Sobremedida de Contração
Calcula a dimensão do modelo (molde) considerando a contração de solidificação, dimensão = dimensão da peça × (1 + contração ÷ 100), a partir da dimensão final desejada da peça e do coeficiente de contração linear do metal (%). O resultado é a dimensão maior que o modelo deve ter para que, ao solidificar e resfriar, a peça contraia até a medida correta. Cada metal tem sua contração linear de solidificação: aço ~2%, ferro fundido cinzento ~1%, alumínio ~1,3%, bronze ~1,5%. Os modeladores usam réguas de contração ('réguas de fundidor') já dilatadas. Ignorar a contração resulta em peças menores que o especificado. Informe a dimensão da peça e o coeficiente de contração.
Resultado
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Sobremedida de contração
Um metal, ao se solidificar e resfriar da temperatura de vazamento até a ambiente, contrai — diminui de tamanho. Se o modelo (o objeto que dá forma à cavidade do molde) tivesse exatamente as dimensões finais desejadas, a peça sairia menor que o especificado. Por isso o modelo é feito maior, com uma sobremedida de contração: dimensão do modelo = dimensão da peça × (1 + contração ÷ 100). A contração linear de solidificação é uma propriedade de cada metal: o aço contrai cerca de 2%, o ferro fundido cinzento ~1% (menos, porque a grafita que se forma compensa parte da contração — uma vantagem do ferro cinzento), o alumínio ~1,3%, o bronze ~1,5%, o latão ~2%. Tradicionalmente, os modeladores não calculavam isso peça por peça: usavam réguas de contração (também chamadas 'réguas de fundidor' ou contraction rules), réguas especiais já 'esticadas' na proporção da contração do metal — uma régua de contração de 2% mede 1020 mm onde uma régua normal mediria 1000 mm, então o modelador trabalhava com medidas normais e a sobremedida já vinha embutida. Há três tipos de contração na fundição que não devem ser confundidos: a contração líquida (do metal ainda líquido esfriando, compensada pelo massalote), a contração de solidificação (a mudança de fase líquido→sólido, a grande causa de rechupes, também alimentada pelo massalote) e a contração sólida (do sólido esfriando até a ambiente) — é esta última, linear, que a sobremedida do modelo compensa. Erros de contração levam a peças fora de tolerância dimensional. Informe a dimensão da peça e o coeficiente de contração.
Ferramentas Relacionadas
Área do Canal de Vazamento
Calcula a área da seção do canal de vazamento, A = Q ÷ v, dividindo a vazão de metal desejada Q pela velocidade do metal v. O resultado, na unidade de área coerente (cm²), é a seção transversal que o canal de descida (ou ataque) deve ter para entregar a vazão necessária na velocidade calculada. É a aplicação da equação da continuidade ao sistema de canais da fundição. O dimensionamento correto das áreas dos vários elementos do sistema (bacia, descida, distribuidor, ataques) controla a vazão, a velocidade e o regime de escoamento do metal, evitando turbulência e garantindo enchimento adequado. As proporções entre as áreas definem o tipo de sistema (pressurizado ou despressurizado). Informe a vazão e a velocidade.
Contração Volumétrica de Solidificação
Calcula a contração volumétrica na solidificação de um metal, ΔV = (ρ_sólido − ρ_líquido) ÷ ρ_líquido × 100%, a partir das densidades do metal no estado sólido e líquido. O resultado, em %, é a redução de volume que ocorre quando o metal passa de líquido a sólido — porque o sólido é mais denso (mais compacto) que o líquido. Essa contração é a principal causa de rechupes (vazios internos) e é exatamente o que os massalotes precisam alimentar com metal líquido extra. Cada metal tem sua contração de solidificação: aço ~3%, alumínio ~6,6%, cobre ~5%. O ferro fundido cinzento é exceção (a grafita expande, reduzindo a contração líquida). Informe as densidades do metal sólido e líquido.
Velocidade de Vazamento
Calcula a velocidade do metal líquido na base do canal de descida pela equação de Torricelli, v = √(2·g·h), a partir da altura da coluna de metal h (m) e da gravidade g. O resultado, em m/s, é a velocidade com que o metal entra no sistema de canais por ação da gravidade, partindo da altura do bacia de vazamento. É a base do dimensionamento do sistema de canais: a velocidade determina a vazão (junto com a área da seção) e o regime de escoamento. Velocidades altas demais causam turbulência (aspiração de ar, oxidação, erosão); por isso se projetam canais que controlam e desaceleram o fluxo. Informe a altura da coluna de metal.
Tempo de Enchimento do Molde
Calcula o tempo de enchimento de um molde de fundição, t = V ÷ Q, dividindo o volume da cavidade V pela vazão de metal Q do sistema de canais. O resultado, em segundos, é o tempo para preencher completamente o molde com metal líquido. É um parâmetro crítico: enchimento lento demais permite que o metal esfrie e solidifique antes de preencher tudo (defeito de junta fria, falta de enchimento), enquanto rápido demais causa turbulência, aprisionamento de gases, erosão do molde e inclusões. O tempo ótimo depende do peso e da espessura da peça e do metal. Dimensionar o sistema de canais para o tempo correto é central no projeto de fundição. Informe o volume da cavidade e a vazão.
Rendimento Metálico da Fundição
Calcula o rendimento metálico de um processo de fundição, η = (massa da peça ÷ massa total vazada) × 100%, dividindo a massa da peça acabada pela massa total de metal vazado (peça + massalotes + canais + sobras). O resultado, em %, mede a eficiência do aproveitamento do metal: o restante (canais, massalotes, rebarbas) é refundido, mas consome energia e gera custo. Rendimentos típicos variam de 50 a 80%, conforme a complexidade da peça e do sistema de alimentação. Maximizar o rendimento (massalotes bem dimensionados, sistema de canais otimizado) reduz custos de energia e refusão. Informe a massa da peça e a massa total vazada.
Pressão Metalostática
Calcula a pressão metalostática exercida pelo metal líquido no fundo de um molde, P = ρ × g × h, a partir da densidade do metal líquido ρ (kg/m³), da gravidade g e da altura da coluna de metal h (m). O resultado, em pascals, é a pressão que o metal fundido exerce sobre as paredes e o fundo do molde devido ao seu próprio peso — análoga à pressão hidrostática, mas com a alta densidade dos metais. É essencial para dimensionar a resistência do molde (que pode 'estourar' ou deformar sob pressão), prever a flutuação de machos e a penetração de metal em frestas. Metais densos (ferro, ~7000 kg/m³) geram pressões altas. Informe a densidade do metal e a altura da coluna.
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