Vantagens e Desvantagens da Fundição de Investimento

Quando se trata de fabricação, cada componente deve satisfazer os requisitos exatos para produzir um produto acabado. Existem vários procedimentos disponíveis para criar peças únicas para um produto, mas a fundição por investimento é uma abordagem que se destaca de várias maneiras.
A fundição de precisão é um processo industrial que se baseia na fundição por cera perdida, um dos primeiros métodos de formação de metais conhecidos pelo homem. A capacidade da microfusão para fabricar componentes com precisão, repetibilidade, adaptabilidade e integridade em uma variedade de metais e ligas de alto desempenho é altamente valorizada.

Nos últimos 5,000 anos, as pessoas empregaram a fundição por microfusão de várias formas. A cera de abelha foi empregada em suas primeiras formas para criar padrões para o processo de fundição. Os padrões geralmente são criados usando ceras mais complexas, compostos refratários e metais especiais.
Para entender melhor esse processo, neste artigo você aprenderá o que é microfusão e suas vantagens e desvantagens.

O que é fundição de investimento?

carcaça de investimento

A fundição por microfusão é um método antigo de formar peças e componentes metálicos usando poucos aparelhos e energia. O método é assim chamado porque o padrão é preenchido com material refratário para criar um molde, e uma substância fundida é lançada no molde.

É ótimo para fabricar peças complicadas e ainda é útil no ambiente industrial de hoje. Os fabricantes utilizam essa tecnologia para fundir corretamente metais com alta tolerância ao calor utilizando um molde de gesso, plástico ou cerâmica e um design de cera que derrete.

Este método de fundição de alumínio é ideal para fazer itens e protótipos. É amplamente utilizado em uma variedade de indústrias, principalmente nos setores automotivo e industrial. Ligas de aço inoxidável, latão, alumínio e aço carbono são apenas alguns dos materiais que podem ser fundidos. Mas como é feito esse processo?

Vantagens e Desvantagens da Fundição de Investimento

Todas as tecnologias de fundição têm várias vantagens de projeto, incluindo a capacidade de reduzir a entrada de materiais e construir estruturas que, de outra forma, seriam difíceis de produzir sem usinagem ou montagem extensiva.

A adaptabilidade do molde, por outro lado, é uma vantagem fundamental da microfusão. Os fabricantes têm uma margem de manobra incomum ao criar itens de microfusão, uma vez que o molde é consumível e os padrões de cera podem ser removidos discretamente na forma líquida. Ao contrário da maioria das outras tecnologias de moldagem e fundição, a fundição por microfusão permite opções de design significativamente mais complexas.

Há muito a ser dito sobre fundição de investimento, e ainda mais sobre suas características. Neste tópico, você vai tirar todas as suas dúvidas sobre este método e ver por si mesmo o quanto você pode esperar de um projeto de Investment Casting.

Vantagens da Fundição de Investimento

Essa técnica é perfeita para criar objetos geométricos minúsculos e complicados com detalhes detalhados usando um único molde. Os materiais geralmente são reutilizáveis, como a cera derretida, que pode ser reutilizada em outro padrão. O molde às vezes pode ser reutilizado! Também oferece uma ampla gama de possibilidades de design; engenheiros de design podem inserir marcadores de identificação, como números, logotipos e IDs de produtos, no casting.

É incrivelmente adaptável, pois você pode combinar vários padrões de cera para produzir um molde único. Você também pode criar peças que seriam impossíveis de criar usando uma máquina ou ferramentas, dando-lhe uma alternativa viável aos elementos.

  1. Polimento de superfície excepcional
  2. Alta precisão dimensional
  3. Mesmo os elementos mais complicados podem ser lançados.
  4. A fundição é possível com quase qualquer metal.

Desvantagens da Fundição de Investimento

Apesar de suas vantagens, a fundição por cera perdida tem algumas desvantagens. A restrição de tamanho é a desvantagem mais importante. Como tão poucos engenheiros de projeto são capazes de produzir grandes componentes usando essa abordagem, pode não ser a solução ideal para um cliente que exige a fabricação de um grande componente.

Algumas razões para o alto custo incluem equipamentos especializados, refratários e ligantes caros, vários procedimentos para construir um molde, uma grande quantidade de mão de obra e a ocorrência de pequenas falhas. No entanto, ainda é mais barato do que usinar o item idêntico a partir do estoque de barras; por exemplo, a fabricação de armas mudou para fundição de investimento para reduzir o custo de criação de armas curtas.

Mas esta técnica é mais difícil do que outros procedimentos de fundição e requer preparação extensa, bem como equipamentos específicos. É por isso que a fundição de precisão pode ter um custo inicial mais alto do que a fundição em areia ou a fundição sob pressão, mas o custo de fabricação por unidade diminui com pedidos maiores. O custo total, particularmente para fabricação de curto prazo, é uma grande desvantagem.

Algumas outras desvantagens podem ser:

  1. Fundir objetos que requerem núcleos pode ser difícil.
  2. Este procedimento é caro, geralmente confinado a pequenas peças fundidas, e pode ser desafiador quando os machos estão envolvidos.
  3. As fundições de investimento requerem ciclos de produção mais longos do que outros métodos de fundição.
  4. Como existem vários elementos do processo que influenciam a qualidade do molde e da fundição, o sistema de gestão da qualidade é difícil de implementar.

Como é o processo de fundição de investimento?

Um método para produzir peças e componentes complicados é a fundição por microfusão. Para projetar e construir as peças de trabalho apropriadas, existem vários processos distintos no processo geral. Recebe o nome do fato de que as peças de trabalho são construídas em torno de uma peça fundida sem casca, que é removida depois que as peças de trabalho são despejadas no molde e endurecidas.

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Primeiro, um padrão é criado

O estágio inicial da fundição por microfusão é o projeto de um molde ou padrão para uma peça predeterminada. O design é feito de cera. Pode ser derramado no molde por moldagem por injeção, esculpido à mão a partir de um bloco de cera ou produzido com uma impressora 3D e uma substância de cera apropriada.

Também pode moldar o molde de borracha diretamente do molde mestre. Alternativamente, uma matriz mestre pode ser usinada independentemente sem a necessidade de um padrão mestre.  

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Em seguida, o padrão de cera é colocado no lugar

O processo de microfusão envolve a fabricação de vários padrões de cera. Em seguida, é montado em um dispositivo de portão que acaba parecendo uma árvore. Este é o dispositivo de fundição de precisão no qual o metal ou outro material pode ser derramado para produzir a peça de trabalho adequada. Embora uma fundição de investimento geralmente use um design de cera, ela pode usar outros materiais, como plástico e mercúrio congelado.

Suponha que um pavio pode exigir uma fundição de investimento. Nesse caso, existem duas opções: os núcleos de cera solúvel podem derreter o revestimento de revestimento junto com o restante do padrão de cera, enquanto os núcleos cerâmicos são removidos após a solidificação do objeto. Qualquer cera que saia do molde antes disso geralmente é recuperada e reutilizada.

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Agora, é hora de lançar

A fundição sem casca será adicionada em torno dele como a fase seguinte. A árvore é primeiro submersa em uma pasta cerâmica. Um aglomerado de padrão é mergulhado em uma pasta de material refratário fino, que geralmente é areia fina, durante esse processo. A superfície é então drenada para fornecer um revestimento homogêneo. Antes de poder ser utilizado, o molde deve secar completamente. Essas duas etapas podem ser repetidas até que o molde seja espesso o suficiente para suportar as forças de fundição.

Para manter as características delicadas do molde, materiais finos são empregados nesta fase inicial, também conhecido como primer. O revestimento pode então curar após o endurecimento. Este processo é continuado até que o revestimento atinja a espessura desejada.

lixamento de investimento

Em seguida, a cera é removida

Depois que os moldes cerâmicos estiverem totalmente endurecidos, eles são virados de cabeça para baixo e colocados em um forno ou autoclave para derreter e/ou evaporar a cera. Os padrões de cera devem ser removidos antes que o material escolhido possa ser colocado no molde recém-descascado. Isto é freqüentemente realizado aquecendo a cera em um forno.

Para aquecer a cera, o vapor pode ser utilizado alternativamente. O molde é virado de cabeça para baixo para permitir que a cera líquida escorra e seja reutilizada para fazer novos desenhos de cera.

fundição de investimento vs fundição em areia

Finalmente, o metal é derramado

Haverá espaços livres dentro do molde sem casca uma vez que a cera tenha sido removida na forma dos desenhos formais de cera. O metal pode ser vazado por gravidade ou usando pressão de ar positiva ou outras forças. O material é mantido na fundição até que esteja completamente resfriado e endurecido.

Agora o shell precisa ser removido

Quando o material estiver completamente resfriado e curado, é hora de removê-lo de seu invólucro. A carcaça sem casca é removida com um martelo ou outro instrumento até que reste apenas a árvore original. No lugar dos padrões de cera, as peças finais agora serão conectadas à árvore. As peças de trabalho são cortadas suavemente da árvore assim que a fundição for removida.

Acabamento

A microfusão acabada é submetida ao acabamento após a retificação. Impurezas e negativos são frequentemente eliminados por ferramentas manuais e soldagem, em vez de esmerilhamento. Se o item requer endireitamento extra, as prensas hidráulicas de endireitamento são normalmente usadas para trazer o produto de acordo com suas tolerâncias.

Agora você conhece o processo passo a passo. É hora de ver as vantagens e desvantagens da fundição de investimento!

Conclusão

Não há dúvida de que esse método funciona em muitos cenários, mas você precisa conhecer os prós e os contras. É uma técnica antiga, e pode ser uma tarefa muito monótona, mas os resultados com superfícies perfeitas e lisas provam que vale a pena!

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