PT625386E - Processo de fundicao de precisao em que o modelo perdido e formado num molde perdido - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "PROCESSO DE FUNDIÇÃO DE PRECISÃO EM QUE O MODELO PERDIDO É FORMADO NUM MOLDE PERDIDO*’ O presente invento diz respeito a um processo de fundição de precisão utilizado para a produção de peças fundidas através da obtenção de um modelo perdido revestido com um material cerâmico e sendo o referido modelo feito através de um modelo perdido.

ANTECEDENTES DO INVENTO O presente invento proporciona substanciais aperfeiçoamentos nos processos de fundição de precisão que são o de "Cera Perdida" e o de "Formação de um Modelo Temporário resultante da solidificação de um líquido no interior de um molde elástico mediante o arrefecimento desse mesmo líquido". Ambos os processos permitem o fabrico de peças fundidas de alta qualidade. No entanto, cada um desses processos apresenta um certo número de inconvenientes. a) PROCESSO DE "CERA PERDIDA"

Os principais inconvenientes deste processo têm origem na transformação e na manipulação da cera usada para o fabrico do modelo. 1) O elevado custo dos utensílios necessários para a injecção da cera, o que faz com que este processo só possa ser rentável na produção de peças destinadas a ser fabricadas em grande escala. -2- 2) A complexidade da manipulação dos modelos de cera, que dá origem a elevados custos de mão-de-obra na preparação de grupos de modelos ou de múltiplos modelos. 3) Dificuldade e perda de qualidade das ceras quando recicladas. b) PROCESSO DE "FORMAÇÃO DE UM MODELO TEMPORÁRIO RESULTANTE DA SOLIDIFICAÇÃO DE UM LÍQUIDO NO INTERIOR DE UM MOLDE ELÁSTICO MEDIANTE O ARREFECIMENTO DESSE MESMO LÍQUIDO"

Devido ao facto de que o processo de fundição por meio de revestimento com material cerâmico se destina à produção de peças de alta precisão com paredes de espessura reduzida e formas intrincadas, os principais inconvenientes deste processo são os seguintes: 1) A enorme dificuldade na extracção do modelo temporário de dentro do molde elástico sem que isso vá provocar fendas no modelo no caso em que devem ser obtidas paredes de reduzida espessura. 2) A dificuldade de se fabricar peças que necessitam de machos complexos, que dão origem à utilização imperativa de machos de material cerâmico, o que dá lugar a um aumento do preço do produto. 3) Dificuldade na extracção de grupos completos de dentro do molde elástico sem que isso vá provocar fendas. É conhecida a patente alemã DE-1 034 844, através da qual são utilizados moldes destrutíveis para a produção de corpos de moldagem feitos de elastómeros de fusão, como por exemplo poliuretano. Esses moldes são -3- destruídos por dissolução num solvente, tendo em conta que esses solventes não devem atacar os corpos de moldagem.

Na revista TOOLING AND PRODUCTION, vol. 44, n°ll (1979.02) é divulgado o fabrico de modelos complexos feitos por meio de diferentes partes pegadas umas às outras que irão formar o modelo final.

Finalmente, também é conhecida a patente US-2 480 048 que diz respeito a um processo de fundição que utiliza um molde de baixo ponto de fusão que pode ser facilmente removido do artigo fundido. Este molde é formado por um metal que funde a uma temperatura que não provoca quaisquer estragos no metal da peça fundida.

SUMÁRIO DO INVENTO

Com o presente invento, os referidos inconvenientes dos processos vulgares de fundição de precisão são ultrapassados e remediados através de um processo de fundição preciso e aperfeiçoado que é mais rápido, que tem um melhor rendimento e que dá origem a peças com um melhor acabamento, por meio de um revestimento com material cerâmico de um modelo perdido, em que, com apreciável vantagem, o modelo perdido é formado num molde perdido, o que produz os seguintes efeitos vantajosos: A) O fabrico de todos os tipos de peças - incluindo as que são extremamente finas ou que requerem machos complexos - evitando tanto o risco de fendas como a utilização de machos. B) O fabrico de todos os tipos de peças de elevada qualidade, independentemente da sua complexidade, e para grandes, médias e -4- pequenas séries, com um investimento mínimo em utensílios, o que faz com que a produção desse tipo de peças complexas seja rentável para grandes, médias e pequenas séries. C) O fabrico de todos os tipos de peças de elevada qualidade utilizando materiais recicláveis no fabrico de modelos e moldes perdidos, o que dá origem a baixos custos de preparação dos modelos e moldes perdidos. D) O fabrico de todos os tipos de peças de elevada qualidade, mesmo quando é necessário preparar grupos completos (múltiplos modelos) sem riscos de fendas, o que dá origem a baixos custos de manipulação dos modelos perdidos. O processo de fundição, realizado da maneira especificada a seguir, para a produção de peças fundidas por meio de revestimento com material cerâmico de um modelo perdido formado num molde perdido.

Tomando um molde positivo, é formado um molde temporário vazando um líquido sobre o molde e deixando-o arrefecer abaixo do seu ponto de fusão de maneira a ficar no estado sólido, podendo este molde temporário ser formado por múltiplas peças que se unem umas às outras quando a forma da peça é complexa. O modelo é extraído do molde temporário e é formado um modelo temporário vazando no referido modelo um segundo líquido e deixando que este arrefeça até atingir o estado sólido. O molde temporário é eliminado mediante a fusão do mesmo através de um adequado controlo da temperatura (ou mediante a dissolução do -5-

molde temporário num solvente adequado) obtendo-se o modelo temporário. O revestimento de material cerâmico é feito em tomo do modelo temporário. Faz-se subir a temperatura até um valor superior à temperatura de fusão do segundo líquido, a fim de provocar a fusão e a evacuação do modelo temporário, obtendo-se um invólucro de material cerâmico cuja cavidade tem a mesma forma que a peça a ser fundida. A cavidade do invólucro de material cerâmico é cheia com metal em fusão que é deixado solidificar, a fim de formar a peça final.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS O carácter do presente invento pode ser melhor compreendido mediante referência aos desenhos anexos nos quais se acha descrito um modo de realização do invento, em particular um método que implica a eliminação do molde temporário mediante a fusão do mesmo. A Fig. 1 é a descrição do equipamento necessário para se dar início ao processo de fabrico (molde positivo de material elástico). A Fig. 2 é a descrição das partes constitutivas do molde temporário formado mediante extracção do material solidificado de dentro do modelo elástico no interior do qual esse mesmo material foi vazado. A Fig. 3 é a descrição do molde temporário formado mediante a montagem das suas diferentes partes. A Fig. 4 é a descrição do conjunto formado após o vazamento de um líquido no interior do molde temporário. -6-

A Fig. 5 é a descrição do modelo temporário formado mediante a fusão do molde temporário. A Fig. 6 é a descrição do conjunto formado pelo modelo temporário e pelo revestimento do modelo temporário com um material cerâmico. A Fig. 7 é a descrição da cavidade formada mediante a fusão do modelo e a sua evacuação de dentro do invólucro de material cerâmico. A Fig. 8 é a descrição do conjunto formado mediante o vazamento e a solidificação do metal em fusão no interior do invólucro de material cerâmico. A Fig. 9 é a descrição da peça fundida obtida mediante a eliminação do invólucro no interior do qual solidificou o metal em fusão e de qualquer material que permaneça agarrado à peça.

DESCRIÇÃO PORMENORIZADA DO INVENTO O processo inicia-se com o fabrico de um molde positivo, geralmente formado por uma camada de material elástico (1) que assenta sobre uma peça de suporte rígida (2). Este molde pode reproduzir uma ou várias peças, dependendo das dimensões e da forma da(s) mesma(s).

No interior das diferentes partes do molde positivo é vazado um líquido (3), sendo depois o conjunto arrefecido até uma temperatura T(l), inferior à do ponto de fusão do líquido (3), dando origem à solidificação do mesmo. O líquido (3) arrefecido é em seguida extraído, obtendo-se assim as diferentes partes constitutivas do molde temporário (4, 5) (ver Fig. 2). -7-

É formado um molde temporário mediante a montagem das correspondentes partes (6) (ver Fig. 3).

Mantendo a temperatura no valor T(l), procede-se ao vazamento de um líquido (7) no interior do molde temporário (4, 5). A relação entre as temperaturas de fusão de (3) e de (7) deve ser a seguinte: T(3) < T(7) sendo T(3) e T(7) as temperaturas de fusão dos materiais (3) e (7), respectivamente. A temperatura do líquido (7), no momento em que este é vazado no interior do molde temporário, deve ser próxima da sua temperatura de solidificação. Dado que o molde temporário se encontra a uma temperatura T(l) inferior à do ponto de fusão de (3) T(3) e, por conseguinte, sensivelmente inferior à temperatura de solidificação do líquido (7), pode-se obter a solidificação do mesmo.

Em seguida, a temperatura da unidade "molde temporário-modelo temporário" é levada a um valor T(2) compreendido entre os pontos de fusão de (7) e (3). T(3) < T(2) < T(7) A esta temperatura T(2) dá-se a fusão do molde temporário (4, 5), e por conseguinte o modelo temporário (7) é o único que se mantém no estado sólido (ver Fig. 5). -8-

Mantendo o modelo (7) à temperatura T(2), o revestimento do mesmo é formado mediante imersão do mesmo numa pasta fluida de material cerâmico cuja temperatura de solidificação deverá ser inferior a T(2); por conseguinte, o processo de revestimento é realizado através de meios convencionais (ver Fig. 6).

Em seguida, a temperatura da unidade é elevada até um valor superior a T(7) (ponto de fusão de (7)), de maneira que o modelo temporário (7) é fundido e evacuado de dentro do invólucro de material cerâmico invertendo a posição do invólucro(ver Fig. 7).

As etapas seguintes, tais como: secagem do invólucro de material cerâmico, enchimento do mesmo com metal em fusão, permitir que o metal solidifique, eliminar o invólucro que se acha pegado à peça fundida e eliminar qualquer material que permaneça agarrado à peça (sistema de alimentação das peças), são todas realizadas por meio de processos convencionais (ver Figs. 8 e 9).

Lisboa, 14 de Abril de 2000

>30RC3E AFONSO CRUZ Agente Oficial da Propriedade Industrial RUA VICTOR CORDON, 14 1200 LISBOA

Claims (2)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Processo de fundição de precisão para a produção de peças fundidas que começa a partir da formação de um molde positivo que é constituído por uma ou várias partes, dependendo da peça a ser reproduzida, sendo o referido molde positivo formado por duas partes, uma primeira parte ou suporte rígido (2) e uma segunda parte ou cobertura compreendendo um material elástico (1), indo depois sobre o molde ou moldes assim formados ser vazado um líquido (3) que depois é arrefecido até endurecer, após o que é removido, e montado juntamente com outras partes se o molde for formado por várias partes, a fim de formar um molde temporário (4, 5), indo depois no interior desse molde temporário ser vazado um segundo líquido (7) com um ponto de fusão superior ao do primeiro líquido (3), indo este segundo líquido ser deixado endurecer no interior do molde temporário (4, 5), indo depois o molde temporário (4, 5) ser fundido ao ser submetido a uma temperatura superior à do ponto de fusão do líquido do qual o molde foi extraído, mas inferior à do ponto de fusão do líquido vazado no interior do molde temporário (4, 5), obtendo-se em resultado disso a peça ou modelo interior endurecido (7) que é revestido com material cerâmico, formando um invólucro de material cerâmico sólido em tomo do modelo temporário, indo depois o modelo temporário ser removido por fusão ou por dissolução num solvente e sendo o líquido resultante retirado de dentro do invólucro de material cerâmico, e indo depois a cavidade do invólucro de material cerâmico ser cheia com metal em fusão que é deixado solidificar de maneira a formar a peça fundida final.
2. 2. Processo de fundição de precisão para a produção de peças fundidas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a temperatura de endurecimento do líquido que forma o molde temporário (4, 5), ou partes do -2- molde, ser inferior à temperatura de endurecimento do segundo líquido destinado a ser vazado no interior do mesmo e que deve constituir o modelo (7) no processo de fundição. Lisboa, 14 de Abril de 2000

   Agente Oficial da Propriedade Industrial RUA VICTOR CORDON, 14 1200 LISBOA