Capítulo 4Deformar
Conformação de chapas e tubos
A conformação de chapas e tubos transforma chapa fina plana ou tubo em formas 3D sem remover material. Todo processo deste capítulo dobra ou estica o metal além do limite elástico, para ele manter a nova forma; eles diferem no que faz o empurrão: uma prensa e uma matriz, um rolete giratório, um fluido, um gás, um pulso magnético, uma explosão ou um laser.
A ideia central
Pense em dobrar e esticar uma folha de papel-alumínio sobre uma tigela. A chapa metálica se comporta do mesmo jeito, só que precisa de muito mais força. A espessura fica mais ou menos a mesma, então uma casca ou tubo leve e resistente sai de um blank plano com pouco desperdício. A escolha do processo depende sobretudo de quão profunda e complexa é a forma, quantas peças você precisa e quanto pode gastar com ferramental.
Os 10 processos deste capítulo
4.1Dobramento de chapa metálicaUma dobradeira dobra a chapa ao longo de linhas retasAbrir a lição
4.2ShortEstampagem e embutimento profundoMatrizes casadas cortam e prensam a chapa até dar forma, muitas vezes em um segundoAbrir a lição
4.3Repuxo de metalUm rolete pressiona um disco giratório sobre uma formaAbrir a lição
4.4Conformação por escoamento (flow forming)Roletes esticam um tubo girando, deixando-o mais fino e mais comprido sobre um mandrilAbrir a lição
4.5HidroconformaçãoA pressão de fluido empurra tubo ou chapa contra uma matrizAbrir a lição
4.6Conformação incremental de chapaUma ferramenta redonda traça contornos em uma chapa presa, sem matrizAbrir a lição
4.7Conformação superplásticaGás quente sopra uma chapa superplástica em uma única matrizAbrir a lição
4.8Conformação eletromagnéticaUm pulso magnético lança o metal sobre uma conexão, sem contatoAbrir a lição
4.9Conformação por explosãoUma explosão subaquática empurra a chapa contra uma matrizAbrir a lição
4.10Conformação por laser peeningDisparos de laser esticam uma face para que a chapa se curveAbrir a liçãoLado a lado
| Processo | Em uma linha | Ideal para | Tamanho do lote | Precisão |
|---|---|---|---|---|
| 4.1Dobramento de chapa metálica | Uma dobradeira dobra a chapa ao longo de linhas retas | Suportes, caixas, invólucros | De peças únicas à produção em massa | Cerca de ±0,1–0,5 mm, ângulos cerca de ±0,5° |
| 4.2Estampagem e embutimento profundo | Matrizes casadas cortam e prensam a chapa até dar forma, muitas vezes em um segundo | Painéis de carros, latas, pias | Produção em massa | Cerca de ±0,05–0,2 mm |
| 4.3Repuxo de metal | Um rolete pressiona um disco giratório sobre uma forma | Peças redondas: abajures, cúpulas, panelas | De peças únicas a séries médias | Cerca de ±0,1–0,5 mm |
| 4.4Conformação por escoamento (flow forming) | Roletes esticam um tubo girando, deixando-o mais fino e mais comprido sobre um mandril | Tubos e cilindros de paredes finas e precisos | De séries médias a altas | Cerca de ±0,05–0,1 mm |
| 4.5Hidroconformação | A pressão de fluido empurra tubo ou chapa contra uma matriz | Tubos de quadros de carros, peças de escapamento, painéis complexos | De séries médias a altas | Cerca de ±0,1–0,3 mm |
| 4.6Conformação incremental de chapa | Uma ferramenta redonda traça contornos em uma chapa presa, sem matriz | Protótipos e peças sob medida | De peças únicas a algumas centenas | Cerca de ±0,5–1 mm |
| 4.7Conformação superplástica | Gás quente sopra uma chapa superplástica em uma única matriz | Painéis aeroespaciais e de carros, profundos e complexos | De centenas a alguns milhares por ano | Alguns décimos de mm |
| 4.8Conformação eletromagnética | Um pulso magnético lança o metal sobre uma conexão, sem contato | Tubos e juntas crimpados, alumínio e cobre | De séries médias a altas | Muitas vezes cerca de ±0,1 mm |
| 4.9Conformação por explosão | Uma explosão subaquática empurra a chapa contra uma matriz | Cúpulas e painéis muito grandes | Protótipos, séries muito pequenas | Bom ajuste à matriz; aparado depois |
| 4.10Conformação por laser peening | Disparos de laser esticam uma face para que a chapa se curve | Painéis aeroespaciais grossos com curvas suaves, desempeno | Pequenas séries | Alguns décimos de mm após a correção |
Os valores de precisão são ordens de grandeza típicas; cada lição dá os detalhes.
Como escolher dentro desta família
- Dobras simples em chapa: dobra; muitas peças idênticas: estampagem e estampagem profunda.
- Peças redondas: repuxo para poucas, conformação por fluxo (flow forming) para paredes finas precisas, estampagem para números enormes.
- Tubos com formas complexas: hidroconformação; tubos unidos a conexões: conformação eletromagnética.
- Poucas peças e sem orçamento para matriz: conformação incremental de chapas, ou conformação por laser peening para curvas suaves em chapa grossa.
- Peças profundas, complexas ou muito grandes em pequenas quantidades: conformação superplástica, ou conformação explosiva para as maiores e mais resistentes.
Palavras-chave
- Blank
- a peça plana de chapa da qual uma peça é conformada.
- Matriz
- uma ferramenta temperada e com forma que dá à peça a sua forma.
- Retorno elástico
- o pequeno retorno elástico do metal em direção à forma antiga após a conformação.
- Flange
- a borda plana em volta de uma peça conformada, muitas vezes aparada.
- Mandril
- uma forma sobre a qual o metal é prensado ou assentado.
- Conformabilidade
- até onde um metal pode esticar antes de afinar demais ou trincar.
- Tensão residual
- tensão presa dentro do metal após a conformação.
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