Os cachos da Figura 58 requerem os seguintes componentes:
A1: 8 componentes de anca, 1 pia de vazamento para componentes femorais de anca;
A2: 6 componentes de anca, pia de vazamento grande, estrela de 6 pontas;
A3: 6 componentes de anca, pia de vazamento média, estrela de 6 pontas, canal de gitagem de secção quadrada;
A4: 6 componentes de anca, pia de vazamento média, estrela de 6 pontas, canal de gitagem de secção quadrada;
T1: 8 componentes tibiais de joelho, pia de vazamento média, canal de gitagem de secção quadrada;
T2: 8 componentes tibiais de joelho, pia de vazamento média, canal de gitagem de secção quadrada;
J1: 6 componentes femorais de joelho, pia de vazamento grande, canal de gitagem de secção retangular;
J2: 6 componentes femorais de joelho, pia de vazamento grande, canal de gitagem de secção retangular.
É importante referir que após a injeção, alguns dos componentes foram adaptados segundo as particularidades inerentes a cada arquitetura de cacho. O número de peças de cera injetadas foi consideravelmente superior ao necessário pois a injeção de peças de cera é um processo que necessita de uma cadência estacionária para que haja consistência nas peças obtidas. A cera utilizada foi a CERITA PATTERN WAX F27-74.
A metodologia geral adotada para obtenção de peças de cera foi a seguinte:
Aplicação de desmoldante e limpeza com ar comprimido: foi usado Domax Special Silicone com um intervalo de aplicação aproximadamente de 5 peças dependendo do grau de dificuldade com que as peças são desmoldadas. A limpeza entre cada peça foi feita com recurso a ar comprimido sendo de especial importância a limpeza do canal de escape de ar. Após algumas dezenas de peças injetadas é importante efetuar uma limpeza mais profunda do molde, principalmente nos guiamentos e no plano de apartação a fim de garantir que as superfícies de contacto entre cada meio molde se mantém planas, para que não haja fuga de cera para falhas no plano de apartação. Esse tipo de limpeza foi realizado com recurso a ar comprimido, papel de limpeza e ferros com ponta afiada para raspar os resíduos de desmoldante gasto e sujidade.
Fecho do molde e aperto com grampos: o número de grampos utilizados depende das dimensões do molde. Na generalidade foram aplicados dois grampos em cada molde. Nos moldes das pias, cujas dimensões são maiores, foi necessária a aplicação de quatro grampos. O método utilizado para o molde do componente femoral do joelho foi mais complexo devido à natureza do molde. Os grampos não foram aplicados diretamente, usando-se contraplacado como superfície intermédia para distribuir a carga e evitar distorções.
Injeção: encostando a ponta da válvula de injeção ao furo existente no molde, aplica-se uma força no molde contra o cilindro injetor (Figura 64-A), a ponta da válvula recua e há caudal de cera líquida. A estanquicidade da ligação é favorecida pela aplicação de um tubo curto de silicone entre o furo do molde e a válvula injetora. Após a injeção é necessário tapar-se o furo de injeção com um dedo para contrariar a tendência da cera para a fuga.
Arrefecimento e desmoldagem: o arrefecimento é feito a ar com o molde inicialmente fechado. Após o tempo de arrefecimento necessário, o molde é aberto e a peça é desmoldada com o auxílio de ar comprimido. Quanto mais arrefecida estiver a peça injetada, maior é a facilidade em desmoldar pois o fenómeno de contração já ocorreu,
Os parâmetros utilizados para a injeção foram os da Tabela 19. Os tempos mais elevados são para geometrias mais volumosas e também mais complexas como as pias de vazamento e o componente femoral de joelho, respetivamente. Em certas situações os tempos de arrefecimento foram mais elevados pois a produção de peças alternou segundo os vários moldes existentes, ou seja, enquanto alguns moldes injetados arrefeciam, outros iam sendo injetados.
Figura 64 - A: cilindro de injeção; B: válvula reguladora de pressão; C: molde da pia de vazamento média; D: molde do canal de alimentação de secção quadrada.
Tabela 19 - Parâmetros de injeção de ceras.
Parâmetro Valor Instrumento de medição
Tempo de injeção (s) 15 - 20 Cronómetro
Tempo de arrefecimento (min) 1 - 5 Cronómetro
Pressão de injeção (bar) 1.4 - 2.0 Válvula reguladora de pressão (Figura 64-B)
Temperatura interna do cilindro injetor (⁰C) 69 Termómetro interno do cilindro
Em termos particulares, o molde da peça da tíbia necessitou de especial atenção na limpeza do canal de escape de ar. Durante as primeiras injeções foi frequente a obstrução do canal de escape levando à sua reabertura por furação. A solução encontrada foi a pulverização de desmoldante no canal e limpeza com uma vareta metálica existente na oficina após a desmoldagem de cada peça. A cavidade moldante possuí uma indentação, já existente desde o fabrico do molde, levando ao aparecimento consistente de defeitos superficiais nas peças de cera. Uma solução encontrada para este problema foi o preenchimento da indentação com cera e pulverização com desmoldante à superfície para que a cera se mantenha. Os resultados obtidos foram satisfatórios,
no entanto esta solução revelou ter um período de vida curto sendo necessário repetir o processo após cada injeção. Através da experiência, concluiu-se que a pressão de injeção mais bem sucedida é aproximadamente 1.4 bar pois, pressões mais elevadas davam origem a defeitos de enchimento como se pode ver na Figura 65-A.
Figura 65 - A: defeito de enchimento; B: defeito superficial causado pela indentação no molde; C: arranjo da indentação por preenchimento com cera; D: peça sem defeito superficial após arranjo da cavidade moldante.
Inicialmente o molde do componente femoral do joelho originava defeitos ao desmoldar-se. Dificilmente se conseguia desmoldar sem que houvesse fratura dos pinos. A causa deste problema residia na elevada massividade da zona dos pinos, sendo a solidificação mais tardia, fragilizando a ligação dos pinos ao resto da peça. A solução passou pela alteração do molde, como pode ser visto na Figura 66. A introdução de insertos metálicos diminuiu a massividade e melhorou a condução de calor na zona. O canal de injeção foi alterado para outra zona. Estas medidas permitiram solucionar o problema.
Figura 66 - A: fuga de cera para plano de apartação; B: mal cheio na base do pino; C: vista superior após modificações do molde; D: vista inferior após modificações do molde; E: modificações no molde do componente femoral do joelho.