Nas próximas páginas, você será DESAFIADO! Como futuro profissional da área de engenharia, queremos que você desenvolva habilidades

MAPA – FUNDIÇÃO E SOLDAGEM – 52_2025

O PROCESSO DE FUNDIÇÃO

 

Olá, estudante!

Tudo bem?

Seja bem-vindo à nossa atividade MAPA da disciplina Fundição e Soldagem. A atividade tem como tema “O Processo de Fundição”, e está dividida em três etapas, abordando os conteúdos que serão estudados ao longo da disciplina Fundição e Soldagem.

As suas principais tarefas nesse MAPA serão:

Descrever os principais processos de fundição.

Realizar o experimento de fundição em molde de areia verde.

Discutir sobre as características do processo de fundição.

Bom trabalho!

Prof. Plínio de Andrade Vieira

 

INSTRUÇÕES DE ENTREGA

– Este é um trabalho INDIVIDUAL.

– As respostas devem ser entregues utilizando o Modelo de Resposta MAPA Fundição e Soldagem disponibilizado. Sobre o seu preenchimento, é necessário o cumprimento das seguintes diretrizes:

– Toda e qualquer fonte e referência que você utilizar para responder os questionários deve ser citada ao final da questão.

– Após inteiramente respondido, o Modelo de Resposta MAPA Fundição e Soldagem deve ser enviado para correção pelo seu Studeo em formato de arquivo DOC / DOCX ou PDF, e apenas estes formatos serão aceitos.

– O Modelo de Resposta MAPA Fundição e Soldagem pode ter quantas páginas você precisar para respondê-lo, desde que siga a sua estrutura.

– O Modelo de Resposta MAPA Fundição e Soldagem deve ser enviado única e, exclusivamente, pelo seu Studeo, no campo “MAPA” desta disciplina. Toda e qualquer outra forma de entrega deste Modelo de Resposta MAPA não é considerada.

– A qualidade do trabalho será considerada na hora da avaliação, então preencha tudo com cuidado, explique o que está fazendo, responda as perguntas e mostre sempre o passo a passo das resoluções e deduções. Quanto mais completo seu trabalho, melhor!

Problemas frequentes a evitar:

– Coloque um nome simples no seu arquivo para não se confundir no momento de envio.

– Se você usa OPEN OFFICE ou MAC, transforme o arquivo em PDF para evitar incompatibilidades.

– Verifique se você está enviando o arquivo correto! É o MAPA da disciplina certa? Ele está preenchido adequadamente?

Como enviar o arquivo:

– Acesse no Studeo o ambiente da disciplina e clique no botão MAPA. No final da página, há uma caixa tracejada de envio de arquivo. Basta clicar nela e então selecionar o arquivo de resposta da sua atividade.

– Antes de clicar em FINALIZAR, certifique-se de que está tudo certo, pois uma vez finalizado você não poderá mais modificar o arquivo. Sugerimos que você clique no link gerado da sua atividade e faça o download para conferir se está de acordo com o arquivo entregue.

Sobre plágio e outras regras:

– Trabalhos copiados da internet ou de outros alunos serão zerados.

– Trabalhos copiados dos anos anteriores também serão zerados, mesmo que você tenha sido o autor.

– A equipe de mediação está à sua disposição para o atendimento das dúvidas por meio do “Fale com o Mediador” em seu Studeo. Aproveite essa ferramenta!

VOCÊ ESTÁ PREPARADO?

Nas próximas páginas, você será DESAFIADO! Como futuro profissional da área de engenharia, queremos que você desenvolva habilidades essenciais para a sua jornada, como: analisar, sistematizar, refletir e tomar decisão. Uma aprendizagem ativa relevante é relacionada à nossa vida, aos nossos projetos e expectativas. E nisso, o aprendizado em Fundição e Soldagem é excelente! Analisar e interpretar os desafios da vida real para a tomada de decisão, transformando-os em um objeto de estudo que permita a aplicação de conceitos de tecnologia na vivência prática de concepção de projetos.

O objetivo deste desafio é provocar o seu senso de interpretação, buscando os fundamentos necessários à explicação e compreensão das questões propostas, conectando o conteúdo de Fundição e Soldagem à realidade de uma determinada indústria. Além disso, este desafio proporciona autonomia para que você seja capaz de organizar suas atividades mentais, de modo a desenvolver não somente o que compete às suas atribuições como estudante, mas também como futuros profissionais.

Nossa atividade está dividida em três etapas que deverão ser feitas individualmente. Você será desafiado, primeiramente, a determinar os principais processos de fundição encontrados na indústria. Em seguida, irá descrever realizar um experimento de fundição usando o processo de molde de areia verde, e finalmente, discutir sobre algumas características do processo de fundição. Assim, seus conhecimentos serão colocados à prova! Você está preparado? Vamos lá!

INTRODUÇÃO A FUNDIÇÃO

A fundição é um dos processos mais antigos de transformação de metais, com uma história que remonta a milhares de anos. Sua descoberta e aprimoramento desempenharam um papel fundamental no avanço tecnológico e no desenvolvimento das civilizações, possibilitando a criação de ferramentas, armas, artefatos e estruturas essenciais para o progresso humano.

Origens da Fundição

Os primeiros indícios de fundição de metais datam de aproximadamente 5000 a.C., na Idade do Cobre. Povos antigos, como egípcios, mesopotâmicos e chineses, começaram a aquecer minérios em fornos rudimentares para extrair cobre. A capacidade de moldar o metal líquido em formas específicas revolucionou a produção de ferramentas e armas, iniciando uma nova era tecnológica.

Por volta de 3500 a.C., surgiu a fundição do bronze, resultado da combinação entre cobre e estanho. Essa liga mais resistente permitiu o desenvolvimento de instrumentos mais eficientes, impulsionando o avanço das civilizações da Idade do Bronze. Com o tempo, os processos de fundição foram refinados, possibilitando a criação de objetos ornamentais, esculturas e utensílios domésticos.

Evolução na Idade do Ferro

Com a chegada da Idade do Ferro, por volta de 1200 a.C., a fundição deu um grande salto tecnológico. Esse período demandou fornos mais avançados, capazes de atingir temperaturas superiores às utilizadas para fundir cobre e bronze. A adição de carbono ao ferro levou à produção do aço, um material mais resistente e durável, que teve impacto significativo na fabricação de ferramentas, armas e estruturas.

Desenvolvimento na Idade Média e Renascimento

Durante a Idade Média, a fundição se aprimorou ainda mais com a invenção do alto-forno, inicialmente desenvolvido na China e posteriormente adotado na Europa. Esse avanço permitiu a produção em larga escala de ferro fundido, contribuindo para a evolução da metalurgia. Além disso, a técnica de moldagem em areia começou a ser utilizada, elevando a precisão e a qualidade das peças fundidas.

No Renascimento, o ressurgimento do conhecimento científico levou a inovações na fundição. A invenção da tipografia por Johannes Gutenberg, que utilizava caracteres metálicos fundidos, revolucionou a disseminação do conhecimento. Artistas renomados, como Benvenuto Cellini, também aplicaram a fundição de precisão para criar esculturas em bronze altamente detalhadas.

Impacto da Revolução Industrial

A Revolução Industrial, iniciada no final do século XVIII, transformou drasticamente o setor de fundição. Com a crescente demanda por componentes metálicos, a fundição tornou-se essencial para a produção de máquinas a vapor, ferrovias e infraestrutura industrial. Novos fornos e métodos de moldagem permitiram a fabricação em massa de peças padronizadas, reduzindo custos e aumentando a produtividade.

O processo Bessemer, desenvolvido por Henry Bessemer em 1856, revolucionou a produção de aço ao permitir sua fabricação em grande escala e a um custo reduzido. Essa inovação foi crucial para a construção de pontes, arranha-céus e embarcações, consolidando o papel da fundição na modernização do mundo.

Fundição Contemporânea

No século XX e no período atual, a fundição continua a evoluir com o desenvolvimento de novas tecnologias e materiais. Processos como a fundição sob pressão (die casting) permitiram a produção de peças complexas com alta precisão, sendo amplamente utilizados nas indústrias automotiva e eletrônica. A fundição por cera perdida tornou-se essencial na fabricação de componentes aeroespaciais e médicos.

Com os avanços na ciência dos materiais e na automação industrial, novas técnicas, como a fundição de espuma perdida e a fundição centrífuga, expandiram as possibilidades de aplicação e design. Além disso, a utilização de simulação computacional e controle automatizado tem elevado a qualidade e a eficiência dos processos de fundição, garantindo maior competitividade no setor industrial.

ETAPA 1: Tipos de processos de fundição

Nesta etapa, iremos abordar o processo de fundição, uma técnica fundamental na fabricação de diversos componentes mecânicos. A fundição é amplamente utilizada na indústria para produzir peças complexas com grande precisão e versatilidade. Vamos mergulhar na descrição e nos aspectos essenciais desse processo.

A fundição é um dos métodos mais utilizados na fabricação de componentes mecânicos, devido à sua capacidade de produzir peças com geometrias complexas, alta precisão e versatilidade. Esse processo consiste em fundir um metal ou liga metálica e despejá-lo em um molde, onde ele se solidifica no formato desejado.

Etapas do Processo de Fundição

– Preparação do Molde: o primeiro passo é a confecção do molde, que pode ser feito de materiais como areia, cerâmica ou metal. Esse molde contém a forma negativa da peça a ser produzida.

– Fusão do Metal: o material metálico selecionado é aquecido até atingir seu ponto de fusão em fornos apropriados, garantindo que ele esteja na temperatura ideal para o vazamento.

– Vazamento e Solidificação: o metal fundido é despejado no molde preparado, preenchendo todos os espaços vazios. Com o resfriamento, ele se solidifica e adquire a forma desejada.

– Resfriamento e Extração: após a solidificação completa, a peça fundida é removida do molde. No caso de moldes de areia, eles são frequentemente quebrados para liberar a peça.

– Acabamento e Inspeção: para garantir a qualidade do produto final, a peça pode passar por processos de acabamento, como remoção de rebarbas, usinagem ou tratamentos térmicos. Além disso, inspeções de qualidade são realizadas para verificar se a peça atende às especificações desejadas.

Com o avanço da tecnologia, a fundição tem se tornado cada vez mais eficiente, utilizando simulações computacionais e automação para garantir maior precisão e menor desperdício de material. Seu papel continua fundamental na indústria, atendendo setores como automotivo, aeroespacial e eletrônica.

Atividade da ETAPA 1: Tipos de Processos de Fundição

 

Nesta etapa, sua tarefa é realizar uma pesquisa detalhada sobre diferentes tipos de fundição utilizados na indústria. Concentre-se nos seguintes métodos:

– Fundição em Areia: pesquise sobre o funcionamento desse processo, suas vantagens, desafios e principais aplicações industriais.

– Fundição por Cera Perdida: investigue como esse método é utilizado, destacando suas características, benefícios, dificuldades e onde é mais aplicado.

– Fundição em Molde Metálico: analise esse processo, identificando suas vantagens, limitações e os setores que mais utilizam essa técnica.

Para realizar sua pesquisa, utilize fontes confiáveis, como livros técnicos, artigos acadêmicos, sites especializados e materiais da área de engenharia e metalurgia. Certifique-se de citar corretamente todas as fontes utilizadas.

ETAPA 2: Projeto de Fundição

Nesta etapa, iremos abordar um experimento sobre processo de fundição. Para isso, acesse o laboratório virtual denominado “PROJETO DE FUNDIÇÃO”. Ao abrir ele, você fundirá uma peça metálica utilizando um molde de areia verde.

Durante o experimento, você irá realizar os seguintes procedimentos:

– Transferindo areia para a caixa 1: despeje água na bacia que contém areia e misture com a concha. Posicione o molde 1 na caixa 1 e, em seguida, aplique talco sobre o molde. Com a concha, adicione uma camada de areia sobre o molde e compacte essa camada com o bastão de madeira. Adicione outra camada de areia com a concha e compacte novamente.

– Transferindo areia para a caixa 2: potacione a caixa 1 deforma que o molde fique visível. Acople a caixa 2 sobre a caixa 1 e posicione o molde 2. Pulverize talco sobre o molde e posicione os canos de PVC. Com a concha, adicione 2 camadas de areia, compactando cada uma delas com o bastão de madeira. Remova os canos PVC e desacople a caixa 2. Escave a passagem com a espátula e retire os moldes.

– Transferindo areia para o molde macho: aplique talco sobre o molde macho. Com a concha, adicione 2 camadas de areia, compactando cada uma delas com o bastão de madeira. Retire o macho do molde e posicione-o na caixa 1. Acople novamente a caixa 2 e posicione os massalotes na caixa.

– Vertendo o metal líquido: utilize a tenaz para remover o cadinho do forno de fundição e verta o metal líquido no molde. Aguarde uma hora, quebre o molde e retire a peça pronta.

Atividade da ETAPA 2: Realizando o processo de fundição

Nesta etapa da atividade, sua tarefa será executar o experimento “Projeto de fundição” presente no simulador virtual. Para realizar o experimento, abra o laboratório virtual e siga o roteiro de experimentos. Nele você irá encontrar o passo a passo de como deve ser executada as etapas para o correto funcionamento do experimento.

Após ler as instruções do roteiro, abra o experimento e execute os passos para realizar a fundição da sua peça metálica.

Ao final do experimento, responda as seguintes questões:

1. Descreva como foram realizadas as etapas do experimento, dizendo o que foi feito desde o início, até o final do experimento.
2. De que material foi fabricado o macho e por quê?

ETAPA 3: Reflexão e Análise do Processo de Fundição em Areia Verde

Após concluir o experimento no laboratório virtual, onde fundiu uma peça utilizando a técnica de moldagem em areia verde, é importante refletir sobre os aspectos e etapas envolvidas neste processo. A moldagem em areia verde é um método amplamente utilizado na indústria de fundição devido à sua versatilidade e custo-benefício. No experimento, você pôde observar desde a preparação da mistura de areia e argila até o vazamento do metal fundido no molde e o subsequente resfriamento e solidificação da peça.

Agora, para consolidar seu entendimento sobre este processo de fundição, você deve responder a algumas perguntas específicas. Essas questões abordarão desde os fundamentos teóricos da moldagem em areia verde até as particularidades observadas durante o experimento virtual. Essa reflexão não só reforçará os conceitos aprendidos, mas também permitirá uma compreensão mais profunda das aplicações práticas e dos desafios deste método de fundição. Vamos, então, explorar as perguntas e analisar os detalhes que fazem da moldagem em areia verde uma técnica fundamental na fabricação de componentes metálicos.

Atividade da ETAPA 3: Explorando a Fundição em Areia Verde

Para consolidar o seu aprendizado, responda as seguintes perguntas sobre a fundição usando molde de areia verde.

1. Um defeito característico e muito comum no processo de fundição é o rechupe, que se manifesta como uma depressão na superfície ou um vazio interno na peça fundida. Esse defeito ocorre devido à contração do metal durante a solidificação. Qual é a forma mais comum utilizada para prevenir essa falha?

2. A compactação da areia verde pode ser realizada manualmente ou com o auxílio de máquinas. Qual é a composição básica dessa mistura?

3. Na fundição por gravidade, o metal é vazado utilizando apenas a força da gravidade. Considerando o processo realizado no laboratório, em que momento é mais adequado utilizar o modelo de fundição?

4. A delaminação ocorre quando duas porções do material fundido se encontram, mas não se fundem corretamente devido a uma solidificação prematura. Quais são as causas mais comuns desse defeito?

5. Explique a importância de manter o metal no ponto correto de fluidez durante a etapa de vazamento. Em relação às temperaturas críticas no processo de fundição, quais delas devem ser monitoradas com atenção?

FINALIZAÇÃO

Concluir esta atividade, que combinou a descrição dos principais processos de fundição, a prática de construção de um molde de areia verde e a resolução de questões teóricas, foi uma experiência enriquecedora e essencial para o seu aprendizado na disciplina de Processos de Fabricação Mecânica.

Ao descrever os processos de fundição, você consolidou seu entendimento teórico sobre as diversas técnicas e suas aplicações industriais, compreendendo as vantagens e desafios de cada método. Este conhecimento teórico é fundamental para a identificação de processos apropriados para diferentes tipos de peças e materiais, uma habilidade crucial para qualquer engenheiro ou técnico em fabricação mecânica.

A etapa prática de construção de um molde de areia verde e a subsequente fundição de uma peça de metal permitiram que você aplicasse o conhecimento teórico em um cenário realista. Esta experiência prática é vital para a compreensão das nuances e dificuldades do processo de fundição, proporcionando uma visão mais completa e concreta do que foi estudado teoricamente. A prática reforça a teoria, permitindo que você visualize e manipule os materiais e técnicas estudadas, e enfrentando problemas práticos que podem surgir durante a fabricação.

Finalmente, responder às questões relacionadas ao processo de fundição consolidou ainda mais seu entendimento, incentivando a reflexão crítica sobre o que foi aprendido. A capacidade de identificar e solucionar problemas, como a delaminação e o rechupe, e de compreender a importância das temperaturas de fusão, solidificação e superaquecimento, são competências essenciais que se desenvolvem através desse tipo de atividade.

A integração de teoria, prática e reflexão crítica em uma única atividade oferece um aprendizado holístico e profundo, preparando-o para enfrentar os desafios reais da indústria de fabricação mecânica. Compreender e dominar os processos de fundição é fundamental para a produção eficiente e de alta qualidade de componentes metálicos, e essa atividade é um passo importante nesse caminho. A combinação desses elementos fortalece sua base de conhecimentos e habilidades, essenciais para seu sucesso acadêmico e profissional na área de processos de fabricação mecânica. Parabéns por concluir essa atividade! Continue explorando e aprimorando seus conhecimentos em engenharia mecânica e engenharia de produção, pois eles são essenciais para uma carreira sólida e de sucesso na indústria.

Um abraço!

Professor Plínio Vieira