Fundição: o que é, tipos e etapas do processo
Atualizado em 4/01/24 - Escrito por João Pedro na(s) categoria(s): Produção
Fundição é o nome do processo industrial de fabricação de metais e ligas ao aquecê-los até temperaturas altíssimas e os derretendo (que é a fundição em si) e depois colocando–os em moldes com cavidades no qual o material será trabalhado.
Uma figura muito comum da cultura popular para pensar nesse processo é o ferreiro dos filmes de fantasia. Ele derrete o metal, coloca o líquido no molde de uma espada, mexe e bate no objeto enquanto esfria para ficar no formato desejado. A indústria faz esse mesmo trabalho em uma escala maior e para mais produtos.
Processar metais e ligas dessa forma permitiu a criação de diversas peças, equipamentos e máquinas. É o que fez a humanidade avançar tecnológica e socialmente em inúmeros setores. Hoje, você aprenderá sobre a fundição dentro da realidade industrial.
Faça uma boa leitura.
Confira os tópicos:
- O que é fundição? Como funciona?
- As 8 Etapas do processo de fundição
- Vantagens e Desvantagens da fundição
- Inspeção e qualidade do processo de fundição
- Tipos de fundição mais utilizados nas indústrias
- Moldes de Fundição
- História do processo de fundição
- Otimização e controle total da fundição na indústria
O que é fundição? Como funciona?
Fundição é o nome do processo que funciona colocando-se material líquido em um molde com uma cavidade no formato desejado e, então, permitir que esfrie e solidifique. O normal é associá-lo à metalurgia, onde trabalha–se com metais fundidos, mas o termo também é usado no derretimento de outros materiais, como vidro e plástico.
Como material fundido entende–se o material no seu estado líquido, geralmente exigindo altíssimas temperaturas para isso, uma vez que o ponto de fusão dos metais costuma pedir bastante calorias.
A parte solidificada é chamada de peça fundida e normalmente precisa ter seu molde quebrado e passar por outros processos para ser finalizada. Entre eles, afiamento, retificação, cortes etc.
O processo é dividido em várias etapas, que veremos mais adiante. No resumo, é o que foi dito acima. Você pega o material, derrete e coloca em um molde para, então, fazer ajustes necessários e, enfim, ter a peça pronta.
As 8 Etapas do processo de fundição
Derreter, moldar, esfriar e “aparar”. A grosso modo, são essas as 4 grandes etapas do processo de fundição. No entanto, a descrição inteira é composta por 8 etapas que veremos mais a seguir. Elas não começam no aquecimento do material nem terminam quando se tira a peça do molde.
Confira as 8 etapas do processo de fundição:
- 1ª Criação ou Escolha do Modelo – o processo de fundição começa com a criação do modelo que será usado, ou escolha, caso ele já esteja pronto. Ele será usado para chegarmos no molde e suas dimensões serão responsáveis por fazer a contração do material líquido e definir sua forma no momento em que resfriar. É normal produzir esse modelo em madeira, aço e resina plástica, mas há outras opções conforme o contexto;
- 2ª Fabricação do Molde – o modelo que citamos na etapa anterior será utilizado para chegar a um molde, onde o material fundido será depositado para tomar forma. Esse molde é feito de um material refratário composto por areia e aglomerante e é produzido em cima do modelo, conforme mencionado, que depois de ser retirado deixará uma cavidade com a forma da peça a ser fabricada;
- 3ª Criação dos Machos – os machos são os dispositivos feitos de areia que servem para dar forma aos vazios, furos e reentrâncias da peça que será produzida e são colocados nos moldes antes que eles sejam fechados para o recebimento de material líquido;
- 4ª Fusão – essa é a etapa principal do processo de fundição, pois é quando o material, normalmente, metal, será derretido e, quando estiver no estado líquido de matéria, poderá ser usado para formar a peça;
- 5ª Vazamento – o vazamento é o momento em que se preenche o molde com o material líquido para que, ao esfriar, adquira a forma da peça que está sendo fabricada;
- 6ª Retirada do molde – depois de a peça esfriar e se solidificar dentro do molde, ela está quase pronta e é desmoldada. Essa etapa pode variar conforme o tipo de material ou fundição;
- 7ª Rebarbagem – depois da peça esfriar e ser desmoldada, é hora de remover as rebarbas, os massalotes e outras imperfeições que surgiram conforme o decorrer da fundição e que peçam pequenos ajustes;
- 8ª Limpeza – por fim, deve-se limpar a peça. É comum que, no desmolde, permaneçam na peça incrustações de areia ou outros materiais utilizados e que precisam ser removidas, normalmente com jatos abrasivos.
O processo de usinagem está bastante vinculado à fundição.
Vantagens e Desvantagens da fundição
O processo de fundição pode ser substituído por outros tratamentos de materiais. Por isso, é importante conhecer as vantagens e as desvantagens para escolher qual a melhor opção para a sua indústria. Descubra abaixo quais são elas:
Vantagens
A fundição é um processo que pode ser aplicado a vários tipos de materiais, como vidro, metais ferrosos e não ferrosos, entre outros. A primeira vantagem é essa, sua versatilidade.
Dessa forma, é ideal para fazer reciclagem de sucata e permite uma fabricação de peças contínuas de forma mais rápida e qualitativa, enquanto ainda se reduz a quantidade de trabalhadores especializados.
É um processo de produção mais econômico que permite obter peças de geometrias complexas internas e externas e enviar prontas para usinagem ou montagem, com peso reduzido e menor risco de empenamento.
Desvantagens
Os problemas da fundição normalmente estão no controle de defeitos, como porosidade e rechupe. Isso, junto a certas limitações e propriedades mecânicas, provocam acabamento superficial, difícil descarte, variação no tamanho dos grãos e na inclusão de material refratário do molde.
Inspeção e qualidade do processo de fundição
A inspeção e a qualidade do processo de fundição é uma etapa especialmente importante. É com ela que você garante que as entregas não vão decepcionar os clientes ao abrirem as embalagens. Ou então que acidentes não aconteçam. Por causa de quão delicada essa etapa é, chamei a especialista Beatriz Rocco, da Nomus Industrial, para falar sobre o assunto:
“O processo é vantajoso, mas exige cuidados. É de suma importância que haja uma inspeção dedicada e um controle efetivo de qualidade na fundição. A inspeção garante que as etapas seguintes do processo produtivo não utilizem peças com falhas ou defeitos, como trincas, porosidade e outras irregularidades, suficientes para a longo prazo originarem problemas estruturais ou acidentes. Garante que os produtos cumprirão com as normas e regulamentações e desta forma é possível atestar a segurança do produto final quando entregue ao cliente, assegurando qualidade e confiança.
Através do controle pode-se garantir que as peças fabricadas atendam aos padrões especificados e se enquadrem nos critérios de tolerância dimensional, evitando retrabalhos e desperdícios de materiais. Garante rastreabilidade e registro de não conformidades, otimizando a eficiência da produção e permitindo tomadas de decisão rápidas.”
Beatriz Rocco
Tipos de fundição mais utilizados nas indústrias
Existem diversas variações de fundição utilizadas na manufatura e na indústria. Selecionei abaixo as mais utilizadas para você conhecer. Saiba de uma vez por todas quais são as fundições essenciais para o setor industrial:
Fundição em areia
É um processo utilizado principalmente em fundição de metal e que usa areia como material para o molde. Modelar como areia é considerado barato e suficientemente refratório, até mesmo para o aço. É feito em quatro passos onde se cria o molde na areia, se coloca o metal líquido e, depois de resfriar, você quebra o molde de areia.
Fundição por injeção ou sob pressão
Também conhecida como fundição injetada consiste em injetar o material líquido em um molde de aço e sob alta pressão utilizando maquinário apropriado. Essa variação do processo permite adquirir peças de elevado rigor geométrico e com bom acabamento superficial a baixo custo. É uma variação de grande importância para indústrias como a aeronáutica e a naval. Geralmente o material usado é liga de metal não ferroso de alumínio.
Fundição por centrifugação ou centrífuga
Esse é o processo usado para a fundição de peças como tubos, rolos e buchas ao vazar o material líquido dentro de um molde metálico pré-aquecido que fica em movimento rotativo em alta velocidade. A pressão sobre o metal derretido o coloca nas paredes do molde (coquilha) e, quando esfriado, fica no formato da peça desejada.
Fundição de precisão ou cera
O processo de fundição de precisão, que ainda tem os nomes fundição de cera, cera perdida ou microfusão, é usado em especial com metais, podendo ser aplicado em quase todas as ligas. Com origem no meio artístico, consiste no uso de modelos em cera revestidos em material refratário apropriado.
Fundição contínua
Se chama de fundição contínua o processo que funde e conforma o produto final em apenas uma operação sem qualquer intermediário de resfriamento de moldes para garantir controle e constância do formato e das propriedades da peça. Essa fundição também pode ser chamada de lingotamento contínuo e, nela, o metal é solidificado em um produto semi-acabado com a forma de placas, blocos, tarugos ou outros do mesmo tipo.
Fundição por coquilha ou gravidade
Esse é o tipo de processo com a qualidade maior e é aconselhado apenas para peças que não sejam muito complexas ou que tenham paredes de pouca espessura, normalmente pequenas. O processo consiste em derramar o metal líquido em um molde, que é permanente, usando apenas a ação da gravidade com ferramentas manuais ou que sejam parte de um sistema hidráulico.
Moldes de Fundição
O uso do molde na fundição depende do material líquido, tipo de processo e em qual peça você quer chegar. Os materiais variam de areia a metal, descartáveis e permanentes, e outros tipos de distinção. Confira os principais:
Molde de cera: utilizado para modelagem delicada e de geometria complexa com acabamento fino. Utiliza-se cera ou plástico de baixo ponto de fusão;
Molde em areia seca: para consolidação em temperaturas altas que fiquem entre 200 e 300ºc utiliza-se areia seca que ajuda a aumentar a resistência mecânica e a rigidez do molde de fundição, sendo ideal para peças de grandes dimensões e geometrias complexas e trazendo alta precisão dimensional;
Molde em areia verde: é o tipo mais comum e é usado para peças de tamanho pequeno e médio, sendo contraindicado para peças grandes e de geometrias complexas, pois deixam marcas de corrugamento da areia que é úmida e modelada pelo formato da peça que será fabricada;
História do processo de fundição
Entre os séculos V e II AC, sociedades africanas subsaarianas viviam a Idade do Ferro e são os mais antigos seres humanos a aplicar a fundição. A civilização local fabricava ferramentas e armas de ferro de onde surgiram os primeiros ferreiros da história. Não à toa, isso refletia até na religião deles, dando força à história de um deus ferreiro, Ogum.
Com o tempo, os processos foram se modernizando e sendo aplicados a outros materiais. Quando falamos de fundição, normalmente nos referimos à metalurgia, mas há também o vidro e outros tipos que são processáveis dessa forma também.
Otimização e controle total da fundição na indústria
É muito fácil desperdiçar matéria prima na fundição com erros no processo. Só que não é necessário que isso aconteça, dá para aumentar a produtividade das máquinas e diminuir o gasto para além do que seria considerado razoável. Para chegar nesse patamar, você precisa otimizar e controlar toda a gestão com estratégia e tecnologia.
A ferramenta que aprimora todos os seus processos industriais se chama ERP. Trata-se de um sistema de gestão que integra todas as áreas da empresa e traz mais controle. Com maior poder administrativo, é possível fazer alterações na fabricação das peças para que se utilize menos material e ainda se ganhe mais produtividade. Entenda melhor aqui!
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Obrigado e vamos em frente!
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Um comentário
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BoaTarde. Mais uma vez, meus parabéns e gratidão sempre pelos vários e vários artigos, e-books, palestras, etc… publicados em prol da sociedade brasileira. ありがとう、おめでとう