O que é fundição de areia? | Etapas de fundição em areia | Prós

O que é fundição de areia?

Em fundição na areia , o metal fundido é derramado em uma cavidade de molde de areia descartável por gravidade ou força, onde solidifica para formar a peça em forma de cavidade. Um objeto 3D formado por esse processo também é chamado de fundição. As peças fundidas em areia mais comuns incluem blocos de motor e cabeçotes.

É a fundição de metal mais usada processo de fabricação representando uma porcentagem significativa do total fundido em peso. Durante o processo de fundição em areia, o material é aquecido até a temperatura correta para fundir e, às vezes, tratado para modificar a composição química para atingir as propriedades do material necessárias. Em seguida, o metal fundido é despejado em um molde que possui a cavidade de forma desejada para esfriar e solidificar.

Para produzir peças fundidas em areia da melhor qualidade com o menor custo possível, os projetistas devem dar atenção cuidadosa a vários requisitos do processo e entender as limitações da fundição em areia. Existem 8 elementos-chave de fundição em areia, a saber, ângulo de calado, linha de partição, rebaixos e núcleos, seções transversais, espessura de parede, cantos e ângulos, design de junção, subsídio de fundição que precisam ser levados em consideração para evitar as armadilhas comuns engenheiros mecânicos enfrentam durante o processo de fundição em areia.

Defeitos ou desvantagens serão um problema apenas se afetarem a funcionalidade da peça. Portanto, a seleção de um processo de fabricação adequado é vital para satisfazer o requisito funcional da peça.

Características da fundição em areia

Fundição na areia é o mais versátil entre os métodos de fabricação e dá aos engenheiros a liberdade de projetar peças complexas a partir de um número ilimitado de metais e ligas.

• Mais de 70% de todas as peças fundidas de metal são produzidas por meio desse processo
• A fundição em areia pode ser produzida em uma ampla variedade de tamanhos, desde pequenas estátuas até peças com peso superior a 100 toneladas
• Peças muito complexas podem ser produzidas facilmente e em uma única peça
• Baixa precisão dimensional
• Acabamento de superfície ruim
• Altamente adaptável e pode ser usado para lidar com a produção em massa

Como funciona o processo de fundição de areia?

Elementos do sistema de gating

Um dos processos de fundição de metais mais comuns é a fundição em areia, e seu molde é formado por duas metades. Duas metades estão contidas dentro de uma caixa chamada frasco, a metade superior é chamada de capa e a metade inferior é chamada de arrasto. Conforme mostrado na imagem abaixo, o frasco também é dividido em duas metades. A linha que separa as duas metades é chamada de linha de partição.

Etapas de fundição na areia

A seguir estão as sete principais etapas do ciclo de fundição em areia

1. Passo i de criação de padrões n que uma réplica do objeto a ser moldado seja feita de material adequado. O padrão geralmente é superdimensionado para permitir o encolhimento do metal durante a fase de resfriamento
2. Na etapa de fabricação de moldes, um molde de areia é formado colocando areia no molde ao redor do padrão. O molde de areia é dividido em duas metades, a metade superior é chamada de “Cope” e a parte inferior é chamada de “Drag”. Quando o padrão é removido da cavidade, ele forma restos para vazamento do metal fundido. O molde terá outros recursos, como Sprue, corrediças, portão, copo de derramamento, riser etc., que serão discutidos em detalhes posteriormente.
3. A fixação passo envolve as duas metades do molde Cope e Drag firmemente presas juntas, prontas para despejar o metal.
4. Despejar o metal fundido é mantido a uma temperatura definida. O metal fundido é derramado rapidamente para evitar a solidificação precoce e
5. Metal fundido derretido começará a resfriar e solidificar uma vez dentro da cavidade. A maioria dos possíveis defeitos de fundição em areia são introduzidos nesta fase de solidificação
6. Depois de decorrido o período de resfriamento, o molde pode ser sacudido/quebrado e transmissão
7. Aparar envolve limpar e remover a seção conectada à parte principal, como o corredor, o Sprue etc.

Vantagens e desvantagens da fundição em areia

Para entender qualquer processo de fabricação, primeiro, uma consideração cuidadosa deve ser dada não apenas por suas vantagens, mas principalmente por suas potenciais limitações e dificuldades do processo.

Vantagens

• Flexibilidade de design –  O tamanho e o peso das peças podem variar de alguns milímetros e gramas a metros e muitas toneladas. O tamanho e o peso do fundido são limitados apenas pela restrição imposta pelo manuseio e fornecimento de metal fundido. Assim, grandes peças podem ser produzidas.
• Formas de alta complexidade –  Nenhum outro processo oferece a mesma gama de possibilidades para moldar recursos complexos como a fundição que produz componentes com formato próximo ao da rede.
• Ampla escolha de materiais –  Praticamente todos os tipos de ligas de engenharia podem ser fundidos, desde que possam ser fundidos.
• Ferramentas de baixo custo –  Os custos de ferramentas e equipamentos são baixos em comparação com outros processos de fabricação de metais. Portanto, tornando-o um dos métodos mais baratos para obter componentes de forma próxima à rede
• Prazo de entrega curto –  Prazo de entrega curto em comparação com outros e, portanto, ideal para pequenas tiragens de produção.
• Menos desperdício – Sucata de metal pode ser reciclada

Desvantagens

• Baixa resistência do material –  Baixa resistência do material devido à alta porosidade em comparação com uma peça usinada.
• Baixa precisão dimensional –  O encolhimento e a precisão dimensional do acabamento da superfície são muito ruins.
• Acabamentos de superfície ruins –  Devido à textura interna da superfície da parede do molde de areia.
• Defeitos inevitáveis ​​–  Como qualquer outro processo metalúrgico, defeitos ou variações de qualidade, como encolhimento, porosidade, defeitos de vazamento de metal, defeitos de superfície são inevitáveis. A porosidade é alta em moldes de areia em comparação com outros processos de fundição, como fundição sob pressão e fundição de precisão.
• Pós-processamento –  A operação de usinagem secundária geralmente é necessária se for necessária uma tolerância mais apertada para fazer a interface com outras peças correspondentes. O custo de processamento é alto comparado ao custo de ferramental e material
• Risco mais alto – Riscos de segurança para humanos e problemas ambientais
• Problemas de produção – A remoção do padrão das peças finas e pequenas é um desafio

Leitura recomendada

• Kalpakjian, S., &Schmid, S.R. (2009). Engenharia e Tecnologia de Manufatura (Sexta edição ed.). Londres:Pearson.