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O que Vamos aprender hoje? • Porque utilizar perfis extrudados em ligas de alumínio • Ligas de Alumínio para extrusão • Como nasce um produto extrudado • Aplicações dos produtos extrudado • Quais os recursos para se obter um bom produto? • Análise dos requisitos do produto • Classificação dos Perfis • Acabamento Superficial • Limites de Fabricação para extrudados Porque utilizar perfis extrudados em ligas de alumínio? �APLICAÇÕES :DIVERSAS LIGAS E TÊMPERAS, PERMITINDO PRODUTOS COM ENORMES VARIEDADES DE PROPRIEDADES MECÂNICAS, ELÉTRICAS E TÉRMICAS, COM POSSIBILIDADES DE USO EM MUITAS APLICAÇÕES DIFERENTES. �PESO: UMA PEÇA DE ALUMÍNIO PESA EM TORNO DE 1/2 A 1/3 A MENOS QUE A MESMA PEÇA EM COBRE, LATÃO OU AÇO. �RESISTÊNCIA MECÂNICA: EXISTEM LIGAS/TÊMPERAS EM ALUMÍNIO QUE SE COMPORTAM TÃO BEM QUANTO AS DE AÇO, NAMAIORIA DAS SITUAÇÕES. �RESISTÊNCIA À CORROSÃO: O ALUMÍNIO É MAIS RESISTENTE À CORROSÃO QUE O COBRE OU O AÇO NAS DIVERSAS APLICAÇÕES. Porque utilizar perfis extrudados em ligas de alumínio? �CONDUTIVIDADE ELÉTRICA: CONJUGA EXCELENTE CONDUTIVIDADE ELÉTRICA COM BAIXO PESO. � CONDUTIVIDADE TÉRMICA: POSSUI EXCENTE CONDUTIVIDADE TÉRMICA, SENDO LARGAMENTE UTILIZADO EM EQUIPAMENTOS ELETRO-ELETRÔNICOS E NA INDÚSTRIAAUTOMOBILÍSTICA COMO DISSIPADOR DE CALOR.NA INDÚSTRIAAUTOMOBILÍSTICA COMO DISSIPADOR DE CALOR. �RECICLABILIDADE: PODE SER RECICLADO INFINITAS VEZES SEM PREJUÍZOS AO PRODUTO FINAL. �VARIEDADES DE FORMAS: O PROCESSO DE EXTRUSÃO DO ALUMÍNIO OFERECE ENORMES ALTERNATIVAS DE FORMAS PARA OS PERFIS, DANDO MUITA FLEXIBILIDADE PARA OS PROJETOS DOS CLIENTES E OTIMIZANDO SUAS SOLUÇÕES. Porque utilizar perfis extrudados em ligas de alumínio? �VARIEDADE DE ACABAMENTOS: OS PERFIS EXTRUDADOS PODEM SER ANODIZADOS ( FOSCO, COLORIDO OU BRILHANTE ), PINTADOS, ESCOVADOS, ETC.. �FACILIDADE DE UNIÃO: OS EXTRUDADOS SOFRER UNIÕES ATRAVÉS DE SOLDAGEM, BRAZAGEM , USO DE ADESIVOS, ETC... �USINABILIDADE: O ALUMÍNIO APRESENTA BOA USINABILIDADE, TENDO LIGAS COM PROPRIEDADES ESPECIAIS PARA ESTA OPERAÇÃO. �FÁCIL CONFORMAÇÃO: O ALUMÍNIO EXTRUDADO É FACILMENTE CONFORMADO POR VÁRIOS PROCESSOS COMO: DOBRAMENTO, AMASSAMENTO, TREFILAÇÃO, ESTAMPAGEM, FORJAMENTO, ETC... Porque utilizar perfis extrudados em ligas de alumínio? �MAGNETIZAÇÃO: O ALUMÍNIO NÃO É MAGNETIZAVEL, O QUE PERMITE O SEU USO EM DIVERSOS EQUIPAMENTOS ELETRO-ELETRONICOS. �FAISCAMETOS: O ALUMINIO NÃO PRODUZ FAISCAMENTO QUANDO CORTADO, REDUZINDO OS RISCOS DE ACIDENTES COM QUEIMADURAS OU EXPLOSÕES EM AMBIENTES PERIGOSOS. �DUCTIVIDADE: O ALUMÍNIO É, NORMALMENTE, MAIS DUCTIL QUE O AÇO, PERMITINDO MAIORES DEFORMAÇÕES ANTES DO SEU ROMPIMETO. ESTA PROPRIEDADE É UTILIZADA, POR EXEMPLO, EM APLICAÇÕES PARA BARCOS. AMBIENTES PERIGOSOS. �TEMPO PARA DESENVOLVIMENTO: OS EXTRUDADOS DE ALUMÍNIO POSSIBILITAM TEMPOS MAIS CURTOS PARA O DESENVOLVIMENTO DE FERRAMENTAIS E PRODUTOS DO QUE VÁRIOS OUTROS PROCESSOS, COM MENORES CUSTOS. Ligas • Ligas são compostos formados por dois ou mais elementos metálicos. No caso do alumínio, as ligas têm como componente principal o próprio material, acrescido em pequenas quantidades dematerial, acrescido em pequenas quantidades de outros elementos metálicos. • Estes componentes, denominados elementos de liga, têm como função melhorar as propriedades mecânicas, químicas e óticas do material. Os diferentes tipos de liga são caracterizados por séries, conforme mostrado abaixo: Série 1XXX – Alumínio Puro Série 2XXX – Alumínio Cobre Série 3XXX – Alumínio Manganês Série 4XXX – Alumínio SilícioSérie 4XXX – Alumínio Silício Série 5XXX – Alumínio Magnésio Série 6XXX – Alumínio Magnésio-Silício Série 7XXX – Alumínio Zinco As ligas Alcoa disponíveis para a produção de extrudados são as seguintes: 1050, 1350, 2011, 2014, 2024, 3003, 3004, 3103, 4032, 6005A, 6026, 6042, 6060, 6061, 6063, 6082, 6101, 6262E, 6351, 6463, 7004, 7012 e 7075. �Embora qualquer liga Trabalhável de Alumínio possa ser extrudada, existem algumas que fornecem uma ampla faixa de propriedades mecânicas mantendo boa eficiência. �Estas ligas estão codificadas de acordo com o elemento de Liga predominante, conforme tabela onde o 1º dígito indica o grupo de Liga Série 1XXX Principal Elemento de Liga Alumínio não ligado de pureza Mínima = 99,00 % Ligas de Alumínio para extrusão ... 2XXX 3XXX 4XXX 5XXX 6XXX 7XXX 8XXX Cobre Manganês Silício Magnésio Magnésio e Silício Zinco Outros Elementos 9XXX Série não Utilizada As ligas Alcoa disponíveis para a produção de extrudados são as seguintes: 1050, 1350, 2011, 2014, 2024, 3003, 3004, 3103, 4032, 6005A, 6026, 6042, 6060, 6061, 6063, 6082, 6101, 6262E, 6351, 6463, 7004, 7012 e 7075. Como nasce um produto extrudado? Definição do Produto Forma Comportamento no uso Serviços Preço Desenho (toler.) Liga/Têmpera Características especiais Custo Idéia Definição do Processo Produção Produto Final Prática Padrão Ficha de Processo Controles adicionais Matéria Prima Equipamentos Ferramental Operadores �Transportes �Bens de Consumo �Indústria Elétrica Aplicações dos produtos extrudado? �Máquinas e Equipamentos Indústria Transportes Máq. e Equip.Ind. Elétrica Bens de Consumo C. Civil Fachadas Comerciais Linhas Residenciais Ar-condicionado Bicicletas Cadeiras de praia Linha Branca Escadas Dissipadores Barramento elétrico Módulos de potência Condutores elétricos Conectores Painéis Elétricos Tubos de irrigação Máquinas agrícolas Indústria Metalúrgica Perfis p/ bancadas Auto-peças Imp. rodoviários Naval Ônibus Ferroviário Fachadas comerciais Portas e janeiras Interiores (divisória, box, etc.) Automobilísticos - Componentes em alumínio Ferrari 360 Modena - Spaceframe GNV – Gás natural veicular (cilindro de alumínio) • Desenvolvimento: Alcoa, INT e Cilbras • Produto mais leve• Produto mais leve • Facilidade de locomoção •Produto apróx.60% mais leve que o do aço •Veículo não precisa de adaptações para utilização de cilindros em alumínio •Economia no combustível Agricultura • Aplicações para usinas produtoras de álcool: – Tubo de irrigação – Sistemas de transportes – Estufas – Implementos agrícolas. • Benefícios: – Leveza – Material muito menos corrosivo – Absorção de impactos – Acabamento – Design Aerospace Alcoa Products On Airbus A380 Horizontal and Vertical Stabilizer Fasteners Fuselage Frames Wing Gear Rib and Support Fittings Upper Wing Stringers Wing Spars (Plate) Wing Landing Upper Wing Skins Wing Spars (Forgings) Wing Ribs (Plate) Fuselage Stringers Fuselage Skins Fuselage Shear Webs Wing Ribs (Extruded) Wing Landing Flaps and Slats Lower Wing Skins Lower Wing Stringers Engine Pylon Support Structure Engine Pylons Seat Tracks Floor Beams Center Wing Box Fuselage Skins Propriedades Físicas Típicas Alumínio Aço Cobre Densidade (g/cm³) 2,70 7,86 8,96 Temperatura de fusão (°C) 660 1500 1083 Comparativo Alumínio com outros metais Temperatura de fusão (°C) 660 1500 1083 Módulo de Elasticidade (Mpa) 70000 205000 110000 Coeficiente de Dilatação Térmica (L/°C) 23.10⁻⁶ 1,7.10⁻⁶ 16,5.10⁻⁶ Condutibilidade Térmica a 25°C (Cal/cm/°C) 0,53 0,12 0,94 Contutibilidade Elétrica (%IACS) 61 14,5 100 Fonte: E o que é necessário para se obter um bom produto? Quais os recursos para se obter um bom produto? • Matéria prima (Tarugo de alumínio) – Composição Química (dentro dos limites internos / controle de impurezas e traços) – Estrutura interna (Tarugo vazado / Homogeneizado / limpeza do metal) – Ausência de defeitos externos / internos graves / limpeza da superfíciesuperfície• Ferramental – Número / posição dos furos (Fator de transformação) – Projeto da ferramenta / acessórios – Confecção / preparação / correção – Tratamento térmico / nitretação • Equipamentos ( prensa / esticadeira / fornos...) • Processo de fabricação – Prática Padrão – Ficha de processos / controle do processo / rastreabilidade Fluxo da fabricação de Perfis Corte de tarugos Forno de Aquecimento Extrusão na Prensa Envelhecimento em Forno Alinhamento na Esticadeira Corte na serra de perfis Anodização Embalagem Expedição Análise dos requisitos do produto QUAL A APLICAÇÃO DO PRODUTO ? QUAIS AS COTAS IMPORTANTES PARA CONTROLE ? QUAIS AS TOLERÂNCIAS EXIGIDAS ?QUAIS AS TOLERÂNCIAS EXIGIDAS ? ESTÃO DE ACORDO COM A ANSI H35.2 ? CLIENTE USA GABARITOS PARA CONTROLE ? VERIFICAR ESPESSURA MINIMA PELO DCC Análise dos requisitos do produto ATENTAR PARA DIFERENÇAS DE MASSAS TUBOS COM ESPESSURAS ALTAS (LINHA DE SOLDA) FAIXAS APÓS ANODIZAÇÃO. INFORMAÇÕES IMPORTANTES QUE DEVEM SER PREENCHIDAS NA SNPINFORMAÇÕES IMPORTANTES QUE DEVEM SER PREENCHIDAS NA SNP (ETAPA DE BENEFICIAMENTO): • PERFIL SERÁ ESCOVADO? • PERFIL SERÁ DOBRADO ? QUAL RAIO E ÂNGULO? • PERFIL SERÁ REPUXADO? • PERFIL SERÁ CALANDRADO? • PERFIL SERÁ POLIDO? • PERFIL SERÁ ESTAMPADO? • PERFIL SERÁ CURVADO? • PERFIL SERÁ EXPANDIDO? Análise dos requisitos do produto • PERFIL SERÁ LIXADO? • PERFIL SERÁ TREFILADO? • PERFIL SERÁ AMASSADO? • PERFIL SERÁ USINADO? QUE TIPO? ONDE SERÁ USINADO?• PERFIL SERÁ USINADO? QUE TIPO? ONDE SERÁ USINADO? • PERFIL SERÁ FORJADO? Análise dos requisitos do produto • VERIFICAR QUAIS AS SUPERFÍCIES EXPOSTAS. • VERIFICAR QUAL O ACABAMENTO: 1, 2, 2A, 3 • VERIFICAR QUAL O TRATAMENTO SUPERFICIAL A SER APLICADO PELO CLIENTE • ANODIZAÇÃO? • ANODIZAÇÃO BRILHANTE ? • POLIMENTO ? • ESCOVAMENTO ? • PINTURA ? Classificação dos Perfis �Os perfis extrudados são classificados quanto a: �Classe �Forma �Grau de dificuldade�Grau de dificuldade �Complexidade dos Perfis �Acabamento Superficial A classificação dos perfis consiste em: B) Forma: I , II, III, IV, V, VI C ) Grau de Dificuldade = A, B, C, K, D, E, H, L, F, G, J, M A) Classe : Sólido, Semi-Tubular e Tubular • DCC : Diâmetro do Círculo Circunscrito C ) Grau de Dificuldade = A, B, C, K, D, E, H, L, F, G, J, M • Espessura • PML - Peso por Metro Linear • Variação da Espessura D) Complexidade dos Perfis E ) Acabamento superficial ( Rugosidade ) São aqueles cuja seção transversal não apresenta nenhum vazio totalmente envolvido por metal (Totalmente preenchido por alumínio). Esse tipo de perfil pode ser encontrado na forma de vergalhões, normalmente aplicados em processos de usinagem. Os perfis extrudados estão divididos em: normalmente aplicados em processos de usinagem. São aqueles cuja seção transversal apresenta pelo menos um vazio totalmente envolvido por metal. Esse tipo de perfil é característico por contar com uma ou mais partes vazadas envoltas em alumínio. Pode ser utilizado na estrutura interna de máquinas e equipamentos, bem como em braços móveis de implementos agrícolas. Outros exemplos de aplicação podem ser encontrados em cadeirasexemplos de aplicação podem ser encontrados em cadeiras de praias e escadas. São aqueles cuja seção transversal apresenta uma grande região em balanço parcialmente envolvida por metal. Com partes vazadas parcialmente envoltas em alumínio, esse tipo de perfil é indicado para aplicações com design mais complexo para o processo de extrusão. Também é utilizado na fabricação de perfis aletados para a indústria elétrica, coxins e para automação de máquinas operatrizes.elétrica, coxins e para automação de máquinas operatrizes. Via de Regra,Classifica-se um perfil como semi-tubular quando sua profundidade for 3 X maior que a abertura. Ou seja : B/A > 3 Devido a esta complexidade geométrica e dependendo da liga escolhida a produtividade e a eficiência serão alteradas, afetando o custo final do produto. Sólidos: Sólidos com formas geométricas:geométricas: Tubular: Multi-tubular e Semi-tubular Classificação dos perfis quanto a forma: FORMA TIPO I Sólidos de formas geométricas definidas e sem elementos adicionais �A EXTRUDABILIDADE DOS PERFIS É MELHOR NAQUELES DE TIPO I , DIMINUINDO GRADATIVAMENTE ATÉ AOS DO TIPO VII. Classificação dos perfis quanto a forma: FORMA TIPO II Sólidos de formas geométricas contendo um ou dois elementos adicionais. GUIA LATERAL CONTRA MARCO REMATEGUIA LATERAL Classificação dos perfis quanto a forma: FORMA TIPO III Sólidos de formas geométricas contendo três ou mais elementos adicionais. CONTRA MARCO MARCO CONTRA MARCO TRILHO Classificação dos perfis quanto a forma: FORMA TIPO IV Tubulares com formas geométricas bem definidas Classificação dos perfis quanto a forma: FORMA TIPO V Tubulares com geometria interna simétrica e parte externa contendo um ou mais elementos adicionais. MONTANTE BRISETRAVESSA SUPERIOR Classificação dos perfis quanto a forma: FORMAFORMA TIPOTIPO VIVI Tubulares com geometria interna assimétrica e parte externa e interna contendo um ou mais elementos adicionais.adicionais. Classificação dos perfis quanto a forma: FORMAFORMA TIPOTIPO VIIVII Semi-Tubulares e Multi tubulares com geometria interna assimétrica e contendo um ou mais elementos adicionais na parte interna e externa. FC-387 Travessa da Folha TRAVESSA INFERIOR SI-387 Puxador da Folha Classificação dos perfis quanto ao grau de dificuldade: Grau de Dificuldade de Extrusão : É um fator determinado pela relação entre : • O DCC• O DCC • Espessura • Variação da Espessura do perfil. Este perfil possui duas Espessuras A variação é Calculada dividindo-se uma pela Outra DCC (Diâmetro do Círculo Circunscrito) • Entende-se por DCC o menor círculo que contenha totalmente a seção transversal do perfil. Este valor é importante na medida em que toda prensa, em função da sua capacidade, possui um DCC máximo possível de ser extrudado. Classificação dos perfis quanto ao grau de dificuldade: Grau de Dificuldade de Extrusão : -Diâmetro do Círculo Circunscrito (DCC) -É o menor diâmetro capaz de circundar o perfil Classificação dos perfis quanto ao grau de dificuldade: Grau de Dificuldade de Extrusão : De acordo com o Grau de Dificuldade podemos classificar os perfis em 12 diferentes tipos de acordo com a Tabela : Quanto maior a relação DCC / < Espessura maior a dificuldade de Extrusão do dificuldade de Extrusão do Perfil Quanto maior a Variação de Espessuras maior a Dificuldade de Extrusão do Perfil Acabamento Superficial Os perfis Alcoa podem ser fornecidos em 4 tipos básicos de acabamento de superfície : Acabamento 1 : Acabamento grosseiro, geralmente indicado para perfis cuja aplicação não será exposta ou onde a aparência não é importante . Pode conter portanto defeitos como riscos, rugosidade, atritos, faixas e manchas desde que não comprometam a resistência e o dimensional do perfil.não comprometam a resistência e o dimensional do perfil. Acabamento 2 e 2A: Acabamento onde a superfície exposta é uniforme, isenta de riscos de matriz, manchas e atritos .. O acabamento 2A é indicado para perfis que serão posteriormente anodizados Acabamento 3 É um acabamento especial onde a superfície se apresenta mais fina possível, sendo indicada para perfis de aplicação decorativa ou onde o aspecto visual é extremamente importante Acabamento Superficial X Face aparente O acabamento superficial, somente se aplica sobre a face aparente dos nos perfis extrudados Face Aparente : É a superfície ou região do perfil que ficaráexposta ou que será visualizada após a montagem ou aplicação final do perfil Esta face aparente deve ser analisada verificada na fase de desenvolvimento do produto e Esta face aparente deve ser analisada verificada na fase de desenvolvimento do produto e indicada no desenho do perfil em linhas tracejadas Assim, um defeito superficial numa superfície não aparente não será considerado !! Os perfis fornecidos pela Alcoa podem apresentar os seguintes tipos de acabamento: normal, anodizado e pintado. • Normal: A superfície do perfil apresenta-se marcada apenas por riscos longitudinais, conhecidos como “linhas de matriz”, inerentes ao processo de extrusão. Em função da profundidade destes riscos, obtém-se a rugosidade média daprofundidade destes riscos, obtém-se a rugosidade média da superfície, classificando os perfis como Normal 1, Normal 2 ou Normal 3. • Normal 1: É o acabamento simples, normalmente utilizado em superfícies não expostas. • Normal 2: Utilizado em superfícies expostas,• Normal 2: Utilizado em superfícies expostas, garante ao perfil um aspecto uniforme. • Normal 3: Tipo de acabamento especial, indicado para anodização decorativa, no qual a superfície exposta é a mais fina possível. Limites de Limites de FabricaçãoFabricação para para para para extrudadosextrudados 27 Limites de Fabricação Os perfis extrudados apresentam limites de fabricação estabelecido por normas Externas : São normas reconhecidas mundialmente, como ASTM. Estas normas estabelecem limites de fabricação de forma a garantir a resistência e o desempenho do produto final no qual os perfis serão utilizados Estas norma tratam basicamente : • Tolerância Dimensionais para : – Comprimento – Espessuras de parede – Medidas da Seção transversal – Retidão da barras – Torção das barras – Planicidade, Ovalização, Excentricidade – Ângulos, raios, 38 • Limites de Composição Química para cada Liga • Limites de Propriedades Mecânicas para cada Liga e Têmpera Os Limites de fabricação Externos são definidos separadamente em função do tipo de Perfil e da aplicação • Perfis em Ligas para Fins Elétricos • Perfis de Caixilharia Limites de Fabricação Os Limites de fabricação Externos, além de serem definidos em Normas ASTM, constam do Catálogo Extrudados Alcoa . • Perfis de Caixilharia • Tubos em Rolos • Tubos Redondos, quadrados, retangulares e hexagonais • Perfis Trefilados ( Tubos e Vergalhões ) Quaisquer especificações divergentes só poderão ser aceitas mediante consultas `a EDP 39 senaisc.com.br | 48 3231.4100 | 48 3231.4211 Rodovia Admar Gonzaga, 2765 Itacorubi 88034-001 Florianópolis, SC
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