Nesta unidade temática, você vai aprender

• Como são feitas peças pelos processos de fabricação por fundição utilizando os métodos:

• Fundição em areia;

• Fundição em cera perdida.

Fundição em areia verde

A moldagem em areia verde é o processo mais simples de fundir uma peça. O processo utiliza areia, água, amido de milho e argila misturados para se obter uma massa resistente o suficiente para acomodar o metal líquido enquanto ele se solidifica. Para facilitar o processo, utilizam-se caixas bipartidas para inserir o modelo, canais de descida, alimentação, rechupe, armadilhas para escória, saídas de gás, machos e uma série de detalhes necessários ao sucesso da operação.

Areia seca

Uma melhoria do processo de areia verde é o de moldagem em areia seca, em que o molde é seco em estufa apropriada após ser produzido. Isso dá a ele maior resistência mecânica, as peças saem mais bem acabadas e com melhores tolerâncias dimensionais. Contudo, tem-se um maior custo devido à estufagem e limitação a moldes pequenos pela dificuldade de secagem, conforme  Kiminami (2013). 

O material básico na confecção do molde é a areia, que sempre estará presente seja nova ou reciclada de um processo anterior. Já vimos que precisamos mais do que areia para fazer um molde. Precisamos de algo que una os grãos de areia e que permita serem moldados em um certo espaço de tempo, conforme a necessidade do fluxo de produção. Um molde de areia verde deve ser utilizado logo após sua produção, pois se esboroa facilmente com o tempo. 

Caso seja necessária a produção de moldes que possam ser armazenados por mais tempo ou que necessitem de maior resistência mecânica e acabamento, devemos utilizar materiais mais resistentes para aglomerar os grãos de areia. Esses produtos para unir os grãos são basicamente adesivos e possuem variada forma de endurecimento, como:

O material mais barato para fazer um molde é sem dúvida a areia verde, mas ela não tem resistência mecânica suficiente para suportar a pressão e a passagem do metal líquido para certas partes do molde, como por exemplo na fabricação de registros, válvulas, torneiras e cabeçotes de motores, que têm um canal interno para passagem dos fluidos a que se destina, como pode ser visto nas Figuras 1, 2 e 3. 

Na Figura 4, vemos os machos de um molde de um cabeçote automotivo. Observe que a areia impede o acesso do metal onde ela se encontra, criando canais, vazios e reentrâncias na peça, conforme pode ser observado na Figura 3. 

Na fundição de areia, podemos produzir peças desde algumas gramas até algumas toneladas, como pode ser visto nas Figuras 5 e 6. Esses grandes moldes podem contar com uma base de concreto para suportar a pressão da peça. 

A Figura 7 mostra uma típica matriz de areia dividida em duas partes, construída em areia verde e com um macho em areia mais resistente. 

O metal líquido é vazado na bacia de vazamento, desce pelo canal, passa pela armadilha de escória, vai até o massalote, entra no canal de ataque, preenche a peça de baixo para cima envolvendo o macho e saindo pelo canal de subida, indicando que a matriz está totalmente preenchida com metal. 

A solidificação inicia pela parte menor da peça e vai solidificando em direção ao massalote que continua abastecendo a peça de metal líquido evitando rechupes na mesma.

Também podemos utilizar um modelo de isopor para fazer a cavidade, preencher seu entorno com areia e quando o metal é vazado na cavidade, dissolve este isopor e assume sua forma. 

Cera perdida

Cera perdida, fundição de precisão e microfusão são sinônimos do mesmo processo. 

Muitas especialidades utilizam este processo, como a Odontologia para fazer próteses dentárias e a Medicina para produzir instrumentos cirúrgicos e ortopédicos. Também os ourives produzem joias desde os tempos do início da civilização com esse método, utilizando cera natural de abelhas, lama do leito de rios e metais nobres como ouro e prata. Modernamente, a indústria aeroespacial e de armamento bélico tem feito grande utilização desse processo para fabricação de seus equipamentos.

As Figuras 8 e 9 mostram o modelo e a peça final de um pingente de prata produzido pelo processo de cera perdida.

A Figura 10 mostra antigas esculturas de bronze de grande porte.

Processo de fabricação por cera perdida

A principal forma utilizada para forçar o metal a preencher as cavidades é a gravidade, mas existem outros métodos de forçar o metal para a cavidade, como o vácuo e a força centrífuga. 

Os processos às vezes são modificados e utilizadas várias técnicas para a confecção de peças.