Moldagem em Casca (Shell Molding) - Processo de Fabricação de Peças em Alumínio e Magnésio, Notas de aula de Engenharia Mecânica

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MOLDAGEM EM CASCA

(Shell Molding)

• Shell Molding, ou Moldagem em Casca, é um processo usado para Fundir com excelente precisão e baixo custo, inventado em 1941 por Johannes Croning.
• A Moldagem em Shell, é um processo similar ao processo de Moldagem em Areia exceto pela mistura de resina (de 1 a 6%) na areia o que garante a união dos grãos

Shell Molding

Desenvolver e criar um Ferramental nos padrões desejados pode demorar muito tempo, mas uma vez desenvolvido, pode-se produzir de 5 a 50 cascas por hora, dependendo da complexidade do molde e do tamanho e do equipamento.

No caso da produção de produtos de Alumino e Magnésio, os Cascas ou Moldes podem aceitar em média 13,5 kg como sendo um limite normal.

A espessura das cascas podem variar entre 3 e 10 mm, dependendo do tempo de criação das cascas e da quantidade de resina empregado.

A mistura de areia- resina pode ser reciclada queimando fora a resina a temperaturas altas.

Shell Molding

A areia coberta (Areia Shell) é colocada sobre ferramentais de metal quente, enquanto a areia cura a Casca resultante pode adquirir diversas tonalidades.

Ao final, separa-se a Casca resultante do ferramental que a deu origem. As cascas são unidas utilizando-se de uma cola especial e acrescidas ou não de machos (conforme a necessidade).

O metal é colocado nas cavidades de entrada e aguarda-se o tempo necessário para o resfriamento e a solidificação do mesmo.

Ao final, os moldes (cascas) são quebrados para remover as peças resultantes do processo.

Shell Molding

FABRICAÇÃO DA CASCA E COLAGEM

Coloca-se o molde da casca na máquina giratória (moldadora), a máquina gira e despeja areia com resina por cima do molde até completar uma volta, aquece a areia e retira-se a casca.

Primeiro fabrica-se uma parte da casca, logo após coloca-se os machos e em seguida coloca-se a outra casca por cima, colando as duas cascas com uma cola especial (cola quente).

Para um melhor acabamento interno, o macho é mergulhado em uma tinta especial (Zirconita e álcool) para melhorar o acabamento interno. Dependendo da peça, podem ser fabricadas várias peças no mesmo molde.

Etapas do processo

• Processo que permite a produção de moldes com alta precisão e excelente acabamento superficial (classe 1).
• Também conhecido por “Croning Shell process”.
• Vasto campo de aplicações, seja para materiais ferrosos ou não ferrosos.

Seqüência de Fabricação

• Confecção do modelo em placa (macho): Normalmente feito de metal para suportar altas temperaturas e desgastes. Adiciona-se ainda os canais de alimentação, ataque, etc

Seqüência de Fabricação

• Carregar reservatório e girar : A placa é colocada na máquina com o reservatório já preparado. Existe o giro e o molde permanece em contato com a mistura de 10 a 15 segundos, formando uma parede de 6 a 15mm de espessura.

Seqüência de Fabricação

• Retirada da placa : A placa é retirada da máquina com a camada de material já envolvendo o molde, porém não totalmente dura.

Seqüência de Fabricação

• Vazamento do Molde: As duas metades da casca são juntadas na caixa, suportadas por areia ou limalha. O molde está então pronto para ser vazado.

Aplicabilidade

• Para peças de peso variando desde dezenas de gramas até 200kg.
• Peças que exigem estreitas tolerâncias dimensionais e ótimo acabamento superficial.
• Peças com secções delgadas e geometria complexa.

Desvantagens do Processo

• É um dos mais caros processos de moldagem.
• Limitação do peso e dimensões máximas da peça a ser fundida.
• Elevado custo da resina aglomerante.
• Há necessidade de equipamentos e acessórios para controle.
• Pouco justificável para pequenas quantidades.

Modelos para Fundição em Casca

• Os machos devem ser de material metálico ou revestidos pelo mesmo.
• Podem ser recuperados quando revestidos por aspersão térmica ou soldagem.
• Ferro fundido: acessível e estável nas temperaturas exigidas.
• De fácil usinagem e requer pouca manutenção.
• Outros materiais: bronze, alumínio e aço.