A fundição por cera perdida é um processo de fabrico de alta precisão em que a cera é utilizada para criar o corpo do padrão, o sistema de canais e - quando necessário - núcleos de cera solúveis. Diferentes sistemas de cera são concebidos com prioridades específicas: alguns são optimizados para a replicação de detalhes intrincados, enquanto outros enfatizam a estabilidade dimensional, a montagem de padrões ou a formação de cavidades internas complexas. Este artigo explorará os princípios da fundição por cera perdida, a classificação das ceras normalmente utilizadas e como selecionar o material apropriado com base nos requisitos da peça.
O que é a fundição por cera perdida
A fundição por cera perdida é um processo que envolve a criação de um modelo a partir de um material fundível e o seu revestimento com várias camadas de material refratário para formar um invólucro. Quando o invólucro endurece, o modelo interno é derretido e removido por aquecimento, resultando numa cavidade oca sem uma linha de separação. Finalmente, o metal fundido é vertido na cavidade e, após arrefecimento e solidificação, o invólucro é removido para obter peças metálicas de alta precisão.
A vantagem deste processo reside na sua capacidade de fabricar peças com formas extremamente complexas, excelente qualidade de superfície e dimensões precisas. É amplamente utilizado na indústria aeroespacial, em dispositivos médicos e em maquinaria de precisão.
Classificação das ceras para fundição por cera perdida
Com base na composição do material e na utilização funcional, as ceras na produção industrial são geralmente classificadas nas quatro categorias seguintes:
1. Ceras com enchimento
Ceras com enchimento são materiais criados através da adição de uma determinada percentagem de partículas sólidas de enchimento (tais como poliestireno ou cristais de ácido orgânico) a uma cera sintética de base.
- Caraterísticas: As partículas de enchimento não participam na fusão ou retração durante o processo de injeção, proporcionando a estas ceras taxas de retração extremamente baixas e uma elevada estabilidade dimensional.
- Aplicações: Utilizado principalmente para o fabrico de peças de média a grande dimensão com requisitos rigorosos de tolerância dimensional, tais como lâminas de turbinas a gás.
2. Ceras não preenchidas
Ceras não preenchidas são compostos por ceras sintéticas ou naturais puras, sem quaisquer partículas sólidas.
- Caraterísticas: Possuem excelentes propriedades de fluidez e de humidificação da superfície, o que lhes permite reproduzir as texturas mais finas da superfície do molde, resultando num acabamento muito suave após a solidificação.
- Aplicações: Normalmente utilizado para jóias, implantes médicos e várias peças de pequena precisão que requerem uma elevada suavidade superficial.
3. Ceras solúveis em água
Cera solúvel em água é um material funcional especializado capaz de se dissolver em água ou em soluções de ácido fraco.
- Caraterísticas: Foi concebido especificamente para criar cavidades internas complexas onde os núcleos mecânicos não podem ser facilmente removidos.
- Aplicações: Primeiro é feito um núcleo solúvel e, depois de formada a estrutura exterior, é dissolvido por imersão em água, deixando para trás passagens internas precisas, como as das lâminas de arrefecimento ocas.
4. Ceras auxiliares
As ceras auxiliares são principalmente utilizadas para a montagem e o pós-processamento de modelos de cera.
- Ceras pegajosas: Com uma elevada força adesiva, são responsáveis por ligar firmemente os padrões de cera individuais ao sistema de canais (a árvore de cera).
- Ceras para remendos: De textura mais suave, são utilizados para reparar pequenos riscos superficiais ou orifícios de ar no padrão de cera para melhorar o rendimento final das peças fundidas.
Considerações técnicas para a seleção da cera
Na produção real, a escolha de uma cera é mais do que um simples cálculo de custos; é um compromisso multidimensional baseado nas especificações do projeto da peça. As considerações técnicas fundamentais são as seguintes:
- Tolerância dimensional e controlo da retração: Quanto maiores forem as dimensões físicas da peça, mais significativo será o impacto da contração por mudança de fase na precisão durante o arrefecimento. Nestes casos, deve ser dada prioridade às capacidades de compensação dimensional das ceras com enchimento.
- Realização de cavidades internas: Para estruturas geométricas com passagens curvas ou orifícios profundos em que a perfuração mecânica é impossível, a solubilidade da cera solúvel em água é fundamental para obter uma conformação quase em forma de rede.
- Requisitos de integridade da superfície: Se um produto procura uma precisão de superfície ao nível dos microns ou um apelo estético, a cera sem enchimento, com as suas propriedades de humidificação superiores, pode replicar ao máximo os detalhes microscópicos do molde.
- Reciclagem de materiais e economia: Em linhas de produção em grande escala, a taxa de recuperação de materiais é um indicador crítico de custos. Devido à sua composição pura, as ceras sem enchimento envolvem processos de reciclagem e purificação relativamente simples, o que ajuda a reduzir os custos operacionais a longo prazo.
Conclusão
A escolha da cera é o primeiro passo no processo de fundição por cera perdida e a base para a qualidade da fundição final. Quer se trate de cera com enchimento para precisão dimensional ou cera solúvel em água para cavidades internas complexas, cada material tem a sua lógica de aplicação específica. Ao combinar cientificamente as caraterísticas da cera com os requisitos do processo, os fabricantes podem otimizar eficazmente os fluxos de trabalho de produção e aumentar a eficiência global do fabrico de precisão.
O sucesso da fundição de revestimento reside na combinação perfeita entre o material e o processo. Para recomendações personalizadas de seleção de cera com base nos seus requisitos de produção, contacte a assistência técnica profissional.
