Lição 4.9DeformarCapítulo 4 · Conformação de chapas e tubos

Conformação por explosão

Uma explosão subaquática empurra a chapa contra uma matriz

A conformação por explosão usa uma pequena carga explosiva detonada sob a água para empurrar uma chapa de metal contra uma matriz de um só lado. A água leva a explosão como uma onda de pressão, como um martelo invisível gigante que atinge a chapa inteira de uma vez. Dá forma a peças muito grandes ou muito resistentes, como domos de foguetes, sem precisar de uma prensa grande o bastante para o trabalho.

conformação por explosão · corte do tanque de água, da carga, da chapa e da matrizOs números circulados correspondem às etapas abaixo. A linha tracejada é a forma que a chapa assume depois da explosão.

Como funciona

Prenda o blank. Uma chapa plana (o blank) é presa sobre uma matriz por um anel de fixação (um anel pesado aparafusado em volta da borda). A matriz pode ser de aço, ferro dúctil, concreto ou até fibra de vidro para pressões baixas.
Bombeie o ar para fora. Uma bomba de vácuo remove o ar entre a chapa e a matriz. O ar preso amorteceria a chapa e a impediria de preencher a matriz.
Posicione a carga. O conjunto é baixado em um tanque ou piscina de água. Uma equipe de detonação licenciada pendura uma carga explosiva medida a uma distância definida acima da chapa.
Dispare. A detonação envia uma onda de choque (uma frente de pressão repentina e muito alta) pela água. A água quase não se comprime, então transmite a pressão à chapa de forma muito eficiente.
A chapa bate na matriz. Em cerca de um milissegundo a chapa bate na matriz e copia sua forma. A peça é retirada, verificada e normalmente aparada; peças grandes podem precisar de várias detonações.

Dados-chave

Materiais: Aços, aços inoxidáveis, titânio, ligas de alumínio e de níquel, muitas vezes classes difíceis de conformar
Peças típicas: Grandes domos e fundos abaulados, cones, peças de foguetes e tanques, painéis complexos
Tamanho da peça: Até vários metros de largura, definidos pela piscina e não por uma prensa
Precisão: Bom ajuste à matriz, mas o retorno elástico e a espessura variam; as peças muitas vezes são verificadas e aparadas depois
Acabamento superficial: Superfície lisa do lado da matriz; sem marcas de punção porque não há punção
Tamanho de lote adequado: Protótipos e séries muito pequenas de peças grandes
Custo de ferramental e máquinas: Baixo em comparação com uma prensa da mesma potência: sem prensa, só uma matriz, um tanque e o manuseio de explosivos
Velocidade: A conformação em si leva cerca de um milissegundo; preparar cada detonação leva horas

Pontos fortes e limites

Pontos fortes

Forças enormes sem uma prensa enorme
Peças muito grandes em uma só peça
Matrizes baratas de um só lado
A alta velocidade deixa metais resistentes esticarem mais

Limites

Os explosivos exigem licenças, um local remoto e rigorosa segurança
Preparação lenta: poucas detonações por dia
Difícil de automatizar, então ruim para a produção em massa
O retorno elástico e a espessura são menos previsíveis que em uma prensa

Onde é usado

Aeroespacial e espaçoDomos de tanques de foguetes, peças de motores, seções de revestimento de aeronaves
Vasos de pressãoGrandes fundos abaulados e tampos para tanques
Arquitetura e arteEsculturas e painéis decorativos conformados contra moldes
Pesquisa e protótiposPeças únicas em metais fortes demais para as prensas disponíveis

Como reconhecê-lo

Domos ou painéis muito grandes de peça única, sem costuras de solda atravessando.
Formas lisas e suavemente curvas que copiam uma matriz de um só lado.
Normalmente encontrada em foguetes, tanques ou obras de arte, e não em produtos do dia a dia.

Compare com

Hidroconformação4.5também é líquido empurrando chapa contra uma matriz, mas a pressão vem devagar de uma bomba e de uma prensa.Conformação eletromagnética4.8outro método de alta velocidade, usando um pulso magnético em vez de explosivos, para peças pequenas.Soldagem por explosão7.8os mesmos explosivos, usados para unir duas chapas de metal em vez de dar forma a uma.

Assista

ONE POINT ACADEMY · Uma explicação para iniciantes: carga, tanque de água, matriz e vácuo

Design Otherwise · Como o processo funciona e como foi usado na história

GESPASA · Uma explosão industrial real conformando uma grande esfera de aço

San Diego Air and Space Museum Archives · Filme de arquivo de peças aeroespaciais feitas com conformação de alta energia

Veja fotos reais

Wikipedia: Conformação por explosão — princípio, história e materiais de matriz; poucas fotos
Busca de fotos no Wikimedia Commons

Lembre-se

A água leva a explosão até a chapa; o vácuo deixa a chapa preencher a matriz.
Só é preciso uma matriz, e nenhuma prensa, então peças muito grandes se tornam possíveis.
Serve para peças raras, grandes e resistentes, não para produção em massa.