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Universidade Metodista de Piracicaba

Faculdade de Engenharia, Arquitetura e Urbanismo.

Curso de Engenharia de Controle e Automação

PROCESSOS DE FABRICAÇÃO 1- 4° EGCA 2° SEMESTRE

2012

Processo de Fundição em Areia Verde

HORÁRIO: Turma 01.8 – Sábado 11:10 às 12:40

Grupo S1

Santa Bárbara d’Oeste SP

Novembro de 2012

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Processo de Fundição em Areia Verde

Aula Pratica numero 07

Antonio Sergio Menesco Junior RA:11.2960-0

Carlos Henrique Aoqui RA:09.0179-3

Elvis dos Santo Nunes RA:11.2742-0

Guilherme Gil Santos RA:11.4814-7

Thiago Sabá RA:11.0469-4

PROFESSOR: Erivelto Marino

Relatório de experimento

apresentado para avaliação da

Disciplina de processo de

Fabricação e Metrologia do 4°

Semestre do Curso de

Engenharia de Controle e

Automação, da Universidade

Metodista de Piracicaba sob a

orientação do professor. Erivelto

Marino.

Santa Bárbara d’Oeste SP

Novembro de 2012

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Sumario

1. Objetivo...................................................................................................................................5

2. Introdução..............................................................................................................................6

3. Moldagem em areia verde...................................................................................................7

3.1Materiais utilizados.............................................................................................................8

3.2 Etapas para fabricação da peça em Areia Verde................................................................9

4. Fundição em Casca............................................................................................................11

5. Recuperação de areia de fundição...................................................................................14

6. Questões..............................................................................................................................15

7. Conclusão............................................................................................................................16

Bibliografia................................................................................................................................17

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Lista Figuras

Figura 2.3...........................................................................................................9

Figura 3.3...........................................................................................................9

Figura 4.3 conjunto pronto para ser vazado.....................................................10

Figura 5.3 peça de alumínio pronta..................................................................10

Figura 6.4 confecção do modelo.......................................................................11

Figura 7.4 aquecimento da peça.......................................................................11

Figura 8.4 retira da placa..................................................................................12

Figura 9.4 retirada da placa..............................................................................12

Figura 10.4 finalização do molde......................................................................12

Figura 11.4 vazamento do molde......................................................................13

Figura 12.4 peça com os canais.......................................................................13

Figura 12.5 peça pronta....................................................................................13

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1. Objetivo

-Mostrar ao grupo de alunos na pratica processos de fundição em

areia verde, Aprender sobre o processo de fundição utilizando

moldagem “Shell Molding”, através da confecção de um molde em casca

e vazão de liga ZAMAC métodos e suas etapas características e quais

situações cada método se encaixam.

- Conhecer o processo de preparação da areia de fundição.

- Conhecer o processo de moldagem e os cuidados que se deve

tomar durante o processo.

Figura 1-1 Areia Verde

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2. Introdução

A moldagem em areia, apesar de sua origem remota, é ainda hoje o

processo mais amplamente empregado para a obtenção de peças fundidas. A

versatilidade e economia deste processo permitem a sua liderança em

confronto com os demais processos existentes. Está claro que no decorrer do

tempo, tanto o preparo da areia de moldagem, como os processos de

moldagem, vem sendo intensamente mecanizados de modo a se enquadrarem

às condições atuais da economia e tecnologia.

A Moldagem em Shell é um processo similar ao processo de Moldagem

em Areia exceto pela mistura de resina (de 1 a 6%) na areia o que garante a

união dos grãos. Desenvolver e criar um Ferramental nos padrões desejados

pode levar semanas, mas uma vez desenvolvido, pode-se produzir de 5 a 50

Cascas por hora, dependendo da complexidade do molde, do tamanho e do

equipamento. A espessura das Cascas podem variar entre 3 e 10 mm,

dependendo do tempo de criação das Cascas e da quantidade de resina

empregado. Devido à baixa granulometria da areia Shell esse é um processo

que permite a produção de moldes com alta precisão e excelente acabamento

superficial (classe 1).

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3. Moldagem em areia verde

É o processo mais simples e mais generalizado em fundição, e é

essencialmente de areia de sílica, argila e água.

O Processo a verde e o mais econômico e mais simples de aplicar, pois:

• Requer apenas os equipamentos mínimos de moldagem;

• A areia pode ser natural ou sintética, facilmente recuperável e exigindo

o mínimo de aditivo;

• Compactação dos moldes pode ser feita por diversos métodos,

conforme o tipo da peça e conveniência do método de produção adotado.

O processo a verde pode-se aplicar a produções em grande escala

devido a facilidade de sincronização entre as operantes de moldagem e de

vazamento do metal;

Moldes a verde, pela sua colapsibilidade após seco pelo metal líquido,

são facilmente desmoldados. Esta propriedade também reduz os riscos de rupturas

e trincas de pecas a quente devido as contracções do resfriamento;

Serve para qualquer liga.

Há limitações para o processo:

• O processo a verde não e aconselhável a peças de grande porte,

devido a baixa resistência do molde;

• Peças fundidas pelo processo a verde são comummente inferiores em

acabamento (casca de laranja) e nas tolerâncias dimensionais;

• Estabilidade de parede só maior do que 3 mm.

O processo de moldagem em areia verde é responsável por mais de 60 %

da produção mundial de fundidos.

Uma moldação em areia é normalmente constituída por 2 meias

moldações, embora para peças de geometria complexa, possa ser necessário

utilizar mais do que um plano de apartação. Excetuando estes casos, bem como a

fundição de peças de grandes dimensões ou pequenas quantidades de peças para

as quais é utilizada a moldação manual, o processo é normalmente mecanizado.

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3.1Materiais utilizados

-Tambores para armazenamento da areia;

-Caixas de fundição;

-Instrumentos de compactação;

-Modelos de peças qualquer;

-Forno elétrico;

-Cadinho para fundição do Metal;

-Pinças

-Areia de fundição (areia silicosa,aglomerates,aditivos e água);

-Tarugos e sucatas de Zamak;

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3.2 Etapas para fabricação da peça em Areia Verde

Figura 2.3

Cada meia moldação é obtida através da compactação de areia de moldação

em redor de um molde/placa molde, no interior de uma caixa metálica.

Figura 3.3

Após esta operação efetua-se a separação e extração do molde da placa

molde (desmoldação), obtendo-se uma cavidade na areia destinada a receber o

metal líquido.

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Se o fundido tiver secções ocas, cilíndricas ou de outras formas variadas é

necessário a utilização de machos. Estes são elaborados em areia mais endurecida

(esta areia é endurecida por aquecimento ou quimicamente).

Após colocação dos machos (se necessário), juntam-se e apertam-se entre

si as 2 meias moldações, através dum conjunto de pernos de guiamento, ficando a

moldação pronta para o vazamento.

Figura 4.3 conjunto pronto para ser vazado

Vaza-se o metal fundido com um cadinho ou com uma colher no molde

preparado e após arrefecimento da peça, desmolda-se com o auxílio de uma

ferramenta apropriada. Com auxílio de serras de fita, de discos ou outra ferramenta

apropriada cortam-se os canais que serviram para o enchimento e respiração da

peça.

Figura 5.3 Peça de Alumínio pronta.

A limpeza da peça pode ser executada com auxílio de jactos de areia, de

grenalha de aço ou uma escova de arame.

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4. Fundição em Casca

• Confecção do modelo em placa (macho): Normalmente feito de

metal para suportar altas temperaturas e desgastes. Adicionam-se ainda os

canais de alimentação, ataque, etc.

• Fixação da placa na máquina: A placa é presa na máquina e aquecida

por meio de bicos de gás até atingir a temperatura de trabalho (entre 200 e

250ºC).

• Carregar reservatório e girar: A placa é colocada com a mistura por

um determinado período, formando uma parede de 6 a 15 mm de espessura.

Figura 6.4

Figura 7.4

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• Retirada da placa: A placa é retirada da máquina com a camada de

material já envolvendo o molde, porém não totalmente dura.

• Finalização do molde: A placa de modelar com a casca formada, é

retirada do recipiente e colocada no forno de cocção, onde é mantida durante 30

a 40 segundos a uma temperatura entre 250º a 300ºC (5), sintetizando-se.

Figura 8.4

Figura 9.4

Figura 10.4

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Vazamento do Molde: As duas metades da casca são juntadas na caixa,

suportadas por areia ou limalha. O molde está então pronto para ser vazado.

Imagens reais da pratica.···.

Figura 12.4

Figura 12.5 Peça pronta

Figura 11.4

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5. Recuperação de areia de fundição.

Uma fábrica, em Itaúna, (MG) produz conexões, corpos de válvulas e

tampões de rua. O processo produtivo é complexo e gera areias residuais que

podem causar impactos ao meio ambiente.

Por isso a empresa faz o Reuso de Areia, um projeto de segregação e

recuperação da areia de macharia (areia ligada com auxílio de resinas), para

posterior reaproveitamento no processo industrial.

A Canalização, a areia de macharia é separada de duas formas,

manualmente e mecanicamente, da areia de fundição (areia verde) no processo de

desmoldação e depois é armazenada temporariamente em caçambas.

“Diariamente esta areia é enviada para outra empresa. Lá, o composto chega

na forma de torrões (de machos), é destorrada, classificada e passa pelo

recuperador, onde é feita a limpeza dos grãos por atrito e são extraídos os finos

(pó). Os finos são retidos em um filtro para posterior descarte em um aterro

licenciado em Betim (MG) e a areia recuperada volta para a reutilização na fábrica ”,

Das 16.000 toneladas de areia consumidas pela fábrica Canalização em Itaúna, no

ano de 2008, 2,4 mil toneladas foram recicladas, ou seja, 15% do total utilizado.

Os benefícios para a comunidade e o meio ambiente e para a própria fabrica

Canalização são notáveis: redução da compra de areia nova; redução de custo para;

redução do descarte de resíduos no meio ambiente; redução do uso de recursos

naturais (areia nova), além de geração de empregos e divisas para a comunidade,

pois o trabalho envolve uma considerável cadeia de prestadores de serviços.

“O descarte de areia é um problema para o setor de fundição, visto que os

volumes são grandes e a classificação exige descarte adequado, como por exemplo,

em aterros licenciados e co-processamento, o que normalmente não é barato e gera

custos cada vez maiores pela distância dos locais apropriados. A recuperação de

areia é uma alternativa mais econômica, além de ser ambientalmente correta”.

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6. Questões

1. Qual a composição básica da mistura de moldagem usada no processo de

fundição em areia verde? Por que nesse processo normalmente os moldes são

feitos em duas ou mais partes?

Areia verde ou sintética com base em argilas, onde são usados bentonites

sódica e cálcica,aditivos como pó de carvão,dextrina,pó de madeira entre

outros.Dentro da galga estes materiais são misturados com areia,que compõe a

base da mistura e a água que actua quimicamente no processo de hidratação da

argila. Moldes servem para dar sustentação mecânica na confecção do molde e

suportar o peso do metal liquido na durante a fundição.

2. Explicar os seguintes itens:

- Canal alimentador; - Massa lote; - Molde; - Macho; - Modelo.

Canal alimentador é responsável do controle de enchimento do Molde, evitando defeitos de solidificação.

Massa lote, são reservatórios de metal liquido que servem para compensar a contração do metal da peça na solidificação, evitando o “rechupe” da peça.

Molde,é feito de madeira o outro material ele e o molde da peça a ser feita.

Macho,parte superior do molde onde se encontra o canal de vazamento.

Modelo,são estrutura com formatos aproximados da peça a ser fundida,Esses modelos são feitos de madeira,alumínio,aço,resina plástica e até isopor.

3. Quais as funções dos aditivos e aglomerantes usados na composição das areias de moldagem?

Define a qualidade superficial da peça e o comportamento do molde em temperaturas elevadas.

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7. Conclusão

O processo de fundição de areia verde é um dos processos mais utilizados

atualmente devido ao seu baixo custo econômico sua eficiência de produção em

serie, pode ser usada por vários tipos de ligas metálicas, porem requer um grande

trabalho no preparo do molde.

Na pratica, foi possível compreender todas as etapas e os procedimentos que

envolvem o processo de fundição, desde a preparação da areia, e escolha do

material a ser fundida, preparação do molde, até a obtenção da peça fundida.

Foram observados e executados todos os procedimentos de segurança desde

retirada do Zamak do forno quanto no vazamento do metal.

Através de pesquisas bibliográficas estudamos assuntos relacionados a o

aproveitamento da areia de fundição.

A pratica de fundição é muito antiga, mas assim mesmo é muito utilizada nos

dias de hoje.

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Bibliografia

http://www.grupometal.com.br/paginas/contato/contato.html

Processos e variáveis de fundição,,acessado em 22 de Novembro de 2012

http://www.ebah.com.br/

Apostila de fundição,acessado no dia 10 de Novembro.

http://www.cimm.com.br/portal/

Tudo sobre fundição acessado dia 09 de novembro de 2012