A fundição por cera perdida (fundição por cera-perdida) produz componentes metálicos com formato quase-refinado-com geometrias complexas, tolerâncias dimensionais restritas e acabamentos de superfície suaves. Esse processo de fabricação reduz ou elimina a necessidade de usinagem secundária, tornando-o -econômico para a produção de volumes médios a altos-de peças estruturais e mecânicas complexas.
Capacidades operacionais e limites de engenharia
• Faixa de peso: 0,05 kg a 80 kg (0,11 lbs a 176 lbs) por peça
• Espessura Mínima da Parede: 1,5 mm (0,060 pol.) para processo de sol de sílica; 3,0 mm (0,120 pol.) para processo de vidro líquido
• Tolerâncias Dimensionais Lineares: ISO 8062-3 Grau DCTG 4 a DCTG 6 (Sílica Sol); DCTG 7 a DCTG 9 (copo de água)
• Como-rugosidade da superfície fundida:
Processo Sílica Sol: Ra 3,2 µm – Ra 6,3 µm (125 – 250 µin)
Processo de vidro de água: Ra 6,3 µm – Ra 12,5 µm (250 – 500 µin
• Capacidade de produção anual: produção combinada de até 15.000 toneladas métricas
Guia de seleção de processos para compradores
|
Parâmetro |
Processo Sílica Sol |
Processo de vidro de água |
|
Seleção típica de liga |
Aço Inoxidável, Superligas |
Carbono e aço de baixa{0}liga |
|
Acabamento de Superfície (Ra) |
3.2 – 6.3 µm |
6.3 – 12.5 µm |
|
Classe de tolerância |
ISO 8062-3 DCTG 4–6 |
ISO 8062-3 DCTG 7–9 |
|
Custo inicial de ferramentas |
Moderado |
Mais baixo |
|
Meta de custo unitário |
Aplicativos médios a premium |
Custo-Volume sensível |
Processo de Fabricação
A fundição opera linhas de fundição de-processo duplo: Silica Sol para peças de alta-precisão e resistentes à corrosão-e Water Glass para componentes estruturais de aço carbono.
Fluxo do Processo
• Ferramentas de alumínio
• Injeção de cera
• Montagem de Árvore
• Imersão em pasta cerâmica
• Desparafinação e Queima
• Derramamento e resfriamento
• Shakeout e corte-
• Inspeção Final
Execução detalhada-passo a{1}}passo
• Fabricação de ferramentas e matrizes: as matrizes de alumínio usinadas-CNC (liga 6061/7075) são produzidas com tolerâncias de encolhimento (geralmente de 1,5% a 2,5%) fatoradas no modelo CAD com base na dinâmica de solidificação da liga.
• Injeção de padrão: cera-com temperatura controlada é injetada na matriz de alumínio sob pressão (2,0–4,0 MPa) para criar uma réplica exata do componente alvo.
• Montagem do padrão: os padrões de cera individuais são projetados-e anexados a um canal central de cera (estrutura em árvore) para otimizar o fluxo e a alimentação do metal durante a solidificação.
• Construção de Concha:
Sílica Sol: A árvore padrão é mergulhada em uma pasta de sílica coloidal e revestida com areia de zircão (revestimentos primários) seguida de areia mulita (revestimentos de apoio). 5 até 7 camadas são aplicadas com rigoroso controle de umidade (55% ± 5% UR) entre os revestimentos.
Copo de Água: A árvore é mergulhada em uma pasta de aglutinante de silicato de sódio e estucada com areia de quartzo, endurecida em banho de cloreto de amônio ou sulfato de alumínio (4 a 6 demãos).
• Desparafinação e autoclave: o conjunto do invólucro é colocado em uma autoclave a vapor de alta-pressão (0,6–0,8 MPa, 160 graus –175 graus) para derreter rapidamente e evacuar a cera sem quebrar o invólucro cerâmico.
• Queima-de alta temperatura: As cascas cerâmicas são sinterizadas em um forno rotativo ou em lote a 950 graus a 1150 graus por 45 a 90 minutos para queimar hidrocarbonetos residuais e atingir resistência estrutural.
• Fusão e vazamento: Fornos de indução fundem lingotes brutos certificados. O metal fundido é escória-desnatado, analisado espectrograficamente e derramado em moldes pré-aquecidos em temperaturas que variam de 1.450 graus a 1.680 graus, dependendo da liga.
• Nocaute e corte-: as cascas solidificadas são quebradas por meio de martelos pneumáticos ou jatos de água de alta-pressão. As peças são cortadas do canal de entrada usando discos-de corte abrasivos.
• Esmerilhamento e Jateamento: Os topos dos canais são rentes ao solo e as peças são jateadas com granalha de aço inoxidável ou granalha de alumina para uniformizar a textura da superfície.
Materiais e Especificações Técnicas
Processamos uma ampla gama de metais ferrosos e{0}}não ferrosos de acordo com os padrões ASTM, AISI, DIN, EN e JIS. A validação da composição química via espectroscopia de emissão óptica (OES) é realizada em cada aquecimento antes do vazamento.
Matriz de especificações de liga
|
Família de materiais |
Classes Comuns (ASTM / DIN) |
Propriedades principais |
Faixa Padrão Mecânica |
|
Aço Inoxidável Austenítico |
CF8 (304), CF8M (316), CF3 (304L), CF3M (316L) |
Alta resistência à corrosão, excelente tenacidade |
Tração: Maior ou igual a 485 MPa Rendimento: Maior ou igual a 205 MPa Alongamento: Maior ou igual a 35% |
|
Inox Martensítico/Ferrítico |
CA15 (410), CA40 (420), 430 |
Alta dureza, resistência ao desgaste, magnética |
Tração: 550 – 850 MPa Dureza: 180 – 450 HBW |
|
Endurecimento por precipitação inoxidável |
17-4PH (CB7Cu-1), 15-5PH |
Alta resistência, boa resistência à corrosão após tratamento térmico |
Tração: 930 – 1310 MPa Rendimento: 790 – 1170 MPa |
|
Aço carbono |
WCB, WCC, Classe 60-30, 1020, 1045 |
Boa soldabilidade, resistência estrutural, econômica |
Tração: 415 – 655 MPa Rendimento: 230 – 345 MPa |
|
Aço-de baixa liga |
4130, 4140, 4340, 8620 |
Excelente temperabilidade, alta resistência à fadiga |
Tração: 650 – 1100 MPa (Tratado termicamente) |
|
Aço Inoxidável Duplex |
2205 (UNS S31803), 2507 (UNS S32750) |
Resistência superior à corrosão (PREN maior ou igual a 34), alta resistência ao escoamento |
Tração: Maior ou igual a 650 MPa Rendimento: Maior ou igual a 450 MPa |
|
Ligas-resistentes ao calor |
HK40, HH, equivalente a Inconel 625 |
Alta resistência à ruptura por fluência até 1050 graus |
Específico para aplicação |
Principais recursos do produto
Integração complexa de geometria interna:
Elimina montagens soldadas-de várias peças ao consolidar canais internos complexos, cortes inferiores e nervuras finas em um único componente fundido.
Eliminação do ângulo de inclinação:
Ao contrário da fundição em areia ou sob pressão, a fundição de precisão permite ângulos de inclinação de zero{0}}graus em bolsões internos e paredes externas onde normalmente se aplicam restrições de tração do núcleo.
Precisão de formato-quase{1}}rede:
Reduz o desperdício de material em até 70% em comparação com a usinagem CNC de-barras sólidas, especialmente em aços inoxidáveis-de alta liga e ligas de níquel.
Como-letras fundidas e rastreabilidade:
Números de peças, códigos de aquecimento, logotipos e setas direcionais podem ser impressos diretamente na superfície do componente com texto em relevo (altura mínima de 0,5 mm).
Estrutura de grão uniforme:
O pré-aquecimento controlado da carcaça e o isolamento térmico durante o vazamento minimizam os gradientes de resfriamento, levando a propriedades mecânicas isotrópicas consistentes.
Aplicações Típicas
As peças fundidas de investimento desempenham funções funcionais críticas na indústria pesada, controle de fluidos e equipamentos de energia:
Mapeamento do mecanismo de aplicação
|
Setor |
Componentes Típicos |
|
Manuseio de fluidos e bombas |
Impulsores, carcaça voluta, corpos de válvulas, flanges |
|
Processo e Automação |
Carcaças do medidor de vazão, braços do atuador, ressaltos do sensor |
|
Máquinas Pesadas e Agrícolas |
Suportes de desgaste, pinos de dobradiça, linguetas de travamento, acopladores |
|
Petroquímica e Energia |
Guarnição de válvula-de alta pressão, bicos de queimador, conexões de tubulação |
|
Automotivo Comercial |
Carcaças do turbocompressor, coletores de escape, suportes |
Usinagem e Operações Secundárias
Embora a fundição de precisão forneça formatos próximos-da rede, as superfícies de interface de alta-precisão exigem operações CNC secundárias.
Sequência de Operação
Fundição bruta → Usinagem CNC-interna → Tratamento térmico → Acabamento de superfície
Recursos-de usinagem interna
• Torneamento CNC: Diâmetros até 500 mm; precisão posicional dentro de ±0,005 mm.
• Centros de fresamento de 4-eixos e 5 eixos: perfilamento de superfície complexo, alinhamento de furo com tolerância restrita (ajuste H7) e planicidade de face precisa (<0.01 mm).
• Rosqueamento: Corte de rosca interna/externa métrica, NPT, BSPP e UNC.
Processamento de tratamento térmico
• Recozimento por solução: 1040 graus –1120 graus seguido de têmpera rápida em água para aços inoxidáveis austeníticos (restaura a resistência à corrosão e homogeneiza a estrutura).
• Normalização e alívio de tensões: resfriamento a ar de 850 a 900 graus para homogeneizar a estrutura dos grãos em aços carbono e ligas antes da usinagem.
• Têmpera e Revenimento (Q&T): Endurecimento em óleo/água seguido de revenido para atingir os valores desejados de HRC (por exemplo, 28–34 HRC ou 45–52 HRC).
• Endurecimento por envelhecimento: Condições H900, H1150 para aço inoxidável 17-4PH para aumentar a resistência à tração.
Opções de tratamento de superfície
• Eletropolimento (Ra < 0,4 µm para aplicações sanitárias)
• Passivação (conformidade com ASTM A967)
• Zincagem/revestimento de fosfato/revestimento E-
• Revestimento de óxido preto
• Revestimento em Pó e Pintura Líquida
Controle e Inspeção de Qualidade
A garantia de qualidade começa com a verificação da matéria-prima e continua com auditorias dimensionais pós{0}}usinagem. Cada remessa é acompanhada por um Certificado de Inspeção EN 10204 3.1.
Matriz de Verificação de Garantia de Qualidade
|
Categoria de inspeção |
Método/Equipamento de Teste |
De acordo com o padrão |
|
Composição Química |
Espectrômetro de emissão óptica (OES) de{0}leitura direta |
ASTM E415/ASTM E1086 |
|
Teste Mecânico |
Testador de tração universal, impacto Charpy, dureza (HB/HRC) |
ASTM A370/ISO 6892-1 |
|
Testes não-destrutivos (END) |
Teste radiográfico (raio-X) Teste de Líquido Penetrante (PT) Teste de Partículas Magnéticas (MT) |
ASTM E192/ASTM E446 ASTM E1417/ISO 3452-1 ASTM E1444 |
|
Controle Dimensional |
Máquina de medição por coordenadas (CMM), perfilômetro óptico |
ISO 10360 |
|
Microestrutura |
Microscópio Metalográfico |
ASTM E45/ISO 4967 |
OEM e fabricação personalizada
Produzimos componentes personalizados exclusivamente a partir de desenhos e especificações técnicas{0}}fornecidas pelo cliente.
Cronograma de Execução do Projeto
|
Estágio |
Linha do tempo |
Principais resultados |
|
Estágio 1 |
Semana 1–2 |
Revisão DFM e projeto de molde, simulação de solidificação |
|
Estágio 2 |
Semana 3–4 |
Ferramentas, usinagem CNC e injeção de cera de teste |
|
Etapa 3 |
Semana 5–6 |
Produção de fundição de amostra T1 e relatório de inspeção do primeiro artigo (FAIR) |
|
Estágio 4 |
Semana 7+ |
Aprovação de produção em massa e envio em lote |
Detalhes do fluxo de trabalho de engenharia
• Revisão do Projeto para Capacidade de Fabricação (DFM): A engenharia avalia transições de espessura de parede, concentração de massa térmica, localizações de linhas de partição e requisitos de projeto antes do corte da ferramenta.
• Simulação de Solidificação: O software de simulação Anycasting/MAGMASOFT modela a velocidade do metal fundido, curvas de resfriamento e tendência de contração para posicionar risers e comportas, eliminando a porosidade interna antes de cortar o aço.
• Opções de prototipagem:
Padrões de cera impressos-SLA/3D de giro rápido: 7 a 10 dias para protótipos físicos funcionais sem ferramentas pesadas.
Ferramentas de alumínio duro: 21 a 28 dias para amostras de grau de produção T1.-.
• Relatório de Inspeção do Primeiro Artigo (FAIR): Apresentado com layout dimensional completo (dados CMM), análise de composição química, dados de testes mecânicos e certificações de materiais.
O que os compradores devem fornecer para uma RFQ
Para receber uma proposta comercial precisa e uma análise técnica dentro de 24 a 48 horas, inclua os seguintes dados em sua consulta:
Desenhos de Engenharia:
• Modelo CAD 3D: formatos de arquivo STEP (.stp), IGES (.igs) ou SolidWorks (.sldprt).
• Desenho 2D: formato PDF com tolerâncias críticas, dimensionamento e tolerância geométrica (GD&T), expectativas de acabamento superficial e especificações de usinagem.
Especificações dos materiais:Classe exata do material (por exemplo, ASTM A351 CF8M, AISI 4140) ou parâmetros mecânicos necessários.
Volumes de pedidos:Uso anual estimado (EAU) e quantidades iniciais do lote piloto.
Tratamento térmico e acabamento superficial:Requisitos de dureza, passivação, revestimento ou especificações de pintura.
Escopo de qualidade e inspeção:Cobertura necessária de END (por exemplo, 100% PT, 5% de amostragem de-raios X), requisitos de teste de pressão (bar/PSI) e necessidades específicas de certificados (EN 10204 3.1 / 3.2).
Requisitos de embalagem:Embalagem VCI antiferrugem, embalagem em caixa individual ou paletização de exportação padrão.
Perguntas frequentes
P: Qual é a principal diferença entre a fundição de sílica sol e a microfusão de vidro de água?
R: O processo de sol de sílica utiliza areia de zircão e ligantes finos de sílica coloidal, produzindo um acabamento superficial superior (Ra 3,2–6,3 µm) e maior precisão dimensional (ISO 8062-3 DCTG 4–6). É principal para peças de aço inoxidável e{12}}de alta liga. O processo de vidro solúvel utiliza areia de quartzo e silicato de sódio, produzindo uma superfície mais rugosa (Ra 6,3–12,5 µm) e tolerâncias mais flexíveis (DCTG 7–9), mas oferece custos unitários mais baixos para componentes de aço carbono e de baixa liga.
P: Quais tolerâncias dimensionais gerais podem ser mantidas sem usinagem?
R: Para fundição de precisão com sol de sílica, as tolerâncias lineares normalmente atendem à norma ISO 8062-3 DCTG 4 a DCTG 6 (aproximadamente ±0,15 mm por 25 mm). Alinhamentos críticos de furos, faces de vedação e furos roscados exigem usinagem CNC pós-moldada.
P: Como evitar a porosidade interna de contração em seções-de paredes espessas?
R: Os engenheiros utilizam software de simulação de solidificação térmica para modelar o posicionamento do canal e do riser. Para seções com grandes concentrações de massa, blocos de resfriamento ou risers isolados são incorporados ao projeto do casco para reforçar a solidificação direcional em direção ao canal de alimentação.
P: Qual é o prazo de entrega típico para novas ferramentas e amostras iniciais?
R: A fabricação de ferramentas de alumínio padrão requer de 20 a 25 dias. A produção de amostras, o tratamento térmico e os relatórios dimensionais do CMM requerem 7 a 10 dias adicionais. O tempo total de entrega desde o CAD 3D aprovado até a entrega da amostra é normalmente de 30 a 35 dias corridos.
P: Os padrões impressos em 3D podem ser usados para produção-de pequenas tiragens?
R: Sim. Os padrões de cera/PMMA impressos em 3D SLA (estereolitografia) ou SLS podem ser diretamente-imersos em lama para produzir peças fundidas de metal sem ferramentas de alumínio. Isso reduz os prazos de entrega para 7 a 10 dias para testes de protótipos ou execuções de baixo-volume (< 50 units).
P: Vocês fornecem certificados de teste de fábrica com remessas?
R: Cada remessa inclui um certificado de material EN 10204 3.1 detalhando a análise termoquímica real (resultados OES), resistência à tração, limite de escoamento, alongamento, valores de impacto (se testados) e valores de dureza.






