Porque se mede um molde de fundição

O controlo dimensional verifica se um molde de fundição cumpre as cotas e o toleranciamento definidos no desenho técnico, antes de o molde entrar em produção. Um molde fora das cotas produz peças fundidas fora das cotas, lote atrás de lote.

• Aplica-se a moldes, placas-molde, caixas de machos e prensos.
• É o último filtro antes de o molde ser aprovado para a indústria de fundição.
• Assenta em três realizações: analisar os requisitos do molde, preparar e verificar os equipamentos de medição, realizar e registar as medições.

O referencial define quatro critérios de desempenho: preparar meios e equipamentos em função do molde, selecionar os instrumentos certos, verificar o toleranciamento dimensional e interpretar as conclusões do controlo.

As três realizações e as atitudes avaliadas

Atitudes centrais nesta UC: rigor, sentido de organização, sentido crítico, autonomia, responsabilidade, iniciativa e proatividade, cooperação com a equipa e respeito pelas regras e normas definidas.

Normas, projeções, cortes e secções

Interpretar desenhos de fabrico é a primeira aptidão desta UC. O desenho técnico do molde segue normas de representação comuns a toda a indústria:

• Projeções ortogonais: vistas de frente, de cima e de lado, relacionadas entre si.
• Cortes: secção imaginária do molde para mostrar o interior (cavidade, sistema de gitagem).
• Secções: corte pontual de um pormenor, sem desenhar a peça toda cortada.
• Escala: proporção entre o desenho e o molde real, sempre indicada na legenda.

Sem dominar estas convenções, não é possível ler corretamente nenhuma cota do molde.

Cotagem, simbologia e anotações

• Cotagem: as linhas de cota, de extensão e as setas indicam o valor exato de cada dimensão.
• Simbologia: símbolos normalizados (diâmetro Ø, raio R, quadrado ▢, acabamento superficial) substituem texto.
• Anotações: notas técnicas junto ao desenho (material, tratamento, tolerância geral aplicável).
• Cada cota tem de ser lida uma só vez: nunca se soma nem se subtrai cotas para obter outra.

A leitura correta do desenho técnico é o ponto de partida de toda a estratégia de medição que se segue.

Cota funcional vs cota auxiliar

• Cota funcional: condiciona diretamente o funcionamento da peça (um encaixe, um alinhamento, uma folga). Tem de ser verificada sempre.
• Cota auxiliar (ou de referência, entre parênteses): ajuda a interpretar o desenho, mas resulta de outras cotas e não é objeto de fabrico nem de controlo direto.
• Distinguir as duas é decisivo: gastar tempo de medição numa cota auxiliar é desperdício; saltar uma cota funcional é risco de peça não conforme.

O plano de verificação do molde lista sempre as cotas funcionais como prioritárias.

Exemplo: identificar cotas num molde

Um molde de uma tampa tem: (a) o diâmetro do rebordo onde encaixa a base, Ø80 mm; (b) a espessura da parede, 4 mm; (c) uma cota entre parênteses (88) que resulta da soma de (a) com a espessura de ambos os lados.

• (a) e (b) são cotas funcionais: condicionam o encaixe e a resistência da peça, têm de ser medidas.
• (c) é uma cota auxiliar: só ajuda a ler o desenho, não entra no plano de verificação.

Reconhecer isto evita medir o que não interessa e garante que o que interessa é sempre medido.

Margem de contração

O metal contrai ao arrefecer e solidificar. Por isso o molde e as placas-molde não têm exatamente as cotas da peça final: têm as cotas aumentadas pela margem de contração da liga.

• Cada liga tem um coeficiente de contração linear próprio (ligas de alumínio, ferro fundido, aço, bronze).
• A régua de contração do modelador já vem com a escala expandida por esse coeficiente.
• Ignorar a contração dá peças sistematicamente pequenas face à cota pretendida.

Exemplo resolvido: calcular a cota do molde

Uma peça final de ferro fundido tem 300 mm de comprimento. O coeficiente de contração linear do ferro fundido é de cerca de 1%.

Resolução: cota do molde = 300 × (1 + 0,01) = 300 × 1,01 = 303 mm. O molde é construído com 303 mm para que, depois de a peça contrair 1% ao arrefecer, o comprimento final fique nos 300 mm pretendidos.

A margem de maquinação soma-se depois desta: é a sobre-espessura deixada nas superfícies que vão ser maquinadas após a desmoldação, tipicamente alguns milímetros por face, para garantir material suficiente sem desperdiçar liga.

O que são as saídas de um molde

As inclinações angulares, ou saídas, são pequenos ângulos dados às paredes verticais do molde para permitir retirar o modelo (ou a peça, nos moldes permanentes) sem arrastar ou danificar a cavidade.

• Sem saída, o atrito ao longo de toda a parede vertical danifica o molde ao desmoldar.
• O valor da saída depende do processo, da altura da parede e do material do molde: tipicamente entre 1° e 3°.
• As saídas são medidas com sutas ou goniómetros, comparando com o ângulo especificado no desenho.

Exemplo resolvido: calcular a abertura de uma saída

Uma parede do molde tem 80 mm de altura e uma saída especificada de 1°30'.

Resolução: abertura extra = altura × tan(ângulo) = 80 × tan(1,5°) ≈ 80 × 0,0262 ≈ 2,1 mm. A parede fica 2,1 mm mais larga no topo do que na base, apenas por causa da saída. É essa diferença que a medição de controlo tem de confirmar, comparando o ângulo real com o especificado no desenho.

Uma saída insuficiente prende o modelo ao desmoldar; uma saída excessiva engorda a peça fora de tolerância.

Toleranciamento dimensional

Nenhuma cota se fabrica exata: define-se um intervalo aceitável à volta da cota nominal, os limites de tolerância.

• Cota nominal: o valor de referência (ex.: 60 mm).
• Desvios: quanto a cota real pode variar para mais ou para menos (ex.: +0,3 / −0,1 mm).
• Campo de tolerância: a diferença entre o limite máximo e o mínimo aceitáveis.
• Muitas cotas de fundição seguem normas de tolerâncias gerais, aplicáveis quando o desenho não indica uma tolerância específica cota a cota.

Verificar o toleranciamento dimensional é um dos quatro critérios de desempenho da UC.

Toleranciamento geométrico

Além das dimensões, o desenho pode exigir forma, orientação e posição corretas, independentemente da cota estar certa:

Uma face pode ter a cota certa e ainda assim estar empenada: o toleranciamento geométrico apanha esse tipo de defeito, que o toleranciamento dimensional sozinho não deteta.

Três conceitos que não se confundem

• Exatidão: quão perto o valor medido está do valor verdadeiro.
• Precisão: quão repetíveis são várias medições da mesma cota entre si, mesmo que erradas.
• Resolução: o menor incremento que o instrumento consegue mostrar ou distinguir.

Identificar a resolução do instrumento de medição é uma aptidão explícita desta UC: escolher um instrumento cuja resolução seja compatível com a tolerância a verificar.

Exemplo: precisa mas não exata

Um técnico mede cinco vezes a mesma cota com um paquímetro descalibrado: 60,40; 60,41; 60,39; 60,40; 60,41 mm. O valor verdadeiro, certificado por padrão, é 60,00 mm.

Resolução: as medições são muito precisas (dispersão inferior a 0,02 mm entre si), mas pouco exatas (afastadas 0,40 mm do valor verdadeiro). A causa mais provável é um erro sistemático do instrumento, por exemplo o zero mal ajustado. A solução não é medir mais vezes: é calibrar ou verificar o instrumento antes de continuar.

Este é o motivo pelo qual preparar e verificar os equipamentos antecede sempre a medição.

Placas-molde, caixas de machos e prensos

Descrever a constituição de um molde é necessário para saber onde e como medir:

• Placas-molde: suportam o modelo e orientam a moldação mecânica; as suas cotas condicionam todos os moldes de areia produzidos a partir delas.
• Caixas de machos: dão forma aos machos que criam os vazios internos da peça; a sua cota interna é crítica porque não é visível depois de montada no molde.
• Prensos: os elementos de aperto e centragem que garantem que as duas metades do molde fecham na posição exata, sem desalinhamento.

Materiais e normas aplicáveis

• Os materiais do molde (madeira, resina, metal) e do macho (areia curada) têm comportamentos diferentes ao desgaste e à temperatura, o que afeta a estabilidade das cotas ao longo do tempo de uso.
• As normas aplicáveis a cada tipo de molde definem tolerâncias, simbologia e requisitos de controlo próprios do setor da fundição.
• Interpretar as normas aplicáveis é uma aptidão explícita: um técnico competente sabe onde procurar a norma certa antes de decidir sozinho.

Conhecer a constituição do molde e as normas que o regem é o que transforma uma medição isolada num controlo dimensional com sentido.

Preparar os meios e equipamentos

O primeiro critério de desempenho da UC: assegurar a preparação dos meios e equipamentos em função do molde.

• Escolher os instrumentos adequados às cotas a verificar e à sua resolução.
• Limpar as superfícies de referência e as pontas de medição, resíduos de areia arruínam a leitura.
• Confirmar o zero e, quando aplicável, calibrar contra um padrão conhecido.
• Consultar os manuais dos equipamentos de medição para os procedimentos corretos de cada instrumento.

Plano de verificação e procedimentos operacionais

O plano de verificação define, para cada molde, que cotas medir, com que instrumento, em que sequência e com que critério de aceitação.

• Os procedimentos operacionais de medição garantem que dois técnicos diferentes medem a mesma cota da mesma forma.
• Seguir sempre a mesma sequência reduz o risco de saltar uma cota funcional.
• O plano de verificação é um documento vivo: atualiza-se sempre que o desenho técnico do molde muda.

Réguas graduadas e escantilhões

• Régua graduada: instrumento mais simples, resolução tipicamente de 1 mm ou 0,5 mm; serve para cotas grandes onde não é exigida grande precisão.
• Escantilhão de raio: conjunto de lâminas finas, cada uma com um raio próprio (côncavo e convexo), usadas por comparação direta com o raio do molde, sem leitura numérica.
• Aplicar corretamente os procedimentos de medição com escala é a primeira aptidão prática desta UC, base para todas as seguintes.

Esquadros e transferidores simples

• Esquadro: verifica a perpendicularidade entre duas faces do molde, por comparação visual da folga de luz.
• Transferidor simples: mede ângulos com resolução tipicamente de 1°, adequado a verificações rápidas e pouco exigentes.
• Quando a tolerância angular é apertada, o transferidor simples já não chega, é preciso um instrumento com maior resolução, como a suta universal.

Escolher entre estes instrumentos é já aplicar a estratégia de medição definida a partir do desenho técnico do molde.

Tipos de paquímetro e o que cada um mede

O paquímetro é o instrumento mais usado no controlo dimensional de moldes, com três funções na mesma peça:

Aplicar os procedimentos de medição de dimensões externas e internas, e de profundidade, é uma aptidão explícita desta UC.

Exemplo resolvido: ler o nónio de um paquímetro analógico

O traço zero do nónio fica entre os 23 mm e os 24 mm da escala fixa. O nónio tem 20 divisões (resolução 0,05 mm) e o traço que melhor alinha com a escala fixa é o 7.º.

Resolução: valor lido = 23 mm + (7 × 0,05 mm) = 23 + 0,35 = 23,35 mm. Regra geral: lê-se o número inteiro de milímetros antes do zero do nónio, soma-se o número de divisões do nónio até ao traço alinhado, multiplicado pela resolução do nónio.

Aplicar os processos e cuidados para evitar erros de leitura é uma aptidão à parte: ler o nónio com o olho fora do eixo (erro de paralaxe) é a causa mais comum de leituras erradas.

A suta universal

A suta (ou goniómetro de precisão) mede ângulos com muito mais resolução do que um transferidor simples:

• A suta universal tem um nónio angular, resolução típica de 5 minutos de arco (5').
• Usa-se para verificar inclinações angulares (saídas) do molde e outras cotas angulares apertadas.
• Aplicar os procedimentos de medição de ângulos e verificar inclinações com sutas ou goniómetros são duas aptidões distintas do referencial, ligadas ao mesmo instrumento.

Exemplo resolvido: ler uma suta universal

A escala fixa da suta indica 42° completos. O nónio angular, com divisões de 5', alinha melhor no 3.º traço.

Resolução: valor lido = 42° + (3 × 5') = 42° + 15' = 42°15'. Este valor compara-se diretamente com a saída especificada no desenho técnico do molde, dentro do campo de tolerância angular definido.

Uma leitura errada aqui pode dar como "conforme" uma saída insuficiente, que só será detetada mais tarde, já no desmoldar.

O graminho

O graminho é um instrumento montado sobre uma base assente numa mesa de referência plana, com um apalpador ou risco que se desloca na vertical.

• Serve para medir alturas e para traçar linhas de referência a uma altura precisa sobre a peça ou o molde.
• Executar as operações de medição com graminhos é uma aptidão explícita desta UC.
• A base tem de assentar numa superfície plana e limpa: qualquer resíduo por baixo falseia todas as alturas medidas a partir daí.

Compassos de exteriores e de interiores

Executar as operações de medição com compassos de exteriores e de interiores é outra aptidão do referencial:

• Compasso de exteriores: pernas curvadas para dentro, usado para transferir uma dimensão exterior.
• Compasso de interiores: pernas curvadas para fora, usado para transferir uma dimensão interior (um furo, uma ranhura).
• Não têm escala própria: ajustam-se por tato contra a peça, e o valor lê-se depois transferindo a abertura para uma régua graduada.

São instrumentos simples, úteis para uma verificação rápida antes de recorrer a um paquímetro para confirmar o valor exato.

Definir a estratégia de medição

Definir a estratégia de medição e de verificação é uma aptidão central: decide, antes de tocar em qualquer instrumento, o quê, com quê e por que ordem medir.

• Priorizar as cotas funcionais do plano de verificação.
• Escolher o instrumento cuja resolução seja compatível com a tolerância da cota.
• Posicionar o molde de forma estável, apoiado nas suas referências, antes de qualquer leitura.
• Definir a sequência que minimiza o manuseamento do molde entre medições.

Cuidados para evitar erros de leitura

Aplicar os processos e cuidados para evitar erros de leitura é uma aptidão explícita:

Um instrumento certo, mal usado, dá uma leitura errada com a mesma certeza que um instrumento errado.

Preencher os registos de medições

Preencher os registos de medições é uma aptidão explícita, e "registos" é também um recurso e um conhecimento do referencial desta UC.

• Cada medição regista-se com: cota, valor nominal, valor medido, instrumento usado e resultado (conforme ou não conforme).
• O registo dá rastreabilidade: liga cada molde ao técnico, ao instrumento e à data da medição.
• Sem registo, uma medição correta vale tão pouco quanto uma não feita, não há prova nem histórico.

Interpretar os resultados e as conclusões

Interpretar as conclusões do controlo dimensional é o último critério de desempenho da UC, e fecha o ciclo iniciado na análise do desenho técnico:

• Comparar cada valor medido com os limites de tolerância: dentro é conforme, fora é não conforme.
• Uma cota não conforme obriga a decidir: retificar o molde, se possível, ou rejeitá-lo.
• Interpretar os resultados no conjunto, não cota a cota isolada, revela padrões: por exemplo, várias cotas na mesma direção sistematicamente fora, aponta para desgaste do molde, não para erro aleatório.

Organização do posto de trabalho e EPI

• Aplicar os procedimentos relativos à organização do posto de trabalho: instrumentos arrumados, área limpa, moldes identificados.
• Utilizar os equipamentos de proteção individual (EPI): luvas, calçado de proteção e, junto de moldes metálicos ou em movimento, proteção adequada.
• Aplicar as normas de segurança e saúde no trabalho em toda a operação de medição, sobretudo ao manusear moldes pesados.
• Riscos e prevenção de acidentes: moldes pesados, arestas vivas, superfícies ainda quentes vindas da fundição.

Resíduos, ambiente e normas da qualidade

• Aplicar as normas de gestão de resíduos: areia, aparas e material de limpeza separados e encaminhados corretamente.
• Aplicar as normas de proteção ambiental em toda a operação de controlo.
• Aplicar as normas da qualidade: procedimentos normalizados, registos auditáveis e rastreabilidade do molde ao relatório final.
• Estas normas atravessam as três realizações da UC, tal como o rigor e o sentido de organização.

O controlo dimensional só está completo quando une medição rigorosa, registo fiável e cumprimento das normas de segurança, ambiente e qualidade.