Processo de fundição de investimento

As peças fundidas podem ser feitas a partir de um modelo original em cera (método direto) ou de réplicas em cera de um padrão original que não precisa ser feito de cera (método indireto). As etapas a seguir descrevem o processo indireto, que pode levar de dois a sete dias para ser concluído.

1. Produza um padrão mestre: Um artista ou fabricante de moldes cria um padrão original a partircera,argila,madeira,plásticoou outro material.^[5]Nos últimos anos, a produção de padrões usandoimpressao 3Dde modelos produzidos porprojeto auxiliado por computadorsoftware se tornou popular usando principalmenteresinabaseadoEstereolitografia(SLA) ou impressoras 3D DLP para padrões de alta resolução ou filamento PLA padrão quando não são necessários altos níveis de precisão. Se estiver usando um padrão impresso em 3D, prossiga diretamente para a etapa 5.
2. Crie um molde: Amofo, Conhecido comomestre morre, é feito para se ajustar ao padrão mestre. Se o padrão mestre foi feito de aço, o molde mestre pode ser fundido diretamente do padrão usando metal com ponto de fusão mais baixo.Borrachaos moldes também podem ser moldados diretamente do padrão mestre. Alternativamente, uma matriz mestre pode ser usinada de forma independente – sem criar um padrão mestre.^[5]
3. Produza padrões de cera: Embora chamadopadrões de cera, os materiais padrão também podem incluir plástico e congeladosmercúrio.^[5]Os padrões de cera podem ser produzidos de duas maneiras. Em um processo, a cera é despejada no molde e agitada até que um revestimento uniforme, geralmente com cerca de 3 mm (0,12 pol.) de espessura, cubra a superfície interna do molde. Isto é repetido até que a espessura desejada do padrão seja alcançada. Outro método envolve preencher todo o molde com cera derretida e deixá-lo esfriar como um objeto sólido.^{[citação necessária]}
   Se for necessário um núcleo, existem duas opções: cera solúvel ou cerâmica. Os núcleos de cera solúvel são projetados para derreter o revestimento de revestimento com o restante do padrão de cera; os núcleos cerâmicos são removidos após o endurecimento do produto.^[5]
4. Monte padrões de cera: Vários padrões de cera podem ser criados e montados em um grande padrão para ser fundido em um lote. Nesta situação, os padrões são fixados em uma cerajitopara criar um cluster padrão ouárvore.Para anexar padrões, uma ferramenta de aquecimento é usada para derreter levemente as superfícies de cera designadas, que são então pressionadas umas contra as outras e deixadas para esfriar e endurecer. Até centenas de padrões podem ser montados em uma árvore.^[5][6]Padrões de cera também podem serperseguido, que significalinhas de separaçãoouflashessão apagados usando a ferramenta de metal aquecida. Finalmente, os padrões sãovestido(removendo imperfeições) para parecerem peças acabadas.^[7]
5. Aplicar materiais de investimento: O molde cerâmico, conhecido comoinvestimento, é produzido repetindo uma série de etapas – revestimento, estuque e endurecimento – até que a espessura desejada seja alcançada.
   1. Revestimentoenvolve mergulhar um conjunto de padrões em uma pasta de material refratário fino e depois drenar para criar um revestimento de superfície uniforme. Materiais finos são usados ​​nesta primeira etapa, também chamada derevestimento primário, para preservar detalhes finos do molde.
   2. Estuqueaplica partículas cerâmicas grossas mergulhando padrões em umleito fluidizado, colocando-o em uma lixadeira de chuva ou aplicando os materiais manualmente.
   3. Endurecimentopermite a cura dos revestimentos. Essas etapas são repetidas até que o revestimento atinja a espessura necessária — geralmente de 5 a 15 mm (0,2 a 0,6 pol.). Os moldes de investimento são deixados secar completamente, o que pode levar de 16 a 48 horas. A secagem pode ser acelerada aplicando vácuo ou minimizando a umidade ambiental. Os moldes de investimento também podem ser criados colocando os grupos de padrões em umfrascoe depois despejar material de investimento líquido por cima. O frasco é então vibrado para permitir que o ar preso escape e ajude o material de revestimento a preencher quaisquer pequenos vazios.^[5][8]
   4. Materiais: comumrefratáriomateriais utilizados para criar os investimentos são: sílica, zircão, diversossilicatos de alumínio, ealumina. A sílica é geralmente usada nasílica fundidaforma, mas às vezesquartzoé usado porque é mais barato.Silicatos de alumíniosão uma mistura de alumina e sílica, onde as misturas comumente utilizadas possuem um teor de alumina de 42 a 72%; com 72% de alumina, o composto é conhecido comomulita. Durante a(s) demão(s) primária(s),zircãorefratários baseados em óxidos são comumente usados, porquezircônioé menos provável que reaja com o metal fundido.^[8]Antes da sílica, uma mistura de gesso e moldes antigos triturados (chamote) foi usado.^[9]Os ligantes usados ​​para manter o material refratário no lugar incluem:silicato de etila(à base de álcool e quimicamente endurecido),sílica coloidal(à base de água, também conhecido como sol de sílica, endurecido por secagem),silicato de sódio, e um híbrido destes controlado parapHeviscosidade.
6. Desparafinar: Depois que os moldes cerâmicos estiverem totalmente curados, eles são virados de cabeça para baixo e colocados em umfornoouautoclavepara derreter e/ou vaporizar a cera. A maioria das falhas de casca ocorre neste ponto porque as ceras utilizadas têm umcoeficiente de expansão térmicaisso é muito maior do que o material de revestimento que a rodeia – à medida que a cera é aquecida, ela se expande e introduz tensão. Para minimizar essas tensões, a cera é aquecida o mais rápido possível para que as superfícies externas da cera possam derreter e drenar rapidamente, abrindo espaço para a expansão do restante da cera. Em certas situações, furos podem ser feitos no molde antes do aquecimento para ajudar a reduzir essas tensões. Qualquer cera que saia do molde geralmente é recuperada e reutilizada.^[10]
7. Pré-aquecimento de esgotamento: O molde é então submetido a umaesgotamento, que aquece o molde entre 870 °C e 1095 °C para remover qualquer umidade e cera residual e parasinterizaro molde. Às vezes, esse aquecimento também é usado para pré-aquecer o molde antes do vazamento, mas outras vezes o molde pode esfriar para que possa ser testado. O pré-aquecimento permite que o metal permaneça líquido por mais tempo, preenchendo melhor todos os detalhes do molde e aumentando a precisão dimensional. Se o molde for deixado esfriar, as fissuras encontradas poderão ser reparadas com pasta cerâmica ou cimentos especiais.^[10][11]
8. Derramando: O molde de revestimento é então colocado com o lado aberto para cima em uma banheira cheia de areia. O metal pode ser derramado por gravidade ou forçado pela aplicação de pressão positiva de ar ou outras forças.Fundição a vácuo,fundição inclinada, vazamento assistido por pressão efundição centrífugasão métodos que utilizam forças adicionais e são especialmente úteis quando os moldes contêm seções finas que, de outra forma, seriam difíceis de preencher.^[11]
9. Desinvestimento: A casca é martelada,mídia explodiu,vibrado,jato de água, ou quimicamente dissolvido (às vezes comnitrogenio liquido) para liberar o elenco. O sprue é cortado e reciclado. A peça fundida pode então ser limpa para remover sinais do processo de fundição, geralmente poresmerilhamento.^[11]
10. Acabamento: Após a retificação, a peça fundida concluída é então submetida ao acabamento. Isso geralmente vai além da retificação, com impurezas e negativos sendo removidos por meio de ferramentas manuais e soldagem. Caso a peça necessite de endireitamento adicional, esse processo geralmente é realizado por prensas de endireitamento hidráulico, que alinham o produto com suas tolerâncias.^[12]