A fundição com modelo de cera perdida moldado em carapaça cerâmica (Investment Casting) é um processo milenar de produção de peças, sendo um dos mais versáteis e transversais processos de fundição. Já foi utilizado para produzir desde as mais delicadas peças de joalharia até aos mais complexos componentes para a indústria de armamento ou aeroespacial. Há, no entanto, ainda um vasto campo para investigação neste mundo do Investment Casting, com o intuito de melhorar as potencialidades do processo, tornando-o mais viável, económico e rentável.
No corpo desta dissertação, são abordados os principais domínios do processo de Investment Casting, desde as matérias-primas utilizadas, até ao seu processamento e produção de fundidos. São focados os materiais e processos utilizados no fabrico das carapaças cerâmicas, bem como os métodos de regeneração dos refratários a elas associados.
Num mundo em que a preocupação ambiental está sempre patente, o conceito de Economia Circular ganha cada vez mais peso, sobretudo a nível industrial. Nesse sentido, pretende-se neste trabalho analisar o impacto da reutilização de areias resultantes do abate das carapaças cerâmicas na produção de novas moldações. Os retornos dessas carapaças apresentam algumas diferenças em termos de granulometria e composição química relativamente à matéria-prima de base utilizada. Existia a possibilidade da sua incorporação promover o aparecimento de algumas deficiências em termos do processo. Foram então analisados os efeitos da adição de fibras cerâmicas, como alternativa para colmatar os défices, principalmente em termos de resistência mecânica.
Verificou-se que as carapaças cerâmicas reforçadas com fibras apresentam um aumento significativo da sua resistência mecânica, sem qualquer deterioração de outras propriedades.
A incorporação de uma mistura de areia reciclada com matéria-prima revelou ser um sucesso, sem quaisquer efeitos negativos aparentes na qualidade e nas propriedades das carapaças cerâmicas. / Investment Casting is an ancient process to produce castings, being one of the most versatile and transversal processes in foundry. It has been used to produce any casting from the most delicate pieces of jewellery to the most complex components for the military or aerospace industry. There is, however, still a vast field for research and development in this world to improve the capacity of the process, making it more viable, economical, and profitable.
This Master thesis addresses the main domains of the Investment Casting process, from the materials used to their processing to obtain the castings. The materials and techniques used in the production of the ceramic shells and the recovery methods of the refractories involved are focused.
In a world where the environmental concern is always evident, the concept of Circular Economy is increasingly important, especially at the industrial level. In this sense, this work intends to analyse the effects of the use of sand resulting from the knockout of the ceramic shells recovered. The returns show some differences in particle size and chemical composition concerning the raw material used. There is a possibility of its incorporation promoting some deficiencies in terms of the process. The effects of the addition of ceramic fibres were analysed as an alternative to overcome these deficiencies, mainly in terms of mechanical strength.
It was found that fibre-reinforced ceramic shells significantly increase their mechanical strength without any deterioration of other properties.
The incorporation of a mixture of recycled sand and raw material turned out to be a success, without any apparent adverse effects on the quality and properties of the ceramic shells.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:up.pt/oai:repositorio-aberto.up.pt:10216/137242 |
| Date | 23 September 2024 |
| Creators | Luis António Garcia de Sousa |
| Contributors | Faculdade de Engenharia |
| Source Sets | Universidade do Porto |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | Dissertação |
| Format | application/pdf |
| Rights | embargoedAccess |
Page generated in 0.0217 seconds