Mini-Projecto · Avaliar e executar um processo de fundição
Contexto
A "Metalfer, Fundição de Precisão", uma pequena fundição industrial, recebeu uma encomenda de um cliente: produzir um lote de peças metálicas a partir de um desenho técnico fornecido. Foste destacado/a para a equipa técnica responsável por avaliar qual o processo de fundição mais adequado e executar todo o processo, do molde ao controlo de qualidade final, entregando um dossiê técnico completo ao cliente.
Trabalhas individualmente ou em pequeno grupo, escolhendo uma peça concreta (fornecida pelo formador ou pesquisada de um catálogo técnico real), e simulas, com o rigor de uma oficina real, cada fase do processo: análise, seleção do processo, definição das variáveis críticas, execução das técnicas e controlo de qualidade.
Requisitos
Funcionais
- Análise da peça: desenho técnico anotado com dimensões, tolerâncias, acabamento exigido e material especificado.
- Ficha de trabalho completa, com identificação da peça, material, processo escolhido e parâmetros do processo.
- Seleção justificada do processo de fundição (areia, coquilha, injetada ou cera perdida), com comparação às alternativas descartadas.
- Definição das variáveis críticas: liga metálica, temperatura de fusão e de vazamento, tipo de molde e de macho (quando aplicável).
- Plano de execução das técnicas e operações: moldação, fusão, vazamento, arrefecimento, desmoldação, limpeza e acabamento.
- Plano de controlo de qualidade: critérios de inspeção visual, dimensional e de deteção de defeitos internos.
Não-funcionais
- Cumprimento das normas de segurança e saúde no trabalho e de utilização de EPI, documentado no dossiê.
- Consideração das normas de gestão de resíduos e de proteção ambiental aplicáveis ao processo escolhido.
- Registos organizados e rastreáveis, prontos para auditoria de qualidade.
- Apresentação técnica clara, com desenhos, esquemas ou fotografias de apoio.
Fases
Fase 1 · Escolha e análise da peça (2h) Escolher a peça a fundir, obter ou desenhar a planta técnica, identificar dimensões, tolerâncias, acabamento e função da peça. Preencher a identificação na ficha de trabalho.
Fase 2 · Seleção do processo e da liga (3h) Comparar os quatro processos de fundição (areia, coquilha, injetada, cera perdida) face à peça, à quantidade a produzir e à liga metálica adequada. Justificar a escolha por escrito, com tabela comparativa.
Fase 3 · Definir as variáveis críticas (3h) Definir o tipo de molde e, se aplicável, o tipo de macho e o processo de macharia (caixa fria ou caixa quente). Calcular a temperatura de vazamento a partir da temperatura de fusão da liga.
Fase 4 · Planear a moldação (3h) Descrever o processo de moldação (manual ou mecânica) escolhido e justificar. Esquematizar o sistema de gitagem, os massalotes e os respiros do molde.
Fase 5 · Fusão, vazamento e arrefecimento (3h) Planear a fusão do metal (forno, temperatura, desgasificação), a técnica de vazamento e o controlo do arrefecimento, incluindo a sequência de solidificação e os massalotes envolvidos.
Fase 6 · Desmoldação, acabamento e controlo de qualidade (4h) Planear a desmoldação, a sequência de limpeza e acabamento, e o plano de controlo de qualidade (inspeção visual, dimensional e de defeitos internos), com critérios de aceitação.
Fase 7 · Segurança, ambiente e apresentação (2h) Documentar o EPI e as normas de segurança aplicáveis a cada fase, a gestão de resíduos gerados (areia, escória) e apresentar o dossiê completo à turma.
Critérios de avaliação
| Critério | Peso |
|---|---|
| Análise da peça e ficha de trabalho | 15% |
| Seleção justificada do processo e da liga | 20% |
| Variáveis críticas (molde, macho, temperaturas) | 20% |
| Plano de execução (moldação, fusão, vazamento, arrefecimento) | 20% |
| Plano de controlo de qualidade | 15% |
| Segurança, ambiente e apresentação do dossiê | 10% |
Erros comuns
- Escolher o processo de fundição antes de analisar bem os requisitos da peça e a quantidade a produzir.
- Definir a liga metálica sem justificar face ao peso, à resistência e ao ambiente de serviço da peça.
- Esquecer o macho e os seus respiros quando a peça tem furos ou vazios internos.
- Não calcular a temperatura de vazamento a partir da temperatura de fusão da liga, ficando com um valor arbitrário.
- Não dimensionar os massalotes, deixando a peça sem alimentação de metal durante a contração.
- Planear o controlo de qualidade só com inspeção visual, ignorando defeitos internos em peças críticas.
- Esquecer o EPI e as normas de segurança no plano de execução, tratando-as como um anexo em vez de parte do processo.
Bónus (opcional)
- Construir uma maqueta física simplificada do sistema de gitagem, massalotes e respiros (em cartão ou plasticina), para visualizar o percurso do metal líquido.
- Comparar por escrito o custo estimado do processo escolhido face a um processo alternativo, para a mesma série.
- Propor uma correção de processo para um dos defeitos comuns de fundição (porosidade, rechupe, inclusão de areia), explicando qual a variável a ajustar.
- Pesquisar um caso real de uma fundição portuguesa e comparar o seu processo com o planeado no projecto.
Reflexão
No dossiê final, responde: porque é que a seleção do processo de fundição depende diretamente da análise inicial da peça, e não pode ser feita antes dela? E identifica três decisões do teu projecto em que uma variável crítica mal definida (temperatura, molde, macho ou massalote) teria comprometido o controlo de qualidade final da peça.