Processo de Extrusão de Materiais

Prévia do material em texto

*
*
Processos de Manufatura I
Gabriel Vergani
Gabriel Bett
Ricardo Paese
ÁREA DO CONHECIMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E ENGENHARIAS
*
*
Extrusão 
*
*
 
1797 – Na Inglaterra, iniciou-se a aplicação do princípio da extrusão, através de uma prensa manual para extrusar tubos de chumbo;
1873 – Na Alemanha, desenvolveu-se a primeira extrusora de rosca simples, para processar borracha;
1946 – Após a Segunda Guerra Mundial, a empresa Adams Corporation comercializa extrusoras;
1950 – Extrusoras de rosca simples expandiram aplicação para produtos do tipo commodity;
1970 – Segunda geração de rosca simples e extrusoras de rosca dupla foram criadas na Alemanha;
Anos 90 – Condicionadores, canhão ventilado, extrusoras de calor de baixa profundidade autogêneas foram introduzidas nas indústrias.
Histórico
*
*
Conceito
 - A extrusão é um processo no qual o material é forçado a escoar através de um orifício.
*
*
- O principal equipamento usado nesse processo de conformação é a prensa hidráulica, ou extrusora.
Equipamentos
Extrusão de salgadinhos
Extrusão de Alumínio
Extrusão de Plástico
*
*
Aço; Alumínio e suas ligas; Cobre e suas ligas; Latão; Magnésio; Chumbo; Ligas refratárias; Plásticos; Alimentos diversos;
Materiais
- Os principais materiais que podem sofrer o processo de extrusão:
Formas:
*
*
Extrusão Direta
Extrusão Indireta (reversa, invertida)
Extrusão Hidrostática
Extrusão Lateral
Tipos de Extrusão
*
*
Extrusão Direta
- O material é forçado pela prensa a passar pela matriz ocasionando
grande atrito (método de alto impacto);
Vantagens?
Desvantagens?
*
*
Extrusão Indireta
- O material permanece fixo enquanto a matriz é deslocada em direção a ele, ocasionando a conformação. Neste caso, não se permite aplicar grandes pressões.
Desvantagens?
*
*
Extrusão Hidrostática
- O diâmetro do tarugo é menor que o da câmara, a qual é preenchida com 
fluído hidráulico. Não há fricção nas paredes da câmara.
Desvantagens?
*
*
Extrusão Lateral
O material do tarugo é forçado através de abertura lateral da câmara.
Os eixos do punção e da peça têm diferentes direções (ângulo reto).
*
*
Ao comprimir um tarugo, duas forças são geradas, a força de atrito, que aquela gerada entre o tarugo e as paredes internas da container (camisa) e a força de Cisalhamento, que aquela necessária para deformar o tarugo e faze-lo passar pela matriz. 
A força de cisalhamento é função da temperatura, pois quanto maior for a temperatura, menor será a força de cisalhamento. Quanto menor for a temperatura mais força será necessária para cisalhar o metal, mais sofrera a prensa e a matriz, no entanto, melhor serão as características do metal.
Forças envolvidas na Extrusão
*
*
Fluxo metal
- O fluxo do metal determina a qualidade e as propriedades mecânicas do produto final.
- O fluxo do metal é comparável ao escoamento de um fluido num canal. Os grãos tendem a alongar-se formando uma estrutura com orientação preferencial. O fluxo inadequado pode causar inúmeros defeitos.
 
*
*
- De acordo com a temperatura, o processo de extrusão de metal se dá de duas formas:
Temperatura de trabalho
Quente 
Frio
*
*
Extrusão a quente 
- Utilizada para ligas que não possuem suficiente ductilidade a temperatura ambiente, para que a força de escoamento seja reduzida;
Vantagens:
Facilita o processo de conformação;
Maioria dos metais são extrudados à quente devido a diminuição da tensão de escoamento.
As homogeneidades não químicas são minimizadas ou são totalmente erradicadas;
Desvantagens:
- O esfriamento do tarugo na câmara pode gerar deformações não-uniformes.
- O tarugo aquecido é coberto por filme de óxido;
- O desgaste da matriz é excessivo;
Medidas preventivas
*
*
Exemplos:
peças de aeronaves
 grades
 molduras
 tubos
 hastes 
mangueiras
*
*
Extrusão a frio 
- Realizado em temperatura ambiente. Os metais que são submetidos a extrusão a frio não são metais muito dúcteis, que podem suportar a pressão criada. 
Vantagens:
Desvantagens:
-Traz melhores propriedades mecânicas resultantes do encruamento, desde que não haja recristalização;
- Requer pouca ou nenhuma operação posterior de acabamento;
- Melhor acabamento e elimina a oxidação do material;
- Elimina a necessidade de pré-aquecimento do tarugo;
- Melhores taxas de produção e custos mais competitivos.
- A magnitude da tensão no ferramental de extrusão é muito alta, especialmente para trabalhar peças de aço. A dureza do punção varia de 60 a 65 HRc e a da matriz de 58 a 62 HRc.
*
*
Extrusão por impacto
- Similar a extrusão indireta e frequentemente incluída na categoria da extrusão a frio.
https://www.youtube.com/watch?v=6IN3imQnwGg
*
*
Exemplos:
- Latas
- Garrafas 
- Bisnagas
*
*
Defeitos ocorrentes na extrusão
Trinca superficial
Cachimbo 
Trinca interna
- Dependendo das condições e do material extrudado podem ocorrer vários tipos de defeitos, que afetam a resistência e qualidade do produto final. Os principais são: 
*
*
Fim