Fundição em Areia vs Fundição em Molde Shell: Escolhendo o Processo Certo de Fundição de Metal

A fundição em areia é uma maneira econômica de produzir peças em uma variedade de metais. A fundição em molde shell pode ser um processo alternativo a considerar dadas necessidades específicas de design da peça. Este post introduz o processo de fundição em molde shell e o compara com fundição em areia para que leitores entendam seus respectivos pontos fortes e limitações.

Fundamentos da Fundição em Molde Shell

Todos processos de fundição precisam de um modelo para a forma da peça a ser fundida, e moldagem shell não é exceção. Como na fundição em areia, fundição de precisão e outros processos de fundição, o modelo é usado para criar a cavidade na qual metal líquido é vertido.

Na moldagem shell, um modelo de metal é revestido com uma camada de areia. Esta contém uma resina que derrete quando aquecida e esfria para formar uma carcaça fina, (tipicamente 1/4 - 3/8" de espessura,) ao redor do modelo. A fusão é alcançada aquecendo o modelo antes de revestir em areia, então aquecendo a carcaça para curar completamente a resina.

A carcaça é feita em duas metades para que possa ser liberada do modelo. Após cada meia carcaça, (às vezes chamada de "biscoito"), ser levantada do modelo, as duas carcaças são unidas, formando a cavidade no espaço entre elas. A carcaça montada é então colocada em um frasco onde é suportada com material granular como areia ou granalha.

A carcaça é preenchida com metal líquido que é permitido esfriar. Uma vez sólida, a carcaça é retirada do frasco e quebrada para liberar a peça fundida de metal. Uma limitação é que embora não seja impossível adicionar núcleos para formar regiões ocas, é difícil fazer.

Dois Tipos de Areia

A fundição em molde shell usa uma areia diferente da usada em fundição em areia verde, e isso é o que dá ao processo suas vantagens. Na fundição em areia a areia "verde", (verde significando não seca e não a cor,) é mantida junta por um aglutinante de argila, geralmente Bentonita.

A areia de sílica usada para moldagem shell é mais fina que a usada para fundição em areia. A American Foundry Society usa um "número de finura" para caracterizar tamanho médio de grão onde número mais alto indica grãos menores. Areia verde é tipicamente 60-80 nesta escala enquanto areia para moldagem shell é 100 ou maior. Além disso, em vez de usar aglutinante de argila, a areia recebe uma fina camada de resina fenólica que é o que derrete para formar a carcaça.

Consequências da Areia de Grão Fino

A areia de grão fino compacta mais firmemente que areia verde, o que reduz permeabilidade a gás. Fundição em areia requer um grau de permeabilidade para deixar umidade, na forma de vapor d'água, sair. Isso não é problema em moldagem shell pois a carcaça é seca e aquecida antes do vazamento de metal.

Os maiores benefícios da areia mais fina são que ela conforma-se mais de perto a características de superfície finas no modelo e proporciona uma superfície mais lisa para o metal.

Para replicação ainda melhor de detalhes de superfície e acabamento mais liso, uma fundição pode usar areia de zircônio. Esta pode ter número de finura tão alto quanto 150. Também tem coeficiente de expansão térmica mais baixo o que permite aplicação de tolerâncias mais apertadas.

Como a Moldagem Shell Beneficia Peças Fundidas

Acabamento superficial superior e reprodução de detalhes finos são dois dos maiores pontos fortes deste processo. Além disso, moldagem shell requer ângulos de desmoldagem mínimos para liberar o modelo da carcaça.

Enquanto fundição em areia tipicamente precisa de 2°-3° de desmoldagem, o processo de moldagem shell consegue com 1°, e em paredes verticais curtas pode ser possível ter zero. Isso permite aplicação de tolerâncias de usinagem menores, o que economiza tempo e dinheiro em operações de acabamento.

Fundição em Areia e Fundição em Molde Shell Comparadas

Fundição em areia:

• Funciona para metais ferrosos e não-ferrosos
• Pode produzir peças pesando de onças a centenas de libras
• Não consegue reproduzir detalhes finos de superfície do modelo
• Baixa precisão geométrica
• Deixa acabamento superficial rugoso
• Requer grandes tolerâncias de usinagem
• É um processo econômico

Em comparação, moldagem shell:

• Funciona para metais ferrosos e não-ferrosos
• Limitada a peças pesando menos de 30 lbs
• Inadequada para peças que precisam de núcleos
• Reproduz detalhes finos de superfície
• Pode manter tolerâncias apertadas
• Deixa acabamento superficial liso

Saiba Mais

Em termos de capacidades e custos, fundição em molde shell fica entre fundição em areia e fundição de precisão. É mais complexa que fundição em areia e pode produzir peças mais complexas, mas sem a sofisticação e complexidade de um processo de modelo de cera.

A Impro faz peças aeroespaciais de alumínio por fundição em molde shell quando faz sentido. Se você gostaria de descobrir se o processo é certo para suas peças, entre em contato conosco. Nossos especialistas em fundição terão prazer em ajudar.