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