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A conformação é um tipo de processo de fabricação amplamente utilizado em todo o mundo e é uma técnica antiga. A seguir estão os pontos que discutiremos em detalhes neste artigo:

Conteúdo

O que está se formando? | Fundamentos dos processos de conformação de metal

A conformação / conformação do metal é um processo no qual o material se deforma plasticamente para obter a forma exigida pela aplicação de força de tal forma que a tensão gerada deve ser maior ou igual a estresse de produção, e, simultaneamente, deve ser menor que o estresse final do material.

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Tipos de processo de conformação | Processo de conformação na fabricação | Processos de conformação de metal a granel | Processos de conformação de metais | Operações de conformação | Tipo de operações de conformação | Diferentes tipos de formação | | Classificação do processo de conformação do metal | Tipos de conformação de plástico

Formação de metal:

1) Formação de metal a granel:

Forjar
rolando
Extrusão
Formação de arame

2) Formação de chapa de metal

Dobrar
Desenho de copo profundo
Cisalhamento
Alongamento
Fiação

3) Formação avançada de metal

Super formação de plástico
Eletroformação
Multas e operação bancária
Hidroformador
Formação de laser
Formação de pó

Evolução da microestrutura em processos de conformação de metal

Quando a conformação do metal é realizada, o material sofre uma tensão muito alta para mudar sua forma. A mudança microestrutural no material ocorre. Mas a formação de cristais só se reorganizará se for um trabalho a quente, que é trabalhado acima da temperatura de recristalização. Ou seja, o material é aquecido acima de sua temperatura de recristalização e a formação é realizada.

Temperatura nos processos de conformação | Processos de conformação de metal quente | Processos de conformação de metal a frio | Efeito da temperatura no processo de formação de metal

A temperatura é um fator muito importante no processo de fabricação, pois as propriedades do material são função da temperatura.
O processo de trabalho na conformação é dividido em três partes no básico de temperatura:
1. Trabalho a frio
2. Trabalho quente
3. Trabalho a quente
Antes de definir os pontos acima, deixe-nos saber qual é a temperatura de recristalização.

Temperatura de recristalização:

A temperatura na qual o material reformará o arranjo de seu cristal é conhecida como temperatura de recristalização.
É um valor único para cada material
Chumbo, estanho, zinco e cádmio são os materiais cuja temperatura de recristalização é igual à temperatura ambiente e, portanto, o trabalho realizado nesses materiais é sempre um trabalho a quente.
A temperatura de recristalização varia de 0.5 a 0.9 vezes a temperatura de fusão do material.

Trabalho a frio:

Quando o trabalho é feito no material, quando a temperatura do material está abaixo da temperatura de recristalização, esse trabalho se enquadra na categoria de trabalho a frio.
A quantidade de força e energia necessária no trabalho a frio é muito alta.
A precisão é muito boa no trabalho a frio em comparação com outras.
Propriedades como resistência e dureza aumentam.
Enquanto as propriedades como maleabilidade e ductilidade reduzem.
O atrito atuando no trabalho a frio é baixo.

Trabalho a quente:

Quando o trabalho é feito no material em uma temperatura acima do trabalho a frio, mas menor que a temperatura de recristalização, ele se enquadra na categoria de trabalho a quente.
É preferível ao trabalho a frio quando a quantidade de força aplicada é menor.

Trabalho a quente:

Quando o trabalho é feito no material, a temperatura do material é maior do que a temperatura de recristalização, esse trabalho se enquadra na categoria de trabalho a quente.
A quantidade de força e energia necessária no trabalho a quente é menor.
A precisão é ruim no trabalho a quente em comparação com outros.
Propriedades como resistência e dureza diminuem.
Enquanto as propriedades como maleabilidade e ductilidade aumentam.
O atrito atuando no trabalho a quente é alto.

Tipos de processo de conformação a frio

Técnicas de conformação a frio: processo de compressão, processo de dobra, processo de estiramento e processo de cisalhamento.

O processo de compressão consiste em:

Processo de laminação,
Processo de extrusão,
Processo de forjamento,
Processo de dimensionamento

O processo de dobra consiste em:

Processo de dobra angular,
Processo de dobra por rolo,
Processo de conformação por rolo,
Processo de emenda,
Processo de alisamento
O processo de cisalhamento consiste em:
Processo de corte por cisalhamento de chapa,

Supressão.

O processo de desenho consiste em:
Processo de trefilação,
Processo de desenho do tubo,
Processo de fiação de metal,
Processo de desenho de chapa metálica,
Processo de engomar

Fricção e lubrificação no processo de conformação de metal | Fricção no processo de conformação de metal

o atrito na conformação do metal ocorre devido ao contato próximo da superfície da peça de trabalho e da ferramenta (matriz, punção) em alta pressão (também alta temperatura para algumas operações).
Esta alta pressão, alta Estresse compressivo e também o atrito desempenha um papel muito importante na formação do produto.
Mas mais de 50% da energia é necessária para superar esse atrito.
A qualidade da superfície é retardada, a ferramenta e a vida útil da matriz são reduzidas.
Para superar esses efeitos indesejáveis, a lubrificação é introduzida

Para superar o atrito, a lubrificação é realizada:

Lubrificação no processo de conformação de metais | Tipos de lubrificantes usados na formação de metal

A conformação de metal usa lubrificação: à base de água, à base de óleo, sintética e filme sólido

À base de água: são bons para fins de refrigeração, mas têm menos lubricidade. Eles são usados principalmente para aplicações de alta velocidade.
À base de óleo: Supera as desvantagens do lubrificante à base de água, mas falta a solubilidade do aditivo.
Sintético: com solubilidade, também proporciona boa lubricidade.
Filme sólido: pode ser usado com ou sem óleo / água, usado principalmente para aplicações de alta pressão, baixa velocidade e baixa temperatura.

Vantagens e desvantagens do processo de formação de metal

Vantagens:

O desperdício de material é insignificante ou zero (como nenhuma ação de cisalhamento / corte envolvida).
O grão pode ser orientado na direção necessária
Pelo trabalho a frio fortalece e a dureza aumenta, enquanto pelo trabalho a quente a ductilidade e maleabilidade aumentam.

Veja também Filtro passa-baixo ativo: 13 fatos que a maioria dos iniciantes não sabe!

Limitações:

Força e energia necessárias são muito altas
A automação é necessária, portanto, é cara
Exceto o forjamento, todos os outros processos podem produzir uma seção transversal uniforme.
Crossover e undercut são difíceis de produzir.

Aplicações do processo de conformação de metal

Canais de forma direta.
Tubos sem costura
Anéis de turbina.
Produtos de hardware como unhas, granizo
Ferramentas agrícolas usadas para serrar e cortar.
Produtos militares
Portas de peças de estrutura de automóveis, blindagem externa.
Diferentes produtos plásticos

rolando

A laminação é um processo em que a forma exigida é obtida pela passagem do material por rolos. Esses rolos são locais com distância entre eles, que é definida pela espessura necessária do produto de saída. Como o material é forçado a passar por esta folga, a alta força também é aplicada pelos rolos. O número de rolos depende da aplicação de força.

PROCESSO DE FORMAÇÃO — processo de rolamento

A laminação é realizada pelos seguintes métodos:

1.) Laminação a quente

2.) Laminação a frio

3.) Pela aplicação de tensão frontal e traseira

Perfiladeira (quente)

A laminação a quente é um processo de laminação (também conhecido como trabalho a quente) em que o material é aquecido acima de sua temperatura de recristalização antes de passá-lo pelos rolos.
A maleabilidade e a ductilidade aumentam enquanto a resistência e a dureza diminuem
O acabamento da superfície e a precisão das dimensões são pobres
Força e energia necessárias são menores em comparação com a laminação a frio
O atrito é alto

Perfiladeira (a frio)

A laminação a frio é um processo de laminação (também conhecido como trabalho a frio) em que o material é aquecido abaixo de sua temperatura de recristalização antes de passar pelos rolos.
A maleabilidade e a ductilidade diminuem enquanto a resistência e a dureza aumentam
O acabamento da superfície e a precisão das dimensões são excelentes
Força e energia necessárias são mais do que a laminação a quente
O atrito é baixo

Tipos de máquina perfiladeira

Laminadores de dois altos
Laminadores de três altos
Quatro laminadores altos
Laminador de aglomerados
Laminador planetário
Laminador Tandem

Processos e aplicações de conformação de chapa | Processos de conformação de chapa e desenho de matrizes | Processo de conformação de chapa de metal | Processos e aplicações de conformação de chapa metálica

Na operação de formação de folha de metal, o material é deformado plasticamente e nenhuma ação de corte é realizada.

A força aplicada na operação de conformação de chapa de metal é mais do que a tensão de escoamento de modo a suportar a deformação, mas menos do que a tensão final, uma vez que a ação de corte não é realizada no processo de conformação.

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Diferentes tipos de processos de conformação de chapas | Tipos de processos de conformação de chapas | Tipos de processos de conformação de chapas

Dobrar
Desenho de copo profundo
Cisalhamento
Alongamento
Fiação

Dobrar

A dobra é uma operação de conformação de chapa onde o metal é dobrado na direção exigida pela aplicação de força com a ajuda de punção e componentes de matriz. Quando ocorre a dobra, as camadas externas da folha passam por tensão enquanto a camada interna passa por compressão. Se o alongamento for excessivo, pode haver uma chance de mudar o plano neutro em direção ao centro da curvatura.

Esticar formando | Tipos de formação de estiramento

É o processo de formação de chapa em que a chapa selecionada é esticada e dobrada continuamente sobre uma matriz para obter a forma desejada. Ele adquire a forma de um dado.

Tipos de formação de estiramento:

Formação de trecho longitudinal
Transversal formando estiramento

Processo de modelagem profunda de metal

A fabricação do copo a partir de uma folha em branco com a ajuda do punção e da matriz é chamado de processo de repuxo ou repuxo. Aqui, o material é deformado plasticamente para obter a forma desejada. É uma operação de conformação de chapa, portanto, nenhuma ação de corte. O soco é usado para aplicar a força para criar a deformação plástica do material. E adquire a forma da matriz e punciona ao passar por uma série de dobras, alongamentos e endireita-se para produzir uma parede de deformação vertical de um componente estampado profundo.

Processo de conformação de metal Guerin

A conformação de metal por processo Guerin é um processo de conformação de chapa metálica subparte. Neste processo a chapa de metal é estampada com punção de ajuda para obter o resultado desejado. É um processo simples de modelagem de chapa de metal por estampagem.

Processo de conformação por prensa de metal

A conformação por prensagem de metal é um processo muito simples no qual a folha de metal é presa com a ajuda das braçadeiras e moldada com ajuda da matriz e punção. É o mesmo que o processo de estampagem.

Processo de fiação na conformação de metais | Processo de fiação na conformação de chapas

Neste processo, o disco da folha de metal é usado como produto bruto. É fixada sobre a máquina de fiar contra o mandril. O disco da folha é pressionado contra o mandril rotativo de alta velocidade com a ajuda da ferramenta de prensa. Os objetos simétricos são fabricados neste processo. Pode ser realizado na máquina CNC.

Processo de conformação por rolo em chapa de metal

A laminação em chapa de metal é um processo em que a forma / tamanho necessários é obtido passando a chapa de metal através de rolos. Esses rolos são colocados com distância entre eles, que é definida pela espessura necessária do produto de saída. Como o material é forçado a passar por esta folga, a alta força também é aplicada pelos rolos. O número de rolos depende da aplicação de força

Veja também 11+ Exemplo de equilíbrio térmico: explicações detalhadas

Tipos de perfilagem

Laminadores de dois altos
Laminadores de três altos
Quatro laminadores altos
Laminador de aglomerados
Laminador planetário
Laminador Tandem

Defeitos no processo de conformação de chapa de metal

Defeitos na folha de metal:

Ruga: a dobra criada no interior do componente estampado profundo é chamada de enrugamento. Pode ser eliminado aplicando força de retenção em branco ao longo da placa de tiras.

Defeitos auriculares: A dobra criada na extremidade do flange do componente estampado profundo é chamada de defeito de orelha. É gerado por causa da tensão compressiva circunferencial ou propriedades anisotrópicas do material.

Pode ser eliminado cortando o material após a operação de repuxo profundo por processo de aparagem. A quantidade de corte de material está abaixo da margem de corte.

Arranhões: Em um processo de repuxo profundo, devido ao atrito presente entre o componente e a matriz, são gerados riscos e isso reduz a qualidade da superfície. Ele pode ser eliminado pela lubrificação adequada.

Trinca ou fratura de canto: a trinca ou fratura de canto é gerada na parte inferior dos componentes de repuxo profundo devido ao afinamento do material e à concentração de tensão.

Casca de laranja: Quando o recozimento do componente estampado profundo é feito acima da temperatura de recristalização, observa-se que o grão se expande de forma independente e produz um tamanho de grão grosso. Que tem alguma estrutura como casca de laranja. Portanto, é chamada de casca de laranja.

Vantagens e desvantagens do processo de conformação de chapas | Vantagens do processo de conformação de chapa de metal

Vantagem:

A taxa de produção é alta
Desperdício mínimo
Densidade uniforme
Processo simples
Força elevada
Bom acabamento superficial

Desvantagem:

Alta força necessária
Maquinarias pesadas
Automação necessária
Um pouco pobre em manter a precisão

Forjar

O forjamento é um processo no qual o material se deforma plasticamente para obter a forma desejada pela aplicação de alta força de compressão com o auxílio de martelos. A força compressiva é aplicada em um determinado local várias vezes para obter o produto final.

Principalmente o forjamento usa um processo de trabalho a quente.

Extrusão | Processo de extrusão de metal | Processo de extrusão na conformação de metal

A extrusão é um processo onde um tarugo é colocado dentro do cilindro estacionário com uma extremidade anexada à abertura com o molde (formato de saída) e outra extremidade tem um aríete para aplicar a força.

Quando a força é aplicada em um tarugo sólido, ele atua de forma compressiva hidrostática.

Em um ponto, esse valor atingirá o valor de tensão de fluxo do material, onde todo o material sólido se tornará extremamente macio, como um gel, e fluirá através da matriz, com o formato da matriz.

Tipos de extrusão:

1) Extrusão direta / direta: Extrusão hidrostática.

2) Extrusão para trás / indireta: Extrusão de impacto ou extrusão traseira oca.

Desenho de arame | Desenho de processo de conformação de metal

A trefilação é um processo em que o tarugo recebe a forma de saída necessária, puxando-o através de uma matriz, em vez de aplicar a força de trás para a extrusão.

Um desenho típico com fio pode ser mergulhado em quatro zonas.

Zona 1: Zona de Deformação

O diâmetro de entrada da zona é igual ao diâmetro da haste da zona, enquanto o diâmetro da extremidade é o diâmetro do fio necessário. Portanto, qualquer deformação necessária para converter a barra em arame ocorre nesta zona. É conhecida como zona de deformação. O ângulo total incluído da superfície com stent da zona de deformação é chamado de ângulo da matriz ou ângulo de deformação.

Zona 2: Zona de Lubrificação

Esta zona é usada para fornecer lubrificante para reduzir o atrito e permitir que o processo ocorra sem problemas. Se a lubrificação não for fornecida, haverá um acabamento fosco, áspero e desagradável da superfície do fio.

Zona 3: zona de dimensionamento

Esta zona é usada apenas para manter a mesma carga por algum tempo para converter a deformação elástica em deformação plástica permanente.

Zona 4: Saída ou zona de segurança

Esta zona é usada para coletar lubrificantes de alta pressão e alta temperatura.

Puncionamento de processo de conformação de metal

Puncionamento é o processo no qual o punção é usado para aplicar a força na peça de trabalho para obter a saída necessária e o resultado pode ser na forma de corte / cisalhamento dependendo do material. É usado principalmente para criar orifícios em uma folha de metal.

Processos avançados de conformação de metal | Processo avançado de conformação de metal

Super formação de plástico
Eletroformação
Multas e operação bancária
Hidroformador
Formação de laser
Processo de formação de metal em pó

Processo de formação de metal em pó

A conformação de metal de força é um processo no qual a matéria-prima está na forma de pó e é bem misturada para a composição desejada do produto de saída. O pó é empurrado para dentro da matriz e o punção é usado para aplicar a força e mantê-la por um tempo. Para aumentar a densidade do produto, a aplicação de calor também é introduzida. É utilizado para fabricação de rolamentos autolubrificantes.

Processo de moldagem de metal de estampagem

O apagamento é o processo especializado de conformação de metal de precisão que inclui extrusão a frio e técnicas de estampagem avançadas. Oferece produtos de precisão de dimensão limpa e boa, mas o custo é muito alto.

Principalmente usado para fabricar peças automotivas e eletrônicas

Tipos de plástico para formação a vácuo

Estireno de acrilonitrila-butadieno
Acrílico - Perspex
Co-poliéster
Poliestireno
policarbonato
polipropileno
Polietileno

Veja também Higroscópico vs Hidroscópico: 7 Comparações Importantes

PERGUNTAS FREQUENTES

Quais são os diferentes processos de conformação de metal | Tipos de processo de conformação de metal | quais são os diferentes tipos de conformação | Exemplo de processo de conformação de metal

1) Formação de metal a granel:

Forjar
rolando
Extrusão
Formação de arame

2) Formação de chapa de metal

Dobrar
Desenho de copo profundo
Cisalhamento
Alongamento
Fiação

3) Formação avançada de metal

Super formação de plástico
Eletroformação
Multas e operação bancária
Hidroformador
Formação de laser
Processo de formação de metal em pó

Processo de formação de chapa

Dobrar
Desenho de copo profundo
Cisalhamento
Alongamento
Fiação

Processos de formação de metal quente

Quando o trabalho é feito no material a uma temperatura superior à temperatura de recristalização, esse trabalho se enquadra na categoria de trabalho a quente.
A quantidade de força e energia necessária no trabalho a quente é menor.
A precisão é ruim no trabalho a quente em comparação com outros.
Propriedades como resistência e dureza diminuem, enquanto propriedades como maleabilidade e ductilidade aumentam.
O atrito atuando no trabalho a quente é alto.

Processo de conformação de metal na indústria automobilística

Principalmente a conformação de chapas é usada na indústria automobilística.

Quais são os defeitos no processo de conformação de metal

Defeitos de rolamento:

Espalhando: Em uma laminação, quando o material se espalha ao longo da largura, esse defeito é chamado de espalhamento. Geralmente quando a espessura da tira é muito alta e a largura é menos material espalhado ao longo da direção da largura

Jacaré: Devido ao cisalhamento excessivo ao longo de um plano de cisalhamento de uma tira de matéria-prima, às vezes ela se quebra no centro e cria uma estrutura semelhante à boca do crocodilo. Portanto, é chamado de defeito de jacaré.

Ondulação: Devido à propriedade anisotrópica do material de engenharia, uma ondulação que gerei nos componentes laminados, tal defeito é denominado defeito de ondulação.

Defeitos de extrusão:

Defeitos de bambu: fissura suave ao longo da superfície do componente.

Cauda de peixe: Ocorre quando a extrusão a quente é realizada com impurezas no tarugo. Também é chamado de defeito de picada. Ele cria um buraco de escoamento no final do tarugo.

Explosão central: Explosão central são as fissuras internas presentes no produto.

Defeitos de formação de chapa:

Ruga: a dobra criada no interior do componente estampado profundo é chamada de enrugamento. Pode ser eliminado aplicando força de retenção em branco ao longo da placa de tiras.

Defeitos de orelha: A dobra criada na extremidade do flange do componente estampado profundo é chamada de defeito de orelha. É gerado por causa da tensão compressiva circunferencial ou propriedades anisotrópicas do material. Pode ser eliminado cortando o material após a operação de repuxo profundo pelo processo de aparagem. A quantidade de corte de material está dentro da margem de corte.

Trinca ou fratura de canto: trinca ou fratura de canto são geradas na parte inferior dos componentes de repuxo profundo por causa do adelgaçamento do material e da concentração de tensão.

O processo de formação de metal para bater o painel ainda está em uso hoje em dia?

Sim, a batida do painel ainda é usada hoje em dia. Principalmente em pequenas lojas de automóveis para recuperar a parte danificada.

Quais fatores influenciam a conformabilidade na formação de metal

Propriedades como ductilidade, maleabilidade e formabilidade são importantes na conformação de metal.

Existe alguma diferença entre o processo de trabalho da chapa metálica e o processo de formação da chapa metálica

Sim, no trabalho de chapa metálica envolvemos corte / cisalhamento além da ação de formação, mas na formação de chapa, a chapa não passa pela ação de corte. A formação de chapa de metal é uma subparte do trabalho de metal.

Qual é a diferença entre processos de formação e modelagem

A conformação é o processo em que o tarugo é convertido e formado em uma forma particular com a aplicação de força compressiva. As mudanças de volume são insignificantes.

A modelagem é o processo onde o material é cortado e usinado para obter o produto de saída necessário. As ferramentas de corte afiadas são usadas para usinar o material. A mudança de volume ocorre.

Quais são alguns usos comuns para chapas de metal

No Automóvel, Cobertura de Aeronaves.

Em eletrodomésticos: revestimento de ferro, corpo da máquina de lavar, pás do ventilador, utensílios de cozinha etc.

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