domingo, 29 de agosto de 2010

Recebi esta e outras fotos de esculturas em bronze pelo mundo do Guimarães que é presidente do conselho municipal de cultura de Porto Alegre. O que mais me chama a atenção é a riqueza do acabamento das meninas, combinando patina verde, ebonol (preto) e polimento. 

domingo, 18 de outubro de 2009

ESCULTURA ETRUSCA EM BRONZE



A arte sagrada da fundição em cera perdida, também dominada
pelos estruscos, em aúreos tempos da humanidade

Mármore de Lux!


Mármore de Lux!

sábado, 17 de outubro de 2009


ESCULTURA SENDO PATINADA NO ATELIE DA BRONZARTE EM PORTO ALEGRE.
BRONZART
Este é o Altair, ex sócio e fundidor do Jamil Fraga. Eles são proprietários da Bronzart, que fica na Rua Cristiano Craemer, no Bairro Vila Nova/Porto Alegre/Rio Grande do Sul/Brasil.

MÃOS DE FOGO / PORTUGAL



Este troféu foi produzido pelo meu amigo e irmão Nilmar,  Diretor proprietário da conceituada Natalino Tomazzi, de Viamão. O processo de fabricação é conhecido por PETIT BRONZE, e consiste na aplicação por galvanoplástia, de uma fina camada de metal ( em torno de 3 mm ), sobre um modelo de cera, e logo após a cera é derretida em uma estufa, deixando a peça completamente oca.

sexta-feira, 16 de outubro de 2009

MICROFUSÃO / FUNDIÇÃO POR CERA PERDIDA
Apresentação

Microfusão é um processo de fundição que consiste na reprodução de uma peça originariamente em cera, que é recoberta com material cerâmico, formando um molde que após a retirada da cera, fica oco e serve como base para o preenchimento do metal líquido, após a sua solifidição, este metal, que agora é uma peça metálica, é retirado do restante do molde cerâmico, lixado e finalmente inspecionado para verificar se está de acordo com especificações do cliente. Internacionalmente (ISO),a Microfusão é conhecida como Investment Casting, ou também por, Precision Casting e, no Brasil, como "Cera Perdida".



História

Sua origem é milenar. Já está comprovada a fundição de metais, pelo método de microfusão, pelos egípcios a aproximadamente 4.000 anos A.C. Artefatos e esculturas microfundidas foram encontrados na região Mesopotâmica, Grécia e no continente americano, principalmente na época pré-colobiana, onde as civilizações Mayas, Aztecas e Incas, já possuiam jóias, estátuas e artefatos diversos em metal feitos pelo processo de microfusão (cera perdida ou investment casting).

Após muitos séculos de decadência e estagnação tecnológica, recentemente esta técnica produtiva voltou a ser utilizada para produção de peças onde a necessidade de muito detalhamento, aprimoramento dimensional e reprodução de finos detalhes, se fazem necessários.

No período da Segunda Grande Guerra Mundial, os alemães utilizaram-se deste processo, de forma maciça, na fabricação de peças para armamentos, pois a precisão dimensional obtida pelo processo de microfusão é muito superior a fundição convencional, proporcionando uma redução de metal base e diminuindo custos operacionais quando o metal de trabalho possui elevado preço de mercado, tal como o ouro e a prata, por exemplo.

Hoje em dia utiliza-se muito o processo de microfusão para a produção de jóias finas, com detalhes cada vez mais apurados, obras de arte nos mais variados materiais que sejam ocas, sem falar é claro, que esta técnica agora aperfeiçoada, proporciona a produção de peças feitas em ligas metálicas especiais, ligas muito resistentes a oxidação, caras e de difícil fabricação por outros métodos que não seja pelo processo de microfusão (cera perdida). Tudo isso devido a sua capacidade de reproduzir peças com tolerâncias dimensionais centesimais, melhorando sensivelmente a reprodução de detalhes, sem a necessidade, muitas vezes, de usinagem posterior.

Engana-se quem pensa que este processo produtivo, por ser tão antigo, não possui mais espaço no atual mercado metal-mecânico, ou artístico, esta totalmente equivocado. As técnicas atuais produtivas utilizadas na microfusão, contam com equipamentos e robôs de última geração no controle do processo. A microfusão abrange, além da tecnologia da fundição convencional de metais, tecnologia em ceras, plásticos, cerâmica, viscosidades, controle de temperatura do metal, controle de temperatura ambiental e controle dimensional apurado das peças microfundidas. Existem peças que somente pelo processo de microfusão podem ser fabricadas, principalmente aquelas que exigem excelente acabamento superficial do fundido.



Processo Produtivo

O processo produtivo de microfusão é bastante complexo e sofre melhorias técnicas e de automatização periodicamente, sempre com o objetivo de reduzir custos operacionais e minizar tempos produtivos. Conheça as etapas do processo:



0 - Injeção de Cera

Nesta etapa do processo de microfusão, injeta-se cera sintética, cera semi-sintética (mesclada) ou cera de abelha com breu, em uma matriz de aço ou alumínio, normalmente da liga ABNT 6262, devido a sua excelente usinabilidade, resistência mecânica e dureza, mas também esta matriz pode ser feita de aço ferramenta, no caso de produções em grande série ou troféus institucionais  por exemplo.Eu uso formas de silicone ou então de gesso (tacel), e faço a fundição manual da cera dentro das matrizes.

As cavidades desta matriz, no caso de haver mais de uma, devem ter uma precisão dimensional e acabamentos extremos, pois a cera (independente do tipo) irá copiar fielmente a parte esculpida na matriz, exatamente como no processo de injeção de plástico.

Procura-se refrigerar esta matriz, com água gelada ou qualquer outro tipo de fluido de refrigeração, faz-se isso porque a matriz deve refrigerada ao receber a cera líquida quando da injeção, para que se tenha uma imediata solidificação superficial da peça em cera e com isso poder garantir uma maior precisão dimensional da peça, que agora está em cera. Esta cera é líquida, muito próximo de seu ponto de fusão e sem bolhas para não gerar imperfeições.

As ceras sintéticas, normalmente importadas, possuem estabilizadores dimensionais para reduzir a influência da contração da peça, quando da sua solidificação. Procura-se usar as ceras semi-sintéticas, ou mescladas, nos canais de alimentação e ataque, ou seja, por onde o metal líquido entra no molde cerâmico para formar a peça, pois elas são mais sucetíveis a variações térmicas, e hoje, quase não se usa mais cera de abelha, devido ao elevado custo e disponibilidade.



1 - Montagem da árvore em cera

Nesta etapa do processo de microfusão, após a injeção das peçasem cera, como mencionado anteriormente, monta-se uma árvore de cera, possui este nome porque o formato é muito semelhante a uma árvore.

Em um canal principal de cera, que nada mais é que uma peça cilíndrica sólida, onde em uma de suas pontas fica acoplado um funil cerâmico, por onde entrará o metal, e em seu corpo serão coladas as peças injetadas de cera, uma a uma, deixando-se espaços equidistantes entre as peças, formando assim uma árvore.

Após todas as peças em cera serem coladas no canal, que também é de cera, deve-se deixar todo o conjunto parado para que haja  estabilização térmica entre as peças, com isso, todas as tensões originárias da colagem das peças no canal de cera serão minimizadas. O tempo para que esta estabilização seja eficaz não deve ser inferior a uma hora e as peças devem ficar em uma sala climatizada. Chama-se esta sala de sala de banhos cerâmicos, onde a temperatura e a umidade devem ser monitoradas e controladas periodicamente, devendo haver o mínimo de variação destes parâmetros de controle. Isto depende muito de processo para processo, controle térmico ambiental e umidade existente no local da produção, tipo de cera, peso e tamanho da peça, pois todos estes parâmetros ou variáveis são suficientes para deformar a peça em cera e prejudicar a peça final em aço.


2 - Revestimento cerâmico

Nesta etapa do processo de microfusão, já com a árvore em cera estabilizada ambientalmente, desengraxa-se a superfície das peças procurando-se eliminar qualquer vestígio de oleosidade que eventualmente possa existir. Normalmente mergulha-se a árvore em álcool para isso.
Após a secagem deste alcool a árvore, em cera, é mergulhada em um banho cerâmico fino que está em agitação constante, este banho pode ser de mulita, por exemplo, e possui uma viscosidade muito bem controlada. Procura-se revestir toda a árvore de cera com esta lama refratária, e na sequência, recobre-se tudo com areia fina de zirconita, que também é um material cerâmico, só que seco e sólido, a forma de recobrimento desta zirconita é chuveiro de areia.

Deixa-se todo o conjunto, que agora de chama de caixo, secar e repete-se o processo novamente, isso é feito para engrossar o caixo e proporcionar maior estabilidade, sendo que deve-se adotar intervalos de tempo de aproximadamente uma hora entre os banhos, ou seja, entre cada banho, até três ou quatro banhos, dependendo da complexidade e tamanho da peça.

Após a secagem da última camada de material refratário fino, inicia-se uma sequência de banhos com outra lama, com viscosidade diferente da primeira, e com um material refratário mais grosseiro chamado de chamote, até que este conjunto fique sólido o suficiente para suportar a pressão metalostática do metal que será vazado em seu interior. Deve-se repetir esta etapa do processe quantas vezes forem necessárias. Após todo o caixo secar, mergulha-se o conjunto inteiro em um último banho de recobrimento e acabamento final. Este caixo cerâmico, com todas as peças de cera em seu interior, deverá ficar estabilizando termicamente e secando por mais algumas horas.
Os banhos refratários possuem como ligantes líquidos, para formar a lama, normalmente dois tipos de material, sendo um o silicato de etila que é feito com base em alcool, e o outro, a sílica coloidal que é feita com base em água. A vantagem de utilizar o silicato de etila, se comparado com a sílica coloidal, é de que o primeiro exige um menor tempo de secagem, cura, entre um banho e outro reduzindo o tempo total do processo. A desvantagem é que ao secar, o álcool do silicato de etila, evapora e emite gases que deixam o ambiente de trabalho com um cheiro muito desagradável e forte de álcool no ar, sem falar que aumenta o risco de incêndio do local. Já a sílica coloidal evapora mais lentamente, mas não elimina odores indesejáveis tornando o processo e o ambiente limpo e seguro.
Para fins de economia, sem perda de qualidade eu costumo utilizar uma mistura refratária feita por mim mesmo que consiste em gesso+areia verde de fundição+água+fiberglass. A queima deste material se dá em um forno feito de tijolos de cerâmica com revestimento de argila com areia, sendo que o tempo de queima depende da quantidade de blocos e do tamanho destes.
A temperatura máxima de queima e de 800 °C e o tempo médio é de 6 à 48 horas.



3 -  Deceragem

Nesta etapa do processo de microfusão, coloca-se o caixo agora seco e estabilizado, de ponta cabeça em uma autoclave, que por pressão e temperatura controladas, irão fazer com que a cera derreta e escoe de dentro para fora do caixo cerâmico, escorrendo pela borda onde inicialmente havia sido colocado um funil cerâmico.

Logo após a autoclavagem, o caixo cerâmico sairá úmido, sem acera em seu interior, e deverá novamente secar. O período de secagem dependerá do processo adotado e do tamanho do conjunto.

A cera que sai do caixo cerâmico pode ser reciclada, filtrando-se para retira as impurezas e a água residual, pois a mesma poderá ser utilizada para fazer novas peças e/ou novos canais de alimentação e ataque.

Outra possibilidade é que o caixo entre em um forno mufla de aquecimento e derreta a cera, sempre de ponta cabeça, por calor todo o conjunto esquenta e faz com que a cera aqueça, queime ou escorra pelo funil cerâmico. Este segundo processo de desceragem não é muito econômico, pois reduz sensivelmente a reutilização da cera, polui o meio ambiente e deixa resíduos de cinza dentro do caixo cerâmico que, por sua vez, podem gerar defeitos na peça final de metal, aumentando o refugo total do processo e respectivamente seus custos operacionais.


4 - Calcinação

Nesta etapa do processo de microfusão, o caixo cerâmico, agora seco e sem nenhum resquício de cera em seu interior, deverá ser calcinado em um forno mufla, a aproximadamente 1000/1050º Celsius (isso dependerá do metal a ser fundido e da consistência do caixo cerâmico, este exemplo é normalmente usado para aços).
Este caixo tomará uma coloração alaranjada forte, estará aquecido e pronto para receber o metal líquido fundido em seu interior, servindo de molde para o mesmo.  


5 - Fusão ou Fundição

Nesta etapa do processo de microfusão, não existe diferença de uma fundição convencional, pois existirá metal líquido dentro de um forno de fusão, já com a sua liga metálica constituída, pronto para ser vazado no caixo cerâmico calcinado, completando a fundição do metal.

Temperaturas de vazamento, bem como, tempos de vazamento e inserção ou não de pós exotérmicos para melhor alimentar as peças, dependerá de cada metal, sua respectiva liga e o processo adequado.

Existem métodos mais avançados ou alterntivos, onde o caixo cerâmico, por ser poroso, pode ser colocado de ponta cabeça, em um sistema a vácuo e sobre-posto ao forno de fusão. O vácuo é aplicado ao sistema e o metal é sugado para o seu interior, pelo canal de alimentação, e para a peça pelo canal de ataque. Logo que o cacho e a peça sejam preenchidas, o vácuo é desligado e o metal que ainda está líquido, flui novamente, agora no sentido contrário e cai dentro do forno. Este sistema proporciona controle atmosférico, redução de impurezas metalúrgicas e um menor consumo de metal no sistema, reduzindo o consumo de energia e aumentando a produção por fornada, dentre outros tantos benefícios. O método que eu utilizo é o de macharia interna à cera, o que reduz drasticamente os custos com equipamentos, e eu posso garantir que a qualidade dos fundido é exelente.







6 - Desmoldagem

Nesta etapa do processo de microfusão, o caixo cerâmico agora preenchido com o metal desejado, será vibrado em um martelo pneumático para a retirada da casca cerâmica. Aconselha-se a fazer esta operação com o conjunto metálico frio (a temperatura ambiente). O metal ficará disponível e visível para ser trabalhado mecânicamente no processo seguinte. Também pode-se aplicar potentes jatos de água para realizar esta operação. A casca cerâmica é descartada e reciclada e o caixo, que agora é de metal, segue adiante no processo produtivo.


7 - Corte e remoção dos canais

Nesta etapa do processo de microfusão, corta-se o canal de ataque, ao máximo possível e liberá-se a peça para posterior acabamento. Ou também, pode-se jatear todo o conjunto para posterior corte. Normalmente este corte é feito com disco de corte ou serra automática. Dependendo da montagem do caixo também é possível utilizar dispositivos de quebra de canal manual para facilitar a operação,  normalmente se faz isso em peças pequenas onde o manuseio é mais fácil. 


8 - Jateamento

Nesta etapa do processo de microfusão, jateia-se as peças para a retirada de qualquer refratário que tenha ficado aderido a superfície do metal, tomando-se o cuidado para não danificar as peças. Este jato pode ser de granalha, areia ou esfera de vidro, dependendo do acabamento desejado, mas eu aconselho que seja com jato d’água, para evitar danos a escultura.


9- Acabamento

Nesta etapa do processo de microfusão, retira-se com rebolo ou lixa circular, o restante do canal de ataque e os canais de suspiro que ficaram na peça final, deixando a superfície livre e limpa, também se necessário, retira-se qualquer tipo de rebarba que tenha aparecido no decorrer do processo.


10 - Endireitamento, usinagem e inspeção final

Nesta etapa do processo de microfusão, quando as peças apresentam algum tipo de particularidade e exigência especial do cliente, pode-se adicionar etapas complementares ao processo produtivo, no intuito de terminar a peça microfundida.

O endireitamente em prensa de estampagem é um exemplo. Pode ser feito para peças muito delgadas. A usinagem a vezes faz-se necessário, um bom exemplo disso são as roscas que eventualmente a peça pode exigir. A inspeção final é a última estapa e sempre é um requisito de qualidade indispensável para o sistema produtivo. Deve-se inspecionar todas as partes da peça, desde de seu visual, preenchimento, acabamento superficial, dimensional e características metal-mec6anicas, tais como, dureza e resistência, além disso, possíveis defeitos superficiais, sem falar na liga metálica, é claro. 

As peças microfundidas podem ter apenas alguns milímetros, centímetros ou até metros de comprimento, possuir algumas gramas ou até algumas toneladas, com uma excelente qualidade superficial e dentro das mais exigentes tolerâncias dimensionais. É um processo muito bonito, complexo e consideravelmente caro, pois envolve diversas tecnologias e diferentes materiais para o seu desenvolvimento.

11 - Conclusão

A microfusão ou fundição de precisão pelo método da cera perdida, aumenta a liberdade de configuração construtiva e de criação artística  de maneira extraordinária. Através dela podem ser produzidas peças de forma complexa, com espessuras de paredes reduzidas, alta qualidade superficial e tolerâncias dimensionais estreitas. Além disso, esse processo juntamente com a multiplicidade de tipos de ligas, permite o surgimento de novas soluções econômicas para o desenvolvimento dos mais diferentes tipos de peças.

ROGÉRIO DOS SANTOS