Lição 4.6DeformarCapítulo 4 · Conformação de chapas e tubos

Conformação incremental de chapa

Uma ferramenta redonda traça contornos em uma chapa presa, sem matriz

A conformação incremental de chapa (ISF) empurra uma pequena ferramenta de ponta redonda contra uma chapa de metal presa, dando forma a ela um fino contorno por vez. Imagine uma caneta traçando círculos cada vez menores em papel-alumínio de cozinha até o papel virar um copo. Não é preciso matriz (ferramental de aço com forma), então uma peça única pode ir do arquivo de computador ao metal, muitas vezes em um dia.

conformação incremental de chapa · vista lateral em corte e trajetória da ferramentaOs números circulados correspondem às etapas abaixo. A vista da esquerda corta o meio da peça; a da direita mostra a trajetória da ferramenta vista de cima.

Como funciona

Prenda o blank. Uma chapa plana (o blank) é presa pelas bordas sobre uma placa de apoio, um suporte com uma abertura no formato do contorno da peça. Nada fica sob a área a ser conformada.
Pressione um pequeno passo para baixo. Uma haste lisa e temperada com ponta em forma de esfera (o estilete, normalmente de 5–20 mm de diâmetro) empurra a chapa para baixo cerca de 0,2–1 mm. Uma máquina CNC (uma máquina-ferramenta controlada por computador) ou um robô industrial a segura e a move.
Trace um contorno. O software fatia o modelo 3D em níveis, como as camadas de uma impressão 3D, e a ferramenta segue um nível. Só uma pequena área sob a ponta dobra e estica de cada vez, então as forças ficam baixas; óleo ou graxa reduzem o atrito.
Desça um degrau e repita. Volta após volta, muitas vezes como uma única espiral contínua, a peça fica mais funda. A parede estica e afina: uma parede inclinada 60° em relação ao plano acaba com cerca de metade da espessura da chapa original.
Solte e apare. A peça é solta e a borda plana (o flange) é cortada. O metal tem retorno elástico leve (volta em parte à forma antiga), então uma passada de correção medida ou um tratamento térmico podem vir depois.

Dados-chave

Materiais: Chapas de alumínio, aço, aço inoxidável e titânio, normalmente com cerca de 0,5–2 mm de espessura; algumas chapas de plástico
Peças típicas: Painéis de carroceria de protótipos, tampas e carcaças, placas médicas sob medida, painéis de arte e de fachada
Tamanho da peça: Do tamanho de uma palma a cerca de 2 m de largura, definido pela área de trabalho da máquina
Precisão: Cerca de ±0,5–1 mm como conformada; algumas décimas de milímetro com passadas de correção medidas
Acabamento superficial: Finas marcas espirais de ferramenta no lado da ferramenta; o outro lado é mais liso
Tamanho de lote adequado: De peças únicas a algumas centenas de peças
Custo de ferramental e máquinas: Sem matriz, e o estilete é barato; a máquina (fresadora CNC, célula robotizada ou conformadora dedicada) custa de dezenas a centenas de milhares de dólares
Velocidade: Lenta: de minutos a algumas horas por peça, conforme o tamanho e a altura do degrau

Pontos fortes e limites

Pontos fortes

Sem matriz: uma mudança de projeto é só um novo programa
Forças pequenas, então máquinas modestas servem
O metal muitas vezes estica mais do que na estampagem antes de trincar
Ideal para peças únicas, protótipos e ajustes sob medida

Limites

Lenta: de minutos a horas por peça, contra segundos em uma prensa
Paredes íngremes (além de cerca de 60–70°) trincam ou exigem várias passadas
As paredes afinam, e a precisão é menor que com uma matriz
Marcas visíveis da trajetória da ferramenta em um dos lados

Onde é usado

AutomotivoPainéis de carroceria de protótipos, peças de baixo volume e de restauração
AeroespacialRevestimentos, dutos e suportes de protótipos em pequenos lotes
MedicinaPlacas de crânio sob medida para o paciente (implantes cranianos) em titânio
Arquitetura e designPainéis de fachada, luminárias e peças de arte
Oficinas de prestação de serviçoPequenas séries de tampas e carcaças sem pagar por uma matriz

Como reconhecê-lo

Finos anéis concêntricos ou uma espiral de marcas de ferramenta no interior (o lado da ferramenta), um pouco como os sulcos de um disco de vinil.
Paredes suavemente inclinadas que são mais finas que a borda plana em volta.
Cantos internos arredondados com mais ou menos o raio da ponta da ferramenta, nunca vivos.
Um flange plano ou uma borda aparada onde a chapa foi presa.

Compare com

Estampagem e embutimento profundo4.2uma matriz conjugada conforma a peça inteira em cerca de um segundo, mas a matriz é cara e demorada de fazer.Repuxo de metal4.3também é uma ferramenta pressionando uma chapa aos poucos, mas a chapa gira sobre uma forma, então as peças precisam ser redondas.Hidroconformação4.5a pressão de fluido empurra a chapa contra uma matriz; a ISF não precisa de matriz nenhuma.

Assista

Eurecat · Uma máquina de pesquisa transformando uma chapa plana em uma casca, volta por volta

NotStockPhoto · Um tour e uma demonstração de uma máquina digital dedicada de conformação de chapa

Evology Manufacturing · Como uma oficina de serviços usa o processo em peças reais de clientes

이찬환 · A variante de dois pontos, em que a chapa é conformada sobre um suporte parcial

Veja fotos reais

Wikipedia: Conformação incremental de chapa — visão geral do princípio e de suas variantes; sobretudo texto
Busca de fotos no Wikimedia Commons

Lembre-se

Uma pequena ferramenta redonda substitui a matriz: a forma da peça vive em um programa, não no aço.
A chapa é conformada um contorno raso por vez, então é lenta, mas muito flexível.
As paredes afinam à medida que ficam mais íngremes; cerca de 60–70° é o limite prático em uma passada.