Padrões de Fundição e Criação de Padrões

Fundições fazem e usam padrões como modelos para objetos de metal fundido

A fundição é o processo de derramar metal líquido em um molde, onde esfria e solidifica. O processo de fundição pode produzir desde peças de arte até peças de motores. A forma é determinada pela cavidade do molde, mas algo precisa moldar o molde – é aí que entra o padrão.

Os padrões são um modelo para o objeto a ser lançado. Um padrão faz uma impressão no molde, o metal líquido é derramado no molde e o metal solidifica na forma do padrão original.

A criação de padrões não é tão simples quanto a definição sugere. Além de moldar a cavidade do molde, um padrão deve fornecer dimensões precisas, ter meios de sair da cavidade do molde sem quebrá-la, compensar a contração e distorção da solidificação e incluir um sistema de alimentação de portas e risers para fornecer metal líquido ao molde. Qualquer falha pode resultar em um casting com falha.

Acertar todos esses fatores requer precisão e mais do que alguns cálculos. Cada padrão é cuidadosamente projetado e construído.

Os padrões incluem concessões

Modelagem é a arte de projetar padrões. É a primeira e mais essencial parte do processo de fundição.

Há muito mais na modelagem do que fazer uma réplica exata da forma que você deseja moldar – o modelista deve levar em conta o tipo de molde e as características do metal fundido. Esses subsídios são incorporados ao padrão:

• Rascunho

  
  O padrão precisa ser removido de cada molde sem quebrá-lo ou distorcê-lo. O rascunho é um afunilamento que facilita a remoção do padrão. O ângulo exato do cone depende da complexidade do padrão, do tipo de molde e do tipo de superfície.
  

• Subsídio de redução

  
  Como todos os materiais, o metal se contrai à medida que esfria. Se o padrão fosse feito nas dimensões exatas especificadas para o produto final, a fundição seria menor do que o necessário. A tolerância de contração compensa a quantidade que um metal encolherá durante o resfriamento. A tolerância precisa depende do metal que está sendo fundido.
  

• Subsídio de distorção

  
  Os padrões podem ser distorcidos intencionalmente para compensar a distorção de resfriamento esperada.
  

• Subsídio de usinagem

  
  Algumas peças fundidas são acabadas por usinagem. Os padrões para fundidos acabados à máquina incluem intencionalmente excesso de material para compensar o material que será perdido no estágio de acabamento.
  

Todos os padrões precisam de um sistema de gating

Cada padrão inclui um sistema de canal que fornece metal líquido para a cavidade do molde. O sistema de canal também regula a velocidade com que o metal entra no molde – muito rápido, e o metal líquido turbulento pode corroer o molde; muito lento e pode esfriar antes de preencher completamente a cavidade.

O sistema inclui várias partes interconectadas:

• Copo de servir

  
  O metal líquido é derramado diretamente no copo/bacia. Ajuda a separar a escória do metal, reduz a turbulência e ajuda a manter a vazão correta.
  

• Sprue e corredor

  
  O metal flui do copo de vazamento para o sprue cônico, depois através do corredor, que por sua vez alimenta os portões.
  

• Portões

  
  O metal flui através dos portões para preencher a cavidade do molde. Portões pequenos são usados ​​para fundidos que solidificam lentamente, enquanto portões maiores são usados ​​para fundidos que solidificam rapidamente. As comportas precisam ser colocadas com cuidado para promover a solidificação direcional.
  

• Condutor

  
  O riser é um reservatório que evita cavidades de retração. Para que um riser funcione corretamente, ele precisa esfriar mais lentamente do que a fundição.
  

Padrões fechados incorporar o sistema de gating no corpo do padrão principal. Alternativamente, o sistema de abertura pode ser adicionado por corte manual ou com peças de padrão separadas.

Existem diferentes tipos de padrões

Os padrões vêm em muitos materiais, incluindo madeira, metal, plástico e cera. O material do padrão é escolhido com base no volume de fundição e no processo utilizado. Padrões de madeira e metal são geralmente usados ​​com fundição em areia, enquanto a cera raramente é usada para qualquer coisa além de fundição de investimento.

Os padrões variam em complexidade, dependendo do tamanho, forma e número de fundidos resultantes necessários. Existem muitos tipos de padrões em uso nas fundições hoje; alguns dos mais comuns incluem o seguinte:

• Padrões soltos

  
  Normalmente produzidas em madeira, estas são representações únicas da fundição que precisa ser produzida e são usadas apenas quando algumas fundições são necessárias, pois a produtividade associada a padrões mais complexos provavelmente não é um problema. Ao moldar com padrões soltos, o sistema de alimentação para a fundição (portas, risers, etc.) normalmente é cortado manualmente na areia. Alguns padrões soltos podem ser divididos em duas metades para facilitar a moldagem.
  

• Padrões fechados

  
  Frequentemente mais complexos do que padrões soltos, fechados ou “montados”, os padrões geralmente são montados para incorporar um sistema de passagem e execução junto com o padrão para facilitar a produtividade (eliminando o corte manual e outras etapas de moldagem) e para aumentar a reprodutibilidade dos moldes , o que melhora a qualidade geral das peças fundidas.
  

• Padrões de placa de correspondência

  
  Embora estes sejam comumente produzidos em madeira, esses padrões também são frequentemente fundidos com as porções de capa (superior) e de arrasto (inferior) do padrão montadas em lados opostos de uma placa para acelerar o processo de moldagem. Os sistemas de gating também são normalmente embutidos na placa de correspondência, juntamente com acessórios/acessórios usados ​​para montar esses padrões em tipos especiais de máquinas de moldagem. Esses padrões são geralmente empregados onde grandes volumes de produção garantem o custo adicional e mais alto de criar tais padrões e onde a consistência da produção é extremamente importante.
  

• Modelos de fundição de investimento

  
  Impressões de cera perdida são os padrões reais que são usados ​​para fazer moldes em fundições de fundição de precisão. Mas de onde vêm essas impressões? Matrizes de fundição de investimento são usadas para produzir os padrões de cera que eventualmente formarão os moldes de fundição de cera perdida. Como cada padrão de cera é destruído no processo de fundição por cera perdida, um é necessário para cada fundição que é feita, e esses padrões de cera são produzidos em matrizes. As matrizes são muitas vezes ferramentas metálicas complexas com pelo menos duas partes, onde a cavidade interna é usinada para tomar a forma do padrão de cera desejado. A cera é injetada nessas matrizes e, após o resfriamento, a matriz é separada e o padrão de cera de peça única é extraído. Tal como acontece com a moldagem em areia, núcleos de metal e outras peças podem ser montados nessas matrizes de fundição de investimento para formar cavidades internas e outras partes complexas da fundição desejada.