Lição 4.4DeformarCapítulo 4 · Conformação de chapas e tubos

Conformação por escoamento (flow forming)

Roletes esticam um tubo girando, deixando-o mais fino e mais comprido sobre um mandril

A conformação por escoamento espreme a parede de um tubo ou copo giratório contra um mandril com roletes, deixando-a mais fina e mais comprida. Muitas rodas leves de carros são feitas assim, além de cilindros de gás e carcaças de motores de foguete. Dá tubos precisos e sem emenda cujo metal fica mais resistente ao ser espremido.

conformação por escoamento direta · vista lateralA figura corta a peça e o mandril ao meio ao longo do eixo; os números circulados correspondem às etapas abaixo.

Como funciona

Carregue e prenda. Uma pré-forma curta e grossa (uma peça inicial, normalmente um copo ou tubo usinado, forjado ou fundido) desliza sobre um mandril de aço temperado. O contraponto a prende no lugar.
Gire. O cabeçote gira o mandril e a pré-forma juntos.
Espreme. Normalmente três roletes, espaçados de forma uniforme em volta da peça, pressionam a parede contra o mandril. A parede fica mais fina, muitas vezes em mais da metade no total.
Avance e escoe. Os roletes se movem ao longo do eixo, e o metal espremido só pode ir no sentido do comprimento, então o tubo fica mais longo. Por fim o tubo é retirado do mandril e aparado no comprimento.

Nesta versão direta, o metal escoa no mesmo sentido em que os roletes avançam. Na conformação por escoamento inversa, o tubo é empurrado contra um batente e o metal escoa no sentido oposto, o que serve para tubos longos e abertos.

Dados-chave

Materiais: Aço e aço inoxidável, alumínio, titânio e ligas de níquel; as classes dúcteis funcionam melhor
Peças típicas: Aros de rodas, cilindros de gás, carcaças de motores de foguete, tambores de trem de força, tubos de precisão
Tamanho da peça: Diâmetros de poucos centímetros a cerca de um metro ou mais
Precisão: Espessura de parede e diâmetro com cerca de ±0,05 mm em trabalho de precisão
Acabamento superficial: Furo muito liso que copia o mandril polido; finas marcas de rolete por fora
Tamanho de lote adequado: Volume médio a alto (rodas, cilindros); também pequenas séries de peças de alto valor
Custo de ferramental e máquinas: Cada diâmetro interno precisa do seu próprio mandril; as máquinas normalmente custam centenas de milhares de dólares ou mais
Velocidade: Normalmente de um a alguns minutos por peça

Pontos fortes e limites

Pontos fortes

Tubos sem emenda com paredes muito uniformes e precisas
O metal fica mais resistente ao ser espremido
Pouco desperdício: o metal é deslocado, não cortado
Rodas feitas por escoamento são mais leves que as simplesmente fundidas

Limites

Só peças redondas
Máquina cara, mais um mandril para cada diâmetro interno
Precisa de uma pré-forma feita antes por outro processo
Ligas duras podem precisar de aquecimento ou recozimento entre os passes

Onde é usado

AutomotivoAros de rodas, tambores de embreagem e de transmissão, peças de trem de força
Energia e gásCilindros de gás e vasos de pressão
Aeroespacial e defesaCarcaças de motores de foguete, corpos de mísseis, eixos
IndústriaTubos de precisão para cilindros hidráulicos

Como reconhecê-lo

Tubos longos e sem emenda ou barris de rodas com paredes finas e muito uniformes.
Um furo liso como espelho e finas marcas espirais de rolete por fora.
Rodas de reposição vendidas como flow formed ou rotary forged: o centro fundido continua grosso enquanto o barril é fino.

Compare com

Repuxo de metal4.3a mesma ideia de torno, mas remodela um disco e mantém a espessura mais ou menos igual; a conformação por escoamento afina a parede de propósito.Extrusão3.3também faz tubos, empurrando metal por uma matriz; a conformação por escoamento dá paredes mais finas e precisas a partir de uma pré-forma curta.

Assista

BBS of America, Inc. · Como um fabricante de rodas faz o aro por escoamento, explicado e mostrado

Leifeld Metal Spinning · Um tubo esticado em um mandril enquanto os roletes avançam

WF Maschinenbau · Imagens reais de uma máquina de aros de rodas em ação

Leifeld Metal Spinning · Conformação por escoamento de peças automotivas de trem de força em produção

Veja fotos reais

Wikipedia: Shear forming — abrange a conformação por escoamento; sobretudo texto, então use o Commons para fotos
Wikipedia: Repuxo de metal — a família-mãe, com fotos de tornos de repuxo e peças
Busca de fotos no Wikimedia Commons

Lembre-se

Roletes espremem um tubo girando contra um mandril: a parede afina e o tubo fica mais longo.
O resultado é um tubo preciso e sem emenda, cujo metal é mais resistente do que antes.
Precisa antes de uma pré-forma grossa e só faz peças redondas.