Conformação Mecânica

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CENTRO UNIVERSITÁRIO NEWTON PAIVA
FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS - FACET
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA
CONFORMAÇÃO MECÂNICA
BELO HORIZONTE
2014
CONFORMAÇÃO MECÂNICA
Trabalho de pesquisa apresentado como requisito parcial para obtenção de aprovação na disciplina Práticas de Fabricação, no Curso de Engenharia Mecânica, no Centro Universitário Newton Paiva.
Prof. Willian Xavier D’Alcântara
BELO HORIZONTE, 17 DE NOVEMBRO DE 2014
RESUMO
Este trabalho tem como tema a conformação mecânica dos materiais. Serão detalhados os processos de laminação, forjamento, trefilação e estampagem
Palavras-chave: Conformação, processos de fabricação.
SUMÁRIO
1	INTRODUÇÃO.....................................................................................................4
2	CONFORMAÇÃO MECÂNICA............................................................................5
2.1	LAMINAÇÃO........................................................................................................8
2.1.1	TIPOS DE LAMINADORES..................................................................................8
2.1.2	TEMPERATURA DE LAMINAÇÃO....................................................................13
2.1.3	DEFEITOS NA LAMINAÇÃO.............................................................................14
2.2 FORJAMENTO.....................................................................................................14
2.2.1 TIPOS DE FORJAMENTO.................................................................................15
2.2.2 EQUIPAMENTOS..............................................................................................19
2.2.3	DEFEITOS NO FORJAMENTO.........................................................................22
2.3 TREFILAÇÃO.......................................................................................................23
2.3.1 FIEIRA...............................................................................................................24
2.3.2 MÁQUINAS DE TREFILAÇÃO..........................................................................25
2.3.3	DEFEITOS NA TREFILAÇÃO............................................................................27
2.4 EXTRUSÃO..........................................................................................................28
2.4.1 TIPOS DE EXTRUSÃO......................................................................................30
2.4.2 TEMPERATURA DE EXTRUSÃO.....................................................................32
2.4.3	DEFEITOS NA EXTRUSÃO...............................................................................33
2.5 ESTAMPAGEM....................................................................................................33
2.5.1 TIPOS DE ESTAMPAGEM................................................................................34
2.5.2 DEFEITOS NA ESTAMPAGEM.........................................................................38
3 RESUMO DO ARTIGO............................................................................................39
4 CONCLUSÃO.....................................................................................................	....40
 REFERÊNCIAS.......................................................................................................41
1 INTRODUÇÃO
Por volta de 1890 teve início a industrialização. Ela é recente se comparada às épocas primitivas em que uma determinada forma de trabalho podia durar muitos anos sem aperfeiçoamento.
Surgiram as primeiras fábricas, dando início a fase industrial na história do homem. Com o desenvolvimento das indústrias, foi intensificada a utilização de novos materiais e de novos processos de fabricação.
Conformação é o nome dos processos em que se aplica uma força externa sobre a matéria prima, obrigando-a a tomar forma e dimensões desejadas por deformação plástica. O volume e a massa do metal se conservam nestes processos.
As principais vantagens são: bom aproveitamento da matéria prima; rapidez na execução; possibilidade de melhoria e controle das propriedades mecânicas do material, de par com a homogeneização da microestrutura.
Os processos de conformação são inúmeros e variados podemos destacar os principais:
Forjamento;
Extrusão;
Trefilação;
Estampagem;
Esses processos têm em comum o fato de que, para a produção da peça, algum esforço do tipo compressão, tração, dobramento, tem que ser aplicado sobre o material.
Os produtos produzidos pelo processo de conformação podem ser: placas, chapas, barras de diferentes seções, trilhos, perfis diversos, anéis e tubos.
2 CONFORMAÇÃO MECÂNICA
Conformação mecânica é o processo onde são aplicadas solicitações mecânicas nos metais, resultando na mudança permanente de suas dimensões.
Segundo CETLIN e HELMAN, além da mudança de dimensões, outro resultado obtido através da conformação mecânica é a alteração das propriedades do metal em relação àquelas anteriores ao processamento.
Conforme FILHO et al, os processos de conformação mecânica podem ser classificados de acordo com alguns critérios, que são:
Quanto ao tipo de esforço predominante no processo:
Conformação por compressão direta: Predomina o esforço por compressão das ferramentas sobre a peça de trabalho. Ex.: Laminação plana de perfis e forjamento livre.
Conformação por compressão indireta: Os esforços predominantes aplicados sobre a peça podem ser por tanto por tração como por compressão, mas o que causará a deformação plástica do metal será a compressão indireta gerada pela reação da matriz sobre a peça. Ex.: Extrusão e trefilação de tubos e fios, estampagem profunda de chapas.
Conformação por tração: Devido à aplicação de forças de tração nas extremidades das peças, estas tomarão a forma da matriz utilizada no processo. Ex.: Estiramento de chapas.
Conformação por cisalhamento: São utilizadas forças de cisalhamento para romper o metal no seu plano de cisalhamento. Ex.: Torção de barras e corte de chapas.
Conformação por flexão: As deformações são obtidas devido à aplicação de um momento fletor na peça. Ex.: Dobramento de chapas, barras e calandragem.
Quanto à temperatura de trabalho:
Trabalho mecânico a frio: A conformação da peça é feita a temperatura abaixo da temperatura de recristalização do material, o que provoca o aumento da resistência mecânica do material, fenômeno este denominado encruamento.
Trabalho mecânico a quente: A conformação da peça é feita em uma faixa de temperatura superior a temperatura de recristalização e inferior ao ponto de fusão do material, o que elimina o fenômeno de encruamento e gera materiais mais dúcteis devido a recristalização do metal.
A seguir, apresentam-se os principais processos de conformação e sua respectiva classificação.
Figura 1 – Processos de Conformação
(Fonte - http://www.ocw.unicamp.br/fileadmin/user_ upload/cursos/EM730/CONFORMACAO PLASTICADOSMETAIS_comficha.pdf)
2.1 LAMINAÇÃO
A laminação consiste na passagem de uma peça entre dois cilindros, que giram em direções opostas e mesma velocidade periférica, reduzindo assim sua espessura, enquanto sua largura e comprimento sofrem um aumento.
Figura 2 – Laminação
(Fonte - http://www.pessoal.utfpr.edu.br/jmario/arquivos/Apostila%20%20Fabio%20Martins.pdf)
Conforme FILHO et al, a peça se desloca pelos cilindros devido à ação da força de atrito existente na superfície de contrato entre a peça e os cilindros, sendo esta força normal à superfície de contato.
Este processo é muito utilizado na fabricação de chapas, barras e perfis, pois possui alta produtividade e um bom controle dimensional do produto acabado, alcançando alta precisão.
2.1.1 TIPOS DE LAMINADORES
No processo de laminação existem vários tipos de laminadores com cilindros de diferentes dimensões e disposições.Alguns destes laminadores estão citados a seguir:
Laminador Duo: É o laminador mais simples, onde a peça é laminada por dois cilindros em apenas uma direção. O retorno da peça é feito por cima ou pela lateral para uma nova passagem.
Figura 3 – Laminador Duo
(Fonte - http://www.pessoal.utfpr.edu.br/jmario/arquivos/Apostila%20%20Fabio%20Martins.pdf)
Laminador Duo Reversível: Mesma configuração do laminador duo, porém a peça se desloca nos dois sentidos. Este laminador possibilita o trabalho com peças longas e pesadas, como chapas grossas, vergalhões, tarugos, blocos, etc.
Figura 4 – Laminador Duo Reversível
(Fonte - http://www.pessoal.utfpr.edu.br/jmario/arquivos/Apostila%20%20Fabio%20Martins.pdf)
Laminador Trio: Os cilindros superior e inferior são movidos por motores. Já o cilindro central é movimentado pela ação do atrito. Neste laminador o material pode ser laminado nos dois sentidos, passando primeiramente entre o cilindro superior e o central, e posteriormente entre o inferior e o central.
Figura 5 – Laminador Trio
(Fonte - http://www.pessoal.utfpr.edu.br/jmario/arquivos/Apostila%20%20Fabio%20Martins.pdf)
Laminador Quádruo: É utilizado na laminação de materiais com pequenas espessuras. Os cilindros de trabalho possuem pequenos diâmetros, o que faz com que as elevadas cargas de laminação causem a sua flexão. Para evitar este problema, são utilizados cilindros de apoio maiores.
Figura 6 – Laminador Quádruo 
(Fonte - http://www.pessoal.utfpr.edu.br/jmario/arquivos/Apostila%20%20Fabio%20Martins.pdf)
Laminador Sendzimer ou Agrupado: Possui mais de um cilindro de apoio para evitar tanto a flexão no plano perpendicular à chapa quanto à flexão no plano paralelo ao de laminação. É utilizado na laminação de chapas com espessuras muito pequenas que são enroladas em bobinas.
Figura 7 – Laminador Sendzimer
(Fonte - http://www.pessoal.utfpr.edu.br/jmario/arquivos/Apostila%20%20Fabio%20Martins.pdf)
Laminador Universal: Utiliza dois pares de cilindros com eixos verticais e horizontais, sendo utilizado em placas que necessitam de laminação tanto na espessura quanto nas laterais. É utilizado na laminação de perfilados pesados.
Figura 8 – Laminador Universal
(Fonte - www.norbertocefetsc.pro.br/pfb_conformacaoi.pdf)
Laminador de Perfis: São utilizados para a produção de perfis estruturais, barras de seção circular e hexagonal, calhas, trilhos, etc.
Figura 9 – Laminador de Perfis
(Fonte - www.norbertocefetsc.pro.br/pfb_conformacaoi.pdf)
Laminador Mandrilhador: A posição dos cilindros é inclinada, desta forma o material gira sendo comprimido e tracionado em direções específicas, gerando assim tubos com diâmetros entre 57 e 426 mm, e espessura entre 3 e 30 mm.
Figura 10 – Laminador Mandrilhador
(Fonte - http://www.pessoal.utfpr.edu.br/jmario/arquivos/Apostila%20%20Fabio%20Martins.pdf)
2.1.2 TEMPERATURA DE LAMINAÇÃO
A laminação pode ser feita a frio ou a quente. Esta escolha será feita de acordo com as especificações do projeto e as dimensões da peça a ser laminada.
Laminação a quente: É aplicada em operações iniciais onde se necessita de grandes reduções das peças processadas. Geralmente utiliza-se um lingote fundido, uma placa ou tarugo processados em lingotamento contínuo. A temperatura de trabalho é acima da temperatura de recristalização do material, desta forma, criam-se novos grãos com a forma anterior a deformação, alcançando assim propriedades semelhantes às originais. 
Figura 11 – Laminação a Quente
(Fonte - www.norbertocefetsc.pro.br/pfb_conformacaoi.pdf)
Laminação a frio: Geralmente é aplicada em materiais que já foram laminados a quente onde se necessita, devido especificações do projeto, um melhor acabamento superficial. Por trabalhar com uma temperatura abaixo da temperatura de recristalização, o material laminado apresentará o fenômeno denominado encruamento, que é caracterizado pela elevada resistência da peça devido ao formato deformado e esticado gerado pelos grãos após a laminação. Desta forma, a laminação a frio não permite grandes reduções na espessura das peças. Para aumentar a redução durante os passes, utiliza-se o tratamento térmico de recozimento para aliviar o fenômeno de encruamento.
Figura 12 – Laminação a Frio
(Fonte - www.norbertocefetsc.pro.br/pfb_conformacaoi.pdf)
2.1.3 DEFEITOS NA LAMICAÇÃO
Vazios: Podem ter origem de rechupes ou gases retidos durante a solidificação.
Gotas Frias: São respingos de metal que se solidificam nas paredes das lingoteiras durante o vazamento.
Trincas: Originam-se no lingote ou durante a laminação que ocorre em temperaturas inadequadas.
Dobras: Surgem devido ao excesso de redução durante a laminação. Desta forma, o excesso de massa de material laminado ultrapassa o limite do canal e sofre recalque no passo seguinte.
Segregações: É gerada pela concentração de alguns elementos nas partes mais quentes do lingote, que são as últimas a se solidificarem. Estes elementos concentrados causam a fragilização de algumas seções da peça.
2.2 FORJAMENTO
Forjamento é o processo que consiste em deformar o material através do martelamento ou prensagem do mesmo. É considerada a mais antiga operação de conformação mecânica, sendo inicialmente praticado por ferreiros que utilizavam martelos e bigornas. (CETLIN e HELMAN)
Figura 13 – Forjamento
(Fonte - http://www.ocw.unicamp.br/fileadmin/user_upload/cursos /EM730/CONFORMACAO PLASTICADOSMETAIS_comficha.pdf)
Normalmente o forjamento é realizado a quente, mas atualmente uma grande variedade de peças pequenas como parafusos, pinos, porcas, engrenagens, etc., têm sido forjadas a frio, conferindo-lhes melhores propriedades mecânicas.
O forjamento pode ser realizado utilizando-se duas classes principais de equipamentos, os martelos que provocam a deformação do metal através do impacto, e as prensas que deformam o material através de uma força de compressão.
2.2.1 TIPOS DE FORJAMENTO
Conforme FILHO et al, o processo de forjamento pode ser dividido em duas categorias, Forjamento Livre ou em Matriz Aberta e Forjamento em Matriz Fechada, sendo os dois processos explicados a seguir:
Forjamento Livre ou em Matriz Aberta: O material a ser forjado é deformado entre matrizes planas ou de geometria bastante simples. A deformação ocorre por compressão direta e o material escoa perpendicularmente a direção de aplicação da força. É utilizado para a produção de peças grandes ou quando o número de peças a ser produzido é pequeno. Exemplo: Eixos de turbinas e de navios, grandes virabrequins e anéis, etc. Também é utilizado na produção de peças que serão posteriormente forjadas em matriz fechada (pré-conformação).
Figura 14 – Forjamento em Matriz Aberta
(Fonte - http://www.pessoal.utfpr.edu.br/jmario/arquivos/Apostila%20%20Fabio%20Martins.pdf)
De acordo com MORO, destacamos a seguir os tipos de forjamento em matriz aberta:
Recalque: Ocorre a compressão direta do material utilizando um par de matrizes de face plana ou côncava, visando reduzir a altura e aumentar a seção transversal.
Figura 15 – Recalque
(Fonte - www.norbertocefetsc.pro.br/pfb_conformacaoi.pdf)
Estiramento: Busca o aumento do comprimento realizando a redução da espessura.
Figura 16 – Estiramento
(Fonte - www.norbertocefetsc.pro.br/pfb_conformacaoi.pdf)
Encalcamento: Redução de uma parte intermediária da seção da peça utilizando uma matriz adequada.
Figura 17 – Encalcamento
(Fonte - www.norbertocefetsc.pro.br/pfb_conformacaoi.pdf)
Caldeamento: Através da compressão realiza a soldagem de duas superfícies metálicas limpas e aquecidas. 
Figura 18 – Caldeamento
(Fonte - www.norbertocefetsc.pro.br/pfb_conformacaoi.pdf)
Cunhagem: É utilizada para produzir uma impressão na superfície de uma peça, sendo utilizada na produção de moedas, medalhas, talheres, etc. É empregada em matriz fechada e aberta.
Figura 19 – Cunhagem
(Fonte - www.norbertocefetsc.pro.br/pfb_conformacaoi.pdf)
Forjamento em Matriz Fechada: Ao sofrer a compressão,o material adota o formato esculpido previamente nas duas matrizes. Como a cavidade das matrizes é fechada, há fortes restrições ao livre espalhamento do material, gerando tolerâncias dimensionais mais estreitas e peças com formatos mais complexos. Devido ao elevado custo das matrizes, é necessário um grande volume de produção para justificar a adoção deste processo.
Figura 20 – Forjamento em Matriz Fechada
(Fonte - http://www.pessoal.utfpr.edu.br/jmario/arquivos/Apostila%20%20Fabio%20Martins.pdf)
Segundo MORO, a conformação de muitas peças em matriz fechada não é possível apenas com uma etapa de trabalho devido à complexidade das peças. Desta forma, exige-se o pré-forjamento do material em matriz aberta. Com o pré-forjamento adquire-se uma melhor distribuição do metal para as operações de forjamento seguintes. Além disso, utiliza-se na maioria dos casos um excesso de material durante o forjamento para evitar a formação de espaços livres na matriz, formando durante o processo uma rebarba que será removida no acabamento da peça.
Para evitar o excesso de pressão, as matrizes são construídas com canais para que o excesso de material (rebarba) escoe e fique com a menor espessura possível.
Figura 21 – Vazão da Rebarba
(Fonte - http://www.pessoal.utfpr.edu.br/jmario/arquivos/Apostila%20%20Fabio%20Martins.pdf)
2.2.2 EQUIPAMENTOS
Grande parte dos processos de forjamento utilizam prensas para gerar a força necessária para a compressão. Mas existem alguns processos de forjamento que utilizam o martelamento.
Nos martelos, a energia necessária para executar o forjamento é fornecida por uma massa que cai livremente ou é impulsionada de certa altura. Esta massa pode ter entre 200 a 3500 kg, e pode cair de uma altura de 1 m a 3,5 m. (CETLIN e HELMAN)
De acordo com FILHO et al, existem três tipos de martelo utilizados no forjamento:
Martelo de Queda Livre: Este mecanismo geralmente é acionado por pedal de forma a deixar as mãos do operador libres para manipular a peça. O trabalho máximo produzido pelo sistema será gerado pela massa cadente, dependendo basicamente do peso e da velocidade final no momento do impacto.
Figura 22 – Martelo de Queda Livre
(Fonte - http://www.pessoal.utfpr.edu.br/jmario/arquivos/Apostila%20%20Fabio%20Martins.pdf)
Martelo de Dupla Ação: Este mecanismo possui, conectada a massa cadente, um pistão hidráulico ou pneumático contido em um cilindro no topo do martelo. Através do sistema de válvulas do cilindro é possível controlar a aceleração da massa, variando assim a intensidade do golpe. Com este sistema é possível alcançar forças até vinte vezes maiores que o peso da massa. 
Figura 23 – Martelo de Dupla Ação
(Fonte - http://www.pessoal.utfpr.edu.br/jmario/arquivos/Apostila%20%20Fabio%20Martins.pdf)
Martelo de Contra Golpe: Este equipamento utiliza duas massas que se chocam no meio do percurso com a mesma velocidade. A massa superior é acionada por um pistão e a inferior é conectada a superior por meio de cabos. Apresenta algumas vantagens sobre os outros martelos como: menor vibração transmitida às fundações, maior velocidade de acionamento. Já as desvantagens: maior desalinhamento entre as matrizes superior e inferior, impossibilidade de manipular a peça durante o movimento, maiores despesas de manutenção.
Figura 24 – Martelo de Contra Golpe
(Fonte - http://www.pessoal.utfpr.edu.br/jmario/arquivos/Apostila%20%20Fabio%20Martins.pdf)
Para matrizes fechadas, são utilizadas basicamente 2 tipos tipos de prensas: A mecânica e a hidráulica
Figura 25 – Prensas mecânicas e hidráulicas
(Fonte - http://www.pessoal.utfpr.edu.br/jmario/arquivos/Apostila%20%20Fabio%20Martins.pdf)
2.2.3 DEFEITOS NO FORJAMENTO
FALTA DE REDUÇÃO: Penetração incompleta do metal na cavidade da ferramenta. A principal causa são o uso de golpes rápidos e leves do martelo;
TRINCAS SUPERFICIAIS: Aparecem devido ao trabalho excessivo nas áreas periféricas ferramenta. A principal causa são o uso de golpes rápidos e leves do martelo; da peça em temperatura baixa, ou por fragilidade à quente;
TRINCAS NAS REBARBAS: Causadas pela presença de Impurezas nos metais ou porque as rebarbas são pequenas demais. As trincas podem chegar até o interior da peça durante a rebarbação;
TRINCAS INTERNAS: Tensões originadas por grandes deformações;
GOTAS FRIAS: São descontinuidades causadas pela dobra de superfícies (sem soldagem) ou por colocação inadequada do material da matriz;
INCRUSTAÇÕES DE ÓXIDOS: Camada de óxidos formados durante o aquecimento; soldagem) ou por colocação inadequada do material da matriz;
QUEIMA: Ocorre quando gases oxidantes penetram nos limites dos contornos dos grãos, formando películas de óxidos. Em geral surgem quando o aquecimento é próximo ao ponto de fusão.
2.3 TREFILAÇÃO
A trefilação é uma operação em que a matéria-prima (fio, barra) é estirada através de uma matriz em forma de canal convergente (Fieira ou Trefila) por meio de uma força trativa aplicada do lado de saída da matriz
Figura 26 – Trefilação
(Fonte - http://www.pessoal.utfpr.edu.br/jmario/arquivos/Apostila%20%20Fabio%20Martins.pdf)
Para a produção de produtos trefilados utiliza-se como matéria-prima produtos na forma de arame (ou barra ou tubo), obtidos através do processo de extrusão ou laminação. (FILHO et al)
A trefilação é um processo normalmente realizado a frio, o que gera a redução da ductilidade e o aumento da resistência mecânica do material. Desta forma obtêm-se fios de diâmetros pequenos com propriedades mecânicas controladas. Se necessário, após a trefilação, pode-se realizar o tratamento térmico de recozimento para dar ductilidade necessária ao material.
2.3.1 FIEIRA
A ferramenta utilizada na trefilação é denominada fieira ou trefila. Esta ferramenta geralmente é construída de carboneto de tungstênio, proporcionando grande durabilidade. (CETLIN E HELMAN)
Figura 27 – Fieira ou Trefila
(Fonte - http://www.pessoal.utfpr.edu.br/jmario/arquivos/Apostila%20%20Fabio%20Martins.pdf)
Segundo FILHO et al, as fieiras são constituídas por quatro partes diferentes:
Cone de Entrada: Guia o fio em direção ao cone de trabalho e facilita que o lubrificante acompanhe o fio, reduzindo o atrito na fieira.
Cone de Trabalho: Região onde ocorre a redução, sendo aplicado o esforço de compressão no fio. Deve estar lubrificado para minimizar o desgaste da fieira.
Cilindro de Calibração: Região onde ocorre o ajuste no diâmetro do fio, conferindo-lhe melhor acabamento.
Conde de Saída: Proporciona uma saída livre para o fio, evitando causar danos na superfície da fieira e do fio.
Figura 28 – Fieira ou Trefila
(Fonte - http://www.pessoal.utfpr.edu.br/jmario/arquivos/Apostila%20%20Fabio%20Martins.pdf)
2.3.2 MÁQUINAS DE TREFILAÇÃO
Na fabricação dos trefilados são utilizados dois tipos de máquinas diferentes. São elas:
Máquinas de Trefilar Sem Deslizamento: O fio é tracionado e conduzido através do furo da primeira fieira. Após passar por esta fieira, o fio é acumulado em um anel tirante para depois ser direcionado para a segunda fieira. O processo se repete até que o fio atinja o diâmetro especificado no projeto. Para compensar o aumento do comprimento do fio, cada anel possui velocidades diferentes, sendo o valor dessa velocidade crescente a medida que o processo avança.
Figura 29 – Máquina de Trefilar sem Deslizamento
(Fonte - http://www.pessoal.utfpr.edu.br/jmario/arquivos/Apostila%20%20Fabio%20Martins.pdf)
Máquina de Trefilar com Deslizamento: O fio é tracionado e conduzido para a primeira fieira. Após ser trefilado, o fio é tracionado em um anel tirante, dando voltas em forma de hélice cilíndrica com passo igual ao diâmetro do fio. O início da hélice é alinhado com a primeira fieira, e o fim com a segunda fieira. Desta forma, devido a tração existente no fio, ocorre o deslizamento do trefilado pela lateral do anel tirante. O processo se repete até que o fio atinja o diâmetro especificado no projeto.
Figura 30– Máquina de Trefilar com Deslizamento
(Fonte - http://www.pessoal.utfpr.edu.br/jmario/arquivos/Apostila%20%20Fabio%20Martins.pdf)
Conforme CETLIN e HELMAN, para cada redução existe um valor ótimo para o ângulo do cone de trabalho. Este ângulo ótimo será aquele que proporciona a menor carga e consequentemente o menor trabalho durante a trefilação. Se o ângulo de trabalho for pequeno, predominará o efeito do atrito, gerando um elevado valor para a tensão total. Com o aumento do ângulo de trabalho, o efeito do atrito diminui consideravelmente, diminuindo assim a tensão total aplicada.
2.3.3 DEFEITOS NA TREFILAÇÃO
De acordo com o ângulo de trabalho utilizado, podem-se surgir alguns defeitos no material trefilado, que são: (CETLIN e HELMAN)
Ruptura Central: Deformação gerada pelo aumento do ângulo de trabalho que resulta na formação de pequenos buracos no interior do material, podendo causar fraturas no produto.
Zona Morta: É gerada em materiais trefilados com ângulos de trabalho grandes, criando no material processos internos de cisalhamento, fazendo com que uma parte do material fique aderida a matriz e não continue o seu fluxo normal. Assim, este material formará uma falsa matriz da qual continua o processo de trefilação.
Descascamento: É gerado em materiais trefilados em ângulos de trabalho muito grandes. A zona morta gerada anteriormente não consegue aderir à matriz e começa a deslizar para traz, gerando assim um corte no metal, sendo que o núcleo do material não se deforma apenas se move através da matriz com velocidade de entrada igual à de saída.
Figura 31 – Defeitos da Trefilação
(Fonte - http://www.norbertocefetsc.pro.br/pfb_conformacaoii.pdf)
2.4 EXTRUSÃO
O processo de extrusão consiste em forçar a passagem de um bloco de metal através do orifício de uma matriz mediante a aplicação de pressões elevadas (mecânicas ou hidráulicas) utilizando uma prensa. (CETLIN e HELMAN)
Figura 32 – Extrusão
(Fonte - http://www.pessoal.utfpr.edu.br/jmario/arquivos/Apostila%20%20Fabio%20Martins.pdf)
A extrusão é utilizada na fabricação de barras, tubos, trilhos de janelas e portas, mas pode ser aplicada na produção de seções com formas complexas, especialmente em materiais dúcteis, como o alumínio e cobre.
Os produtos fabricados pelo processo de extrusão apresentam seção transversal constante e dimensões bastante precisas. Desta forma, peças com o comprimento grande podem ser cortadas de acordo com as necessidades do projeto.
 Figura 33 – Produtos extrudados
(Fonte - http://www.pessoal.utfpr.edu.br/jmario/arquivos/Apostila%20%20Fabio%20Martins.pdf)
2.4.1 TIPOS DE EXTRUSÃO
Segundo CETLIN e HELMAN, existem dois tipos fundamentais de processos de extrusão:
Extrusão Direta: Neste processo, o metal a ser conformado é colocado em um cilindro e empurrado contra a matriz através de um pistão acionado por uma haste.
Devido à alta temperatura e abrasão geradas durante o processo, é necessário à utilização de um bloco de aço chamado falso pistão entre o material e o embolo para proteger o pistão da prensa.
Figura 34 – Extrusão Direta
(Fonte - http://www.norbertocefetsc.pro.br/pfb_conformacaoii.pdf)
Extrusão Hidrostática: A extrusão hidrostática pode ser classificada como extrusão direta. Este processo é caracterizado pelo emprego de um fluido que é pressionado por um pistão. Desta maneira, a pressão sofrida pelo fluido é transferida para o material que será extrudado.
Figura 35 – Extrusão Hidrostática
(Fonte - http://www.pessoal.utfpr.edu.br/jmario/arquivos/Apostila%20%20Fabio%20Martins.pdf)
Extrusão Inversa ou Indireta: Neste processo, uma haste oca empurra a matriz contra o metal a extrudar. Desta forma, o metal sai da matriz no sentido contrário ao movimento da haste. A outra extremidade do cilindro é vedada com uma placa.
As forças de atrito existentes na extrusão indireta serão muito menores se comparadas com o atrito gerado na extrusão direta. Isto se deve ao fato de que no processo indireto não existe movimento relativo entre o material a extrudar e o cilindro, já que é a matriz que se desloca. Assim, as potências de operação da extrusão indireta são menores.
Figura 36 – Extrusão Indireta
(Fonte - http://www.pessoal.utfpr.edu.br/jmario/arquivos/Apostila%20%20Fabio%20Martins.pdf)
2.4.2 TEMPERATURA DE EXTRUSÃO
Normalmente a extrusão é um processo de trabalho a quente, ou seja, a temperatura de trabalho é acima da temperatura de recristalização do metal, evitando assim o fenômeno de encruamento. Desta maneira, após a extrusão é possível realizar outros processos de conformação adicionais a frio, como por exemplo, a trefilação. 
A extrusão a quente é caracterizada por alguns aspectos (MORO):
É utilizada em materiais com baixa ductilidade a temperatura ambiente;
A matriz sofre com desgastes excessivos;
Podem ocorrer deformações não uniformes devido ao esfriamento do tarugo no cilindro de extrusão;
O tarugo aquecido fica coberto por uma camada de óxidos que podem danificar o acabamento superficial durante a extrusão.
A extrusão a frio é um processo mais raro, sendo utilizado principalmente na fabricação de componentes de automóveis, motocicletas, bicicletas, etc. Este processo apresenta algumas particularidades como:
Bom controle dimensional;
Bom acabamento superficial, devido principalmente à ausência de óxidos na superfície;
A magnitude da tensão aplicada no ferramental é muito alta.
Conforme MATINS, a extrusão pode apresentar alguns defeitos, que são:
Vazios internos gerados no final do produto extrudado decorrente do modo de escoamento do material;
Trincas perpendiculares ao sentido de extrusão decorrente de defeitos na matéria-prima associados a temperaturas de elevação muito elevadas;
Riscos causados por irregularidades na ferramenta ou por resíduos de óxidos presos na mesma;
Marcas superficiais causada pela parada e retomada de movimento da prensa;
2.4.3 DEFEITOS NA EXTRUSÃO
Defeitos nas ferramentas (desgaste, desvios de forma) 
Irregularidades na matéria-prima (desvios de forma, textura irregular, vazios internos, inclusões, fissuras)
Trinca superficial – ocorre quando a temperatura e a velocidade são altas
Cachimbo/vazio – ocorre quando óxidos/material são arrastados para o centro do tarugo, como num funil, devido ao fluxo com zona morta
Fraturas chevron internas
2.5 ESTAMPAGEM
Estampagem o processo de fabricação de peças, através do corte ou deformação de chapas em operação de prensagem a frio. Emprega-se a estampagem em chapas para fabricar peças com paredes finas feitas de chapas ou fitas de diversos materiais ou ligas. 
Figura 37 – Estampagem
(Fonte - http://www.pessoal.utfpr.edu.br/jmario/arquivos/Apostila%20%20Fabio%20Martins.pdf)
Segundo MARTINS, a maior parte da produção de peças conformadas pela estampagem é realizada em prensas mecânicas ou hidráulicas. As ferramentas utilizadas neste processo são a punção, elemento móvel com o formato convexo, e a matriz, elemento côncavo. Devido a necessidade de um alinhamento entre a matriz e o punção, é comum mantê-los permanentemente montados em um porta matriz, que pode ser rapidamente montado na prensa.
2.5.1 TIPOS DE ESTAMPAGEM
O processo de estampagem pode ser classificado de acordo com o tipo de operação aplicada na chapa em corte, dobramento e estampagem profunda, também conhecida por repuxo ou embutimento.
Corte: A operação de corte destina-se à obtenção de peças de diferentes formatos a partir da pressão exercida por um punção ou uma lâmina de corte em chapas de pequena espessura. O corte das peças ocorre devido ao esforço cisalhante provocado pela penetração da punção ou lâmina, que causa uma deformação plástica na chapa até gerar a sua ruptura. (MORO)
Figura 38 – Corte
(Fonte - http://www.pessoal.utfpr.edu.br/jmario/arquivos/Apostila%20%20Fabio%20Martins.pdf)
As superfícies das arestas cortadas não apresentam a mesma qualidade de peças usinadas, mas se a lâmina ou punção estiverem afiadas,obtêm-se arestas com um bom acabamento. A espessura da chapa influência na qualidade das bordas cortadas, sendo que com a redução da espessura, melhora-se o acabamento. Outro fator que influência no acabamento das bordas é a folga existente entre a matriz e o punção. A folga pode ser estabelecida em função de alguns atributos, como: aspecto da superfície da chapa, imprecisões existentes no material, necessidade de realizar operações posteriores. 
Para chapas de até 3 mm utiliza-se a seguinte folga: 
Para chapas com mais de 3 mm utiliza-se: 
Onde: f = folga
e = espessura da chapa
Ks = tensão de ruptura ao cisalhamento do material.
Figura 39 – Folga Necessária para o Processo de Estampagem
(Fonte - http://www.pessoal.utfpr.edu.br/jmario/arquivos/Apostila%20%20Fabio%20Martins.pdf)
Dobramento: O dobramento é o processo de estampagem onde a chapa é deformada pelo esforço de flexão gerado pelas prensas. A forma final da peça é conseguida através da punção e de uma matriz especifica, de acordo com cada projeto. 
Segundo MORO, o dobramento pode ser conseguido em uma ou mais operações, sendo produzidas uma ou mais peças por vez, de forma progressiva ou em operações individuais.
Figura 40 – Dobramento
(Fonte - http://www.norbertocefetsc.pro.br/pfb_conformacaoii.pdf)
Durante o processo de dobramento, o material sofre esforços de flexão, sendo que a superfície externa fica tracionada e a interna comprimida. Uma vez cessado a flexão, caso o material não tenha atingido a deformação plástica permanente, o corpo dobrado apresentará um retorno elástico para a posição inicial, denominado efeito mola. Desta forma, é preciso considerar durante o dobramento, o efeito mola para que as peças sejam dobradas de maneira correta.
Para fabricação de perfis dobrados ou alguns tipos de peças com comprimentos de dobras considerados grandes, utilizam-se prensas dobradeiras/viradeiras com matrizes e machos (punções) universais.
Estampagem Profunda ou Repuxo: O processo de estampagem profunda é a operação onde a chapa, inicialmente plana, é transformada em um corpo oco sem o aparecimento de rugas e trincas. (MORO).
O repuxo da chapa ocorre em função da ação de um punção que obriga o material a penetrar na matriz devido uma força de compressão. A chapa sob a ação da punção deforma-se para dentro da matriz, adquirindo gradativamente o seu formato. Este processo é empregado na fabricação de peças como portas de carros, panelas, para-lamas, etc.
Figura 41 – Estampagem Profunda
(Fonte - http://www.pessoal.utfpr.edu.br/jmario/arquivos/Apostila%20%20Fabio%20Martins.pdf)
De acordo com MORO, para que o estampamento profundo melhore o seu rendimento, é necessário que se tenha uma boa lubrificação. Com isso os esforços gerados na conformação e o desgaste da ferramenta são reduzidos. Os óleos indicados para este processo são os para extrema pressão, devendo garantir boa proteção contra a corrosão da chapa, ser de fácil desengraxe e não leva à oxidação do material.
Normalmente a estampagem é um processo a frio, utilizando como matéria-prima materiais mais dúcteis, como laminados delgados de aço, ligas de alumínio, ligas de cobre, etc.
2.5.2 DEFEITOS NA ESTAMPAGEM
Cisalhamento da chapa: ocorre devido ao excesso de estiramento ou devido as propriedades físicas da chapa (endurecimento devido ao esticamento). Ela rasga dentro do conjunto matriz/estampo. Para esta utilização, deve-se usar chapa laminada a frio. 
Aparecimento de rugas: Ocorre devido à má fixação da chapa antes da prensagem. Existem técnicas no projeto da ferramenta para evitar essas falhas: raio mínimo de curvatura, estiramento máximo, etc.
RESUMO DO ARTIGO
ARTIGO: Cálculo da profundidade de retificação de cilindros de encosto em laminadores de produtos planos.
Antonio Augusto Gorni
Dr., Analista do Suporte Técnico da Laminação a Quente, COSIPA, acesso em 8/novembro/2014.
O artigo fala sobre o cálculo da profundidade de retificação de cilindros de encosto em laminadores de produtos planos, feito pelo dr. analista do suporte técnico da laminação a quente, Cosipa, Antônio Augusto Gorni, onde aborda que nos laminadores quádruos de produtos planos é necessário retificar periodicamente a superfície de seus cilindros de encosto para se eliminar a camada subsuperficial encruada, que foi gerada pela sua co-rotação com os cilindros de trabalho. Tal procedimento é necessário para se evitar que surjam trincas de fadiga nessa camada encruada, as quais podem provocar lascamentos no cilindro de encosto, cujo reparo encurta significativamente sua vida útil. 
Uma vez que esses cilindros são feitos de aço ou ferro fundido de alta liga, materiais extremamente caros, é fundamental que a profundidade da retífica aplicada seja a menor possível, mas sem que permaneça material excessivamente fadigado no cilindro. Esse trabalho apresenta os princípios de um modelo matemático destinado a estimar essa profundidade de retífica otimizada com base no grau previsto de fadiga sofrido pelo cilindro. 
O valor é calculado objetivando-se evitar tanto o lascamento decorrente de trincas de fadiga como o descarte de material ainda suficientemente são. Nota-se que seu uso em condições industriais reais deve ser feito com cautela, uma vez que o modelo matemático incorpora diversas equações e constantes empíricas, as quais devem ser devidamente adaptadas para que possam refletir adequadamente as características operacionais de uma instalação específica.
3 CONCLUSÃO
Buscou-se através deste trabalho demonstrar a grande variedade de operações de conformação mecânica presentes na indústria.
Pode-se observar a importância do estudo deste processo devido à grande variedade de produtos produzidos pela conformação, sendo que uma enorme quantidade de produtos metálicos produzidos na indústria é submetida em algum momento de seu processamento a um dos processos de conformação.
REFERÊNCIAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR 10719: apresentação de relatórios técnico-científicos. Rio de Janeiro, 1989. 9 p.
CETLIN, Paulo Roberto; HELMAN, Horácio. Fundamentos da Conformação. 2ª Ed. Artliber Editora Ltda. 2005.
DA ROCHA, Prof. Dr. Otávio Fernandes Lima. Conformação Plástica Dos Metais - Fundamentos E Projetos. Coordenação de Metalurgia –CEFET/PA
MARTINS, Fábio. Conformação Mecânica. Disponível em < http://www. pessoal. utfpr.edu.br/jmario/arquivos/Apostila%20%20Fabio%20Martins.pdf > Acesso em 08. Nov. 2014.
MORO, Norberto. Processos de Fabricação: Conformação Mecânica I – Laminação e Forjamento. Disponível em < http:// www.norbertocefetsc.pro.br/pfb_ conformacaoi. pdf > Acesso em 08. Nov. 2014.
MORO, Norberto. Processos de Fabricação: Conformação Mecânica II – Extrusão, Trefilação e Estampagem. Disponível em < http://www. norbertocefetsc .pro.br/pfb_conformacaoii.pdf > Acesso em 08. Nov. 2014.
FILHO, Ettore Bresciani et al. Conformação Plástica dos Metais. Disponível em < http://www.ocw.unicamp.br/fileadmin/user_upload/cursos/EM730/CONFORMACAOPLASTICADOSMETAIS_comficha.pdf > Acesso em 08. Nov. 2014.