Guia Completo para Fabricação de Peças por Microfusão (Investment Casting)

O Que São Peças de Microfusão?

Peças de microfusão (investment casting) são produtos feitos pelo processo de microfusão, usados geralmente como componentes ou acessórios de máquinas ou dispositivos maiores e mais sofisticados. Podem ser ferrosas ou não ferrosas: ferro fundido, aço inoxidável, titânio, aço carbono, entre outros. A capacidade da microfusão supera outros métodos, permitindo variedade de materiais e produção simultânea de produtos com formas intrincadas, resultando em grande versatilidade.

Além dos materiais versáteis, as peças podem ser feitas numa ampla gama de peso: desde alguns gramas até quase uma tonelada métrica. Isso expande ainda mais as aplicações. Em suma, materiais disponíveis e gama de peso tornam este método comum e prático em indústrias que produzem variedade de componentes.

O Que é Microfusão?

Também conhecida como fundição a cera perdida (lost wax casting). Como o nome sugere, é o processo de fundir peças finais através da remoção de cera; os produtos seriam virtualmente os protótipos virtuais do molde de cera feito conforme requisitos.

Antes de a cera ser perdida/removida, há processos que compõem o molde de cera: fundição de modelo de cera, montagem de modelos, configuração de casca cerâmica, e remoção da montagem de cera. Uma vez conduzidos, a montagem de modelos de cera seria coberta por casca cerâmica, transferida para o molde cerâmico.

Fundição do Modelo de Cera

Neste processo, a cera é vertida em várias matrizes de injeção de alumínio, que são seções parciais das peças de microfusão. Uma vez solidificada a cera nas matrizes, os modelos formados são removidos e transferidos para a próxima estação.

Montagem dos Modelos de Cera

Pode ser visto como a formação inicial das peças, pois a montagem feita com modelos de cera unidos seria o protótipo do produto final. Os modelos solidificados são mergulhados em ferro quente para permitir união a outras partes, até completar o protótipo final, chamado sistema de alimentação de metal.

Configuração da Casca Cerâmica

Uma vez feito o protótipo, é imerso numa solução cerâmica chamada "slurry", reforçada com estuque de areia. Repete-se até atingir a espessura desejada. Após secagem da montagem impregnada (cerca de cinco dias), a configuração da casca cerâmica está concluída.

Remoção da Montagem de Cera

Este é o verdadeiro processo de cera perdida: remover a cera no interior da casca cerâmica por aquecimento e fusão em autoclave, revelando a casca cerâmica.

Quando a montagem de cera é removida, segue-se o processo de fundição. O espaço deixado no interior da casca é preenchido com metal fundido. Após arrefecimento e solidificação (poucas horas), a casca cerâmica externa é quebrada, apresentando a forma bruta da peça. Neste processo, as peças geralmente dispensam usinagem adicional exceto acabamento superficial, pois já estão praticamente como devem ser.

Para Que Servem as Peças de Microfusão?

Materiais: ferro fundido, aço inoxidável, titânio, aço carbono, ou outras ligas baseadas em ferro, alumínio, níquel, cobalto, titânio, cobre.

• Ferro fundido: condutor elétrico, adequado para peças aplicadas em usinagem orientada a energia elétrica (ex: produção de elétrodos).
• Aço inoxidável: resiste a alta temperatura e pressão; amplamente usado em automotivo, aeroespacial, médico, sistemas hidráulicos e de bombeamento.
• Titânio/ligas: excelente resistência à corrosão; duráveis sem corrosão fácil por água/fluidos; aplicados em peças de veículos, instrumentos musicais, médico, petróleo e gás.
• Aço carbono/ligas com carbono: três níveis consoante teor de carbono:
  • Baixo carbono (<0,20% C): menor carbono, mas resistência à tração, ductilidade, resistência à abrasão e dureza melhoram após tratamento térmico.
  • Médio carbono (0,20–0,50% C): mais carbono, propriedades reforçadas, permite usinagem secundária.
  • Alto carbono (>0,50% C): maior teor, adequado para molas ou aplicações pesadas.

Vantagens da Microfusão

Integridade das Peças

Como a casca cerâmica final é formada pela montagem de vários modelos de cera, embora os processos levem mais tempo e esforço, as peças são formadas numa única fundição. Livres de linhas de separação que resultariam da combinação de várias seções de molde. Oferece integridade ótima.

Amplas Gamas de Tamanhos e Pesos

Tanto componentes pequenos quanto peças maiores e completas podem ser feitos por microfusão.

Permite Peças Intrincadas ou Sofisticadas

Relacionado às formas das peças. Apesar de processos mais complexos que outros métodos, permite fundir peças mais intrincadas — uma das melhores vantagens.