A principal limitação do método de apertar é que a areia é compactada mais densamente no topo do molde, de onde a pressão é aplicada, e a densidade diminui uniformemente com a profundidade. No plano de partição e ao redor do modelo, a densidade é a mais baixa. Esta variação de densidade afeta a dureza do molde, que varia conforme a profundidade. O método de apertar é, portanto, restrito a moldes com não mais que 150 mm de profundidade.

2. Máquina de Jolting (Jolt Machine)

Na moldagem por máquina de jolting, o flask é primeiro preenchido com areia de moldagem e então a mesa que suporta o flask é elevada e deixada cair mecanicamente em sucessão. Devido à mudança súbita de inércia no final de cada queda, a areia se compacta e apiloa. A ação de elevar e deixar cair a mesa repentinamente é chamada de "jolting".

A figura acima ilustra o princípio de uma máquina de moldagem por jolting em que a mesa 1, com a prancha e o flask 3 preenchido com areia, é elevada a 30-80 mm em intervalos curtos pelo êmbolo 8 quando ar comprimido é admitido pela mangueira 9 e canal 10.

O ar é então liberado pela abertura 11 e a mesa cai repentinamente, batendo no cilindro guia 12 em sua base. Esta ação súbita faz a areia compactar-se uniformemente ao redor do modelo. Molas 13 amortecem os golpes da mesa, reduzindo ruído e prevenindo destruição do mecanismo e da fundação.

A desvantagem deste método é que a areia é apiloada mais duramente no plano de partição e ao redor do modelo e permanece menos densa no topo. Isso exige apiloamento manual do molde na parte de trás após a ação de jolting. Estas máquinas são preferidas para superfícies horizontais.

3. Máquina Jolting-Apertar (Jolt-squeeze Machine)

Moldagem por máquina jolting-apertar: Para superar as desvantagens dos princípios de apiloamento por apertar e jolting, uma combinação de ambas as ações é frequentemente empregada. Uma ação de jolting é usada para consolidar a areia na face do modelo e é seguida por uma ação de apertar para conferir a densidade desejada por toda a massa de areia.

A máquina jolting-apertar é construída de modo que ambas as ações possam ser obtidas uma após a outra. Uma máquina jolting-apertar de alta pressão é capaz de produzir moldes de dureza máxima, apiloados uniformemente por todo o flask.

4. Lançador de Areia (Sand Slinger)

Lançador de areia: Na operação de lançar, a consolidação e apiloamento são obtidos pelo impacto de areia que cai em altíssima velocidade.

O princípio de um lançador de areia é ilustrado na figura acima. O cabeçote impulsor superior consiste na carcaça 1 na qual a lâmina 2 gira em altíssima velocidade. A areia é entregue ao impulsor pela abertura 3 por meio de baldes transportadores. O cabeçote impulsor, pela rotação da lâmina, lança a areia pela saída 4 para dentro do flask sobre o modelo a uma taxa de 500 a 2.000 kg/min. A densidade da areia pode ser controlada pela velocidade da lâmina.

Moldes produzidos por este método têm resistência adequada, pois a dureza é função da velocidade da areia, controlável no lançador. Estas máquinas são mais usadas para apiloar moldes de médio a grande porte.

Classificação das Máquinas de Moldagem Segundo o Método de Remoção do Modelo

1. Máquina de Moldagem por Retirada Direta (Straight-Draw)

Na máquina de moldagem por retirada direta (Fig. 11.73), o modelo 1 é fixado na placa de modelo 3 sobre a mesa 5, e o flask ou caixa de moldagem 2 é colocado sobre ele e preenchido com areia. É então apiloado grosseiramente nas bordas da caixa. A cabeça de apertar é então posicionada e aperta o molde. O flask é então levantado do modelo por pinos de extração 6.

2. Máquina de Moldagem por Placa de Extração (Stripping-plate)

Moldagem por máquina de placa de extração: O princípio é ilustrado na figura acima. A placa de extração 4 é disposta entre o flask 2 e a placa de modelo 3. A placa tem um recesso cujos contornos igualam os do modelo 1. Quando o molde está pronto, o modelo é retirado do molde para baixo através da placa de extração, que suporta o molde quando o modelo é removido.

3. Máquina de Moldagem por Virar (Turn-over)

Máquina de moldagem por virar: Usada para moldes grandes e altos, com partes que poderiam facilmente quebrar. Na Fig. 11.75, o flask 2 repousa sobre a placa de modelo 3 durante a operação. Então o flask junto com a mesa de trabalho 5 gira 180° e pinos 6 levantam a mesa 5 junto com o modelo 1 para fora do molde.

Vantagens da Moldagem Mecânica

As máquinas de moldagem têm as seguintes vantagens:

• São ideais para tarefas de produção em massa.
• Demonstram custo-efetividade ao diminuir a fadiga do trabalhador e a operação manual lenta.
• Trabalhadores semi-qualificados podem ser usados, enquanto a moldagem manual requer artesãos especializados.
• A taxa de produção é alta, a qualidade do molde é superior e, como resultado, peças fundidas com menos defeitos são produzidas.

Limitações das Máquinas de Moldagem

1. Não podem ser usadas para trabalhos maiores e mais complexos.
2. As máquinas não justificam seu custo para diferentes tipos de moldes, sendo boas apenas para produção em massa.
3. Não são flexíveis o suficiente para procedimentos de fabricação de moldes mais especializados.

Questões de Múltipla Escolha (MCQs)

1. Máquina __ é usada para apiloar areia na caixa de moldagem.
   A. Máquina de Jolting
   B. Lançador de Areia
   C. Máquina de fazer machos
   D. Máquina de Apertar

Resposta: B
Explicação: O lançador de areia tem uma lâmina em forma de copo de rotação rápida que pega a areia e a lança para baixo na areia de moldagem com grande força, apiloando-a na caixa.

2. Na máquina lançadora de areia, a densidade da areia é resultado de seu _
   A. Inércia
   B. Aceleração
   C. Velocidade
   D. Massa

Resposta: A
Explicação: Enquanto a areia é apiloada nas caixas usando lançador, a areia é enchida e apiloada simultaneamente. A densidade resulta da inércia da areia, uniforme por todo o molde.

3. Máquinas _ são usadas para modelos rasos.
   A. Máquina de fazer machos
   B. Máquina lançadora de areia
   C. Máquina de apertar
   D. Máquina de jolting

Resposta: C
Explicação: Em uma máquina de apertar, a placa de pressão exerce pressão substancial, facilmente distribuída para modelos rasos.

4. Qual dos seguintes meios não é usado para máquinas de moldagem operadas por potência?
   A. Eletroímãs
   B. Potência hidráulica
   C. Ar comprimido
   D. Inércia da areia

Resposta: D
Explicação: A inércia da areia é usada para moldagem, não como meio de potência da máquina. Ar comprimido, potência hidráulica ou impulsor de alta velocidade são usados para obter desempenho.

5. Em uma máquina de moldagem por apertar, a areia é apiloada na borda do molde também.
   A. Verdadeiro
   B. Falso

Resposta: A
Explicação: A máquina de apertar apiloa a areia mais duramente no fundo do molde e mais macia na face do modelo. Em máquinas modernas, o apiloamento mais duro na borda do molde também é assegurado.

6. Moldagem mecânica é usada para
   A. peças pequenas
   B. peças grandes
   C. formas complexas
   D. nenhuma das anteriores

Resposta: A

7. Em fundição em molde permanente, o metal fundido é vazado
   A. sob pressão externa
   B. por gravidade
   C. parcialmente por gravidade e parcialmente sob pressão externa
   D. nenhuma das anteriores

Resposta: B

8. __ estabelece o sistema de alimentação mais adequado, respiros, etc., montados na própria placa de modelo.
   A. Moldagem mecânica
   B. Moldagem manual
   C. Moldagem em areia
   D. Moldagem de machos

Resposta: A
Explicação: Máquinas de moldagem têm modelos fixados com sistema de alimentação embutido, canais, comportas montados na própria placa. Executam sua ação rápida e precisamente.

Conclusão

A Moldagem Mecânica é importante quando a tarefa é grande ou repetitiva. Economiza tempo, esforço e dinheiro. Discutimos os diferentes tipos de máquinas de moldagem como máquina de apertar, máquina de jolting, máquina de virar, etc., junto com seus usos e benefícios. Espero que tenha gostado deste artigo. Deixe seu feedback nos comentários abaixo.