Post on 18-Apr-2021
Conformação dos metais: Tipos, características e processos de transformação.
Docentes responsáveis:Profa. Dra. Cyntia Santos Malaguti de SousaProf. Dr. Tomás Queiroz Ferreira BarataFernando de Oliveira Linhares (doutorando)
FACULDADE DE ARQUITETURA E URBANISMOTECNOLOGIA DA ARQUITETURA
Disciplina AUT 2520 – Materiais e Processos de Produção II
“Entende-se como conformação dos metais a modificação de um corpo metálico para uma outra
forma pré-definida”.Os processos de conformação
podem ser divididos em dois grupos:
Introdução
processos mecânicos, nos
quais as modificações de forma são provocadas pela aplicação de tensões externas;
processos metalúrgicos,
nos quais as modificações de forma estão relacionadas com altas temperaturas.
(Rocha, 2012)
• FundiçãoEstado Líquido
• Forjamento, Extrusão e CalandragemEstado Plástico
• Calandragem, Conformação, Forja, Repuxo, Trefilação, Estampagem por corte, Sinterização (pó)
Estado Sólido
Processos de conformação dos metais
Forjamento Grupo de processos de conformação mecânica que consiste no esforço de compressão que um punção ou martelo faz sobre o corpo metálico apoiado sobre um base (que pode ou não ser um molde), deformando-o na geometria desejada. O forjamento pode variar, e ser: a frio, a quente ou morno.Etapas do processo de
forjamento com molde
https://www.revistaferramental.com.br/?
cod=artigo/mascaras-metalicas-de-
dp600-em-superficies-de-matrizes-de-
forjamento/
Vídeos sobre forjamento:
https://www.youtube.com/watch?v=NXf8KJHeyok
https://www.youtube.com/watch?v=Ww8qMUNCnWI
Forjamento
Peças conformadas após os estágios de forjamento 1-6 (da esquerda para a direita):1-2) recalque;3) achatamento; 4-5) forjamento em matriz fechada; 6) produto final após remoção da rebarba.
http://www.dema.ufscar.br/termomec/index.php/simulacao-numerica/simulacao-do-forjamento-
industrial-de-uma-peca
Matriz fechada
Fabricação de parafusos:
1) Forjamento da cabeça
2) Matriz de Rolagem
Tipos de parafusos
http://www.vanipar.co
m.br/index.php/blog/it
em/27-conheca-os-
principais-tipos-e-
usos-de-porcas-
parafusos-e-arruelas
Extrusão O processo de extrusão consiste em pressionar com um pistão um tarugo de liga de metal aquecido (dentro de um êmbolo) contra uma matriz (com o desenho da seção desejada). Sob ação de elevada pressão e ação da temperatura, o material vai gradativamente passando pela matriz tomando a forma desejada.
Equipamentos para extrusão:
Prensas mecânicas e
prensas hidráulicas.
Tipos de extrusão:
Direta, inversa e lateral
Extrusão
Na extrusão lateral, variante do
processo de extrusão direta, omaterial do tarugo é forçadoatravés de abertura lateral dacâmara, sendo assim, os eixos dopunção e da peça tem diferentesdireções, normalmente, formandoum ângulo reto
Na Extrusão Indireta (ou
reversa, ou invertida), a matrizse desloca na direção dotarugo. Semelhante a extrusãoindireta, e frequentementeincluída na categoria daextrusão a frio, é a extrusão porimpacto.
Fluxo do metal contrário ao da força aplicada
Recipiente fixo e matriz móvel.
Na Extrusão direta um
tarugo cilíndrico é colocadonuma câmara e forçado atravésde uma abertura de matrizatravés de um pistão hidráulico.A abertura da matriz pode sercircular ou de outro formato.
Material flui no sentido da força aplicada
Ótimo acabamento superficial
Extrusão
https://www.mecanicaindustrial.com.br/295-extrusao-de-aluminio/
By Shiro Kuramata, 1986.
“How High is The Moon” é feita de malha
expandida, folhas finas de aço cortadas e
extrudadas. Não possui estrutura ou
suporte interno mas fornece o contorno
de uma cadeira e sua estrutura
transparente, mantendo a forma e a
silhueta de uma poltrona estofada
tradicional.
Extrusão
http://gaussrevestimentos.com.br/uma-reedicao-iconica/
Calandragem
É um processo de transformação onde o material na forma de espaguete ou chapa
grossa é passado entre dois ou mais rolos
contra-rotantes, que por sua vez o pressiona com o objetivo de achatá-lo.
Dessa forma são produzidos o tubo
calandrado e a chapa calandrada.
Conformação de tubo ou arame
Conformação de chapas
https://www.archiproducts.com/pt/produtos/knoll/cadeira-em-
aco-bertoia-side-chair_403922
Design by Harry Bertoia, 1952
Dobramento e conformação de arames
Calandragem - conformação de tubo
Marcel Breuer
Linha de Cadeiras Wassily,
1925
O design de móveis de Breuer sempre foram
caracterizados por uma grande atenção aos
detalhes, simplicidade e clareza de expressão.https://www.essenciamoveis.com.br/blog/poltrona-wassily-por-marcel-breuer/
Calandragem - conformação de tubo
Estação Tubo Passeio Público, Curitiba – Paraná, BR
https://br.pinterest.com/pin/484911084865173507/
Calandragem conformação de chapas
https://institutoamilcardecastro.com.br/esculturas-corte-e-dobra.html
Industria aeronáutica – Fuselagem
https://bomdia.lu/fabricante-aeronautica-cria-240-empregos-em-santo-tirso/aeronautica/
Calandragem conformação de chapas
https://institutoamilcardecastro.com.br/esculturas-corte-e-dobra.html
1980 - 600x300x5cm - aço - Utsukushi-ga-hara Open Air Museum - Osaka -Japão
Década 80 - Ø100x2,5cm -aço - Palácio da Alvorada -Brasília - DF
Amilcar de Castro
Estampagem
Conjunto de operações com as quais, sem produzir
cavaco, submetemos uma chapa metálica plana a uma
deformação plástica para obter peças com geometrias
próprias.
As operações de estampagem de metais podem ser resumidas em três tipos básicos
Corte Dobramento e encurvamento Estampagem profunda ou repuxo
EstampagemO processo é normalmente
aplicado em chapas de aço,
zinco, cobre, alumínio e uma
série de ligas metálicas,
produzindo produtos e peças
com precisão uniforme, com alta
velocidade e baixo custo.
A estampagem de metais pode
produzir peças tridimensionais,
usando técnicas complementares
e específicas de corte e
conformação.
Nas prensas hidráulicas
existem um ou mais cilindros
hidráulicos que fornecem a
potência hidráulica necessária
ao movimento de subida e
descida da corrediça para o
seu trabalho de conformação
das chapas
http://www.hydrauliktec.com.br/produtos
Este tipo de prensas é
accionado por um sistema de
biela-manivela (excêntrico),
proporcionando um movimento
alternativo de subida e descida
da corrediça. Um volante de
inércia acionado por um motor
eléctrico irá fornecer a energia
necessária para o trabalho de
conformação
Estampagem por corteAtravés da estampagem de metais por corte podemos obter componentes eletrônicos, peças de computador, gabinetes de CPU, dobradiças, réguas milimétricas entre outros produtos.
Produção econômica Equipamento com investimento baixo Matéria-prima utilizada, metais na forma de chapas
finas e grossas
http://araucaria-ind.com.br/servicos-de-conformacao-de-chapas/
Produtos fabricados por processos de estampagem
Estampagem por dobramento e encurvamentoUtilizam-se matrizes montadas em prensas de estampagem. Os raios de curvatura e a elasticidade são os pontos mais importantes para o dobramento, devendo-se evitar cantos vivos e fixar os raios em curvaturas determinadas.
http://www.sixpro.pro/wp-content/uploads/2017/10/Estampagem-Hat-Shape-
Bending-Springback-.pdf
Em virtude da elasticidade do material, as chapas podem retornar à sua forma primitiva, algumas vezes precisando-se
realizar a operação várias vezes, em uma ou mais matrizes.
Estampagem por dobramento e encurvamento
https://www.solucoesindustriais.com.br/empresa/metais-e-artefatos/mg-produtos-
siderurgicos/produtos/metais/estamparia-de-chapashttps://www.cadium.com.br/work/oleo-para-estampagem-de-base-vegetal-biocorte-3810/
Estampagem por dobramento e encurvamento
http://cobrafer.com.br/servic
os/dobra-de-chapasExemplos de dobramento de perfis
Estampagem profunda
Na operação de estampagem
profunda são empregadas
placas ou chapas planas.
Durante a operação de
estampagem o material sofre
esforços de compressão (nas
bordas da matriz) e esforços
de estiramento.
Estampagem profunda
Repuxo em torno
https://www.youtube.com/watch?v=wQ_fxKFcgVU
https://www.youtube.com/watch?v=rc9H_Sa7Cak
https://www.youtube.com/watch?v=J0JTyL5hQuI
O repuxo por torno é usado comumente para a produção de peças simétricas, com forma semelhante a vasos, cúpulas ou discos. No processo, uma ferramenta de conformar força a chapa contra um modelo metálico ou em madeira, à medida que gira em um torno especial.
Processos e produtos produzidos por repuxo manual por torno
https://www.youtube.com/watch?v=EYEGAz5H4VY
Repuxo por torno
https://www.ebay.com/itm/Modern-Style-
Conical-Adjustable-Pendant-Lamp-For-
Bathroom-Multi-Color-for-Choice-
/174114574532
Repuxo por torno
Luminária Bossa
http://alemda-janela.blogspot.com/2013/10/luminaria-bossa.html
Trefilação
É o processo de fabricação de arame e barras finas de metal. É
um processo industrial mecânico que acarreta na
redução da seção transversal (largura) e respectivo aumento
no comprimento do material.Consiste na tração da peça
através de uma matriz chamada fieira ou trefila, com forma de
canal convergente
Trefilação
Neste processo é possível obter: Bom acabamento superficial Boa precisão dimensional Alta velocidade de produção
Produtos obtidos pelo processo de trefilação
AramesFios elétricos
BarrasPerfis diversos
Cabos MolasTubos
Produtos obtidos pelo processo de trefilação
https://www.blbline.com.br/p3wa475z6-pendente-versa-em-arame-e-
couro-aproveite
https://www.gondolasmelo.com.br/produtos/carri
nho-de-compras-130-lts-cod2017/
Produtos obtidos pelo processo de trefilação
https://www.knoll.com/product/platner-easy-chair
Platner Arm ChairWarren Platner 1966
Platner Lounge ChairWarren Platner 1966
Corte de chapas a laser
No processo de corte a laser de chapas de aço, os materiais
podem ser processados com excelente velocidade de corte e que tem como resultado bordas
limpas e de qualidade. Recomenda-se a aplicação de corte a laser em projetos que
necessitem de um design mais sofisticado, com acabamento de
qualidade superior.https://www.machadocom.com.br/corte-plasma
Corte de chapas a laser
https://all3dp.com/pt/1/cortador-laser-maquina-corte-laser-guia-compras/ https://www.troteclaser.com/pt/aplicacoes/metal/
Corte de chapas a laser
https://i.pinimg.com/originals/e4/3d/57/e43d
57d554ebeb6ef3d70bf93a7c3e4f.png
Corte de chapas a laser
https://br.pinterest.com/pin/781304235329892197/
Corte de chapas a laser
https://br.pinterest.com/pin/753719687619200979/
Corte de chapas a laser
https://all3dp.com/pt/1/cortador-laser-maquina-corte-laser-guia-compras/
Bibliografia BásicaCALLISTER, William D. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. Rio de Janeiro: Ltc, 2002.LESKO, Jim. Design industrial – Materiais e processos de fabricação. São Paulo: Edgard Blücher, 2004.LIMA, Marco Antônio Magalhães. Introdução aos materiais e processos para designers. Rio de Janeiro: Editora Ciência Moderna Ltda., 2006.
Bibliografia ComplementarASHBY, Mike and JOHNSON, Kara. Materials and design: the art and science of material selection in product design. Oxford: Butterworth-Heinemann, 2002.BRESCIANI FILHO, Ettore (coord.). Conformação plástica dos metais. Campinas, SP: Editora da UNICAMP, 1991.
OBRIGADO