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Ferramentas usadas

• Fritadeira elétrica velha
• Alicate de corte

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Software usado

• Arduino IDE

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Introdução

Na semana de Moldagem e Fundição tive um problema. Precisava de cera usinável rápido. Não tinha encomendado antes e, pelo prazo de entrega de outros consumíveis, não ia receber a tempo a um custo razoável.

Então a decisão foi fácil: na tarefa desta semana, vou fazer uma máquina que me ajuda a fazer a minha própria cera usinável.

Então sim, vou usar o conhecimento adquirido nas semanas anteriores, e até parte do hardware, para conseguir uma cera usinável fabricada digitalmente.

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Segurança em primeiro lugar

Leia isto primeiro!! Extraído do site da Shamrock Candles e levemente modificado.

A parafina pode pegar fogo? Sim, a parafina, altamente inflamável, geralmente entra em ignição nas seguintes temperaturas, dependendo do ponto de fusão e dos endurecedores que você mistura nela:

1. Parafina sem aditivos: 199°C (390.2°F).
2. Parafina com aditivos: 249°C (480.2°F).

Por causa dos aditivos usados no processo que estamos fazendo, a mistura vai passar de 100 graus, então usar banho-maria, que impede a cera de passar da temperatura da água fervendo, fica impossível.

Por isso, no meu projeto não quero usar chama aberta (fogão a gás, etc...). A inflamabilidade da parafina é um problema quando se derrete cera direto no fogão. Fique atento aos sinais de superaquecimento: a cera de vela fica marrom, tem cheiro amargo, solta fumaça e chia algum tempo antes de chegar ao ponto de autoignição.

Como apagar um fogo de parafina

Então, se a parafina (ou cera de vela) pegar fogo, como apagar? Não jogue água sobre a cera em chamas. Essa ação impulsiva pode ser a primeira coisa que vem à cabeça, mas só acelera o fogo e causa uma explosão. Em vez disso, desligue a energia no quadro. Coloque uma tampa na panela com a cera em chamas. Isso abafa as chamas e faz o fogo se apagar naturalmente.

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O processo de construir a máquina e fazer a cera usinável:

1- O que aprendi em dispositivos de entrada

Em Dispositivos de Entrada fiz um termômetro, então quis usá-lo para ler a temperatura e assim ligar/desligar a resistência de aquecimento e obter uma temperatura controlada.

2- O código usado

O código que usei é de um forno de refusão para solda (reflow), e precisou de mudanças mínimas para fazer o teste.

O problema era o tamanho: era grande demais e, para usá-lo no ATtiny45, perde-se o software serial, então tive que usar um Arduino. Por sorte o Zaggo, o autor, tinha um modo de depuração e deu tudo certo.

Assim pude usar o modo de depuração dele para ver as mudanças de temperatura.

O projeto do forno de refusão está no GitHub.

3- O processo de construção

Você vai ficar impressionado com o que dá para achar no lixo.

Claro que os meus impulsos de garimpar caçamba estão bem mais contidos agora, em tempos de pandemia, mas espero um dia poder voltar a uma das minhas atividades preferidas.

Então, há algum tempo, achei esta fritadeira.

A marca é UFESA, e não consegui achar muita informação online, a não ser alguns sites de usados do Sudeste Asiático.

Na Malásia ela é vendida usada por uns 20 euros :)

Virando-a de cabeça para baixo, abri a primeira tampa; ali dava para religar o cabo de força, já que o original estava cortado.

A segunda tampa revelou coisas bem mais interessantes, vamos ver:

1. uma alavanca ligada a algum tipo de mecanismo de ajuste de corrente que não consegui identificar;
2. um fusível térmico;
3. a resistência;
4. uma lâmpada.

Acho que no futuro dá para colocar um servo na alavanca, ou outro jeito de ajustar a corrente máxima.

O fusível térmico é especificado para 228 graus, o que adiciona mais um nível de segurança ao projeto. Legal!

Não consegui achar o datasheet dele, mas o part# é DNKD226P.

A resistência de aquecimento mede 30 ohms, então estava funcionando, já que bate com a etiqueta dela (1600W 220V~).

Calculei com a seguinte fórmula:

R = Resistance (Ohms)
V = Voltage (Volts)
I = Current (amps)
P = Power (watts)

I = P / V
I = 1600 / 220
I =~ 7.27 Amps (Thats the current drawn at 220 Volts)

R = V / I
R = 220 / 7.27
R = ~30.26 Ohms

Esse resultado bate quase perfeitamente com a leitura do multímetro.

Então, com essa informação conferida, pude continuar o projeto sem medo de fazer tudo à toa caso a resistência estivesse quebrada. Afinal, achei ela no lixo.

Depois prendi um termistor com pasta térmica de processador e fita Kapton.

O termistor de 100k foi então soldado na minha placa do termistor, substituindo o termistor SMD que eu tinha usado em Dispositivos de Entrada.

Na foto abaixo você pode ver:

1. Plugue de tomada;
2. Placa do termistor;
3. Amperímetro para segurança adicional no futuro, com leitura de corrente;
4. Relé;
5. Arduino Uno.

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4- Fazendo a cera

Como referência, li as seguintes páginas sobre como fazer cera usinável:

1. Instructables
2. Hackaday
3. E este vídeo

Gostei mais da primeira página; eles usam uma fritadeira elétrica, e isso faz toda a diferença em segurança.

Ingredientes:

1. Parafina 80%
2. Sacolas plásticas de supermercado (PEBD, símbolo de reciclagem #4; o PEAD é o #2) 20%

Tentei usar PEAD (HDPE) primeiro; não funcionou bem, ele precisa de uma temperatura mais alta e acabei tendo que tirá-lo porque não derretia, então, pela minha experiência, recomendo usar sacolas plásticas (PEBD/LDPE), símbolo #4.

Aqui você me vê colocando as sacolas inteiras, não precisa cortar.

Precisa mexer bastante; mexa até não notar mais o plástico sólido.

Quando a mistura estiver homogênea, adicione a cor (não é obrigatório). Usei giz de cera de criança.

É legal ver o giz de cera se misturando; assista até o fim para ver o efeito.

Despeje a mistura por uma peneira; use uma melhor que a minha.

Por último, despeje num molde. Coloquei este papel sem necessidade, porque tinha medo de grudar no molde; não gruda no vidro.

Sucesso, pronta para usinar! Veja os resultados na semana de moldagem e fundição.

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