Fundição por cera perdida e impressão 3D

Fundição por cera perdida (processo “cera perdida”)

Um processo tradicional, subtrativo e depois fundido, para criar peças metálicas de alta precisão.

Como funciona:

• Criação do padrão: É criado um padrão de cera ou termoplástico da peça (frequentemente por moldagem por injeção).
• Montagem: Vários padrões são ligados a uma “árvore” central de cera.”
• Construção da casca: A árvore é mergulhada repetidamente numa pasta de cerâmica, revestida com areia fina e seca para construir um molde de cerâmica espesso e duro.
• Desparafinação: O molde é aquecido, derretendo a cera (daí o termo “cera perdida”).
• Fundição: O metal fundido é vertido no molde oco de cerâmica.
• Remoção da casca e acabamento: A casca de cerâmica é quebrada e as peças individuais são cortadas da árvore, limpas e acabadas.

Principais vantagens:

• Superioridade dos materiais: Utiliza ligas de engenharia reais (titânio, superligas, aço inoxidável) com excelentes propriedades mecânicas.
• Acabamento da superfície: Muito boa qualidade de superfície diretamente do molde.
• Economia em escala: Económica para produção de médio a alto volume (uma vez feito o molde).
• Alta precisão: Excelente para geometrias complexas com detalhes finos (por exemplo, jóias, lâminas de turbina).

Limitação primária:

• Custo/Tempo de preparação elevado: A criação de moldes de injeção de cera é dispendiosa e morosa. Não é económico para protótipos ou volumes muito reduzidos.

Impressão 3D / Fabrico Aditivo (AM)

Um processo digital aditivo de construção de peças camada a camada a partir de dados de modelos 3D.

Tecnologias relevantes para esta comparação:

• SLA/DLP: Utiliza um laser ou projetor para curar a resina líquida. Elevado pormenor.
• Jato de material: Gotas e fotopolímero de cura UV. Elevado pormenor.
• SLS/Jato de aglutinante: Funde pó de nylon ou liga areia/certos metais.

Principais vantagens:

• Liberdade de conceção: Complexidade inigualável (treliças, canais internos, formas orgânicas).
• Zero ferramentas, configuração rápida: Perfeito para protótipos e peças únicas. Os ficheiros digitais conduzem diretamente à produção.
• Consolidação de montagem: Pode imprimir uma única peça que substitui vários componentes montados.
• Personalização: Ideal para artigos personalizados e específicos do paciente (por exemplo, implantes médicos).

Limitações primárias:

• Restrições materiais: Os termoplásticos de engenharia e as resinas dominam; os metais de qualidade de produção são caros e têm frequentemente limitações em termos de dimensão, acabamento de superfície ou isotropia.
• Velocidade em escala: Processo em série, normalmente mais lento para produção de grandes volumes.
• Pós-processamento: Requer frequentemente a remoção do suporte e o acabamento da superfície.

Conclusão: Não se trata de “ou/ou”, mas de “e”

Precisa de 1 a 50 peças, com urgência, com geometria complexa? Utilize a impressão 3D (provavelmente em resina ou nylon).

Precisa de 1 a 50 peças num metal de alto desempenho? Utilize a impressão 3D + fundição por cera perdida (imprima os padrões).

Precisa de mais de 10.000 peças numa liga metálica padrão? Utilize a fundição por cera perdida tradicional com padrões de cera moldados por injeção.

Precisa de peças metálicas densas e altamente personalizadas com uma complexidade extrema? Considere a impressão direta em 3D de metal (como DMLS/SLM), embora a um custo mais elevado.

Pense nelas como um continuum no fabrico digital. A impressão 3D destaca-se pela agilidade e complexidade sem ferramentas, enquanto a fundição por cera perdida se destaca pelo volume e desempenho do material. Ao combiná-las, os fabricantes obtêm o melhor dos dois mundos: flexibilidade digital e metalurgia superior.