Como entrar na fundição de cera perdida (com uma pitada de impressão 3D)

Sempre pensei que há três coisas que você pode fazer com o metal: cortá-lo, dobrá-lo e juntá-lo. Claro, eu sabia que você poderia derretê-lo, mas isso sempre acontecia em grandes fundições - você projeta algo e envia para ser fundido em algum grande edifício angular que produz fumaça. Afinal, derreter a maioria dos metais é difícil. A prata derrete a 1.763 °F. Cobre a 1.983 °F. Você não só precisa criar um ambiente que possa atingir essas temperaturas, mas também construí-lo com materiais que possam suportá-las.

Acontece que derreter metal não é tão ruim. Surpreendentemente, descobri que a parte mais difícil do processo, pelo menos para um engenheiro como eu, é criar o padrão a ser replicado em metal. Essa parte é pura arte, mas felizmente aprendi que podemos usar a tecnologia para trapacear um pouco.

Quando decidi fazer o casting no início deste ano, não sabia praticamente nada sobre isso. Antes de mergulharmos nos detalhes aqui, vamos fazer um rápido resumo para economizar o primeiro dia que passei pesquisando o processo. Basicamente, aqui estão as etapas envolvidas na fundição por cera perdida, ou investimento:

Eu estava pensando em tentar isso desde o outono passado, mas não sabia por onde começar. Parecia haver muito equipamento envolvido e eu não sou escultor, então sabia que fazer padrões seria um desafio. Ouvi dizer que você poderia imprimir padrões de cera em 3D em vez de esculpi-los à mão, mas a melhor máquina para o trabalho é uma impressora SLA, que é proibitivamente cara, ou assim pensei.

Essa percepção mudou quando meu irmão Sam comprou uma impressora 3D Elegoo Mars. Fiquei surpreso ao ver que você conseguiu uma máquina SLA abaixo de US$ 300 e absolutamente impressionado com a qualidade das impressões que ela produziu. Consegui pegar um pouco de resina de impressora projetada para fundição e imprimi meu primeiro padrão - dois pequenos Pikachus e uma torre.

Eu uso PowerResins WAX para minha resina de impressão. É caro, mas imprime muito bem e queima perfeitamente. Ele apresenta problemas de adesão à plataforma de construção, mas você pode contornar isso preparando a placa. Algumas pessoas recomendam pintar algumas camadas de resina e curá-las com luz ultravioleta antes de imprimir. Sigo uma dica que encontrei neste vídeo do YouTube e incluo apenas algumas camadas de primer na minha impressão. Isso pode parecer um desperdício, mas se evitar que uma impressão saia da placa, vale a pena.

Claro, podemos seguir o caminho clássico aqui e fazer nossos padrões manualmente. Eu tentei fazer isso e tive sucesso fazendo coisas simples, como um anel que esculpi em cera, mas ficaria perdido em designs mais complexos. Como eu disse, não sou escultor, mas é divertido esculpir um padrão manualmente. A cera está disponível em vários formatos – folhas, blocos, anéis em branco e outros. Existem algumas ferramentas de escultura muito legais que possuo agora, mas meu primeiro anel foi formado com um canivete, uma lima e uma lixadeira de disco. Não se trata apenas de remover material - como a cera é fácil de derreter, é comum fundir peças para criar uma peça acabada.

Alguns gostam de pegar seu modelo de cera ou algo totalmente diferente e fazer um molde de silicone antes de iniciar o processo. Isso lhes permite injetar cera quente (um processo chamado moldagem por injeção) no silicone para criar o padrão, permitindo-lhes salvar o original. Nunca experimentei o processo, mas é uma ótima maneira de fazer várias cópias de uma peça.

Assim que tivermos algo para replicar em metal, é hora de fazer uma árvore. A árvore é uma estrutura de cera que contém todos os pedaços de cera que acabamos de fazer e, uma vez que a cera é removida do molde, atua como um guia para o metal fundido à medida que é derramado. Os galhos da árvore são frequentemente chamados de sprues e o processo como spruing. Para formar a árvore, começamos com uma haste de cera central e prendemos nela fios de cera menores usando cera pegajosa e uma caneta de cera, que aquece a cera para derretê-la. (Cara, isso é muita cera.) Podemos então prender as peças que fizemos a esses fios. A árvore fica sobre uma base de borracha, que formará uma tigela no topo do molde chamada botão. Agora que temos um padrão completo, é hora de fazer um molde.