O Que é Uma Fundição?

As fundições são responsáveis por nosso atual padrão de vida e desenvolvimento industrial, mas a maioria de nós não sabe quase nada sobre elas. Então, o que é uma fundição?

Em termos simplificados, uma fundição é uma fábrica onde são produzidas peças por fusão de metal, ou seja, um processo no qual metal líquido é despejado em um molde, onde se solidifica. Mesmo que você nunca tenha ido a uma fundição, ou sequer saiba como é uma, você está cercado pelas peças fundidas que elas produzem. Há uma boa chance de você estar lendo este artigo a menos de 3 metros de distância de uma.

As fundições não produzem apenas produtos de metal para uso em motores, ferrovias ou tubos. Elas também manufaturam componentes para máquinas necessárias para fabricar muitos dos produtos de consumo essenciais dos quais dependemos. 90% de todos os produtos manufaturados dependem de peças fundidas de metal. Isso significa que as indústrias são os principais clientes das fundições.

O processo de fundição

Para entender uma fundição, você precisa entender o processo de fundição. Em linhas gerais, as etapas principais realizadas numa fundição são modelagem, moldagem, fusão, vazamento, ejeção, limpeza, acabamento e inspeção.

A forma final da peça fundida corresponde ao molde em que é despejada. Cada molde é cuidadosamente moldado com um padrão – uma réplica de madeira ou metal do objeto a ser fundido. O material de molde mais comum é a areia de sílica, mas os moldes podem ser produzidos a partir de vários materiais diferentes, dependendo do metal de fundição e do método usado.

Um forno de fusão é “carregado” com metal e aquecido acima do seu ponto de fusão. Uma vez que o metal fundido atinge uma temperatura de vazamento específica, ele é retirado do forno através de um bico para uma concha de aço revestida com refratário. Qualquer sujeira ou impurezas são retiradas do topo da superfície do metal fundido. A concha é então inclinada para despejar o metal fundido em uma cavidade do molde.

O molde esfria e o metal solidifica, então a peça fundida é ejetada do molde e limpa. A fundido limpo é finalizado com refinamento, um processo que remove o excesso de material para atender às dimensões especificadas para o produto acabado. Dependendo das especificações do fundido, o rebarbamento pode ser rápido e simples, ou um trabalho extremamente detalhado. As peças fundidas acabadas são então inspecionadas pela fundição antes de serem enviadas ao cliente.

As fundições não produzem apenas fundidos brutos. Elas abrigam uma série de operações que geralmente incluem design de peças, construção de ferramentas, prototipagem, usinagem e montagem, dentre outros serviços.

Equipamentos de fundição

As fundições modernas são fortemente mecanizadas. Elas contêm todas as máquinas e equipamentos usados na fabricação de moldes e núcleos, fundição e moldagem. Essa variedade inclui grandes fornos de fusão, panelas, empilhadeiras, guindastes, transportadores e recipientes de transferência. Todos os equipamentos de fundição são especialmente projetados para funcionar de forma confiável em calor extremo.

A distinção fundamental entre os tipos de fundições é se lidam com materiais ferrosos (ferro ou aço) ou não ferrosos (alumínio, latão, bronze, cobre, etc.). O tipo exato de equipamento é determinado pelos metais com os quais a fundição trabalha; fornos de arco elétrico são ideais para trabalhar com aço, enquanto uma fundição especializada em cobre provavelmente use um forno de indução. Os fornos podem variar em tamanho, desde pequenos equipamentos de mesa até aqueles que pesam várias toneladas. A mesma variabilidade de modelo e tamanho se estende às máquinas de modelagem e moldagem e à maioria dos outros equipamentos de fundição.

Projeto de uma fundição e mitigação de riscos

Uma fundição é inerentemente perigosa. Sua atividade principal é a fusão de metal, que frequentemente requer temperaturas superiores a 1.425 °C. Para contextualizar esse número, quando água entra em contato com um forno ativo, ela se expande instantaneamente para 1.600 vezes seu volume original – isso significa que carregar um forno com metal levemente úmido é suficiente para causar uma explosão catastrófica de vapor.

A natureza violenta e imprevisível das reações químicas em temperaturas extremamente altas exige procedimentos de segurança de fundição igualmente intensos. Tudo sobre uma fundição é projetado para minimizar os riscos associados à fusão e ao transporte de metal.

As mesmas condições que permitem um derretimento eficaz e seguro – calor sem umidade – também são condições perfeitas para um incêndio descontrolado. O design da fundição lida com isso removendo materiais inflamáveis e mantendo o retardante de fogo sempre à mão. Devido ao problema de explosão de vapor mencionado acima, a água não pode ser usada para apagar incêndios de fundição. Em vez disso, os esforços de combate a incêndios concentram-se em abafar as chamas com extintores industriais e areia seca.

O carregamento – carregamento de metal no forno para fusão – é uma das operações mais perigosas na fundição. Um pequeno erro pode causar desde a destruição do equipamento até lesões ou fatalidade. Os fundidores são aprendizes durante anos para desenvolver a compreensão necessária dos metais com os quais estão trabalhando, suas temperaturas de fusão e procedimentos seguros.

Sem surpresa, as fundições têm altas temperaturas ambientes. São locais de trabalho quentes e causam suor – fato agravado pela obrigatoriedade do uso de capacetes, proteção para os olhos, protetores faciais e roupas grossas aluminizadas. Por mais intenso que seja o calor, os trabalhadores não seriam capazes de tolerá-lo se não fosse pelos tetos altos. As fundições são projetadas com teto alto para permitir a circulação de ar.

Após o metal ter sido fundido, ainda precisa ser movimentado pela fundição para ser vazado em moldes. Por razões óbvias, são tomadas precauções extremas para evitar derramamentos, especialmente sobre ou perto dos trabalhadores da fundição. A rota é marcada, o mais curta possível e livre de obstruções. O tráfego no piso da fundição é estritamente controlado para que o pessoal desnecessário nunca fique no caminho do metal fundido durante o transporte. Auxiliares mecânicos, como empilhadeiras e conchas mecânicas, são usados para minimizar ainda mais a exposição humana.

Mesmo com todas as medidas preventivas, derramamentos ainda acontecem. Para minimizar os danos, quando ocorrem, os pisos de fundição são construídos com materiais não reativos e retardadores de chama. A sujeira compactada é a mais econômica e, sem dúvida, a mais eficaz. O concreto normal pode rachar com a exposição do metal líquido, mas existem no mercado concretos de alta temperatura classificados para choque térmico.

O design consciente da planta e dos equipamentos de proteção ajudam a reduzir os riscos, mas a verdadeira chave para operações de fundição seguras são trabalhadores qualificados com excelente consciência situacional, força e resistência.

Tendências da indústria de fundição

Os fundidos são produzidos em todo o mundo. As condições variam de país para país e até mesmo de fundição para fundição, mas a indústria como um todo experimenta tendências. A indústria de fundição está passando por algumas mudanças importantes, que afetam a qualidade e o custo para o usuário final. As tecnologias de fundição avançaram ao longo dos anos e as operações básicas de fundição também evoluíram e se diversificaram. As tendências mais dominantes em geral são dimensionamento, automação e acabamento no local.

Há uma demanda crescente por peças totalmente acabadas e prontas para instalação. As fundições estão mudando para incluir mais capacidade de limpeza e usinagem.

O custo das matérias-primas, especialmente da sucata reciclada, diminuiu, mas a indústria ainda luta com margens devido ao rápido aumento dos custos trabalhistas. O aumento dos custos de mão-de-obra é um dos principais impulsionadores da automação – ainda mais porque a fundição é um trabalho perigoso e desconfortável para os humanos. Um avanço na automação da fundição pode significar custos reduzidos para peças de automóveis, rodas de trem e qualquer outra peça fundida produzida em massa.