APLICAÇÃO DE PROTOTIPAGEM RÁPIDA EM MOLDES PARA FUNDIÇÃO

Resumo

A fundição na indústria apresenta extrema importância, dada sua necessidade em qualquer processo de produção envolvendo metais e ligas, seja no início com o lingotamento ou na formação de peças de formato semi-acabado. Tal processo se resume sucintamente na produção de peças metálicas, na forma de preenchimento de um molde com metal líquido, no qual este da forma com dimensões similares às desejadas a peça. Apesar de ser incerto, estima-se que a fundição começou a ser aplicada a 5000 a.C. utilizando provavelmente cobre líquido em moldes em pedra lascada - motivo para isso é devido ao baixo ponto de fusão do cobre -. Por volta de 3300 a.C. com a adição do estanho ou arsênio obtiveram-se as primeiras ligas dando mais dureza às ferramentas produzidas. A divisão dos fundidos se dá em ferrosos - ligas de ferros e aços, por conter carbono - e não ferrosos - alumínio, zinco, cobre e magnésio, por não conter liga de ferro na sua composição -, no Brasil 90% dos não ferrosos produzidos são constituídos de alumínio. Entre os processos de fundição que mais são usualmente utilizados tem-se fundição em areia verde, centrifugação, shell molding, por gravidade, sob pressão e contínua. No Brasil a primeira casa de fundição teve seu início por volta 1580 em São Paulo, destinada para as atividades de fundir ouro extraído das minas de Jaguara e outras. Após esse início, várias casas de fundição foram abertas pelo Brasil no decorrer dos séculos subsequentes. Ponto importante a considerar é que ao chegar no Brasil, a indústria automotiva desempenhou grande papel de fomentar a indústria nacional, trazendo consigo maior sofisticação nos processos. O escopo deste trabalho fica em fundição em areia verde, na qual, além do modelo ter suas características como o macho que delimita partes externas da peça fundida ao receber o material vazado. Os massalotes têm a função de evitar porosidades e falta de material após o resfriamento do metal por contrair-se, pois, quando isso acontece tem-se a contração do material. Os respiros permitem a saída de ar e dos gases internos e os canais de vazamento levam o metal líquido até o interior do molde. Nesse processo se faz necessário a produção de modelos para criação de moldes em areia verde, que recebem e dão forma ao material vazado, onde este trabalho apresenta uma alternativa à usinagem do modelo. Esta alternativa se dá através da prototipagem rápida, com o modelo criado digitalmente, e assim, confeccionados através da prototipagem rápida por deposição de material fundido. Neste trabalho foi utilizado a prototipagem rápida com impressora 3D modelo FDM - modelagem por fusão -, programada para fabricar o modelo - antes desenvolvida em software de desenho computacional CAD (Computer Aided-Design) - produzido com polímero por via de deposição de sucessivas camadas de filamento de ABS. A modelagem, por meio de desenhos técnicos e computacionais, é a etapa primária, partindo do ponto que se conhece os dados de projeto. Considera-se sempre para a contração do metal líquido quando resfriado, reduzir cantos vivos, espessura fina e variações bruscas de forma minimizando defeitos. Em caso de uso do macho, considerar isso para projeção de respectivo encaixe, assim como massalotes, respiros e vazamentos. As vantagens possíveis de serem alcançadas para tal processo é o teste e a avaliação do seu produto antes da produção em massa, também o menor do tempo de confecção do modelo, assim como criar geometrias mais complexas, onde muitas vezes a usinagem convencional não pode realizar, resultando na redução de custo em todo processo e maior possibilidades de produção.O objetivo deste estudo é consolidar todo o conteúdo estudado em sala e aplicar primeiramente em um conjunto de moldes, para que possamos verificar as propriedades de preenchimento do molde. Primeiramente com testes de moldes em escala pequena que alguns chaveiros mas depois de um estudo mais aprofundado aplicações em projetos estruturais como no grupo de alunos participantes do projeto, também experiência em produção de peças de variados tipos para o projeto Baja presente na Unipampa - Campus Alegrete, no qual, tem por objetivo desenvolver um veículo off-road para a competição SAE Brasil, a busca minuciosa por mais conhecimento e a prática do mesmo necessária que solidifica o aprendizado.