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Processos de fabricação 1

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Processos de 
Fabricação
Material Teórico
Responsável pelo Conteúdo:
Profa. Ms. Luciana Borin de Oliveira
Revisão Textual:
Profa. Esp. Márcia Ota
Processos de Fabricação
• Importância dos Materiais
• Histórico dos Materiais
• Classificação dos Materiais
• Características dos Materiais
• Mudanças na Utilização dos Materiais
• Processos
O objetivo desta unidade é conhecer as definições envolvidas em 
Processos de Fabricação:
 · materiais;
 · características;
 · métodos de escolha.
OBJETIVO DE APRENDIZADO
Caro(a) aluno(a),
Leia, atentamente, o conteúdo desta unidade, que permitirá a você conhecer 
as aplicações iniciais de Processos de Fabricação.
Você, também, encontrará nesta unidade uma atividade, composta por 
questões de múltipla escolha relacionadas com o conteúdo estudado. Além 
disso, terá a oportunidade de trocar conhecimentos e debater questões no 
fórum de discussão.
É extremamente importante que você consulte os materiais complementares, 
pois são ricos em informações que possibilitarão o aprofundamento de seus 
estudos sobre este assunto.
ORIENTAÇÕES
Processos de Fabricação
UNIDADE Processos de Fabricação
Contextualização
Para iniciar esta Unidade, a partir do exemplo:
No artigo “A substituição da madeira por peças fabricadas de plásticos reciclados na 
construção civil de casas populares: um apelo à sustentabilidade”, apresenta-se a 
temática relacionada à população mundial que vem se preocupando com a gestão 
de resíduos, buscando um destino ecologicamente correto aos produtos descartáveis 
que, até então, não eram reutilizados e são altamente danosos ao meio ambiente. 
Um desses casos é o dos resíduos plásticos que são os que mais se destacam em 
impactar negativamente a natureza. Um setor que pode contribuir na gestão desses 
resíduos plásticos é o da construção civil, através da captação desse “lixo”, servindo 
para a geração de produtos capazes de substituir a madeira para o equivalente feito 
de plástico. 
Assim, esse artigo tem como objetivo apresentar algumas inovações sustentáveis 
patenteadas, para substituir o uso da madeira de lei na construção civil por peças 
fabricadas de plásticos reciclados que, até então, são descartados no meio ambiente 
sem nenhuma reutilização. Para alcançar esse objetivo, foi realizada uma pesquisa 
de natureza aplicada e qualitativa quanto à sua forma.
 Além disso, foi necessária a visita em três canteiros de obra, para avaliar a forma 
de substituição da madeira pela peça de plástico e por fim, foram apresentados 
alguns testes de resistência necessários para a adoção das inovações. Os resultados 
alcançados mostraram uma utilização beneficiada dos resíduos plásticos reciclados 
para a produção de tábuas que podem ser utilizadas para fazer o nivelamento do 
terreno, forma de concretagem e escoramentos, além do frechal, ripas, anteparos, 
asnas, linhas e vigas, todos destinados à construção de habitações populares.
Fonte: http://www.abepro.org.br/biblioteca/enegep2011_TN_STO_145_912_18753.pdf
Vimos que a utilização dos materiais segue procedimentos de capacidade do 
material para atender a uma demanda. Nesse caso, ainda, mais nobre, pois se 
preocupa em dar vida a um material que segue para o lixo sem reutilização nobre.
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Importante!
Para poder entender a dinâmica do tema Processos de Fabricação, é necessário fazer 
uma viagem de conhecimento pela importância dos materiais e sua evolução ao 
longo da história.
Fig. 01 Ferro
Fonte: iStock/Getty Images
Fig. 02 Cobre
Fonte: iStock/Getty Images
Fig. 03 Plástico
Fonte: iStock/Getty Images
Fig. 04 Aço
Fonte:iStock/Getty Images
Trocando ideias...
Importância dos Materiais
Diariamente, quase todos os segmentos de nossa vida são influenciados pelos 
materiais e suas características.
Como exemplos diretos, podemos indicar:
Fig. 05 Alimentação
Fonte: iStock/Getty Images
Fig. 06 Transportes
Fonte: iStock/Getty Images
Fig. 07 Construção Civil
Fonte: iStock/Getty Images
Fig. 08 Mobilidade
Fonte: iStock/Getty Images
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UNIDADE Processos de Fabricação
O estudo dos materiais envolve duas grandes áreas:
Ciência e Engenharia
A Ciência dos Materiais preocupa-se com a investigação das relações existentes 
entre as estruturas e as propriedades dos materiais em questão.
A Engenharia de Materiais direciona a aplicação dos materiais, baseando-se 
nas relações entre estrutura e propriedade.
Nesta lógica, a ciência dos materiais é base para todas as engenharias, pois o 
desempenho de um dado componente e o processo de fabricação a ser utilizado 
serão definidos pelo conjunto das propriedades deste material.
Fig. 09 Processos Vidros
Fonte: iStock/Getty Images
Fig. 10 Processos Cobre
Fonte: iStock/Getty Images
Avaliando o panorama que temos hoje, vemos que o número de materiais 
aumentou muito e a tendência é que esse número aumente em escalas cada vez 
maiores pela velocidade das novas descobertas.
Todos os dias, deparamo-nos com notícias como esta:
Cientistas criam novo tipo de plástico reciclável ‘por acidente’
Pesquisadores americanos criaram por acidente uma nova variedade de plástico 
reciclável, segundo um estudo publicado na revista Science.
Esta descoberta poderá ser usada para fazer peças rígidas e gelatinosas 
e aplicada na fabricação de carros, aviões e eletrônicos mais baratos e menos 
poluentes. Foi descoberto um novo tipo de plástico ao esquecer de incluir um 
dos três componentes de uma reação química para produzir um tipo de plástico 
conhecido. Esta nova variedade de plástico pode ser dissolvida em ácido, o que a 
reverte a seus componentes originais, que podem ser reutilizados.
Segundo esse artigo, uma peça feita com esse plástico poderá ser facilmente 
reparada ou reciclada em vez de ser jogada fora quando sofrer algum dano ou 
terminar sua vida útil permitindo economizar dinheiro, diminuir desperdício e 
proteção ao meio ambiente. Fica a dica que sempre que um novo polímero é 
descoberto, novos materiais são desenhados e novos usos são potencializados.
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Maiores informação no link abaixo:
http://www.bbc.com/portuguese/noticias/2014/05/140518_plastico_acidente_rb
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A velocidade das novas descobertas é impulsionada por:
 · grande aperfeiçoamento dos métodos e equipamentos de extração das 
matérias-primas na natureza;
 · metodologias que permitem a modificação dos recursos naturais; e 
 · a possibilidade crescente de combinação de dois ou mais materiais, levando 
à formação de novo material.
Estima-se que existam cem mil tipos de materiais diferentes a serem utilizados, 
levando em consideração as variantes de tratamentos térmicos e a composição 
conhecida de cada material.
Qual, então, deve ser o critério de escolha do material e do processo de fabricação 
a ser utilizado???
Fig. 11
Fonte: iStock/Getty Images
CRITÉRIOS de escolha:
São três os principais pontos que o engenheiro deve analisar ao escolher um 
material para dada aplicação:
Primeiro
 · O engenheiro deve levantar, em condições de operação, se esse material será 
submetido e identificar quais são as propriedades requeridas para tal aplicação.
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UNIDADE Processos de Fabricação
Segundo
• O engenheiro deve saber quais serão os tipos de degradação que esse material 
sofrerá em serviço.
Terceiro
 · O engenheiro deve providenciar uma planilha de custos, o impacto econômico 
do uso deste material no processo e no produto acabado.
Histórico dos Materiais
Os materiais estão intimamente relacionados com o homem e seus nomes 
aparecem relacionados às eras da civilização na história, como a Idade da Pedra, a 
Idade do Bronze e Idade do Ferro.
Fig. 12
Os primeiros materiais utilizados pelos seres humanos foram: a pedra, a madeira, 
as peles e a argila, em pecas de cerâmica, utensílios de caça,vestuário e nas 
construções.
Classificação dos Materiais 
Os materiais são classificados de acordo com suas propriedades.
Nessa dinâmica, podemos ter materiais que são:
 · excelentes condutores de calor e eletricidade, conformáveis e resistentes;
 · isolantes elétricos e térmicos, resistentes à corrosão e alta temperatura, 
duros e frágeis;
 · isolantes térmicos e elétricos, de baixa densidade, baixa resistência ao 
calor e boa resistência à corrosão;e
 · concebidos de forma a evidenciar características desejáveis de dois ou 
mais materiais.
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De acordo com sua estrutura atômica e química, os materiais podem ser 
classificados em:
Cerâmicos
Metais Polímeros
E de acordo com sua aplicação, classificam-se em:
Semicondutores
Compósitos Biomateriais
Resumindo:
Classe Componentes Típicos
Propriedades e 
Características
Cerâmicos Compostos por óxidos. Duros e quebradiços, 
isolantes à eletricidade e ao 
calor.
Metálicos Combinações de elementos 
metálicos.
Resistentes e dúcteis, 
condutores elétricos e 
térmicos.
Polímeros Compostos orgânicos de 
cadeias longas.
Geralmente flexíveis.
Compósitos Dois ou mais materiais. Específicas.
Semicondutores Componentes semelhantes 
aos cerâmicos.
Condutividade térmica 
intermediária entre 
condutores e isolantes.
Biomateriais Substância ou combinação 
de substâncias naturais ou 
artificiais.
Substituir, aumentar ou 
tratar sistemas biológicos.
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UNIDADE Processos de Fabricação
Vamos Praticar?
Como um exemplo para treinar os conhecimentos, podemos pensar em que 
material devemos utilizar para um recipiente, tipo copo, que será usado para servir 
bebida gelada numa festa infantil.
VIDRO CERÂMICA PLÁSTICO
MADEIRA PAPEL METAL
Considerações:
CUSTO DURABILIDADE APARÊNCIA
SEGURANÇA UTILIZAÇÃO
Conclusões:
Qual sua escolha?
Defenda sua opinião com base na classificação e característica do material 
escolhido.
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Características dos Materiais
Para viabilizar um projeto, é necessário amplo conhecimento das características, 
propriedades e comportamentos dos materiais disponíveis para utilização.
Os materiais possuem propriedades que viabilizam seu uso em processos e 
produtos, tais como: físicas, químicas, térmica, elétrica, ótica e mecânica.
Exemplos de propriedades:
• as físicas como densidade, porosidade e teor de umidade;
• as químicas como alcalinidade, resistência à corrosão;
• as térmicas como condutividade e dilatação;
• as elétricas como condutividade e isolamento;
• as óticas como cor e reação à luz; e
• as mecânicas como tração, cisalhamento, elasticidade, ductibilidade e dureza.
Qual deve ser o procedimento para definir o material, considerando as 
condições de uso desejadas?
É sempre interessante que, após a escolha dos materiais, pelas características 
que o mesmo apresenta, seja feito um estudo em laboratório e, se possível, em 
campo sobre a resposta do material aos esforços que será colocado à prova.
A realização destes ensaios deve obedecer a padrões preestabelecidos para 
garantir confiabilidade e reprodutibilidade dos dados, entre eles:
• Respeito às NORMAS TÉCNICAS que estabelecem uniformidade de linguagem 
entre clientes e fornecedores, garantindo que todos reproduzam dados da mesma 
forma para serem comparados.
• Utilização de MÉTODOS DE ENSAIOS padronizados, garantindo que a 
metodologia seja sempre a mesma.
• Consulta constante às ESPECIFICAÇÔES TÉCNICAS do material que seriam 
as primeiras condições a serem observadas para definição dos materiais.
Importante destacar que os ensaios rotineiros dos materiais dão acesso 
às informações do produto ao mesmo tempo em que permitem obter novas 
informações do mesmo.
A normatização dos materiais e métodos de ensaio é um procedimento que torna 
a classificação do produto mais uniforme, reduzindo as discrepâncias de qualidade 
e orientando os engenheiros na hora da escolha do material. Como já foi dito, 
também, reduz as diferenças de métodos de análise e possíveis desentendimentos 
entre clientes e fornecedores pela descrição uniforme e universal do material.
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UNIDADE Processos de Fabricação
As Normas Técnicas são ditadas pela ASTM – American Society for Testing and 
Materials e no Brasil pela ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas.
Segue exemplo de normas utilizadas no mercado da Cerâmica no Brasil.
Observe que temos normas de especificação: 
• do produto; e
• de métodos de análise.
CERÂMICA NO BRASIL - Normas Técnicas
Associação Brasileira de Normas Técnicas
A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), fundada em 1940, é o órgão 
responsável pela normalização técnica no país, fornecendo a base necessária ao 
desenvolvimento tecnológico brasileiro.
É uma entidade privada, sem fins lucrativos, reconhecida como único Foro Nacional 
de Normalização através da Resolução nº 07 do CONMETRO, de 24.08.1992. É 
membro fundador da ISO (International Organization for Standardization), da 
COPANT (Comissão Panamericana de Normas Técnicas) e da AMN (Associação 
Mercosul de Normalização).
A ABNT é a única e exclusiva representante no Brasil das seguintes entidades 
internacionais: ISO (International Organization for Standardization), IEC 
(International Electrotechnical Commission); e das entidades de normalização 
regional COPANT (Comissão Panamericana de Normas Técnicas) e a AMN (Associação 
Mercosul de Normalização).
Maiores informações sobre a ABNT e sobre Normas Técnicas (consultas e aquisições) podem 
ser encontradas no site: www.abnt.org.br.
Maiores informações sobre Normas Técnicas de Louça Sanitária (Fonte ABNT), acesse o site: 
http://www.abceram.org.br/site/?area=2&submenu=18
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Mudanças na Utilização de Materiais
A seguir, falaremos sobre a evolução na utilização de alguns materiais como 
exemplo de tecnologia e inovação:
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Embalagens de Refrigerantes
Até certo tempo atrás, convivíamos com os refrigerantes em garrafas de vidro. 
Havia todo processo de carregar essas garrafas até o mercado para serem trocadas 
por novas garrafas cheias com o apreciado líquido. No entanto, num determinado 
momento, as garrafas PET invadiram o mercado e nossas vidas. Assim sendo, o 
que seria mais correto: a garrafa PET ou a garrafa de vidro?
Essa questão merece uma análise de fatos e dados:
 · As garrafas de vidro sempre existiram para diversos tipos de produto, 
desde os primórdios com o leite e elas dominavam o mercado até o início 
da década de 90.
 · Com a chegada da garrafa PET e a entrada de várias empresas de 
refrigerantes no mercado, as garrafas de vidro praticamente desapareceram.
 · Neste momento, temos uma retomada deste mercado, pois viu-se que 
existe uma grande preferência do consumidor por este tipo de embalagem 
pelo barateamento do custo total do produto a ser adquirido.
De acordo com a Associação Brasileira de Refrigerantes, essa não é uma discussão 
inútil sob a ótica de sermos o país no topo do ranking dos maiores consumidores de 
refrigerantes per capita anuais com 487 copos, superando os Estados Unidos com 
436 copos. Deste total, segundo dados de dezembro de 2006 desta associação, 
em todo o mercado brasileiro de refrigerantes, o vidro participa com 12,3%, as 
embalagens PET dominam com 79,8%, enquanto as latas ficam com apenas 7,9%.
Voltando à nossa pergunta sobre qual seria a melhor embalagem, temos que 
considerar aspectos ambientais e econômicos, utilizando ferramentas de análise:
• Matéria-prima
Vidro PET
Areia, calcário, barrilha, alumina e complementos. Plástico
Renováveis em sua maioria Não renovável
Se nossa análise fosse apenas neste ponto de vista, o vidro seria a melhor opção.
• Fabricação
Vidro PET
Emissão de gases, utilização de energia e água. Emissão de gases, utilização de energia e água.Retornável Não retornável
Como as garrafas de vidro retornarão para o processo, sua vida útil é muito 
maior que a garrafa PET, consumindo menos recursos, proporcionalmente, para 
sua produção.
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UNIDADE Processos de Fabricação
• Logística
Vidro PET
Peso 900g Peso 45g
Viaja pronta. Viaja comprimida, podendo ser finalizada no local de enchimento.
Emissão de CO2 na ida e na volta. Emissão de CO2 só na ida.
Neste item, a garrafa PET é mais vantajosa que a garrafa de vidro.
• Uso da água
Vidro PET
6 litros = 1 litro
Entre produção e lavagem da garrafa. 2 litros = 1 litro
Nesse item, também, a garrafa PET é mais vantajosa que a garrafa de vidro, pois 
além do gasto de agua no processo produtivo, a garrafa de vidro demanda água 
para lavagem da embalagem no retorno.
• Gás dissolvido
Vidro PET
Grande barreira à troca de gases Paredes porosas
Nesse item, a garrafa de vidro é mais vantajosa, pois o vidro é grande barreira à 
troca de gases, mantendo o produto com as características apreciadas pelo consumidor.
• Reciclagem
Vidro PET
100% reciclável 100% reciclável
Considerando o índice de reciclagem, segundo dados de 2008 do relatório de 
Indicadores de Desenvolvimento Sustentável do Instituto Brasileiro de Geografia e 
Estatística, o alumínio é o campeão absoluto da reciclagem no Brasil com 91,5%. As 
embalagens PET vêm em segundo lugar com 54,8%, e as de vidro vêm se mantendo 
estável com 47% do total em 2008. 
Apenas uma parte das garrafas PET produzidas no país causam impacto ambiental, 
porém esse número é muito grande e cerca de 200 toneladas de garrafas são lançadas 
ao mar, rios, lagos, córregos por ano e permanecem ali, no mínimo, 400 anos até sua 
decomposição, quando não são ingeridas por animais, causando morte e sofrimento.
O vidro demora 10 vezes mais para se decompor, porém esse material não causa 
tanto impacto ambiental, pois, para adquirir um novo produto, o consumidor leva o 
antigo em busca de descontos na compra. O consumidor adquire apenas o conteúdo. 
Dessa forma, a indústria consegue trabalhar a logística reversa e o consumidor tem 
um barateamento do custo do produto que compra. Todos ganham, o fabricante, o 
consumidor e o meio ambiente.
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Vemos, nessa pequena reflexão, que existem pontos positivos e negativos 
em ambas utilizações, sugerindo que existe espaço para as duas embalagens. De 
qualquer forma e como tudo na vida, cabe a nós a boa utilização dos recursos e 
cuidados com o meio ambiente.
Maiores informações no link: https://goo.gl/95plTa
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Fig. 13
Fonte: iStock/Getty Images
Fig. 14
Fonte: iStock/Getty Images
Peças de Automóveis
Podemos, também, analisar o fenômeno de peças de automóveis: antes, 
produzidas em aço e alumínio; agora, substituídas por peças de plástico.
Fig. 15
O uso de plástico na construção de automóveis começou com a aplicação desse 
material nas calotas. Logo após, a indústria iniciou testes para substituição do aço 
em partes da carroceria, como parachoques e paralamas e de materiais como o 
vidro, nos faróis.
O plástico foi mantido longe do motor, pois temos altas temperaturas e 
contaminação por combustível e lubrificantes nesse local do automóvel. Porém, 
como vimos, a descoberta de novos materiais propicia a utilização destes em locais 
nunca antes imaginados.
17
UNIDADE Processos de Fabricação
Esse processo de troca obteve grande impulso com a redução da cilindrada de 
motores e o foco da indústria na redução de peso total no veículo, buscando a 
economia de combustível.
Colocando na balança:
 · o alumínio pesa 30% menos que o aço; e
 · o plástico pesa outros 30% menos que o alumínio. 
A vantagem não fica só na redução de peso das peças, o plástico apresenta imunidade 
à corrosão, melhor isolamento acústico e maior liberdade no design para criação.
Cabeçote
Fig. 16
Motor
Fig. 17 e 18
Transmissão
Fig. 19
Coletor de Admissão
Fig. 20
Cárter
Fig. 21
Saiba mais no link:
O plástico chegou ao motor
Mais leve e versátil, ele chega ao território antes dominado pelo aço e alumínio.
http://quatrorodas.abril.com.br/reportagens/geral/plastico-chegou-ao-motor-764222.shtml
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Tubulações
Os edifícios construídos utilizam tubulações de diversos materiais que, como 
todo material, têm uma vida útil.
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Temos, hoje, à disposição vários materiais para esta utilização; todos apresentam 
pontos positivos e pontos negativos. Existem, nesta ótica, pontos importantes a 
serem destacados como:
 · a natureza do material dos tubos e conexões que se deseja utilizar: o 
mercado apresenta opções em PVC, ferro, cobre e aço.
 · a natureza da junta: temos a solda, a rosca, o vedante, anel de borracha, 
uso do calor e uso de solvente.
 · condição de uso: este material estará em contato com alvenaria, argamassa, 
no contrapiso, na laje, calor, umidade, oscilações.
 · material a ser transportado, exemplo água ou esgoto.
Saiba mais no link:
Qual a durabilidade do encanamento de um edifício? Qual o melhor material para as 
tubulações hidráulicas?
 http://www.forumdaconstrucao.com.br/conteudo.php?a=27&Cod=103
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Processos
E a partir destes materiais e estas indicações que utilizaremos os processos 
de conformação plástica, laminação, forjamento, trefilação, extrusão, usinagem, 
estampagem, fundição e soldagem.
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UNIDADE Processos de Fabricação
Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
Para complementar os conhecimentos adquiridos nesta Unidade e enriquecer sua 
compreensão sobre o assunto tratado, consulte os livros abaixo, disponíveis na Minha 
Biblioteca:
 Livros
Química Industrial
Marcelo, GAUTO, and ROSA, Gilber. Bookman, 2013. VitalBook file
Biomateriais - Fundamentos & Aplicações
Lambert, ORÉFICE, Rodrigo, PEREIRA, Marivalda de Magalhães, and MANSUR, 
Herman Sander. Guanabara Koogan, 2012. VitalBook file
Química Geral
CHANG., and Raymond. ArtMed, 2010. VitalBook file.
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Referências
Bresciani Filho, E.; Zavaglia, C. A. C.; Button, S. T.; Gomes, E.; Nery, Fernando 
A. C., Conformação Plástica dos Metais, Editora da Unicamp, 5a edição, 1997.
Dieter, G. E., Metalurgia Mecânica, Editora Guanabara Dois, 2a edição, 1981.
Helman, H.; Cetlin, P. R., Fundamentos da Conformação Mecânica dos Metais, 
Editora Guanabara Dois, 1983.
Chiaverini, V., Tecnologia Mecânica, Volume II, Processos de Fabricação e 
Tratamento, Mc Graw-Hill, 2a edição, São Paulo, 1986.
Kalpakjian, S., Manufacturing Processes for Engineering Materials, Addison-
Wesley Publishing Company, 1a edition, 1985.
Telecurso 2000, Ensino Profissionalizante, Processos de Fabricação – Volumes 
1, 2, 3 e 4, Editora Globo, 2000.
Grüning, K., Técnica da Conformação, Editora Polígono, São Paulo, 1973.
United States Steel Corporation, The Making, Shaping and Treating of Steel, 
Eighth Edition.
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Outros materiais