É o terceiro processo mais utilizado nos USA e Europa, logo a seguir à SL e
FDM. Na câmara de construção pré-aquecida é laminada uma camada de pó
correspondente à espessura das camadas de construção. Um feixe laser constrói os
modelos fundindo as interfaces dos pós, obtendo-se desta forma uma estrutura sólida
parcialmente porosa. O bolo de pó é removido da máquina, sendo sujeito a operações de
grenalhagem e/ou impregnações para aumento da resistência mecânica do modelo e
melhoria da qualidade superficial. O processo pode utilizar vários tipos de materiais,
nomeadamente modelos em True Form e Cast Form (para fundição por modelos
perdidos) e ainda pós cerâmicos revestidos por uma resina termoendurecível (produção
de carapaças cerâmicas).
Este processo permite também utilizar pós de aço ou cobre revestidos com um
polímero, os quais permitem obter, após infiltração com um liga metálica, peças
metálicas ou cavidades moldantes (existe um processo semelhante da EOS denominado
DMLS, sinterização directa de pós metálicos, para os mesmos fins)
segunda-feira, 26 de janeiro de 2009
Estereolitografia
Foi o primeiro processo de PR a aparecer (1987 pela 3D Systems, Inc., USA). O
protótipo é construído por fotopolimerização de uma resina epoxy líquida, usando um
feixe laser de ultravioletas. Como a resina é líquida e relativamente pouco viscosa, a
complexidade dos modelos pode ser extremamente elevada. Como o meio envolvente é
líquido, todas as zonas das peças em balanço necessitam de suportes sólidos em resina.
Após retirado da máquina, o modelo sofre uma pós-cura que lhe vai conferir a
máxima resistência. Consoante as necessidades, os modelos podem ser sujeitos a
operações de lixagem e/ou polimento, ou mesmo pintura, melhorando assim o seu
aspecto e funcionalidade.
O processo permite também a obtenção de modelos ocos (Quick Cast para o
equipamento da 3D e Skin and Core para o equipamento da EOS), os quais são
particularmente indicados para a conversão em metal utilizando o processo dos modelos
perdidos (“Investment Casting”)
protótipo é construído por fotopolimerização de uma resina epoxy líquida, usando um
feixe laser de ultravioletas. Como a resina é líquida e relativamente pouco viscosa, a
complexidade dos modelos pode ser extremamente elevada. Como o meio envolvente é
líquido, todas as zonas das peças em balanço necessitam de suportes sólidos em resina.
Após retirado da máquina, o modelo sofre uma pós-cura que lhe vai conferir a
máxima resistência. Consoante as necessidades, os modelos podem ser sujeitos a
operações de lixagem e/ou polimento, ou mesmo pintura, melhorando assim o seu
aspecto e funcionalidade.
O processo permite também a obtenção de modelos ocos (Quick Cast para o
equipamento da 3D e Skin and Core para o equipamento da EOS), os quais são
particularmente indicados para a conversão em metal utilizando o processo dos modelos
perdidos (“Investment Casting”)
Revestimento cerâmico
Nesta etapa do processo de microfusão, já com a árvore em cera estabilizada ambientalmente, desengraxa-se a superfície das peças procurando-se eliminar qualquer vestígio de oleosidade da pele que eventualmente possa existir. Normalmente mergulha-se em álcool todo o caixo para isso. Após seco o caixo e estabilizado, mergulha-se o caixo (árvore) novamente em um banho cerâmico fino agitado (mulita é um exemplo), a uma data viscosidade muito bem controlada, procurando revestir toda a árvore de cera com este fluido e na sequência recobre-se este caixo e lama refratária líquida, com uma material cerâmico sólido (zirconita fina, é um exemplo), deixa-se secar e pode-se repetir este processo algumas vezes para engrosar a casca, com intervalos de aproximadamente uma hora em cada banho, até três ou quatro banhos, dependendo da complexidade e tamanho da peça. Após a secagem da última camada com material refratário fino, inicia-se uma sequência de banhos com outra lama, com viscosidade diferente e um material refratário mais grosseiro (chamote é um exemplo disso), até que este conjunto fique sólido o suficiente para suportar a pressão metalostática do metal que será vazado em seu interior, deixa-se secar e por último mergulha-se o conjunto inteiro em um último banho de recobrimento. Este caixo cerâmico, com todas as peças de cera em seu interior, deverá ficar estabilizando a sua temperatura e secando, por mais algumas horas. Os banhos refratários possuem como ligantes líquidos silicato de etila (alcool) ou sílica coloidal (água), dentre outros.
Injecção de cera
Nesta etapa do processo de microfusão, injeta-se cera sintética, cera semi-sintética (mesclada) ou cera de abelha em uma matriz de aço ou alumínio, normalmente da liga ABNT 6262, devido a sua excelente usinabilidade, resistência mecânica e dureza. As cavidades desta matriz, no caso de haver mais de uma, devem ter uma precisão dimensional e acabamentos extremos, pois a cera (independente do tipo) irá copiar fielmente a parte esculpida na matriz. Procura-se refrigerar esta matriz de alumínio, com água gelada ou qualquer outro tipo de fluido de refrigeração, ela deve estar refrigerada para que se tenha uma imediata solidificação superficial da peça em cera e com isso garantir uma maior precisão dimensional da mesma, já que a cera será injetada líquida, muito próximo de seu ponto de fusão e sem bolhas para não gerar imperfeições. As ceras sintéticas normalmente são importadas e possuem estabilizadores dimensionais. Procura-se usar as ceras semi-sintéticas, ou mescladas, nos canais de alimentação e ataque, pois elas são mais sucetíveis a variações térmicas. Quase não se usa mais cera de abelha neste processo, devido ao custo e disponibilidade comercial.
Microfusão
Microfusão é um processo de fundição que consiste na reprodução de uma peça originariamente em cera, que é recoberta com material cerâmico, formando um molde que após a retirada da cera, fica oco e serve como base para o preenchimento de metais. Internacionalmente a Microfusão é conhecida como Investment Casting e no Brasil, também é conhecida como "Cera Perdida". Sua origem é milenar.
Já está comprovada a fundição de metais, pelo método de microfusão, pelos egípcios a aproximadamente 4.000 anos A.C. Artefatos microfundidos foram encontrados na região Mesopotâmica, Grécia e no continente americano, principalmente na época pré-colobiana, onde as civilizações Mayas, Aztecas e Incas, já possuiam jóias, estátuas e artefatos diversos em metal feitos pelo processo de microfusão (cera perdida ou investment casting).
Após muitos séculos de decadência e estagnação tecnológica, recentemente está técnica produtiva voltou a ser utilizada para produção de peças onde a necessidade de muito detalhamento, aprimoramento dimensional e reprodução de finos detalhes, se faziam necessários.
No período da Segunda Grande Guerra Mundial, os alemães utilizaram este processo macivamente na fabricação de peças para armamentos, pois a precisão dimensional obtida pelo processo de microfusão é superior a fundição convencional.
Hoje em dia utiliza-se muito o processo de microfusão para a produção de jóias finas, com detalhes cada vez apurados, sem falar é claro, que esta técnica agora aperfeiçoada, proporciona a produção de peças feitas em ligas metálicas especiais, ligas muito resistentes a oxidação, caras e de difícil fabricação por outros métodos que não seja pelo processo de microfusão (cera perdida). Tudo isso devido a sua capacidade de reproduzir peças com tolerâncias dimensionais centesimais, melhorando sensivelmente a reprodução de detalhes sem a necessidade, muitas vezes, de usinagem posterior.
Engana-se quem pensa que este processo produtivo por ser tão antigo, não possui mais espaço no atual mercado metal-mecânico, esta totalmente equivocado. As técnicas atuais produtivas utilizadas na microfusão, contam com equipamentos e robôs de última geração no controle do processo produtivo. A microfusão abrange, além da tecnologia da fundição convencional de metais, tecnologia em ceras, plásticos, cerâmica, viscosidades, controle de temperatura do metal, controle de temperatura ambiental e controle dimensional apurado das peças microfundidas. Existem peças que somente pelo processo de microfusão podem ser fabricadas, com excelente acabamento superficial, e sem qualquer tipo de usinagem.
Já está comprovada a fundição de metais, pelo método de microfusão, pelos egípcios a aproximadamente 4.000 anos A.C. Artefatos microfundidos foram encontrados na região Mesopotâmica, Grécia e no continente americano, principalmente na época pré-colobiana, onde as civilizações Mayas, Aztecas e Incas, já possuiam jóias, estátuas e artefatos diversos em metal feitos pelo processo de microfusão (cera perdida ou investment casting).
Após muitos séculos de decadência e estagnação tecnológica, recentemente está técnica produtiva voltou a ser utilizada para produção de peças onde a necessidade de muito detalhamento, aprimoramento dimensional e reprodução de finos detalhes, se faziam necessários.
No período da Segunda Grande Guerra Mundial, os alemães utilizaram este processo macivamente na fabricação de peças para armamentos, pois a precisão dimensional obtida pelo processo de microfusão é superior a fundição convencional.
Hoje em dia utiliza-se muito o processo de microfusão para a produção de jóias finas, com detalhes cada vez apurados, sem falar é claro, que esta técnica agora aperfeiçoada, proporciona a produção de peças feitas em ligas metálicas especiais, ligas muito resistentes a oxidação, caras e de difícil fabricação por outros métodos que não seja pelo processo de microfusão (cera perdida). Tudo isso devido a sua capacidade de reproduzir peças com tolerâncias dimensionais centesimais, melhorando sensivelmente a reprodução de detalhes sem a necessidade, muitas vezes, de usinagem posterior.
Engana-se quem pensa que este processo produtivo por ser tão antigo, não possui mais espaço no atual mercado metal-mecânico, esta totalmente equivocado. As técnicas atuais produtivas utilizadas na microfusão, contam com equipamentos e robôs de última geração no controle do processo produtivo. A microfusão abrange, além da tecnologia da fundição convencional de metais, tecnologia em ceras, plásticos, cerâmica, viscosidades, controle de temperatura do metal, controle de temperatura ambiental e controle dimensional apurado das peças microfundidas. Existem peças que somente pelo processo de microfusão podem ser fabricadas, com excelente acabamento superficial, e sem qualquer tipo de usinagem.
Vazamento
O vazamento é a operação que compreende a transferência do metal líquido do
forno de indução para o recipiente denominado “PANELA” que levará o metal
até o molde.
Nesta etapa é fundamental o controle:
-da limpeza das panela de vazamento, para não haver inclusões de
material refratário na peça;
-da temperatura do metal líquido a ser vazado: se for muito baixa, a
peça sairá com falhas; se for muito alta, irá provocar sinterização de
areia nas peças. Para os ferros varia de 1300 a 1500 ºC e para aços
de 1500 a 1700 ºC;
-da velocidade de vazamento do metal líquido: se for muito baixa,
provocará defeitos de expansão da areia devido à irradiação de calor
do próprio metal preenchendo o molde; se for muito alta, provocará
erosão na areia do molde e conseqüentemente grande numero de
inclusões de areia.
forno de indução para o recipiente denominado “PANELA” que levará o metal
até o molde.
Nesta etapa é fundamental o controle:
-da limpeza das panela de vazamento, para não haver inclusões de
material refratário na peça;
-da temperatura do metal líquido a ser vazado: se for muito baixa, a
peça sairá com falhas; se for muito alta, irá provocar sinterização de
areia nas peças. Para os ferros varia de 1300 a 1500 ºC e para aços
de 1500 a 1700 ºC;
-da velocidade de vazamento do metal líquido: se for muito baixa,
provocará defeitos de expansão da areia devido à irradiação de calor
do próprio metal preenchendo o molde; se for muito alta, provocará
erosão na areia do molde e conseqüentemente grande numero de
inclusões de areia.
Cera perdida
Voltando muito na história do homem, podemos relembrar que os primeiros metais usados foram aqueles que se encontravam em formas naturais puras, como as pepitas de ouro de aluvião. É certo que um dos primeiros metais utilizados como peça de adorno foi o ouro.
Por volta de 5.500 a.C. teve início a metalurgia do cobre.
O processo da metalurgia envolve técnicas que foram sendo descobertas lentamente, com o acúmulo de experiências, baseadas em erros e acertos.Na arte de trabalhar o metal, a técnica mais antiga de que se tem conhecimento é a forja a frio (martelagem), posteriormente veio a fundição, sendo a do cobre a mais importante.
A origem da fundição por cera perdida se dá quando o homem molda argila, imprimindo nela uma forma volumosa, que pode ser a ponta de uma lança ou um machado. Essa argila é queimada e depois de endurecida servirá de molde para que se deposite o metal líquido incandescente.
Esse era um método adequado para peças grandes e pesadas, sem detalhes ou precisão. No entanto, o homem quis seguir além de suas descobertas e poder gerar objetos mais refinados, de linhas mais finas e delicadas. Começou então o processo realmente dito de fundição por cera perdida. Peças eram esculpidas em cera de abelha e inseridas no barro que era posto para secar. Deixava-se uma abertura para que a cera pudesse escorrer quando a argila se aquecia. Depois, o metal líquido era injetado para dentro desse molde. Quando frio, o barro era quebrado e surgia então o objeto de metal.
A época do surgimento dessa técnica é incerta, no entanto, objetos encontrados na tumba de Tutankamon foram produzidos por esse método.
A técnica da Fundição por Cera Perdida consiste basicamente:
Uma peça esculpida ou reproduzida em cera é agrupada no que chamamos "árvore", ou seja, um bastão central de cera (caule) ao qual se unem todas as peças, fixadas por meio de um gito (tronco).
Essa "árvore" será colocada num recipiente e preenchido com gesso.
O gesso é endurecido e levado ao forno em alta temperatura. A cera derretida escorre para fora do gesso e têm-se um molde interno das peças. Atualmente tem sido utilizada a fundição a vácuo, onde a cera é também absorvida pelas paredes laterais do gesso.
O metal líquido é injetado para dentro desse molde e o gesso é dissolvido em água.
Surgem as peças de metal.
Por volta de 5.500 a.C. teve início a metalurgia do cobre.
O processo da metalurgia envolve técnicas que foram sendo descobertas lentamente, com o acúmulo de experiências, baseadas em erros e acertos.Na arte de trabalhar o metal, a técnica mais antiga de que se tem conhecimento é a forja a frio (martelagem), posteriormente veio a fundição, sendo a do cobre a mais importante.
A origem da fundição por cera perdida se dá quando o homem molda argila, imprimindo nela uma forma volumosa, que pode ser a ponta de uma lança ou um machado. Essa argila é queimada e depois de endurecida servirá de molde para que se deposite o metal líquido incandescente.
Esse era um método adequado para peças grandes e pesadas, sem detalhes ou precisão. No entanto, o homem quis seguir além de suas descobertas e poder gerar objetos mais refinados, de linhas mais finas e delicadas. Começou então o processo realmente dito de fundição por cera perdida. Peças eram esculpidas em cera de abelha e inseridas no barro que era posto para secar. Deixava-se uma abertura para que a cera pudesse escorrer quando a argila se aquecia. Depois, o metal líquido era injetado para dentro desse molde. Quando frio, o barro era quebrado e surgia então o objeto de metal.
A época do surgimento dessa técnica é incerta, no entanto, objetos encontrados na tumba de Tutankamon foram produzidos por esse método.
A técnica da Fundição por Cera Perdida consiste basicamente:
Uma peça esculpida ou reproduzida em cera é agrupada no que chamamos "árvore", ou seja, um bastão central de cera (caule) ao qual se unem todas as peças, fixadas por meio de um gito (tronco).
Essa "árvore" será colocada num recipiente e preenchido com gesso.
O gesso é endurecido e levado ao forno em alta temperatura. A cera derretida escorre para fora do gesso e têm-se um molde interno das peças. Atualmente tem sido utilizada a fundição a vácuo, onde a cera é também absorvida pelas paredes laterais do gesso.
O metal líquido é injetado para dentro desse molde e o gesso é dissolvido em água.
Surgem as peças de metal.
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