O processo de fundição por cera perdida é amplamente utilizado, pois oferece fundição assimétrica com detalhes muito finos para ser fabricada de forma relativamente barata. O processo envolve a produção de uma peça fundida de metal usando um molde refratário feito de uma réplica de cera. As etapas envolvidas no processo de fundição por cera perdida são:
1- Crie um padrão de cera
2- Aplique o padrão de cera
3- Invista no padrão de cera
4- Elimine o padrão de cera queimando-a (dentro do forno ou em água quente). Isso criará um molde.
5- Force o metal fundido no molde - fundição.
6- Limpe o gesso.
7- Remover o sprue do gesso
8- Finalizar e polir a peça fundida na matriz.
Defeito comum em fundição por cera perdida
Uma descrição geral do processo é dada acima, no entanto, pode ser necessário modificá-lo para levar em conta as diferentes ligas utilizadas. As ligas de cobalto têm temperaturas de fusão entre 1250 e 1450 graus, o que é superior ao investimento feito na temperatura de decomposição do gesso. Por isso, o revestimento de gesso deve ser substituído por material do tipo fosfato ou sílica. O método de fusão da liga também depende da liga utilizada, uma vez que as temperaturas exigidas são superiores às que podem ser alcançadas com uma tocha, ou a liga pode reagir quimicamente com gases. A precisão deste processo é estimada em cerca de 0,1%. Para alcançar esta precisão, os materiais utilizados no processo devem ser escolhidos de modo a compensar as alterações dimensionais, incluindo a contração da peça fundida, a contração/expansão do investimento, o efeito do confinamento induzido pelo anel de fundição, as alterações dimensionais induzidas pela temperatura, etc.
O objetivo da fundição é fornecer a duplicação mais precisa possível dos dentes perdidos. No entanto, os limites de tolerância não são definidos com exatidão, mas geralmente a precisão deve ser melhor do que a detectada a olho nu ou por métodos convencionais. O mau ajuste/precisão da peça fundida pode levar à falha da restauração e causar mais problemas dentários. Os defeitos na fundição podem ser eliminados ou minimizados pela adesão estrita aos procedimentos prescritos.
De um modo geral, o defeito de fundição para fundição de precisão pode ser dividido nos seguintes:
- Distorção,
- Mau acabamento superficial,
- nadadeiras/espinhos
- nódulos
- veias e cristas
- superfície áspera
- Porosidade,
- Vazios,
- Transmissão incompleta.
Distorção
Na maioria dos casos, a distorção da peça fundida pode ser atribuída à distorção do padrão de cera. A distorção do padrão de cera pode ser minimizada pela manipulação cuidadosa e adequada da cera e pelo manuseio do padrão. Além disso, alguma distorção do padrão de cera pode ser causada pelo endurecimento do revestimento em torno dele, pelo que a presa e a expansão higroscópica podem levar a uma deformação irregular das paredes do padrão de cera. Depende, por outro lado, do tipo de cera, espessura e configuração do padrão.
Mau acabamento superficial
Um dos requisitos das peças fundidas é que sua superfície seja uma reprodução tão precisa quanto possível da superfície do padrão de cera. Caso contrário, serão necessárias operações adicionais (acabamento e polimento adicionais). Os defeitos nesta categoria podem ser divididos em rugosidade superficial excessiva, irregularidades superficiais inesperadas e cor de superfície inadequada. A rugosidade da superfície pode ser descrita como imperfeições superficiais finamente espaçadas, enquanto as irregularidades estão mais relacionadas a imperfeições isoladas (como nódulos). Deve-se aceitar que a rugosidade da superfície da peça fundida é maior que a rugosidade do padrão de cera de que é feita. Isto pode ser explicado por um tamanho de partícula do revestimento que é tal que não consegue reproduzir o padrão de cera com detalhes suficientemente finos.
Porosidade
A porosidade da peça fundida pode se espalhar dentro da peça fundida e em sua superfície. A porosidade superficial aumenta a rugosidade da superfície, mas também pode ser um sinal da porosidade interna. A porosidade interna pode enfraquecer a peça fundida, pode causar descoloração se espalhada pela superfície e, em casos extremos, pode causar vazamento.
As principais causas da porosidade das peças fundidas de liga são:
1) Defeitos de solidificação
2) Gases aprisionados
3) Ar residual
1 Defeitos de solidificação
Os defeitos de solidificação a frio levam a duas manifestações diferentes de porosidade; porosidade de contração localizada e microporosidade.
A porosidade de contração localizada é causada pela alimentação insuficiente da liga durante a solidificação. À medida que a liga solidifica, ela também contrai mais de 1%, e é necessário um suprimento suficiente de liga fundida durante esta fase para neutralizar a redução no volume causada pela contração. Se o canal de entrada não for adequadamente projetado e implementado, ele poderá solidificar antes que a alimentação esteja completa, evitando assim um fornecimento contínuo de liga fundida. Esse tipo de defeito geralmente ocorre próximo à junção de fundição do sprue-. A microporosidade também é causada pela contração de solidificação, mas geralmente ocorre em ligas de grãos finos quando a solidificação é muito rápida para a segregação dos microvazios. Isso, por sua vez, faz com que a temperatura do molde ou da peça fundida seja muito baixa.
2 Gases aprisionados
Muitos metais dissolvem ou obstruem gases quando são fundidos. Na solidificação, esses gases são forçados a sair da peça fundida, causando o que geralmente é chamado de porosidade pinhole. Esses vazios são bastante pequenos. Vazios maiores poderiam ser causados pelo mesmo mecanismo, mas também poderiam ser causados pelos gases presos mecanicamente dentro da liga fundida durante o procedimento de fundição.
3 Ar residual
Esses vazios ocorrem na superfície interna da peça fundida e são causados pelo ar aprisionado que não consegue escapar através do revestimento. Isto pode ser evitado através de temperatura adequada durante a fundição, pressão suficientemente alta e proporção correta de líquido-pó.
Elenco incompleto
Se a liga fundida for impedida de preencher total ou parcialmente o molde, pode ocorrer fundição incompleta ou mesmo nenhuma fundição. As duas razões mais óbvias para isso são a ventilação insuficiente do molde e a alta viscosidade do molde.
Se o ar no molde não puder ser ventilado rapidamente depois que a massa fundida for despejada no molde, sua contrapressão impedirá o preenchimento completo do molde pela liga fundida. Isto aponta na direção de uma pressão de fundição insuficientemente alta ou de que ela não foi aplicada por um período de tempo suficientemente longo. Durante os estágios iniciais da fundição, o metal ainda está bastante macio, mas começa a solidificar (e engrossar) rapidamente. A alta pressão de fundição deve ser mantida por tempo suficiente após o início da solidificação.
Se a eliminação do padrão de cera não for totalmente completa, os poros do revestimento poderão ficar preenchidos com os produtos de combustão, evitando assim a ventilação do ar que pode causar problemas semelhantes aos acima.
Causas comuns de fundição incompleta
Altas taxas de aquecimento
Adotar taxas de aquecimento muito altas pode levar à ocorrência de aletas (ou espinhos) na peça fundida. O mecanismo para isso é o seguinte:
a) Se o revestimento estiver sujeito a uma taxa de aquecimento demasiado elevada, a camada exterior aquece mais rapidamente do que a interior e a diferença de temperatura entre a camada exterior e o centro do revestimento aumenta.
b) Consequentemente, a camada externa tende a se expandir mais que as partes internas. No entanto, a camada externa é retida pela parte interna e mais fria.
c) Por causa disso a camada externa está sujeita a tensões de compressão, enquanto a parte interna está sujeita a tensões de tração.
d) Como o revestimento é um material frágil, ele tende a rachar sob tensões de tração. Neste caso, as fissuras mais típicas são radiais, partindo do interior do revestimento e espalhando-se para fora.
e) Durante a fundição, essas trincas são preenchidas pela liga fundida, manifestando-se como aletas ou espinhos.
Baixa temperatura
Uma temperatura muito baixa pode causar a remoção incompleta da cera. Os gases formados quando a liga quente entra em contato com os resíduos podem causar porosidade ou vazios na peça fundida. Uma temperatura muito baixa pode ser causada por um tempo de aquecimento muito curto ou se não houver ar suficiente disponível no forno.
Filme de água
A cera é um material hidrofóbico (ou seja, é repelente à água). Se o revestimento não estiver em contacto próximo com o padrão de cera, poderá formar-se uma película de água sobre a superfície. Esta água pode causar a ocorrência de pequenos veios e sulcos na superfície da peça fundida. A perda de contato entre o revestimento e o padrão de cera pode ser causada se o padrão se mover ligeiramente, se tiver sido sujeito a vibrações ou se a pintura não tiver sido aplicada corretamente.
Bolhas de ar
Ocasionalmente, pequenas bolhas de ar podem aderir ao padrão durante ou após o procedimento de investimento. Durante a fundição, a bolha é preenchida com o material de fundição (liga) e se manifesta como um nódulo. A ocorrência de bolhas de ar pode ser evitada se for adotado um procedimento de investimento a vácuo. Algumas outras medidas também podem ser adotadas para evitar que isso aconteça, como utilização de misturador mecânico com vibrações ou aplicação de agente umectante em camada fina.
Proporção líquido-pó
Quantidades muito altas e muito baixas de líquido podem levar a uma superfície áspera da peça fundida.
Aquecimento prolongado
O aquecimento prolongado a temperaturas demasiado elevadas pode levar à desintegração do revestimento, resultando em paredes rugosas do molde. Além disso, os produtos da desintegração podem contaminar a liga causando defeitos superficiais.
Temperatura da liga
Se a temperatura da liga for muito elevada, pode atacar a superfície do revestimento, semelhante ao caso do aquecimento prolongado. Como consequência, pode ocorrer uma rugosidade superficial semelhante.
