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Conformação de chapas metalicas

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Manufatura de Chapas 
Metálicas
União por Conformação
Prof. Paulo Marcondes, PhD.
DEMEC / UFPR
Normas gerais da conformação na estampagem 
Alguns exemplos para junções rebitadas
Rebite maciço Rebite oco Rebite tipo POP
Rebite autperfurante
Uniao por Entrosamento de Chapas
Processos em quais a junção
é feita através da deformação
das próprias peças.
Uniao por Entrosamento de Chapas
União por prensagem – “clinching”
Clinching – Elementos redondos
União por prensagem – “clinching”
União por prensagem – “clinching”
Corte de um elemento redondo
que foi fabricado em um processo
otimizado.
material: BH 180 Z
espessura: 1,0 mm
Elementos Redondos
União por prensagem – “clinching”
Estudo de Caso
LE / LR (Rel):
Rel <= 0,7 = 10
0,7<Rel<0,8 = 5
Rel >= 0,8 = 0
Sistema 
Prócontrol
Propriedades do Processo e das Junções / 
Propriedades Gerais
• Junção de duas ou mais peças até 5 mm de espessura total no 
ponto da junção.
• Pode ser usado para juntar peças até 3 mm de espessura.
• O processo de junção não requer nenhuma preparação das
peças (limpeza, desengorduramento, furação prévia).
• O processo trabalha sem calor e assim não queima superfícies
acabadas.
• O elemento de junção é conformado diretamente do material
das peças, então o processo não requer peças adicionais como
parafusos ou rebites.
Propriedades Gerais
• Junção de peças e diferentes materiais metálicos (aço / alumínio).
• Diferentes tipos de elementos de junção, cada um com suas 
próprias características para encontrar a necessidade da aplicação.
• Junção de peças de aço inoxidável austenítico.
• O processo pode ser efetuado usando uma prensa de efeito 
simples.
• É possível fazer muitas juntas em um só golpe da prensa.
• O processo pode ser incluído em outras ferramentas de 
estampagem.
Propriedades Mecânicas de Elementos Redondos 
(cargas estáticas)
2980
1450
1740
2290
1680
4880
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
R-DF 6mm R-DF 8mm R-DF 10mm
Tamanho do Elemento de Junção
Fo
rç
a 
de
 R
up
tu
ra
 e
m
 N
Espessura da Chapa a0 = 1,0 mm Cisalhamento
Tração Vertical
F
F
2517
5
50
F
F
F F
50
150
posição do
elemento
de junção
Corpos de prova conforme 
DIN 50 124 e DIN 50 164 .
Elementos redondos
material: aço de baixo carbono
(semelhante EEP) 
Propriedades Mecânicas de Elementos Redondos 
(cargas oscilantes)
0
1000
2000
3000
Número de Ciclos
C
ar
ga
 M
áx
im
a 
em
 N
Força de Ruptura Estática: 2980 N
R-DF 8mm
R=0
103 104 105 106 107 108
Resultados de ensaios de fadiga com corpos de prova 
conforme DIN 50 124
Elementos redondos
material: aço de 
baixo carbono 
(semelhante EEP) 
Otimização do Processo
A otimização das 
propriedades dos 
elementos é feito 
através de 
experimentos. 
a0ss: espessura da chapa do lado do punção,
a0ms: espessura da chapa do lado da matriz,
ages: espessura total das peças no ponto de junção,
a1: espessura do fundo do elemento,
dSD: diâmetro da ponta do punção,
D: diâmetro do elemento do lado da matriz,
ET: profundidade da penetração do punção. 
Otimização do Processo
Cálculos numéricos
na otimização da
geometria das
ferramentas.
Exemplo:
canto frontal do 
punção (R-DF).
Aplicação - Indústria Automobilística
projeto:
VOLVO-Clinchcar (1992)
participantes:
VOLVO, Eckold, 
Böllhoff, TUHH etc.
apoio financeiro da EFB 
(Sociedade Europeia
para Pesquisa em 
Conformação de Chapas) 
Parte da caroçeria de um automóvel da empresa VOLVO (Suecia). 
Nesta caroçeria experimental 30 % das junções por solda-ponto 
foram substituidas por junções por pressunião.
Aplicações de Junções por Pressunião / 
Indústria Automobilística
Spoiler frontal de um automóvel da marca 
BMW (Alemanha). As partes superior e 
inferior são juntadas com 38 junções por 
pressunião.
Coletor de gás -
escape.
Tailored Welded Blanks
IF 300/400
DP 300/500
Cordão de Solda
BH 210/340
Taylored blanks
Possíveis partes para empregar Tailored Welded Blanks
Painel lateral internoPainel lateral interno
AssoalhoAssoalho
Porta tras. internaPorta tras. interna
Tampa tras. internaTampa tras. interna
Caixa de rodaCaixa de roda
Suspensão do motorSuspensão do motor
ParachoqueParachoque
LongarinaLongarina
Caixa de roda Caixa de roda 
Reforço do tetoReforço do teto
BB-- colunacoluna
AA-- colunacoluna
Porta diant. internaPorta diant. interna
Tailored Blanks
Taylored blanks
Taylored blanks
Painel interno da portaPainel interno da porta AssoalhoAssoalho
Taylored blanks
LongarinasLongarinas
Taylored blanks
Caixa de RodaCaixa de Roda
Tailored Welded Blanks
Comparação entre tecnologia de solda e parâmetros para chapas
Arco Elétrico Solda CO2-Laser Indução
Esmagamento alta freqüência
Retrabalho Não Laminação frio Não necessário
Chapas
Recobertas
é possível em testes em testes é possível
Solda não linear é possível não possível Não
Mudança
espessura
é possível Não é possível possível Não
Integração
Industrial
difícil boa possível boa
Deformação muito boa boa muito boa difícil
Preparação arestas precisa média precisa fácil
Taylored blanks
Representação da Dureza (Vickers) ao longo da união do Taylored
Blank
União por Prensagem
‘Press Union’
União por Prensagem
‘Press Union’
	Manufatura de Chapas MetálicasUnião por Conformação
	Uniao por Entrosamento de Chapas
	 Tailored Welded Blanks
	Tailored Blanks
	Tailored Welded Blanks

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