UMotor: projeto de fundição da culassa por moldação em gesso

Abstract

O Presente documento descreve o estudo realizado para o fabrico da culassa do UMotor, motor desenvolvido pelo DEM, para a competição Shell Eco-Marathon. é feita a avaliação da eficiência do processo de fundição por uma relação em gesso na obtenção de uma colação funcional de qualidade e dar a forma como esta deverá ser vazada. O ponto de partida deste estudo passou pela análise dos projetos desenvolvidos em casos anteriores e os resultados obtidos nesses mesmos projetos. A análise destes resultados serviu para construir uma ideia inicial acerca da melhor forma de obter a culassa desde a posição de vazamento, tipo e forma do sistema de enchimento à localização e dimensão dos sistemas de enchimento e sobre espessura, e estabelecer uma correlação direta entre opções tomadas e os resultados obtidos, isto pois é, perceber a influência que determinadas escolhas e opções de tomadas têm na qualidade final do fundido obtido. É, ainda, foi está análise de metade do seu vazado, uma liga de alumínio, visto ter influência nos sistemas de enchimento que são idealizados e na forma como o vazamento deverá ser efetuado. Todo o procedimento experimental envolvido na obtenção dos fundidos e de seguida apresentado e justificado. São expostos os modelos CAD idealizados, bem como, as etapas envolvidas na impressão 3D dos moldes e na posterior construção da moldação. É, ainda, detalhado todo o procedimento e processos envolvidos nos preparativos para tratamento e vazamento do metal líquido. Por fim, são apresentados os resultados obtidos em cada vazamento com a respetiva análise e tirar conclusões acerca da eficiência das moldações e dos procedimentos adotados e acerca da validade dos sistemas de enchimento e alimentação criados e outros parâmetros definidos. A partir destas conclusões são definidos os trabalhos futuros que poderão ser realizados.

This document explains the study carried out for the manufacture of the UMotor engine head, an engine developed by the DEM for the Shell Eco-Marathon competition. The efficiency of the casting process using plaster molding will be studied as well as the best way to obtain a functional engine head. The starting point for defining the way in which the cells engine head should be obtained involves the analysis of projects developed in previous years and the analysis of the results in these same projects. This analysis served to build an initial idea about the best way to perform the casting, from the position of the mold, the shape and type of the filling systems, to the positioning and type of feeding systems and/or over thickness and establish a direct correlation between options taken and results obtained, that is, to realize the influence that certain choices and options taken have on the final quality of the piece obtained. The analysis of the metal used, aluminum alloy, is also carried out, since it has influence on the type and shape of the filling systems that will be created and on the way in which the casting should be carried out. The entire experimental procedure involved in the casting of the engine heads is presented and justified. All the created CAD models are exposed, as well as the steps involved in the 3D printing of the molds and in the subsequent construction of the molding. Are also details all the procedures and processes involved in the preparation for the casting and treatment performed on the liquid metal. Finally, the results obtained in each casting are presented with the respective analysis and are drawn conclusions about the efficiency of plaster moldings and the procedures adopted, and about the validity of the filling and feeding systems created and other defined parameters. Based on these conclusions, is defined what future work may be carried out.