Riser (elenco) - Riser (casting)

Uma fundição de bronze mostrando o sprue e os risers

Um riser , também conhecido como feeder , é um reservatório construído em um molde de fundição de metal para evitar cavidades devido ao encolhimento . A maioria dos metais são menos densos como um líquido do que como um sólido, de modo que as peças fundidas encolhem com o resfriamento, o que pode deixar um vazio no último ponto para solidificar. Os risers evitam isso fornecendo metal fundido à peça fundida à medida que se solidifica, de modo que a cavidade se forma no riser e não na peça fundida. Risers não são eficazes em materiais que têm uma grande faixa de congelamento, porque a solidificação direcional não é possível. Eles também não são necessários para processos de fundição que utilizam pressão para preencher a cavidade do molde. Um alimentador operado por pedal é chamado de subalimentador .

A atividade de planejamento de como uma fundição será bloqueada e riserada é chamada de metodologia de fundição ou engenharia de fundição .

Teoria

Risers só são eficazes se três condições forem atendidas: o riser esfria após a fundição, o riser tem material suficiente para compensar a contração da fundição e a fundição solidifica direcionalmente em direção ao riser.

Para que o espelho resfrie após a fundição, ele deve esfriar mais lentamente do que a fundição. A regra de Chvorinov afirma resumidamente que o tempo de resfriamento mais lento é obtido com o maior volume e a menor área de superfície; geometricamente falando, esta é uma esfera. Então, idealmente, um riser deve ser uma esfera, mas esta não é uma forma muito prática para inserir em um molde, então um cilindro é usado em seu lugar. A relação altura / diâmetro do cilindro varia dependendo do material, localização do riser, tamanho do frasco, etc.

A contração deve ser calculada para a fundição para confirmar que há material suficiente no riser para compensar a contração. Se parecer que não há material suficiente, o tamanho do riser deve ser aumentado. Este requisito é mais importante para formatos em forma de placa, enquanto o primeiro requisito é mais importante para formatos em blocos.

Finalmente, a fundição deve ser projetada para produzir solidificação direcional, que se estende das extremidades da cavidade do molde em direção ao (s) riser (s). Desta forma, o riser pode alimentar metal fundido continuamente para parte da fundição que está se solidificando. Uma parte de atingir esse fim é colocar o riser próximo à parte mais espessa e maior da fundição, já que essa parte da fundição irá esfriar e solidificar por último. Se este tipo de solidificação não for possível, múltiplos risers que alimentam várias seções da fundição ou resfriadores podem ser necessários.

Tipos

Diferentes tipos de risers

Um riser é categorizado com base em três critérios: onde está localizado, se é aberto à atmosfera e como é preenchido. Se o riser estiver localizado na fundição, então ele é conhecido como um riser superior , mas se estiver localizado próximo à fundição, é conhecido como um riser lateral . Os risers superiores são vantajosos porque ocupam menos espaço no frasco do que os risers laterais, além de terem uma distância de alimentação mais curta. Se o riser estiver aberto para a atmosfera, ele é conhecido como um riser aberto , mas se os risers estiverem completamente contidos no molde, ele é conhecido como um riser cego . Um riser aberto é geralmente maior do que um blind porque o riser aberto perde mais calor para moldar através do topo do riser. Finalmente, se o riser recebe material do sistema de portas e se enche antes da cavidade do molde, é conhecido como riser vivo ou riser quente . Se o riser for preenchido com material que já fluiu pela cavidade do molde, ele é conhecido como dead riser ou cold riser . Risers vivos são geralmente menores do que risers mortos. Os risers superiores são quase sempre risers mortos e os risers no sistema de gating quase sempre são risers vivos.

A conexão do riser à cavidade de moldagem pode ser um problema para risers laterais. Por um lado, a conexão deve ser o menor possível para tornar a separação o mais fácil possível, mas, por outro lado, a conexão deve ser grande o suficiente para não solidificar antes do riser. A conexão geralmente é feita curta para aproveitar o calor do riser e da cavidade de moldagem, o que a manterá quente durante todo o processo.

Existem auxiliares de riser que podem ser implementados para desacelerar o resfriamento de um riser ou diminuir seu tamanho. Um está usando uma luva isolante e o topo ao redor do riser. Outra é colocar um aquecedor em torno apenas do riser.

Tops quentes

Um hot top , também conhecido como cabeçote de alimentação , é um riser especializado, usado para ajudar a neutralizar a formação de tubos durante o lançamento de lingotes. É essencialmente um riser aberto vivo, com um forro de cerâmica quente em vez de apenas os materiais do molde. Ele é inserido no topo da lingoteira perto do final do vazamento, e o resto do metal é vazado. Seu objetivo é manter um reservatório de metal fundido, que drena para encher o tubo conforme a fundição esfria. O hot top foi inventado por Robert Forester Mushet, que o chamou de Dozzle . Com um hot top apenas 1 a 2% do lingote é desperdiçado, antes de seu uso, até 25% do lingote era desperdiçado.

Produção

A eficiência, ou rendimento , de uma peça fundida é definida como o peso da peça fundida dividido pelo peso da quantidade total de metal vazado. Risers podem adicionar muito ao peso total sendo derramado, por isso é importante otimizar seu tamanho e forma. Os risers existem apenas para garantir a integridade da fundição, são removidos após o resfriamento da peça e seu metal é fundido novamente para ser usado novamente; como resultado, o tamanho, o número e a colocação do riser devem ser cuidadosamente planejados para reduzir o desperdício ao preencher todo o encolhimento na fundição.

Uma maneira de calcular o tamanho mínimo de um riser é usar a regra de Chvorinov, definindo o tempo de solidificação para o riser como sendo mais longo do que o da fundição. Qualquer hora pode ser escolhida, mas 25% a mais geralmente é uma escolha segura, que é escrita da seguinte forma:

${\ displaystyle t _ {\ text {riser}} = 1,25t _ {\ text {casting}}}$

ou

${\ displaystyle \ left ({\ frac {V} {A}} \ right) _ {\ text {riser}} ^ {n} = 1,25 \ left ({\ frac {V} {A}} \ right) _ {\ text {casting}} ^ {n}}$

Porque todos os fatores de molde e material são iguais para n. Se um cilindro for escolhido para a geometria do riser e a relação altura / diâmetro estiver travada, a equação pode ser resolvida para um diâmetro, o que torna este método uma maneira simples de calcular o tamanho mínimo de um riser. Observe que, se um riser superior for usado, a área da superfície que é compartilhada entre o riser e a fundição deve ser subtraída da área na fundição e no riser.

Referências

Bibliografia

• Degarmo, E. Paul; Black, J T .; Kohser, Ronald A. (2003), Materials and Processes in Manufacturing (9ª ed.), Wiley, ISBN   0-471-65653-4 .
• Kalpakjian, Serope, et al. (2001). Engenharia de Manufatura e Tecnologia . Publicado pela Pearson Education.
• Ravi, B. (2005), Design e análise auxiliada por computador de fundição de metal , PHI Learning Unip. Ltd., ISBN   978-81-203-2726-9 .