Aula 02 - Modelos

5/11/2018 Aula 02 - Modelos - slidepdf.com

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Fundição

Fundição:• É o processo de fabricação de peças metálicas,

que consiste em vazar com metal líquido acavidade de um molde com o formato e medidas

Prof. Brenno Ferreira de Souza – Engenheiro Metalúrgico

a peça a ser a r ca a Vantagens:

• Construção de forma econômica e praticamente

definitiva de peças com geometria complexa;• Pode ser fabricado com materiais ferrosos ou não,

exemplos: aço, ferro fundido, alumínio, cobre,

zinco entre outros.



Modelo

Modelo: Cópia fiel da peça a ser fundida• Deverá ser confeccionado a partir de um projeto

de seu respectivo desenho técnico,

• Terá seu formato modelado por areias de fundição


adequadas a fim de se obter um molde da peça aser fabricada.

• Deve prever em suas dimensões a contração

volumétrica do metal, isto é, a compensação emtermos de volume já que o aço irá contrair amedida que for solidificando.



Contração

Diminuição do volume que as peças fundidas

experimentam ao solidificar-se. Ao vazar o metal fundido no molde, este ocupa o

volume do modelo que foi utilizado para prepará-


lo. Ao resfriar, o metal contrai, diminuindo o volume

final da peça fundida.

Para obter uma peça fundida de dimensõesdeterminadas, o molde deve ser feito com ummodelo de tamanho maior.



Contração

Três etapas da contração:• Com o resfriamento no estado líquido;• Durante a solidificação;

• No resfriamento do sólido até tem eratura


ambiente. Solidificação do Líquido:

• Compensada através do dimensionamento de

alimentadores e massalotes.• Não pode solidificar antes da peça.



Contração

Contração em volume do metal líquido:

• Ligas de Alumínio: 4%

• Cobre: 3.5%


,

• Latão: 6,5%

• Bronze: 7,4%

Esta contração não é compensada no modelo!



Contração

A contração da 3ª etapa (metal sólido) que deve estar presente naconfecção do modelo.• Aços Carbono: 2%• Aços-magnésio: 2,5-2,7%• Ligas de Alumínio: 1,5%• Bronze: 1,6%


•

Bronze-Alumínio: 2%• Zinco: 2,5%• Estanho: 2,1%• Ferro Fundido: 1,0%• Latão: 1,3 – 1,6%• Magnésio: 2%• Níquel: 2%• Chumbo: 2,6%



Sobre-metal

Medidas excedentes no modelo são usadas

para a formação do sobre-metal. Uma adição extra de metal que


usinado na peça final para um melhoracabamento superficial.



Régua do Fundidor

Réguas ou fitas métricas de comprimento

corrigido com 1,0 – 1,5 ou 2,0% maiores que amedida correta.


do modelo a partir das cotas do projeto.

São usadas réguas ou metros para cada tipo

de metal a ser fabricado pelo modelo.



Ângulo de Saída

Um modelo deverá ter um ângulo de saída

para que este não fique “preso” no molde. Os ângulo de abertura devem ter cerca de 3

° °


,menos, se este estiver fora desse padrãohaverá contra saída, a impossibilidade de

retirada do modelo do molde.



Ângulo de Saída




Ângulo de Saída

Evitar cantos vivos:




Alimentadores e

Massalotes

Utilizar massalotes (cabeça-quente) e

alimentadores em geometria conveniente.




Rebaixos

Evitar rebaixos, pois irão impedir a correta

moldagem. São retirados por usinagem.




Espessura Mínima

Deve ser considerada a espessura mínima das

paredes da peça a ser obtida. Depende do metal a ser fundido (fluidez).


Aproxima amente e 3mm para mo es emareia e moldes metálicos.

Aproximadamente de 1mm para fundição sob

pressão.



Machos

Se uma peça possuir detalhes internos como

cavidades, é usado um macho. Os machos são utilizados para preencher


.

O macho é colocado no molde antes dovazamento do metal líquido.



Machos

Os machos, como os moldes, devem

apresentar certa resistência, permeabilidade edevem ser quebradiços para poderem ser


.

Para se obter essas características, os machossão confeccionados a base de areia e

aglomerados.



Machos

Fabricado em caixas de macho seu corpo é

moldado em areia e colocado numa posiçãoestratégica no molde para que a peça sejaproduzida com perfeição.


• Cura a quente• Cura a frio

É usada a marcação para macho: um local

especifico no molde onde o macho seráapoiado.



Machos

Estudar corretamente o lugar da colocação

dos machos.




Machos

Representação de um macho no molde em

areia (corte transversal).




Pinos guia/Cavilhas

Quando o modelo for colocado no molde estepoderá ser fechado através de caixas demoldagem por meio de pinos guia.

Auxiliam no travamento do modelo e o


molde. Alguns modelos são partidos mas podem ser

juntados e encaixados através de cavilhas que

são pequenos “machos” que se encaixam emfêmeas encontrados nas placas dos modelos ouno fundo deles se forem bi-partidos.



Características

A característica do modelo a ser usado no

processo de fundição depende da peça e doprocesso em que será fabricada:• Tamanho da peça,


• Alta ou baixa produção,• Peça única,

• Peça de grande porte, etc.

Assim determinamos qual será o tipo dematerial do qual o modelo será construído.



Pintura

Os modelos ainda deverão ser pintados para

que possa se identificar o material do qual apeça será fabricada e melhorar o acabamento.• Azul: aço,


• Vermelho: ferro fundido,• Preto: marcações para machos,

• Amarelo: área a ser usinada ou bronze,

• Amarelo e preto: reforço estrutural ou falsanervura.



Classificação

Os modelos podem ser classificados quanto a

sua forma construtiva:• Manual,


• Caixa-placa.



Manual

Não fixado em uma placa, manualmente conseguimosacessar todas as suas partes.

Pode ser bi-partido ou não, Pode ter macho ou não, se houver detalhes internos

poderá ter marcações para machos.


mais tra a oso o uso esse tipo e mo e o porquepodem ocorrer falhas na hora da moldagem já que essemodelo é solto não emplacado.

Usado para fabricação de peças de diferentes tamanhos,

Alto grau de complexidade quanto a geometria da peça ounão, São confeccionados por diferentes tipos de materiais.



Manual




Emplacado

No modelo emplacado a figura da peça está

fixada em uma placa, Poderá conter mais de uma figura,


encaixe na hora do fechamento do moldegarantindo o encaixe entre tampa e fundo.

É usado para fabricação de peças em série jáque pode haver vários modelos fixados emsua placa.



Emplacado




Caixa-Placa

Contém todas as características do modelo

emplacado além de ser rebaixado e ter umamoldura nas bordas da caixa fazendo o papel


.

É mais vantajoso devido a não existir anecessidade de moldar em caixa de

moldagem.



Caixa-Placa




Tipos de Modelo

O mercado oferece vários tipos de modelo

cada um com suas características, suasvantagens e desvantagens:


,

• Modelo em madeira,

• Modelo em isopor,

•

Modelo em resina,• Modelo em metálicos.



Modelo em Cera

Usado para fabricação de peças pequenas,

como jóias, peças com superfícies muito finase modelagens delicadas.


Têm a vantagem de não necessitar de macho ebaixa necessidade de usinagem.



Modelo em Cera

Sua fabricação se dá através da injeção de

cera sob pressão em uma matriz que dá aforma do modelo.


realizados diversos banhos nessa mistura paraque o molde ganhe resistência mecânica.

A cera é removida e o molde estará prontopara receber o metal liquido.



Modelo em Cera




Modelo em Madeira

O mais usado no processo de fundição,

Pode ser confeccionado em diferentes tamanhos, Por sua facilidade de produção e custo médio é o


possui boa resistência mecânica.

Têm a desvantagem de ser atacado pela ação do

tempo, calor e umidade, seu acabamento não étão bom, necessita ser armazenado de formacuidadosa, prolongando sua vida de utilização.



Modelo em Madeira

Sua fabricação pode ser por torno ou

artesanal. A partir do desenho da peça os modeladores


, ,lixando, pregando a madeira até que o modelofinal seja obtido.



Modelo em Madeira




Modelo em Madeira




Modelo em Madeira




Modelo em Isopor

É utilizado para fabricação de peça única;

Sua vantagem é que não necessita serdesmoldado, já que o aço liquido irá consumiresse modelo durante o processo de fundição;


, Tem acabamento deficiente mas sua principal

desvantagem se dá a sua baixa resistênciamecânica;

É fabricado através de moldes onde o isopor(poliestireno) é fundido, ou pode ser esculpidoobtendo o modelo da peça.

d l



Modelo em Isopor


d l i



Modelo em Resina

São usados para fabricação de peças de média a

grande escala; Tem alta durabilidade e resistência;


,

e podem se fixados em placas assim como osmodelos em madeira;

Seu processo de fabricação é como o do isopor aresina é fundida em moldes e após a solidificaçãose obtêm o modelo da peça desejada.

M d l R i



Modelo em Resina


M d l M táli



Modelo Metálico

São usados para fabricação de peças em série dealta produção;

Possui excelente resistência mecânica, suadurabilidade é muito boa já que são fabricados


de metal;

Possuem bom acabamento;

Suas desvantagens são o alto custo de confecção

e dificuldade de transporte já que o metal é omais pesado entre os materiais usados naconfecção de modelos.

M d l M táli



Modelo Metálico

São fabricados a partir de moldes em que o

aço é fundido e o modelo é obtido no final doprocesso.


Tecnologia para



g pModelagem

Em casos como os modelos de resina, materiais maisresistentes como a resina “CIBA” considerada de alta

qualidade foram desenvolvidas para serem maisduráveis e de rápida solidificação. A prototipagem rápida é uma tecnologia para


constru r mo e os e prot t pos tr mens ona s s cos

moderna, utilizando como referência a matemática desistemas de desenho, auxiliados por computador(CAD), que constroem protótipos através dasuperposição de camadas milimétricas de matérias-

primas diversas (no caso específico do equipamentoModelmaker II é utilizada a cera de fundição).

Tecnologia para



Modelagem

Uma característica comum aos Processos de PrototipagemRápida é o fato de que o protótipo é formado não pela

remoção de material (cutting processes) como nasfresadoras de alta velocidade, mas pela adição de matéria-prima.


, ,

partir de um arquivo virtual modelado tridimensionalmenteou proveniente de escaneamento tridimensional demodelo pré-existente, o qual é transferido para umsoftware de gerenciamento do equipamento deprototipagem, que fará o fatiamento, calculando o temponecessário e a matéria-prima a ser utilizada na montagemdos valores relativos a cada protótipo.

Tecnologia para



Modelagem


Tecnologia para



Modelagem


Tecnologia para



Modelagem


Tecnologia para



Modelagem

Outra novidade são programas de computador quesimulam todo o processo de fundição a ser realizado

entre eles se destaca o Virtual Aluminum Castings(VAC) é um conjunto de módulos computacionaisdesenvolvidos pelo Laboratório de Pesquisas e


Estados Unidos, em colaboração com diversasuniversidades ao redor do globo. A partir da utilização do VAC, blocos e cabeçotes

“virtuais” podem ser concebidos, fabricados,

submetidos a tratamentos térmicos, e ter adurabilidade à fadiga avaliada em um computador,muito antes que estes componentes sejam fabricados.




23 de Fevereiro de 2011

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