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PROCESSOS DE FABRICAÇÃO Ana Rita V. Costa 3 CONFORMAÇÃO PLÁSTICA O que uma panela, um prego e um pedaço de arame farpado tem em comum? Você sabe? Não? Então vou conformação plástica. Mas como assim? Calma, vou te explicar. Vamos ver nessa aula os diversos tipos de processos de conformação plástica, mas antes de mais nada precisamos saber como e porque os metai METALURGIA DA CONFORMAÇÃO Quanto a estrutura dos materiais elas podem ser sem ordem (ar, gases, etc.), ordenamento de curto alcance (água, polietileno, etc.) e de ordenamento de longo alcance (metais, cerâmicas e alguns polímeros). é do tipo cristalina, onde o ordenamento é de longo alcance e o padrão tridimensional é repetido ao longo do material. A estrutura cristalina dos metais podem ser de diversos tipos, mas as mais comuns são: Cúbica de Face Centrada (CFC), Cúbica de Corpo Centrado (CCC) e Hexagonal Compacta (HC). A figura 1 apresenta as três representações das células unitárias das Figura 1 – Estruturas Cristalinas dos metais Fonte: CALLISTER (2012) Os materiais cristalinos podem ser monocristais ou policristais. Os monocristais são encontrados na natureza preciosas são monocristais. No entanto, a maioria dos sólidos cristalinos são compostos Processos de Fabricação 2 CONFORMAÇÃO PLÁSTICA O que uma panela, um prego e um pedaço de arame farpado tem em comum? Você sabe? Não? Então vou responder: Os três são obtidos através de processos de Mas como assim? Calma, vou te explicar. Vamos ver nessa aula os diversos tipos de processos de conformação plástica, mas antes de mais nada precisamos saber como e porque os metais tomam formas diversas. METALURGIA DA CONFORMAÇÃO Quanto a estrutura dos materiais elas podem ser sem ordem (ar, gases, etc.), ordenamento de curto alcance (água, polietileno, etc.) e de ordenamento de longo alcance (metais, cerâmicas e alguns polímeros). No caso dos metais a estrutura atômica ristalina, onde o ordenamento é de longo alcance e o padrão tridimensional é repetido ao longo do material. A estrutura cristalina dos metais podem ser de diversos tipos, mas as mais comuns são: Cúbica de Face Centrada (CFC), Cúbica de Corpo e Hexagonal Compacta (HC). A figura 1 apresenta as três representações das células unitárias das estruturas mais comuns nos metais. truturas Cristalinas dos metais Os materiais cristalinos podem ser monocristais ou policristais. Os monocristais são encontrados na natureza, mas podem ser obtidos artificialmente. Algumas pedras preciosas são monocristais. No entanto, a maioria dos sólidos cristalinos são compostos Processos de Fabricação O que uma panela, um prego e um pedaço de arame farpado tem em comum? responder: Os três são obtidos através de processos de Mas como assim? Calma, vou te explicar. Vamos ver nessa aula os diversos tipos de processos de conformação plástica, mas antes de mais nada Quanto a estrutura dos materiais elas podem ser sem ordem (ar, gases, etc.), ordenamento de curto alcance (água, polietileno, etc.) e de ordenamento de longo No caso dos metais a estrutura atômica ristalina, onde o ordenamento é de longo alcance e o padrão tridimensional é repetido ao longo do material. A estrutura cristalina dos metais podem ser de diversos tipos, mas as mais comuns são: Cúbica de Face Centrada (CFC), Cúbica de Corpo e Hexagonal Compacta (HC). A figura 1 apresenta as três estruturas mais comuns nos metais. Os materiais cristalinos podem ser monocristais ou policristais. Os monocristais mas podem ser obtidos artificialmente. Algumas pedras preciosas são monocristais. No entanto, a maioria dos sólidos cristalinos são compostos por vários cristais (ou grãos) que se formam durante a solidificação. O processo de solidificação passa por algumas fases como pode ser visto na figura 2. Na figura 2(a) há a formação de pequenos núcleos de cristalização, na figura 2(b) os grãos crescem, na figura 2(c) ocorre o final da cristalização e os grãos possuem formas irregulares e, finalmente, em 2(d) são vistas, através de microscópio, as linhas que dividem os grãos, chamadas de contorno de grão Figura 2 – Processo de solidificação e formação dos grã Fonte: CALLISTER (2012, p. 63) A rede cristalina pode apresentar alguns defeitos e destaco aqui as discordâncias que estão relacionadas a cristalização. (unidimensional), em torno do qual alguns átomos estão desalinhados, separando a região perfeita da região deformada do material. Esse defeito é responsável pela deformação, falha e ruptura dos materiais. As deformações pod reversível e só dura enquanto a força estiver sendo aplicada. permanente. A maioria dos materiais apresenta deformação no regime elástico até cerca de 0,5%. Quando a tensão promove deformações superiores a este valor, surge um outro modo de deformação, chamado deformação Plástica. Neste regime, o material não retorna à dimensão original quando cessada a tensão. A deformação Plástica envolve a ruptura de ligações atômicas regiões diferentes das anteriores no material (CALLISTER, 2012). pela geração de movimentação de discord Processos de Fabricação 3 ários cristais (ou grãos) que se formam durante a solidificação. O processo de solidificação passa por algumas fases como pode ser visto na figura 2. Na figura 2(a) há a formação de pequenos núcleos de cristalização, na figura 2(b) os grãos crescem, na ura 2(c) ocorre o final da cristalização e os grãos possuem formas irregulares e, finalmente, em 2(d) são vistas, através de microscópio, as linhas que dividem os grãos, chamadas de contorno de grão. Processo de solidificação e formação dos grãos Fonte: CALLISTER (2012, p. 63) A rede cristalina pode apresentar alguns defeitos e destaco aqui as discordâncias que estão relacionadas a cristalização. Discordância é um defeito linear (unidimensional), em torno do qual alguns átomos estão desalinhados, separando a da região deformada do material. Esse defeito é responsável pela falha e ruptura dos materiais. As deformações podem ser do tipo elástica e plástica. A deformação elástica é reversível e só dura enquanto a força estiver sendo aplicada. Já a deformação plástica é A maioria dos materiais apresenta deformação no regime elástico até cerca são promove deformações superiores a este valor, surge um outro modo de deformação, chamado deformação Plástica. Neste regime, o material não retorna à dimensão original quando cessada a tensão. A deformação Plástica envolve a ruptura de ligações atômicas com a formação ou estabelecimento das ligações em ntes das anteriores no material (CALLISTER, 2012). Esse processo ocorre pela geração de movimentação de discordâncias e é o responsável pela mudança da Processos de Fabricação ários cristais (ou grãos) que se formam durante a solidificação. O processo de solidificação passa por algumas fases como pode ser visto na figura 2. Na figura 2(a) há a formação de pequenos núcleos de cristalização, na figura 2(b) os grãos crescem, na ura 2(c) ocorre o final da cristalização e os grãos possuem formas irregulares e, finalmente, em 2(d) são vistas, através de microscópio, as linhas que dividem os grãos, A rede cristalina pode apresentar alguns defeitos e destaco aqui as discordâncias, Discordância é um defeito linear (unidimensional), em torno do qual alguns átomos estão desalinhados, separando a da região deformada do material. Esse defeito é responsável pela em ser do tipo elástica e plástica. A deformação elástica é Já a deformação plástica é A maioria dos materiais apresenta deformação no regime elástico até cerca são promove deformações superiores a este valor, surge um outro modo de deformação, chamado deformação Plástica. Neste regime, o material não retorna à dimensão original quando cessada a tensão. A deformação Plástica envolve a com a formação ou estabelecimento das ligações em e processoocorre âncias e é o responsável pela mudança da forma dos materiais durante a conformaçã CONFORMAÇÃO PLÁSTICA Os processos de conformação mecânica para a produção de peças metálicas inclui um grande número de processos.As operações de conformação mecânica são processos de trabalho dentro da fase plástica trabalho a frio e trabalho a quente, dependendo da temperatura de recristalização. As tabelas 1 e 2 apresentam as vantagens e desvantagens dos processos de conformação a frio e a quente, respectivamente. Tabela 1 – Vantagens e desvantagens do trabalho a frio Fonte: COSTA, 2020 Tabela 2 – Vantagens e desvantagens do trabalho a quente Fonte: COSTA, 2020 Nos processos a frio o metal sofre um fenômeno chamado encruamento. encruamento é obtido nos produtos plástica realizados a frio (inferior a temperatura de recristalização). Como exemplos desses processos pode-se citar a laminação, a trefilação e a estampagem. os efeitos do encruamento o metal de Processos de Fabricação 4 forma dos materiais durante a conformação plástica, como veremos na sequência. CONFORMAÇÃO PLÁSTICA Os processos de conformação mecânica para a produção de peças metálicas inclui um grande número de processos.As operações de conformação mecânica são processos de trabalho dentro da fase plástica do metal.Os processos são classificados em trabalho a frio e trabalho a quente, dependendo da temperatura de recristalização. As tabelas 1 e 2 apresentam as vantagens e desvantagens dos processos de conformação a frio e a quente, respectivamente. Vantagens e desvantagens do trabalho a frio Vantagens e desvantagens do trabalho a quente Nos processos a frio o metal sofre um fenômeno chamado encruamento. encruamento é obtido nos produtos metálicos através de processos de conformação plástica realizados a frio (inferior a temperatura de recristalização). Como exemplos se citar a laminação, a trefilação e a estampagem. os efeitos do encruamento o metal deve passar por tratamento térmico, como Processos de Fabricação o plástica, como veremos na sequência. Os processos de conformação mecânica para a produção de peças metálicas inclui um grande número de processos.As operações de conformação mecânica são do metal.Os processos são classificados em trabalho a frio e trabalho a quente, dependendo da temperatura de recristalização. As tabelas 1 e 2 apresentam as vantagens e desvantagens dos processos de Nos processos a frio o metal sofre um fenômeno chamado encruamento. O metálicos através de processos de conformação plástica realizados a frio (inferior a temperatura de recristalização). Como exemplos se citar a laminação, a trefilação e a estampagem. Para minimizar ve passar por tratamento térmico, como, por exemplo, o recozimento. tratamento térmico que consistem no aquecimento e manutenção em uma temperatura por tempo controlado, seguido de resfriamento lento com o Os processos de recozimento, em geral, têm Facilitar as operações de trabalho a frio e usinagem com a obtenção de máxima ductilidade. Remover tensões resultantes dos processos de fundição e conformação mecânica a frio; Diminuir a dureza para melhorar a ductilidade, ajustar o tamanho de grão, regularizar a textura bruta de fusão e Equalizar a composição ao longo da peça. Existem diversos tipos de processos de conformação, nessa aula vamos detalhar os processos listados na figura 3. Figura 3 – Tipos de processos de conformação plástica Fonte: COSTA, 2020 TREFILAÇÃO A trefilação tem por objetivo a redução da seção de um Nesse processo a matéria chamada de fieira através de uma força trativa de forma a reduzir a dimensão do fio. O Processos de Fabricação 5 o recozimento. Recozimento é um termo genérico para as operações de tratamento térmico que consistem no aquecimento e manutenção em uma temperatura por tempo controlado, seguido de resfriamento lento com o forno desligado; Os processos de recozimento, em geral, têm como objetivos: Facilitar as operações de trabalho a frio e usinagem com a obtenção de máxima ductilidade. Remover tensões resultantes dos processos de fundição e conformação mecânica a frio; Diminuir a dureza para melhorar a ductilidade, ajustar o tamanho de grão, regularizar a textura bruta de fusão e Equalizar a composição ao longo da peça. Existem diversos tipos de processos de conformação, nessa aula vamos detalhar na figura 3. Tipos de processos de conformação plástica A trefilação tem por objetivo a redução da seção de um metal em forma de fio. Nesse processo a matéria-prima, chamada de fio-máquina passa por uma matriz amada de fieira através de uma força trativa de forma a reduzir a dimensão do fio. O Processos de Fabricação Recozimento é um termo genérico para as operações de tratamento térmico que consistem no aquecimento e manutenção em uma temperatura forno desligado; Facilitar as operações de trabalho a frio e usinagem com a Remover tensões resultantes dos processos de fundição e Diminuir a dureza para melhorar a ductilidade, ajustar o tamanho Existem diversos tipos de processos de conformação, nessa aula vamos detalhar metal em forma de fio. máquina passa por uma matriz amada de fieira através de uma força trativa de forma a reduzir a dimensão do fio. O material é puxado e esticado. O processo é realizado a frio e é indicado para a fabricação de arame. A figura 4 apresenta uma representação esquemática do processo. Figura 4 – Processo de trefilação Fonte: KIMINAMI, DE CASTRO e DE OLIVEIRA (2013, p. 89) Como a trefilação é um processo à frio, há a presença do encruamento e, em muitos caso, é necessário a realização do tratamento térmico de recozimento para recuperar a ductilidade do material. seja, a seção é reduzida sequencialmente Máquinas de Trefilar Quanto ao esforço exercido na matéria com ou sem deslizamento. Já quanto o tipo de lubrificação elas podem ser do tipo de imersão ou aspersão. Uma terceira classificação é quanto ao diâmetro do fio podem ser: Para barras redondas (diâmetro superior a 5 mm), são robustas e permitem grandes reduções com poucas fieiras (em torno de 4); Para fios grossos (diâmetro de 5 a 2 mm), fios médios (diâmetros entre 2 e 0,5 mm) e fios finos (diâmetros de 0,5 a 0,15 mm), são geralmente do tipo com deslizamento, com umas 20 fieiras, 4 cones com quatro ou cinco anéis cada. A redução é gradual e o número de fieiras é calculado levando em consideração o desgaste do material, a redução e a toler CASTRO; DE OLIVEIRA, Preparação do aço Antes do aço passar pelo processo de etapas estão mostradas no fluxo da figura 5. O fio Processos de Fabricação 6 material é puxado e esticado. O processo é realizado a frio e é indicado para a fabricação de arame. A figura 4 apresenta uma representação esquemática do processo. Processo de trefilação KIMINAMI, DE CASTRO e DE OLIVEIRA (2013, p. 89) Como a trefilação é um processo à frio, há a presença do encruamento e, em muitos caso, é necessário a realização do tratamento térmico de recozimento para a ductilidade do material. A trefilação do arame é feita em várias etapas, ou seja, a seção é reduzida sequencialmente, pois há uma limitação na redução da seção. Quanto ao esforço exercido na matéria-prima as máquinas podem ser do ti com ou sem deslizamento. Já quanto o tipo de lubrificação elas podem ser do tipo de imersão ou aspersão. Uma terceira classificação é quanto ao diâmetro do fio podem ser: Para barras redondas (diâmetro superior a 5 mm), são robustas e permitem grandes eduções com poucas fieiras (em torno de 4); Para fios grossos (diâmetro de 5 a 2 mm), fios médios (diâmetros entre 2 e 0,5 mm) e fios finos (diâmetros de 0,5 a 0,15 mm), são geralmente do tipo com deslizamento, com umas 20 fieiras, 4 cones com quatro ou nco anéis cada. A redução é gradual e o número de fieiras é calculadolevando em consideração o desgaste do material, a redução e a tolerância do furo (KIM CASTRO; DE OLIVEIRA, 2013) Antes do aço passar pelo processo de trefilação ele precisa ser preparado e as etapas estão mostradas no fluxo da figura 5. O fio-máquina passa pela descarepação Processos de Fabricação material é puxado e esticado. O processo é realizado a frio e é indicado para a fabricação de arame. A figura 4 apresenta uma representação esquemática do processo. Como a trefilação é um processo à frio, há a presença do encruamento e, em muitos caso, é necessário a realização do tratamento térmico de recozimento para A trefilação do arame é feita em várias etapas, ou pois há uma limitação na redução da seção. prima as máquinas podem ser do tipo com ou sem deslizamento. Já quanto o tipo de lubrificação elas podem ser do tipo de imersão ou aspersão. Uma terceira classificação é quanto ao diâmetro do fio podem ser: Para barras redondas (diâmetro superior a 5 mm), são robustas e permitem grandes eduções com poucas fieiras (em torno de 4); Para fios grossos (diâmetro de 5 a 2 mm), fios médios (diâmetros entre 2 e 0,5 mm) e fios finos (diâmetros de 0,5 a 0,15 mm), são geralmente do tipo com deslizamento, com umas 20 fieiras, 4 cones com quatro ou nco anéis cada. A redução é gradual e o número de fieiras é calculado levando em KIMINAMI; DE trefilação ele precisa ser preparado e as máquina passa pela descarepação para retirar oxidação e outras impurezas, então é lavado, recoberto com um produto para proteger o material e ajudar na lubrificaçã estará pronto para ser trefilado. Figura 5 – Preparação do aço para a trefilação Fonte: COSTA, 2020 Vantagens da Trefilação A trefilação apresenta as seguintes vantagens: Grande capacidade de redução de seção; Boa precisão dimensional; A superfície obtida é lisa e polida; LAMINAÇÃO O processo de laminação é do tipo de compressão direta. Nele uma chapa passa por cilindros laminadores com o objetivo de reduzir a espessura da mesma (CHIAVERINI, 1986). A figura 6 laminação. Figura 6 – Desenho esquemático da laminação Fonte: CHIAVERINI, 1986, p. 56 Fio-Máquina TREFILAÇÃO Processos de Fabricação 7 para retirar oxidação e outras impurezas, então é lavado, recoberto com um produto para proteger o material e ajudar na lubrificação, então o arame é seco em estufa e só então estará pronto para ser trefilado. Preparação do aço para a trefilação A trefilação apresenta as seguintes vantagens: Grande capacidade de redução de seção; Boa precisão dimensional; A superfície obtida é lisa e polida; O processo de laminação é do tipo de compressão direta. Nele uma chapa passa por cilindros laminadores com o objetivo de reduzir a espessura da mesma (CHIAVERINI, 1986). A figura 6 apresenta de forma esquemática, o processo de Desenho esquemático da laminação Fonte: CHIAVERINI, 1986, p. 56 Máquina Descarepação Lavagem RecobrimentoSecagemTREFILAÇÃO Processos de Fabricação para retirar oxidação e outras impurezas, então é lavado, recoberto com um produto para o, então o arame é seco em estufa e só então O processo de laminação é do tipo de compressão direta. Nele uma chapa passa por cilindros laminadores com o objetivo de reduzir a espessura da mesma apresenta de forma esquemática, o processo de Lavagem Recobrimento Nesse processo o material é submetido a elevadas resultante da pressão dos rolos e tensões cisalhantes resultantes. A depender do tipo da máquina de laminar podem ser obtidas chapas grossas, chapas finas, bobinas de tiras, tubos sem costura e barras de vários perfis, como pode ser v Figura 7 – Tipos de materiais obtidos da laminação Fonte: KIMINAMI, DE CASTRO e DE OLIVEIRA (2013, p.75) A laminação pode ocorrer a quente ou a frio a depender do produto que se deseja obter. Para a obtenção de chapas grossas, blocos e tarugos usa Já para a obtenção de chapas finas Laminadores Laminadores são os equipamentos utilizados para laminar e são compostos, basicamente, por cilindros, mancais, uma carcaça e um motor para fornecer potência aos cilindros. Os tipos de laminadores variam de acordo com a configuração dos cilindros e Processos de Fabricação 8 Nesse processo o material é submetido a elevadas tensões compressivas resultante da pressão dos rolos e tensões cisalhantes resultantes. A depender do tipo da máquina de laminar podem ser obtidas chapas grossas, chapas finas, bobinas de tiras, tubos sem costura e barras de vários perfis, como pode ser visto na figura 7. Tipos de materiais obtidos da laminação KIMINAMI, DE CASTRO e DE OLIVEIRA (2013, p.75) A laminação pode ocorrer a quente ou a frio a depender do produto que se deseja obter. Para a obtenção de chapas grossas, blocos e tarugos usa-se a laminação a quente. Já para a obtenção de chapas finas usa-se a laminação a frio. o os equipamentos utilizados para laminar e são compostos, basicamente, por cilindros, mancais, uma carcaça e um motor para fornecer potência aos cilindros. Os tipos de laminadores variam de acordo com a configuração dos cilindros e Processos de Fabricação tensões compressivas resultante da pressão dos rolos e tensões cisalhantes resultantes. A depender do tipo da máquina de laminar podem ser obtidas chapas grossas, chapas finas, bobinas de tiras, isto na figura 7. A laminação pode ocorrer a quente ou a frio a depender do produto que se deseja se a laminação a quente. o os equipamentos utilizados para laminar e são compostos, basicamente, por cilindros, mancais, uma carcaça e um motor para fornecer potência aos cilindros. Os tipos de laminadores variam de acordo com a configuração dos cilindros e eles podem ser do tipo Duo (dois cilindros 8b), Quádruo (quatro cilindros (Figura 8e). Figura 8 – Tipos de laminadores Fonte: KIMINAMI, DE CASTRO e DE OLIVEIRA (2013, p. 77) Os laminadores podem ser classificados também como os laminadores primários e os laminadores acabadores (CHIAVERINI, 1986), onde: Laminadores primários: função de transformar os lingotes em produtos intermediários ou semi blocos, tarugos, placas) Laminadores acabadores: perfis, tiras e chapas finas. O processo começa a quente e, a para produtos mais simples pode Processos de Fabricação 9 Duo (dois cilindros – Figura 8a), Trio (três cilindros 8b), Quádruo (quatro cilindros – Figura 8c), Sendzimir (Figura 8d) e trem de laminação Tipos de laminadores Fonte: KIMINAMI, DE CASTRO e DE OLIVEIRA (2013, p. 77) laminadores podem ser classificados também como os laminadores primários e os laminadores acabadores (CHIAVERINI, 1986), onde: Laminadores primários: Também chamado de desbaste tem a função de transformar os lingotes em produtos intermediários ou semi-acabados. Este processo sempre é executado a quente. (Ex. blocos, tarugos, placas) Laminadores acabadores: utilizado em produtos acabados como perfis, tiras e chapas finas. O processo começa a quente e, a para produtos mais simples pode acabar a frio. Processos de Fabricação Figura 8a), Trio (três cilindros – Figura Figura 8c), Sendzimir (Figura 8d) e trem de laminação laminadores podem ser classificados também como os laminadores primários Também chamado de desbaste tem a função de transformar os lingotes em produtos intermediários ou acabados. Este processo sempre é executado a quente. (Ex. utilizado em produtos acabados como perfis, tiras e chapas finas. O processo começa a quente e, a para EXTRUSÃO O processo de extrusão tem por objetivo reduzir a seção de perfis sólidos ou tubulares, no qual o metal frio ou aquecido é forçado a passar através de uma matriz. Uma analogia que podemos fazer é com a pasta de dentes quando o tubo é pressionado e o fluido passa através da boca do tubo. Os perfis sólidos não têm nenhum vazio, já os perfis tubulares possuem seçãotransversal com pelo menos um vazio totalmente circunscrito por metal. Existem ainda o perfi parcialmente circunscritos 2013). A figura 9 apresenta os três perfis aqui citados. Figura 9 – Perfis extrudados Fonte: KIMINAMI, DE CASTRO e DE OLIVEIRA (2013, p. 85) Há, basicamente, três tipos de extrusão: Direta (o tarugo é forçado diretamente na matriz); Indireta (o tarugo é coloca do tarugo); Hidrostática (utiliza um fluido Processos de Fabricação 10 O processo de extrusão tem por objetivo reduzir a seção de perfis sólidos ou al frio ou aquecido é forçado a passar através de uma matriz. Uma analogia que podemos fazer é com a pasta de dentes quando o tubo é pressionado e o fluido passa através da boca do tubo. Os perfis sólidos não têm nenhum vazio, já os m seção transversal com pelo menos um vazio totalmente circunscrito por metal. Existem ainda o perfil semitubular cuja seção tem vazios por metal (KIMINAMI; DE CASTRO; DE OLIVEIRA, A figura 9 apresenta os três perfis aqui citados. Fonte: KIMINAMI, DE CASTRO e DE OLIVEIRA (2013, p. 85) Há, basicamente, três tipos de extrusão: Direta (o tarugo é forçado diretamente na matriz); Indireta (o tarugo é colocado na câmara e a peça e a matriz se desloca na direção Hidrostática (utiliza um fluido e o tarugo não tem contato com a matriz) Processos de Fabricação O processo de extrusão tem por objetivo reduzir a seção de perfis sólidos ou al frio ou aquecido é forçado a passar através de uma matriz. Uma analogia que podemos fazer é com a pasta de dentes quando o tubo é pressionado e o fluido passa através da boca do tubo. Os perfis sólidos não têm nenhum vazio, já os m seção transversal com pelo menos um vazio totalmente semitubular cuja seção tem vazios INAMI; DE CASTRO; DE OLIVEIRA, do na câmara e a peça e a matriz se desloca na direção e o tarugo não tem contato com a matriz). A extrusão pode ainda ser a frio ou a quente. A extrusão a quente é utilizada quando as ligas não possuem boa efeitos nocivos da alta temperatura nas matrizes, uma opção é pré A extrusão a frio foi desenvolvida nos anos 1940 para a produção de peças de automóveis, bicicletas, entre outros, ma quente. A tabela 3 apresenta as vantagens e desvantagens da extrusão a frio em relação a extrusão a quente. Tabela 3 – Vantagens e desvantagens da extrusão a frio em relação a quente Fonte: COSTA, 2020 FORJAMENTO O forjamento é o processo por martelamento ou por prensagem onde um material dúctil tende a tomar a forma da ferramenta através da compressão. O forjamento pode ser a quente ou a frio, sendo que a maioria dos processos ocorrem a quente. Apenas pequenas peç As matrizes de forjamento podem ser abertas (ou livres) ou fechadas. As matrizes abertas são utilizadas, geralmente para peças grandes e de geometria simples. A matriz aberta é composta de parte sua forma final. Já a matriz fechada é composta de um estampo que reproduz o formato da peça. As peças produzidas nas matrizes fechadas têm uma melhor tolerância dimensional (CHIAVERINI, 1986). Processos de Fabricação 11 A extrusão pode ainda ser a frio ou a quente. A extrusão a quente é utilizada quando as ligas não possuem boa ductilidade a temperatura ambiente. Para minimizar os efeitos nocivos da alta temperatura nas matrizes, uma opção é pré-aquecer as mesmas. A extrusão a frio foi desenvolvida nos anos 1940 para a produção de peças de automóveis, bicicletas, entre outros, mas a maioria dos processos de extrusão ocorrem a quente. A tabela 3 apresenta as vantagens e desvantagens da extrusão a frio em relação a Vantagens e desvantagens da extrusão a frio em relação a quente O forjamento é o processo por martelamento ou por prensagem onde um material dúctil tende a tomar a forma da ferramenta através da compressão. O forjamento pode ser a quente ou a frio, sendo que a maioria dos processos ocorrem a quente. Apenas pequenas peças como parafusos, pinos, porcas, etc., são forjadas a frio. As matrizes de forjamento podem ser abertas (ou livres) ou fechadas. As matrizes abertas são utilizadas, geralmente para peças grandes e de geometria simples. A matriz aberta é composta de partes planas que não se tocam e comprimem a peça até sua forma final. Já a matriz fechada é composta de um estampo que reproduz o formato da peça. As peças produzidas nas matrizes fechadas têm uma melhor tolerância dimensional (CHIAVERINI, 1986). Quando as peças têm geometria muito complexa, Processos de Fabricação A extrusão pode ainda ser a frio ou a quente. A extrusão a quente é utilizada ductilidade a temperatura ambiente. Para minimizar os aquecer as mesmas. A extrusão a frio foi desenvolvida nos anos 1940 para a produção de peças de s a maioria dos processos de extrusão ocorrem a quente. A tabela 3 apresenta as vantagens e desvantagens da extrusão a frio em relação a O forjamento é o processo por martelamento ou por prensagem onde um material dúctil tende a tomar a forma da ferramenta através da compressão. O forjamento pode ser a quente ou a frio, sendo que a maioria dos processos ocorrem a as como parafusos, pinos, porcas, etc., são forjadas a frio. As matrizes de forjamento podem ser abertas (ou livres) ou fechadas. As matrizes abertas são utilizadas, geralmente para peças grandes e de geometria simples. s planas que não se tocam e comprimem a peça até sua forma final. Já a matriz fechada é composta de um estampo que reproduz o formato da peça. As peças produzidas nas matrizes fechadas têm uma melhor tolerância as têm geometria muito complexa, muitas vezes, é necessária a execução de várias etapas até chegar a forma final. As matrizes fechadas, geralmente, são mais caras que as abertas. Para grande quantidade de peças, ela se torna viável (MORO; AURAS) das matrizes aberta e fechada do forjamento. Figura 10 – Matrizes aberta (a) e fechada (b) Fonte: MORO; AURAS (2007, p. 24 e 25) ESTAMPAGEM O processo de estampagem pode ser do tipo raso ou profundo. A diferença entre eles é arbitrária sendo que na estampagem rasa a profundidade é menor que a metade do diâmetro e a estampagem profunda o copo é mais profundo que o diâmetro. O equipamento utilizado na estampagem é composto, basicamente, por uma prensa, uma punção e uma matriz. O processo é indicado para a fabricação de para latas de alumínio para bebidas. A figura 11 mostra o processo de estampagem profunda de um copo cilíndrico, sendo que em 11(a) apresenta a situação antes da estampagem e em 11(b) apresenta o produto já estampado. Processos de Fabricação 12 muitas vezes, é necessária a execução de várias etapas até chegar a forma final. As matrizes fechadas, geralmente, são mais caras que as abertas. Para grande quantidade de (MORO; AURAS). A figura 10 apresenta as representações das matrizes aberta e fechada do forjamento. Matrizes aberta (a) e fechada (b) Fonte: MORO; AURAS (2007, p. 24 e 25) O processo de estampagem pode ser do tipo raso ou profundo. A diferença entre eles é arbitrária sendo que na estampagem rasa a profundidade é menor que a metade do diâmetro e a estampagem profunda o copo é mais profundo que o diâmetro. O equipamento utilizado na estampagem é composto, basicamente, por uma prensa, uma triz. O processo é indicado para a fabricação de para- latas de alumínio para bebidas. A figura 11 mostra o processo de estampagem profunda de um copo cilíndrico, sendo que em 11(a) apresenta a situação antes da estampagem e nta o produto já estampado. Processos de Fabricação muitas vezes, é necessária a execução de várias etapas até chegar a forma final. As matrizes fechadas, geralmente, são mais caras que as abertas. Para grande quantidade de 10 apresenta as representações O processo de estampagem pode ser do tipo raso ou profundo. A diferença entre eles é arbitrária sendo que na estampagem rasa a profundidadeé menor que a metade do diâmetro e a estampagem profunda o copo é mais profundo que o diâmetro. O equipamento utilizado na estampagem é composto, basicamente, por uma prensa, uma -lamas, panelas e latas de alumínio para bebidas. A figura 11 mostra o processo de estampagem profunda de um copo cilíndrico, sendo que em 11(a) apresenta a situação antes da estampagem e Figura 11 – Estampagem de um copo cilíndrico Fonte: KIMINAMI, DE CASTRO e DE OLIVEIRA (2013, p. 96) OUTROS PROCESSOS Outros processos de conformação plástica, serão aqui apenas citados: Conformação por explosão; Corte de cha Mandrilagem; Cunhagem; Entre outros CONCLUSÃO Vimos aqui nessa aula os diversos processo especificidades e suas aplicações, além das vantagens e desvantagens de cada um deles. Lembra da pergunta que fiz lá no início da panela, como o prego e o arame são fabricados por conformação plástica. Claro que, em muitos casos os produtos passam por mais de um processo de fabricação até chegar em sua forma final. Processos de Fabricação 13 Estampagem de um copo cilíndrico KIMINAMI, DE CASTRO e DE OLIVEIRA (2013, p. 96) Outros processos de conformação plástica, serão aqui apenas citados: Conformação por explosão; Corte de chapas; Mandrilagem; Cunhagem; Entre outros Vimos aqui nessa aula os diversos processos de conformação plástica, suas especificidades e suas aplicações, além das vantagens e desvantagens de cada um deles. Lembra da pergunta que fiz lá no início da aula? Agora você sabe responder? Tanto a panela, como o prego e o arame são fabricados por conformação plástica. Claro que, em muitos casos os produtos passam por mais de um processo de fabricação até chegar em Processos de Fabricação Outros processos de conformação plástica, serão aqui apenas citados: de conformação plástica, suas especificidades e suas aplicações, além das vantagens e desvantagens de cada um deles. aula? Agora você sabe responder? Tanto a panela, como o prego e o arame são fabricados por conformação plástica. Claro que, em muitos casos os produtos passam por mais de um processo de fabricação até chegar em REFERÊNCIAS BIBLIOGR CALLISTER, Willian D. Ciência Rio de Janeiro. LTC. 2012. CHIAVERINI, Vicente. Tecnologia Mecânica Hill, 1986. KIMINAMI, Claudio Shyinti; DE CASTRO, Walman Benício; DE Marcelo Falcão. Introdução aos processos de fabricação de produtos metálicos Paulo, Blucher, 2013. MORO, Norberto; AURAS, André Paegle. Processos de Fabricação: Conformação Mecânica I – Generalidades, Laminação e Forjamento. Centro Federal Tecnológica de Santa Catarina. Florianópolis, 2007. Processos de Fabricação 14 BIBLIOGRÁFICAS CALLISTER, Willian D. Ciência e Engenharia de Materiais: uma introdução. 8ª Ed. Rio de Janeiro. LTC. 2012. Tecnologia Mecânica. Vol. 2, 2a edição. São Paulo, McGraw KIMINAMI, Claudio Shyinti; DE CASTRO, Walman Benício; DE OLIVEIRA, Introdução aos processos de fabricação de produtos metálicos MORO, Norberto; AURAS, André Paegle. Processos de Fabricação: Conformação Generalidades, Laminação e Forjamento. Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina. Florianópolis, 2007. Processos de Fabricação : uma introdução. 8ª Ed. . Vol. 2, 2a edição. São Paulo, McGraw- OLIVEIRA, Introdução aos processos de fabricação de produtos metálicos. São MORO, Norberto; AURAS, André Paegle. Processos de Fabricação: Conformação de Educação
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