O que é desenho na conformação de chapas metálicas?

A conformação de chapas metálicas desempenha um papel crucial em diversas indústrias de manufatura, especialmente automotiva, aeroespacial, de embalagens e eletrônica. Entre as técnicas mais utilizadas estão desenho e alongamento, que transformam materiais planos em formas tridimensionais complexas. Este guia explora esses processos, como funcionam e suas aplicações.

1.0O que é trefilação de chapa metálica?

Desenho é um processo de conformação de metal onde o fluxo plástico ocorre sobre um eixo curvo, permitindo que chapas planas sejam transformadas em peças tridimensionais profundas ou rasas.

Como funciona o desenho profundo

A estampagem profunda é normalmente usada para formar recipientes cilíndricos ou retangulares de fundo sólido de chapa metálica. A chapa (blank) é colocada sobre uma cavidade da matriz e empurrada para dentro por um punção, forçando o material a se deformar plasticamente e assumir o formato da matriz.

Parâmetros principais que afetam o desenho:

• Diâmetro do blank e do punção
• Raio dos cantos do punção e da matriz
• Folga entre o punção e a matriz
• Espessura da folha
• Qualidade da lubrificação
• Força de retenção (suporte em branco)

2.0Quais são os problemas comuns com a estampagem profunda?

Limitações da estampagem profunda:

• Enrugamento devido ao excesso de material
• Rasgando ou fraturamento devido ao alongamento excessivo

Como evitar defeitos no desenho:

• Uso de desenhar contas para controlar o fluxo de material
• Incorporando projeções verticais e ranhuras correspondentes em matrizes e suportes de chapas
• Aparar para atingir as dimensões finais da peça

3.0O que é fiação de metal e como ela funciona?

Fiação é um processo de conformação a frio em que uma chapa metálica é girada em alta velocidade e conformada sobre um mandril usando um rolo ou ferramenta. É usado para produzir formas rotacionalmente simétricas como:

• Esferas
• Hemisférios
• Cilindros
• Sinos
• Formas parabólicas

4.0O que é conformação por cisalhamento?

Conformação por cisalhamento É uma variação da fiação na qual uma chapa é fixada e então moldada usando um rolo que molda a peça com afinamento e conformação simultâneos. Permite maior precisão e estampagem mais profunda em peças axissimétricas.

5.0Como funciona a conformação por estiramento?

Em conformação por estiramento, a chapa metálica é agarrada e esticada sobre um bloco de forma. Essa técnica é particularmente útil para moldar peças grandes com superfícies lisas e duplamente curvas, como painéis de aeronaves.

6.0O que é formação com borracha ou pressão de fluido?

Tradicionalmente, as operações de conformação utilizam matrizes macho e fêmea acopladas. No entanto, métodos alternativos que utilizam pressão de borracha ou fluido pode:

• Reduzir custos de ferramentas
• Minimize o tempo de configuração
• Permite maior deformação usando um único conjunto de ferramentas

7.0Quais são os métodos alternativos de conformação de chapas?

Métodos de conformação de ferramentas de borracha:

• Processo Guerin:Usa uma almofada de borracha para substituir uma matriz em operações de desenho ou corte.
• Abaulado: Expande metal usando pressão de fluido ou borracha, ideal para formar tubos e painéis curvos.

8.0O que é hidroconformação de chapas?

Em hidroformação de folhas, uma câmara de borracha apoiada por pressão fluida substitui o punção ou matriz sólida. Ela permite a conformação de peças mais profundas com excelente qualidade de superfície e precisão dimensional.

Vantagens da hidroconformação de chapas:

• Custos de ferramentas mais baixos
• Capacidade de formar partes mais profundas
• Acabamento de superfície aprimorado
• Dimensões precisas das peças

9.0O que é hidroformação de tubos?

Hidroformação de tubos é usado para produzir componentes tubulares leves e resistentes, especialmente na indústria automotiva. Um tubo de metal é inserido em uma matriz e expandido usando pressão de fluido interno.

Vantagens:

• Componentes leves e de alta resistência
• Geometrias complexas com seções transversais variáveis
• Pode substituir conjuntos soldados de várias partes

Desvantagens:

• Tempos de ciclo longos
• Maiores custos de ferramentas e configuração

10.0Quais são algumas técnicas de desenho adicionais?

Desenho a quente

Realizado em temperaturas elevadas para melhorar a conformabilidade, especialmente em peças com grande deformação. A chapa metálica esfria rapidamente, portanto, é necessário um controle térmico cuidadoso.

Formação de alta taxa de energia

Isso inclui processos como:

• Explosões subaquáticas
• Descarga de faísca subaquática
• Pulsos pneumáticos ou de combustão interna
• Formação de pulso magnético

Esses métodos aplicam grandes quantidades de energia em um curto período de tempo, permitindo uma formação rápida.

Passar roupa

A passagem a ferro reduz a espessura da parede de uma peça previamente trefilada (por exemplo, latas de alumínio) ao passá-la entre um punção e uma matriz.

11.0O que é estampagem e conformação superplástica?

Relevo

Um processo de conformação por prensagem que imprime letras ou padrões em relevo em superfícies de chapa metálica, geralmente para fins decorativos ou de identificação.

Conformação Superplástica

Utiliza materiais com propriedades de alongamento excepcionais (2000–3000%) para criar formas grandes e complexas, semelhantes às técnicas de termoformagem de plástico.

12.0Como as propriedades dos materiais afetam a conformação de chapas?

• Tração força impacta a escolha do método de conformação
• A chapa metálica frequentemente apresenta anisotropia, onde as propriedades variam conforme a direção
• As falhas geralmente resultam de excessivo desbaste ou fratura

Análise de deformação pode ajudar a determinar a orientação ideal da folha e os parâmetros do processo.

13.0Quais são métodos alternativos para produzir produtos do tipo folha?

Eletroformação

• Deposita metal diretamente em uma forma moldada ou mandril
• Metais adequados: níquel, cobre, ferro, prata
• Ideal para produzir formas complexas e de alta precisão

Formação de spray

• Utiliza uma tocha de plasma para pulverizar metal fundido ou pó
• Pode formar rapidamente formas quase líquidas

14.0O que é soldagem de tubos na fabricação de chapas metálicas?

Skelp é a tira de aço plana usada para formar tubos soldados.

Tipos de soldagem de tubos:

• Tubo soldado de topo:O skelp é aquecido, enrolado e soldado na costura.
• Tubo soldado por sobreposição:As bordas são chanfradas e sobrepostas antes da soldagem.

15.0Quais são os tipos comuns de máquinas de prensagem usadas na conformação de chapas metálicas?

A conformação de chapas metálicas depende fortemente de máquinas de prensagem, que aplicam força por meio de punções e matrizes para moldar peças metálicas. A escolha da prensa depende da complexidade da peça, da força necessária e do volume de produção.

Tipos de máquinas de prensa:

Prensa de estrutura aberta (Prensa C-Frame)

• Possui uma estrutura frontal aberta em formato de “C” para fácil acesso.
• Ideal para operações como corte, puncionamento ou estampagem em pequena escala.
• Fácil de configurar e trocar ferramentas.

Pressão lateral reta

• Conhecido por sua alta rigidez e capacidade de manuseio operações de conformação de alta resistência.
• Usado em estampagem profunda ou conformação de grandes painéis automotivos.
• Comum em aplicações de alta tonelagem e alta precisão.

Imprensa de transferência

• Equipado com corrediça móvel e mecanismos de transferência.
• Permite múltiplas operações de conformação em uma única máquina.
• Comum para produção automatizada de alto volumede peças complexas.

Máquina de quatro lâminas ou múltiplas lâminas

• Projetado para a produção contínua de peças pequenas e complexas.
• Trabalha com material de arame ou tira e pode formar, dobrar ou cortar usando vários slides simultaneamente.
• Frequentemente usado em eletrônicos, clipes automotivos e molas.

16.0O que são máquinas de conformação para fins especiais?

Algumas operações de conformação exigem máquinas projetadas para aplicações muito específicas ou métodos de conformação alternativos.

Prensas de hidroformação

• Usado para hidroformação de chapas e tubos.
• Utilize uma bexiga hidráulica e pressão de fluido em vez de um punção tradicional.
• Ideal para criar peças leves e sem costura com seções transversais variadas.

Tornos de fiação (máquinas de fiação de metais)

• Usado em fiação convencional e conformação por cisalhamento
• Pode ser manual, controlado por CNC ou baseado em servo para maior precisão.
• Gira a peça de trabalho enquanto as ferramentas de conformação a pressionam contra um mandril.

Prensas de conformação superplástica

• Usado para formar materiais capazes de alongamento extremo em temperaturas elevadas.
• Comum na indústria aeroespacial para componentes leves e de formato complexo.

Máquinas de conformação de alta taxa de energia

• Utilize métodos de pulso magnético, explosão ou descarga de faísca.
• Muitas vezes incluem geradores de energia pulsada ou câmaras de formação de explosivos.

17.0Resumo: Como escolher o processo correto de conformação de chapas

Os processos de conformação de chapas podem ser agrupados em:

• Tosquia
• Dobrando
• Desenho
• Formando

Escolhendo o método certo depende de:

• Propriedades do material
• Geometria inicial
• Requisitos do produto final
• Volume de produção
• Restrições de custo

Ao compreender os pontos fortes e as limitações de cada técnica, os fabricantes podem alcançar resultados ótimos tanto na qualidade do produto quanto na eficiência da produção.