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Não é possível utilizar a maioria dos fundição por cera perdida moldes novamente. O processo utiliza moldes de cerâmica que são deitados fora após a fundição. Estes moldes partem-se da peça metálica quando terminam. A utilização de cada molde apenas uma vez ajuda-o a obter peças muito detalhadas. Isto é diferente da fundição com molde permanente, em que se pode voltar a utilizar o molde. Os materiais e o calor elevado tornam difícil a reutilização dos moldes. Deve saber estes aspectos antes de escolher este método de fundição.
Principais conclusões
- Os moldes de fundição por cera perdida são feitos de cerâmica. Partem-se após uma utilização. Isto ajuda a produzir peças detalhadas e exactas.
- A fundição em molde permanente utiliza moldes metálicos resistentes. Estes moldes podem ser utilizados muitas vezes. Isto permite poupar dinheiro quando se fabricam muitas peças.
- A reciclagem de cera e cerâmica na fundição de revestimento ajuda a reduzir os resíduos. Também poupa recursos importantes.
- Novas tecnologias como a impressão 3D ajudam a fundição por cera perdida. Materiais de molde mais resistentes tornam o processo mais rápido e mais leve. Também o torna mais eficiente.
- A fundição por cera perdida funciona melhor para pequenos lotes ou formas complicadas. Outros métodos são melhores para a produção de grandes quantidades de peças com moldes reutilizáveis.
Moldes de fundição por cera perdida
Moldes descartáveis
A fundição por cera perdida utiliza moldes descartáveis para fabricar peças pormenorizadas. Estes moldes são feitos de cerâmica. Os trabalhadores constroem o molde em torno de um padrão de cera. Derretem a cera antes de deitarem o metal. Quando o metal arrefece, partem a cerâmica para obter a peça. O molde não pode ser utilizado novamente porque se parte.
Este método permite-lhe criar formas que são difíceis de criar com outros métodos. Em 2024, o mercado da fundição por cera perdida valia $17,2 mil milhões. Muitas indústrias, como carros, aviões e ferramentas médicas, usam esse processo. Eles precisam de peças que sejam fortes, leves e exatas. Este processo também reduz o desperdício e poupa tempo em trabalho extra.
Nota: Os moldes descartáveis ajudam a obter superfícies lisas e pormenores minúsculos. É por isso que muitas empresas de alta tecnologia utilizam este processo.
Reutilização de padrões de cera
O primeiro passo é fazer um padrão de cera para cada peça. Na maioria das vezes, o padrão de cera é utilizado apenas uma vez. Mas novos estudos mostram que, por vezes, é possível utilizar novamente os padrões de cera. Os cientistas testaram a desparafinação até 12 vezes com métodos de autoclave e micro-ondas. Descobriram que a desparafinação por micro-ondas conserva melhor a cera. A cera fica mais limpa e mantém a sua forma, pelo que pode ser reutilizada mais vezes.
Segue-se um quadro com alguns resultados importantes:
| Método de desparafinagem | Qualidade da cera após 12 ciclos | Nível de contaminação | Potencial de reutilização |
|---|---|---|---|
| Autoclave | Inferior | Mais alto | Limitada |
| Micro-ondas | Mais alto | Inferior | Melhorado |
Pode ver-se que a desparafinagem por micro-ondas ajuda a reciclar melhor a cera. Isto torna o processo mais ecológico e pode poupar dinheiro.
Reutilizável vs. Descartável
Fundição em molde permanente
Poderá perguntar-se em que é que a fundição em molde permanente é diferente. A fundição de moldes permanentes utiliza moldes feitos de aço ou ferro fundido. Estes moldes são muito resistentes e duram muito tempo. Podem ser aquecidos e arrefecidos muitas vezes. Pode utilizar o mesmo molde para fazer milhares de peças. Isto é bom para fabricar lotes da mesma peça. Os moldes ajudam a baixar o custo de cada peça que fabrica.
- A fundição em molde permanente utiliza moldes resistentes de aço ou ferro.
- Estes moldes podem produzir muitas peças com boa precisão.
- Os moldes são resistentes e podem ser utilizados vezes sem conta.
- Obtém-se superfícies lisas e formas exactas.
- Este método é ótimo para fazer muitas peças e poupar dinheiro.
Sugestão: A fundição em molde permanente é a melhor opção se precisar de muitas peças iguais.
Porque é que a fundição por cera perdida utiliza moldes descartáveis
A fundição por cera perdida utiliza moldes feitos de cerâmica e cera. É necessário fazer um novo molde para cada peça. O molde parte-se quando se retira a peça acabada. O invólucro de cerâmica abre-se para retirar a peça de metal. Não se pode voltar a utilizar estes moldes.
Porque é que são necessários moldes novos de cada vez na fundição por cera perdida? É porque são necessários detalhes muito finos e formas exactas. Os moldes de cerâmica podem apresentar pormenores minúsculos e paredes finas. Pode fazer formas que são difíceis de fazer com moldes permanentes. Este processo funciona com muitos metais, tanto ferrosos como não ferrosos.
Aqui está uma tabela que mostra os aspectos positivos e negativos dos moldes descartáveis na fundição por cera perdida:
| Métrica de desempenho | Vantagens dos moldes descartáveis (fundição por cera perdida) | Desvantagens dos moldes descartáveis (fundição por cera perdida) |
|---|---|---|
| Precisão dimensional | Tamanhos muito exactos | Difícil de fazer furos mais pequenos do que 1,6 mm |
| Qualidade da superfície | Superfícies lisas; sem linhas na união das peças | N/A |
| Compatibilidade de materiais | Pode utilizar muitos tipos de metais | N/A |
| Detalhe e complexidade | Pode fazer peças finas com muitos pormenores | N/A |
| Implicações em termos de custos | Menos trabalho extra necessário após a fundição | Custo elevado; os modelos e moldes só podem ser utilizados uma vez |
| Reutilização de padrões | N/A | Os padrões e moldes não podem ser reutilizados, o que implica mais resíduos |
Como vê, a fundição por cera perdida dá-lhe peças muito exactas e suaves. Mas tem de pagar mais porque não pode voltar a utilizar os moldes ou modelos. Este facto torna a fundição por cera perdida melhor para pequenos lotes ou formas especiais.
Nota: Os moldes de fundição por cera perdida são utilizados apenas uma vez porque têm de se partir para retirar a peça. Isto ajuda-o a fazer formas complicadas e detalhes finos, mas também significa custos mais elevados e mais desperdício.
Factores que afectam a reutilização
Materiais de molde
Deve pensar no material de que são feitos os moldes. Na fundição por cera perdida, os moldes utilizam cerâmica e ligantes especiais. Estes materiais ajudam a criar peças suaves e pormenorizadas. Mas não duram mais do que uma utilização. O invólucro de cerâmica parte-se quando se retira a peça de metal. Isto faz com que seja quase impossível voltar a utilizar o molde.
Aqui está uma tabela que mostra como os diferentes materiais afectam o funcionamento dos moldes e se pode voltar a utilizá-los:
| Componente material | Composição / Tipo | Papel na reutilização e desempenho do molde |
|---|---|---|
| Padrões de cera | Cera natural ou sintética, cargas, aditivos | Os aditivos ajudam a controlar o encolhimento e tornam os padrões mais fortes, mas só podem ser utilizados uma vez. |
| Aglutinantes de conchas cerâmicas | À base de álcool ou à base de água (sílica coloidal) | Os aglutinantes à base de água duram mais tempo, mas a casca continua a partir-se depois da moldagem. |
| Enchimentos refractários | Sílica fundida | Torna o molde estável e resistente ao calor, mas não permite a sua reutilização. |
| Aditivos | Diversos | Ajudam a tornar a superfície lisa e fácil de remover, mas não permitem a reutilização do molde. |
Mesmo com cargas e aglutinantes fortes, o invólucro cerâmico não pode ser utilizado mais do que uma vez. Os materiais na fundição de revestimento são escolhidos pelo pormenor e precisão, não para fazer com que o molde dure mais tempo.
Processo de fundição
A forma como se faz a fundição também muda se for possível reutilizar um molde. Na fundição por cera perdida, o metal quente é vertido no invólucro de cerâmica. O calor e a pressão elevados fazem com que o invólucro se parta. Isto é necessário para retirar a peça acabada. Não se pode voltar a utilizar o mesmo molde.
Outros métodos de fundição utilizam moldes metálicos que duram muito mais tempo. Estes moldes podem suportar o calor e o stress durante muitos ciclos. Eis alguns aspectos importantes do processo que afectam a possibilidade de reutilizar o molde:
- Os moldes de metal noutros métodos podem ser utilizados milhares de vezes.
- A temperatura de vazamento, o pré-aquecimento e o tempo de arrefecimento são definições importantes.
- As elevadas taxas de produção e os acabamentos suaves permitem a reutilização dos moldes metálicos.
- Na fundição por cera perdida, o invólucro cerâmico não suporta ser aquecido e arrefecido repetidamente.
Nota: Se quiser voltar a utilizar moldes, escolha um processo que utilize moldes de metal e não de cerâmica.
O custo de cada peça depende do número de vezes que o molde pode ser utilizado. Na fundição por cera perdida, é necessário um novo molde de cada vez, pelo que cada peça custa mais. Este processo dá-lhe um grande detalhe, mas não pode reutilizar o molde.
Reciclagem e sustentabilidade
Reciclagem de material cerâmico
Ajuda a tornar a fundição por cera perdida melhor para o planeta. Quando se utilizam moldes de cerâmica, produzem-se sempre resíduos. Mas é possível reciclar muito deste material cerâmico. As fundições utilizam diferentes formas de recuperar areia e cerâmica de moldes antigos. Aqui está uma tabela que mostra como estas formas se comparam:
| Processo de tratamento | Destaques da eficiência | Qualidade do material recuperado | Aspeto económico |
|---|---|---|---|
| Tratamento mecânico húmido | A moldura verde fica bem lixada | Elevado | Não é tão bom para poupar dinheiro |
| Tratamento mecânico a seco | Poupa mais dinheiro | Qualidade média | O melhor para poupar dinheiro |
| Tratamento mecânico seco + térmico | Mistura-se nos dois sentidos para obter melhores resultados | Elevado | Bom para poupar dinheiro |
Os tratamentos mecânicos e térmicos a seco proporcionam-lhe uma boa areia reciclada. Isto ajuda-o a produzir menos resíduos e a poupar recursos naturais. A areia residual da fundição de revestimento tem minerais como a mulita e a cristobalita. Estes minerais fazem com que a areia reciclada seja boa para novos moldes ou outros produtos resistentes ao calor. Se a areia for tratada a menos de 1500°C, é segura e boa para o ambiente.
♻️ A reciclagem de materiais cerâmicos ajuda-o a enviar menos para os aterros e a poupar matérias-primas.
Recuperação de cera
Também se pode recuperar a cera e utilizá-la novamente na fundição de revestimento. Depois de derreter o molde de cera, pode recolher e limpar a cera. Este passo ajuda-o a reduzir o desperdício e a gastar menos dinheiro. Os novos métodos de desparafinação, como a desparafinação por micro-ondas, mantêm a cera mais limpa e mais forte. Isto significa que pode utilizar a cera mais vezes sem perder qualidade.
Ser sustentável na fundição de revestimento é mais do que apenas reciclar. A fusão do metal consome muita energia - até 2.000 kWh por cada tonelada de metal. A fusão pode representar 74% do impacto total sobre o ambiente na fundição. Ao reciclar os restos de metal e ao utilizar ferramentas de poupança de energia, está a ajudar a utilizar menos energia e a reduzir a sua pegada de carbono. Algumas fundições reutilizam até 90% da sua areia, pelo que necessitam de menos material novo.
Ao reciclar cera e cerâmica, está a tornar a fundição de investimento melhor para o planeta e a poupar dinheiro.
Técnicas modernas
Impressão 3D em fundição por cera perdida
A impressão 3D ajuda a criar padrões e moldes para fundição por cera perdida. Esta tecnologia permite-lhe criar rapidamente formas rígidas. Muitas empresas utilizam moldes impressos em 3D para poupar tempo e dinheiro. Isto é útil para pequenas encomendas ou peças personalizadas. Por exemplo, a Tech Cast fez uma peça de 300 libras para a Sulzer Pumps em quatro semanas. Os núcleos de cerâmica impressos em 3D e os padrões SLA proporcionam superfícies mais suaves e peças mais exactas.
Eis alguns resultados reais da utilização da impressão 3D na fundição por cera perdida:
- Não necessita de ferramentas permanentes, pelo que poupa dinheiro em pequenos trabalhos.
- Os padrões impressos em SLA ajudam a fabricar peças grandes, como impulsores de 30 polegadas, com melhor qualidade.
- Os clientes recebem as peças mais rapidamente e com melhor resistência.
- As empresas aeroespaciais tornaram as peças até 47% mais leves utilizando padrões impressos em 3D.
| Estudo de caso / Métrica | Descrição / Resultado |
|---|---|
| Encaixe de canal (Airbus A400M) | As alterações de design e a impressão 3D tornaram a peça 17% mais leve. |
| Braço da dobradiça (Comac C919) | A utilização de padrões impressos em 3D tornou a peça 47% mais leve. |
| Peça aeroespacial TiAl6V4 | O consumo de energia baixou de 1090 kWh/kg para 266 kWh/kg; as emissões de CO2 baixaram de 650 kg/kg para 127 kg/kg. |
A impressão 3D ajuda-o a fabricar peças mais rapidamente, mais leves e com menos desperdício.
Inovações em materiais de moldes
Novos materiais tornam os moldes mais fortes e duram mais tempo. A adição de fibras de nylon aos moldes de cerâmica torna-os mais espessos e mais fortes, especialmente nos cantos afiados. Isto ajuda o molde a suportar mais tensão e a rachar menos durante a fundição. Também são necessárias menos camadas de revestimento, o que poupa tempo.
A impressão 3D SLA fornece padrões com detalhes muito finos, até 10 micrómetros. Isto significa que os moldes podem apresentar caraterísticas minúsculas e ter superfícies mais suaves. Os metais reforçados com nanomateriais tornam os moldes mais fortes e funcionam melhor. Estes metais podem suportar mais calor, o que é bom para a indústria aeroespacial.
Os estudos mostram que as fibras de nylon nas conchas de cerâmica tornam os bordos 40% mais espessos. Isto ajuda o molde a encher melhor e reduz a probabilidade de erros. Obtém-se assim peças melhores e mais fiáveis.
| Processo AM | Materiais avaliados | Material da peça moldada | Principais conclusões/melhorias |
|---|---|---|---|
| MJT, MEX | Digital ABS, Fullcure 720, Ultem1010 | PP | Melhor controlo da retração e da qualidade das peças |
| MJT, PBF-LB/M | Digital ABS, liga de bronze (DM20) | PP | Desempenho melhorado em termos de calor e resistência |
| MEX | Ultem1010 | PP | Mais utilizações por molde, maior vida útil da ferramenta |
Os novos materiais de molde e a impressão 3D ajudam-no a obter resultados de fundição por cera perdida mais fortes, mais exactos e mais eficientes.
Não é possível utilizar novamente os moldes na fundição por cera perdida. Este processo utiliza moldes de cerâmica apenas uma vez para fazer peças detalhadas. A reciclagem da cera e da cerâmica ajuda a reduzir os resíduos e a poupar materiais. Novos métodos, como a impressão 3D, ajudam a tornar o processo mais rápido e melhor. Se quiser utilizar moldes mais do que uma vez, experimente outros métodos de fundição. Muitos estudos mostram que sistemas como o Mivan ou a cofragem de alumínio poupam dinheiro e tempo quando utilizados várias vezes. Estas opções são boas se quiser poupar dinheiro e reutilizar os moldes durante muito tempo.
FAQ
É possível reutilizar moldes de fundição de revestimento?
Não se pode voltar a utilizar moldes de fundição por cera perdida. O invólucro de cerâmica parte-se quando se retira a parte metálica. Isto permite-lhe fazer formas detalhadas. Mas é necessário um novo molde para cada peça.
Porque é que se utilizam moldes de cerâmica na fundição por cera perdida?
Os moldes de cerâmica suportam um calor muito elevado. Também mostram bem os pequenos pormenores. Os moldes de cerâmica ajudam-no a fazer formas duras que outros moldes não conseguem.
A fundição por cera perdida é melhor para lotes pequenos ou grandes?
A fundição por cera perdida funciona melhor para lotes pequenos ou médios. Fazer um novo molde para cada peça custa mais dinheiro. Os grandes lotes utilizam normalmente outros métodos de fundição.
É possível reciclar materiais de moldes de fundição de revestimento?
Sim, é possível reciclar alguns materiais de cera e cerâmica. Muitas fundições limpam e voltam a utilizar a cera. Algumas também tratam e reutilizam a areia cerâmica para ajudar o planeta.
Como é que a fundição de revestimento se compara à fundição de molde permanente?
A fundição por cera perdida utiliza moldes de cerâmica apenas uma vez para peças detalhadas. A fundição de molde permanente utiliza moldes de metal que duram muitas utilizações. Escolha a fundição de revestimento para formas complicadas. Utilize a fundição em molde permanente para fazer muitas peças iguais.
