Aplicações de prototipagem rápida em fundição de metal

E até agora, o processo de moldes de fundição de metal era a maneira mais rápida de produzir um grande número de peças e peças precisas. A tecnologia está sempre se aprimorando para atender ao constante crescimento da demanda do mercado. Hoje, o Rapid Casting é um desenvolvimento necessário para garantir que a indústria de fundição de metais continue crescendo.

Os métodos usuais, como fundição de precisão e fundição a vácuo, não são particularmente conhecidos por sua velocidade. Como eles precisam de muito material pesado e caro para trabalhar, podem ser muito caros. Então, para implementá-los, o processo de Prototipagem Rápida chegou com uma solução. Com peças sendo fabricadas em grande velocidade e volume crescente, o custo-benefício certamente é levado em consideração.

Mas para entender melhor como esse processo ajuda a indústria em maior escala, precisamos entender o básico. Neste artigo, você aprenderá o que é fundição de metais, como fundir metais e as aplicações da Prototipagem Rápida no processo de fundição de metais. Então continue lendo!

O que é fundição de metais?

Tratamento de defeitos de fundição de aço

A fundição de metal é uma tecnologia antiga. No processo de molde de fundição de metal, o metal fundido é derramado em uma cavidade do molde. Ele pode esfriar e depois remover o molde para fazer a forma de metal.

Com o tempo, as inovações de automação nas operações de fundição simplificaram a tarefa de processar grandes quantidades de peças fundidas e, ao mesmo tempo, melhorar sua qualidade. Fundir metais em itens utilizáveis ​​evoluiu ao longo de milhares de anos para se tornar mais preciso e mecanizado, mas o processo subjacente permaneceu praticamente o mesmo.

Uma breve história da fundição de metais

Aproximadamente 4000 aC

A história dos moldes de fundição de metal apareceu pela primeira vez em 4000 aC. O ouro foi o primeiro material de fundição devido à dificuldade de obtenção de minério puro. Então, como o bronze era mais duro que o ouro, tornou-se o metal de escolha para fundição.

Aproximadamente 2000 aC

Em 2800 aC, a tecnologia de fundição de metais chegou ao Egito, e a condução eficiente desse procedimento foi extremamente significativa em sua ascensão ao domínio durante a Idade do Bronze. A Dinastia Shang na China foi a primeira a usar fundição em areia ao derreter metais por volta de 1300 aC. O ferro fundido não foi usado como instrumento militar ou ornamento até a Dinastia Qin, mais de 300 anos depois.

Aproximadamente 1000 aC

Mais de mil anos depois, as religiões tiveram um grande impacto nas fundições. Como o usavam para a arte masculina e para prestigiar seus deuses, passaram a usá-lo para fazer suas próprias catedrais. Igrejas e catedrais foram construídas pela mão de trabalhadores de fundição.

século 18

Então as guerras começaram, e as pessoas aprenderam a fazer armas e canhões de fundição. Durante a 1ª e 2ª Guerra Mundial, a fundição foi usada para fazer tiro com arco militar. Armas e máquinas estavam sendo produzidas em massa pela indústria que logo seria o nascimento de toda a tecnologia hoje.

Então começou a revolução

Todas as indústrias passaram a se beneficiar da indústria de fundição de metais. Saúde, com máquinas e equipamentos sempre melhorando. Os militares, com novas armas e dispositivos de segurança. E até os transportes, ônibus e carros começaram a ficar modernos e com muito mais conforto graças às peças fundidas.

E não apenas joias ou grandes transportes usam essa técnica. Brinquedos de metal fundido foram um sucesso por muito tempo, e ainda estão no mercado até hoje.

A indústria da saúde também teve sua revolução com a fundição de metais. Novas máquinas e equipamentos, cada vez mais precisos, começaram a ser fabricados e a melhorar a saúde das pessoas em todos os lugares. Um mesmo em estética e qualidade de vida, em odontologia.

Os dentistas passaram a usar e aprimorar as próteses parciais metálicas fundidas, para devolver às pessoas a autoestima e a integridade da mandíbula. Uma prótese parcial fundida é uma prótese parcial removível feita de uma estrutura metálica fundida com dentes falsos embutidos em resina acrílica.

Hoje, você pode encontrar coisas de fundição de metal por toda parte. Do celular na mão ao equipamento que transporta sua comida até o supermercado. Então agora vamos entender como fundir metal!

fundição de investimento vs fundição em areia
fundição de aço carbono

Como fundir metais?

A fundição de metal é uma técnica muito original e antiga, mas a principal diferença entre cada método é geralmente o material do molde ou o equipamento usado para fundir. No entanto, o processo é praticamente o mesmo.
A fundição de metal, até hoje, é usada para fazer joias e arte. Pessoas de todo o mundo exploram diferentes maneiras de fundir metal e transformá-lo em algo novo. Eles podem usar água, diferentes materiais e até comida para lançar. Mas para este artigo tenha em mente que a parte à frente é sobre o processo industrial de fundição de metais.

Um guia passo a passo

1. Um padrão é feito

Normalmente, os padrões são criados de madeira, metal, plástico ou cera. Esta é uma parte crítica do mundo da fundição de metal industrial, onde são necessários cálculos exatos para garantir que os componentes se encaixem e funcionem juntos. Eles são o que vai formar o molde após a fundição do metal.

2. Às vezes, as peças precisam ser ocas

Para isso, é feita uma peça central. Geralmente do mesmo material do molde, mas em alguns casos, pode até ser feito de metal, mas deve poder sair depois. Isso garantirá que a peça fique oca por dentro e sirva ao seu propósito.

3. A peça de fundição de metal

Agora, para fazer o molde de fundição de metal, a peça precisa ser mergulhada em uma substância semelhante à cerâmica. Este processo ocorre muitas vezes até atingir a espessura necessária. Depois de seco, o fundido vai para uma câmara de alta temperatura e o padrão derrete. Agora o molde de fundição de metal está vazio para a próxima etapa.

4. Derramando o metal

O metal ou outro material usado é aquecido até derreter antes de ser derramado ou pressionado no molde e deixado para solidificar. Depois de completamente seco, inicia-se o processo de remoção. Com pressão, sacudindo ou quebrando totalmente o molde a peça é liberada. Alguns métodos exigem que o molde seja completamente descartado, mas alguns podem realmente ser reutilizados, assim como os moldes.

5. Quase pronto!

Agora, para realmente terminar os metais fundidos, os detalhes finos são fixados. A peça é limpa e polida e agora está pronta para ser comercializada. Se alguma falha for encontrada a peça é descartada.

Que diferença faz a Prototipagem Rápida na Fundição de Metais?

Até não muito tempo atrás, costumávamos ter apenas algumas maneiras de fazer padrões para fundição de metal de maneira rápida. Fazer metais fundidos a partir do zero, esculpir a partir de blocos de metal ou montá-los com chapas de metal.

Já imaginou fazer cada molde toda vez que precisar de um molde? Isso pode levar muito tempo e também ter um alto custo. Felizmente, a tecnologia avança e a evolução para ser cada dia mais rápido e preciso finalmente começa, com o processo de Prototipagem Rápida.

O tempo de espera para a fabricação de um modelo pode ser reduzido pela metade imprimindo os componentes do molde, metades do molde e núcleos!

Com a precisão que essas máquinas de impressão 3D podem trazer, menos tempo e recursos são desperdiçados no processo, e ainda podemos manter a qualidade e precisão do molde.

E podem ter finalidades diferentes também, existem 3 tipos de máquinas de impressão 3D usadas em diferentes cenários. Tal como:

Modelagem de deposição fundida (FDM)

A máquina FDM derrete o filamento termoplástico antes de extrudá-lo. O computador controla cuidadosamente a extrusão de acordo com o desenho 3D, produzindo cada camada em sequência. Uma vez que todas as camadas são colocadas, a fundição do metal pode começar.

A máquina FDM possui uma variedade média de materiais que podem ser impressos, mas tem boa precisão nos detalhes. Infelizmente, ele não suporta compilações de tamanho grande.

Sinterização seletiva a laser (SLS)

Esta máquina utiliza material de impressão fornecido em forma de pó. O pó é derretido usando um laser para construir cada camada do componente. Pó fresco é espalhado sobre a porção semi-acabada e o procedimento é repetido até que tudo esteja acabado e pronto para ser moldado.

Esta máquina pode comportar uma grande variedade de materiais para impressão, com boa precisão e tamanhos de construção grandes. Infelizmente, o acabamento da superfície pode ser ruim.

Estereolitografia

Este, como o SLS, também usa laser, mas neste caso ajuda a solidificar o material. Depois que cada camada é derretida e colocada por design, o laser é ativado e solidifica essa camada. Em seguida, a máquina de impressão vai para a próxima, e assim por diante. Isso pode ser um pouco mais rápido, pois a secagem acontece ao longo do caminho.

Esta máquina também possui uma gama média de materiais a serem impressos, mas pode oferecer tamanhos de construção maiores, além de ter uma das maiores precisões na impressão. No entanto, a máquina de estereolitografia pode ser mais cara que as outras.

Agora podemos entender como isso é aplicado em cada tipo de fundição de metal.

Tipos de Fundição de Metal

Agora que você conhece o procedimento básico para o processo de fundição de metal e como a Prototipagem Rápida pode ajudar, podemos explorar alguns dos métodos e o que torna cada um mais exclusivo que o outro!

areia metálica

Fundição em Areia - Areia de Fundição de Metal

Um método de fazer fundições de metal em um molde de areia (areia de fundição de metal). Este método é mais adequado para detalhes delicados e padrões perfeitamente moldados. Possui baixo custo subjetivo e é amplamente utilizado com peças e componentes automotivos.

A fundição em areia é um método popular para a produção de componentes fundidos. O metal fundido é derramado em um molde descartável feito de areia de fundição que contém um aglutinante nesta técnica. É usado principalmente por seus recursos reutilizáveis. O molde e a fundição, depois de desfeitos, podem ser refeitos e reutilizados!

Para este método (areia de fundição de metal), o uso de Prototipagem Rápida pode ajudar a acelerar o processo ou ampliar a faixa de tamanho da fundição de metal. Os modelos podem ser feitos de borracha, materiais semelhantes a papel ou até resina.

lixamento de investimento

Casting de investimento

Este é um procedimento que inclui a formação de padrões em materiais de solda como cera, cobrindo a superfície do projeto com várias camadas de produtos cerâmicos e, em seguida, derretendo o padrão da casca do molde para fazer um molde que pode ser preenchido após o cozimento em altas temperaturas. .

O molde neste processo é feito de material que pode ser queimado. Mas o processo de Prototipagem Rápida pode ajudar a criar um molde que não precisa ser descartado. Ou o processo de modelagem pode ser acelerado com o uso de máquinas de impressão. Mais padrões podem ser feitos e a produção aumenta.

Projeto de sistema de portão de fundição de investimento

Fundição de molde permanente

Moldes de fundição de metal que podem ser reutilizados são usados ​​neste método. Moldes e machos metálicos são as ferramentas imediatas na fundição de moldes permanentes porque são reutilizáveis. As tecnologias de prototipagem rápida podem ser usadas como ferramentas diretas ou indiretas no processo de produção de moldes permanentes. Isso pode aumentar o tamanho e a velocidade do processo, bem como a precisão e longevidade dos moldes.

Todos os metais podem ser fundidos?

A fundição é um processo de solidificação, o que implica que a maioria das qualidades da fundição são controladas pelos fenômenos de solidificação. E, com o uso do calor, todos os metais e ligas podem ser liquefeitos e assim fluir, geralmente sob a influência apenas da gravidade. Como resultado, quase qualquer metal pode ser fundido.

Mas ao longo da história, tivemos a tendência de estudar os materiais que queríamos usar. Os metais pesados ​​incluem os primeiros metais descobertos, como ferro, cobre e estanho, bem como metais valiosos como prata, ouro e platina. Com eles vieram os primeiros ornamentos, armas e equipamentos. Com o tempo e muitas experimentações, as pessoas começaram a explorar outros tipos de metal e suas impurezas.

Agora, para cada método de fundição de metal, existem alguns metais que funcionam melhor que outros.

A fundição em areia é compatível com uma ampla variedade de metais e ligas, incluindo ferro, aço, alumínio, bronze, magnésio, zinco e estanho. As empresas de manufatura podem precisar aquecer até 3,000 graus Fahrenheit, dependendo do metal ou liga exato utilizado.

Quanto ao método de microfusão, podem ser utilizados os metais mais comuns, como alumínio, bronze, magnésio, aço carbono e aço inoxidável. Metais não ferrosos, principalmente zinco, cobre, alumínio, magnésio, chumbo, estanho e ligas à base de estanho, são usados ​​para fazer a maioria das peças fundidas. Uma máquina de câmara quente ou câmara fria é empregada dependendo do tipo de metal que está sendo fundido.

Encontramos muitas maneiras diferentes de usar materiais diferentes. Para cada tipo de metal, podemos encontrar o ajuste perfeito para ele.

Pode usar metal em ferro fundido?

Agora que você sabe mais sobre fundição e fundição de metal. E sim, as panelas de ferro fundido são exatamente o que você está pensando!

Eles foram feitos com a técnica de fundição, podendo até ser artesanais. Existe de facto Prototipagem Rápida quando se trata de grandes marcas, mas também podem ser feitas de raiz. Mas não é feito de ferro puro, por isso há alguns cuidados a ter.

O ferro fundido é um tipo de liga ferro-carbono contendo mais de 2% a 4% de carbono. Há também quantidades variadas de silício e manganês, bem como vestígios de impurezas como enxofre e fósforo. O minério de ferro é reduzido em um alto-forno para produzir ferro fundido. O ferro é então derramado ou fundido e endurecido em lingotes brutos. É então refundido com sucata e materiais de liga. Em seguida, é reformulado em moldes para criar uma variedade de produtos.

Você encontra Ferro Fundido em construções, tubulações, máquinas e peças automotivas, e também na sua cozinha. É conhecido por sua durabilidade ao longo do tempo, mas, ao mesmo tempo, pode ser bastante frágil. Pode ficar muito quebradiço, então com o tempo foi substituído pelo aço na construção.

Você pode usar uma espátula de metal em ferro fundido?

Esta resposta pode surpreendê-lo, mas sim! No entanto, tem algumas condições. Assim que você adquirir sua nova panela de ferro fundido, você deve temperá-la. Se não fizer isso, além de ficar com comida grudada nele, você pode facilmente fazer lascas e riscos nele.
Esta pode ser a panela mais durável com a qual você vai cozinhar se cuidar bem dela. Trate-o mal e você pode arruiná-lo para sempre!

Então aqui está como temperar uma panela de ferro fundido:

  • Esfregue-o bem em água quente com sabão;
  • Seque-o completamente;
  • Cubra toda a superfície com óleo vegetal;
  • Leve ao forno para assar de cabeça para baixo por 1 hora;
  • Deixe esfriar dentro do forno e repita até ficar brilhante!

Para limpá-lo, não use sabão e tenha cuidado com o calor. A panela deve estar sempre quente o suficiente para facilitar a lavagem, mas não muito quente para queimá-la. Sempre cubra com óleo vegetal antes de cozinhar qualquer coisa, e com o tempo vai ficar ainda melhor e nada vai grudar!

Aplicações de fundição rápida de metal

A fundição rápida de metal pode ser usada na fabricação de protótipos e projetos de curto prazo. Este é o processo de criação de elementos componentes para construir um modelo funcional de um produto e testar sua funcionalidade e limitações.
Algumas peças fundidas de metal são usadas em motores que exigem extrema resistência ao calor e ao frio. Os tubos de ferro fundido devem evitar corrosão e alta pressão. Outras peças fundidas devem ser leves e robustas. O objetivo das peças é fornecer tolerâncias precisas entre expansão e contração em inúmeras aplicações.
Então, para ver em detalhes onde podemos ver a aplicação da fundição rápida de metais em nossas vidas, continue lendo!

automóvel

Indústrias automotivas

Os avanços na impressão 3D estão tendo uma influência significativa na capacidade dos engenheiros de testar conceitos e trazer itens rapidamente ao mercado. Como os protótipos produzem resultados de teste mais rapidamente e em maior quantidade, mudanças simples no projeto podem ser feitas e um novo protótipo pode ser reproduzido com relativa rapidez.

Na maioria das vezes, na aerodinâmica e na indústria automobilística, é desnecessário testar os mesmos princípios no mesmo material. Isso dá liberdade aos engenheiros, pois eles podem testar o produto quantas vezes quiserem usando plástico e cera antes de lançá-lo ao público. A impressão 3D está ajudando os engenheiros automotivos a acelerar o desenvolvimento e aumentar a eficiência.

Podemos ver o uso dessas tecnologias em blocos de motores, ventiladores, tampas de combustível, válvulas de ar de caminhões/ônibus, caixas de câmbio, pedais, motores e muitos outros componentes em veículos e máquinas.

fundição em areia

Assistência médica

À medida que evoluímos, o ambiente ao nosso redor também evolui, descobrimos novas doenças e novas fraquezas em nossos corpos humanos. Para lidar com todos os desafios que vêm com a vida, devemos estar preparados. A medicina é a tecnologia mais avançada que temos. Hoje podemos fazer coisas que muito antes pensávamos que só poderiam ser milagres. E isso também se deve à indústria de fundição de metais.

Com equipamentos novos e melhorados podemos cuidar melhor uns dos outros. E com as novas tecnologias disponíveis, podemos fundir com precisão até mesmo as menores peças. Você pode usar procedimentos e tratamentos Delicate em todo o mundo com o mesmo efeito graças a isso.

Podemos ver isso claramente em marca-passos, leitos hospitalares, estetoscópios, monitores, bombas de oxigênio e nas máquinas que tratam câncer, fazem cirurgias e nos dão outra chance de viver.

areia metálica

Dispositivos eletrônicos

A prova está literalmente em suas mãos agora. Ao ler este artigo, você pode usar um smartphone, um computador, um tablet e muito mais. E pensar que não podíamos usar a internet na palma de nossas mãos, em qualquer lugar do mundo, há pouco mais de uma década.

É aqui que a maior parte desta indústria está focada, em trazer alegria e qualidade de vida para você. Por meio de dispositivos mais avançados e eletrônica de resolução de problemas, podemos ter uma casa mais segura e inteligente.

Você pode pensar em cada peça que está presente em dispositivos como seu tablet, impressora, fone de ouvido, smartwatches e câmeras.

lixamento de metal

Arte

Sim, até arte! Já falamos sobre como artesãos e artistas podem usar os métodos de fundição de metal em menor escala para fazer coisas incríveis. E agora, com as impressoras 3D se tornando cada vez mais acessíveis, sua criatividade está no auge.

Você não precisa procurar muito para encontrar alguém fazendo um molde de silicone, borracha e muitos outros materiais. As pessoas ganham a vida por meio de seus próprios sistemas de prototipagem rápida. Existem moldes de brincos, joias exclusivas e decorações de diferentes tipos de moldes, e até peças de arte completas. Você já viu aqueles vídeos de pessoas enchendo uma colônia de formigas abandonada com metal derretido? É uma escultura natural! Assim como o metal enchendo seus moldes em fundição de metal, ele preenche todos os cantos do labirinto da formiga, dando-nos a oportunidade de aprender mais sobre o mundo em que vivemos.

Por que a fundição é preferível ao processo de fabricação?

A Metal Casting produz peças precisas enquanto diminui o desperdício de material, consumo de energia e usinagem posterior. Também pode garantir a produção de componentes muito complicados.

O processo de fundição de metal envolve muitos métodos em cadeia. Envolve forjamento, soldagem e, mais comumente, estampagem. A fabricação é o processo de fundição de metal de fabricação de itens usando mão de obra, equipamentos, ferramentas e processamento ou formulação biológica ou química.

Pode referir-se à transformação em larga escala de matérias-primas em bens acabados ou ao desenvolvimento de objetos mais complicados pela venda de commodities básicas a fabricantes para a fabricação de itens como veículos, aviões ou eletrodomésticos.

Então sim. A fundição de metal é um tipo de fabricação! A razão mais convincente para os fabricantes empregarem a fundição é a incrível liberdade de design que ela oferece. É uma abordagem muito adaptável que permite o uso de processos de design intrincados que não são possíveis com outras formas de fabricação. Além disso, por incluir um processo de produção relativamente simples e fácil, permite uma rápida transição da matéria-prima para o produto final.

O ato de derramar algo em um molde e soltá-lo depois é o que o torna tão bom. A fabricação de moldes perfeitos, com a precisão desses métodos, pode reduzir o tempo de produção de forma extremamente econômica.

Quando você faz esse processo de fundição de metal com maquinário, pode esperar problemas com ele, e se preocupar em contratar funcionários especializados para lidar com isso. E uma única máquina pode custar mais do que pode produzir em um curto período de tempo.

Como não há limites na montagem de componentes ou formas, a fundição também permite a criação de padrões visualmente agradáveis. Para obter o acabamento apropriado da fundição, vários procedimentos de fundição podem ser usados. A moldagem em areia tem uma aparência áspera, enquanto a moldagem em concha e a microfusão têm uma aparência mais suave. A fundição também contribui para a redução da tensão residual no produto acabado.

A redução de custos é a vantagem mais óbvia de se empregar o processo de fundição. A fundição de metais reduz muito os custos de fabricação, pois permite a consolidação de vários elementos em uma única fabricação. Também precisa de um lead time de fabricação mais curto, o que leva a preços mais baixos. Além disso, a liberdade e a flexibilidade do projeto resultam na redução dos custos de usinagem e excesso de metal. E com o processo de Prototipagem Rápida, essas vantagens só crescem!

Deixe um comentário

O seu endereço de e-mail não será publicado.