APS - Seleção de Materiais Mecânicos

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APS – Atividade Prática Supervisionada
Seleção de Materiais Mecânicos
Prof. Guilherme Duarte de Barros
Período: Noturno
Sumário
História da Conformação..........................................................................1
Processos de Conformação.....................................................................2
Trefilação.........................................................................................2
Extrusão..........................................................................................3
Forjamento......................................................................................4
Laminação.......................................................................................5
Vantagens e desvantagens da Conformação Mecânica........................6
Conclusão..................................................................................................7
Breve História da Conformação
 O desenvolvimento de técnicas para fabricação de ligas metálicas, denominada siderurgia, representou uma revolução para as antigas sociedades. A fabricação de ligas ferrosas na Idade Média era uma atividade que exigia muita experiência e cercada de mistérios. A técnica foi mantida em segredo por representarem uma vantagem estratégica nas guerras. O material produzido na época não podia ser utilizado diretamente após a fundição, sendo necessário reaquecer o metal e bater com um martelo, dando-se assim a forma desejada ao mesmo, ou seja: conformando.
 Durante séculos a conformação de metais continuou sendo um processo de fabricação artesanal. Antes da Revolução Industrial, a atividade produtiva era artesanal e manual (daí o termo manufatura), no máximo com o emprego de algumas máquinas simples. Mais tarde, o desenvolvimento de novas ligas e novos processos para dar forma a peças metálicas formaram a base para que a Revolução Industrial pudesse se tornar uma realidade.
 A Revolução Industrial foi uma verdadeira “Revolução das Máquinas", tendo se originado no Reino Unido impulsionada por uma combinação de fatores como: motor a vapor, capitalismo, liberalismo econômico e etc. E com a crescente mecanização foi possível realizar a divisão do trabalho em operações, dando início a produção em massa de bens de consumo. E por último o desenvolvimento da tecnologia de computadores proporcionou o desenvolvimento de novas tecnologias como robôs industriais, linhas de produção totalmente automatizadas e tecnologias como reconhecimento de imagens e inteligência artificial.
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Processos de Conformação Mecânica
Trefilação:
A trefilação é um processo de conformação mecânica que se realiza pela operação de tração de um fio, barra ou tubo através de uma ferramenta denominada de fieira, de formato externo cilíndrico e que contém um furo em seu centro, por onde passa o fio. Esse furo com diâmetro decrescente apresenta um perfil na forma de funil curvo ou cônico. A passagem do fio pela fieira provoca redução de sua seção e, como a operação é normalmente realizada a frio, ocorre o encruamento com a alteração das propriedades mecânicas do material. Desta forma, o processo de trefilação tem por objetivo a obtenção de fios, barras ou tubos de diâmetros menores e com propriedades mecânicas controladas. 
Representação da trefilação:
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Extrusão:
É processo em que a peça é “empurrada” contra a matriz conformadora, com redução da sua seção transversal. A parte ainda não extrudada fica contida num recipiente ou cilindro (container); o produto pode ser uma barra, perfil ou tubo. O processo de extrusão de metais pode ser classificado de acordo com o método, de duas maneiras: direto, onde o material é forçado pela prensa a passar pela matriz ocasionando grande atrito. Uma variação do processo direto é a denominada extrusão lateral, onde a direção de escoamento do material forma um ângulo (não necessariamente reto) com a direção da força exercida pelo êmbolo. Outro processo de extrusão é o indireto no qual o material permanece fixo enquanto a matriz é deslocada em direção a ele ocasionando a conformação. Esse processo não permite a aplicação de grandes pressões
De acordo com a temperatura o processo de extrusão do metal pode ser classificado em extrusão a quente ou extrusão a frio. A extrusão a quente torna mais fácil o processo de conformação, mas a extrusão a frio permite um melhor acabamento e elimina a oxidação do material. O que irá determinar qual desses processos será usado é a ductilidade da peça (metais não muito dúcteis passam pelo processo a frio), o custo e exigências técnicas (a alta temperatura e pressão podem ter efeitos indesejáveis sobre a peça em longo prazo).
Representação da extrusão:
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Forjamento: 
O forjamento é uma operação de conformação mecânica que tem como objetivo dar forma aos metais através de martelamento ou esforço de compressão. O processo de forjamento pode ser classificado quanto a temperatura de trabalho, ou seja, o material a ser conformado é ou não pré aquecido a uma determinada temperatura e quanto ao método de aplicação de carga. O forjamento pode ser a quente ou a frio:
-Forjamento a Quente: o forjamento a quente é o processo de conformação onde o metal a ser forjado se encontra acima da temperatura de recristalização. Isto faz com que durante a deformação os mecanismos de recuperação e recristalização aconteçam, inibindo a geração de tensões internas e favorecendo a ductilidade pela formação e aumento dos grãos.
-Forjamento a Frio: o forjamento a frio tem esse nome, pois o processo é realizado abaixo da temperatura de recristalização do material forjado. A carga utilizada para a conformação por forjamento a frio é muito grande, isso causa um grande desgaste das ferramentas e da matriz.
Abaixo algumas representações de forjamento:
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Laminação:
É o conjunto de processos em que se faz o material passar através da abertura entre cilindros que giram em sentidos opostos, modificando-lhe (em geral reduzindo) a seção transversaldo material. Os produtos podem ser placas, chapas, trilhos, perfis diversos, anéis, tubos e barras de diferentes seções.
 Na laminação ocorre a deformação plástica do material, o qual é submetido a elevadas tensões de compressão, resultantes da ação de prensagem dos rolos, e tensões cisalhantes superficiais, resultantes da fricção entre os rolos e o material.
Representação da laminação:
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Vantagens e Desvantagens da Conformação Mecânica
	
	Como vantagem, para os tipos de conformação temos a rapidez na execução, nas quais são feitas controle das propriedades mecânicas e um bom aproveitamento da matéria.
	As estruturas dos metais trabalhados a quentes não são tão uniformes dos que foram trabalhados a frio. Se a ferramenta usada para o trabalho não for resistente ao calor, pode ser formada uma casca de óxido assim prejudicando o acabamento superficial da peça.
	Quando a peça é trabalhada a frio aumenta-se a precisão quanto as dimensões da peça. No entanto usa-se maior força mecânica (materiais mais robustos). A tenacidade é menor neste tipo de trabalho e graças ao encruamento da peça poderá ser observado anomalias na mesma.
No trabalho a morno tem-se as vantagens dos trabalhos a quente e a frio. Como não é usada uma temperatura tão alta, não existe o risco da recristalização, assim mantendo a microestrutura do material. O esforço mecânico usado é menor do que a frio graças a alta temperatura, mantendo um bom acabamento superficial. A desvantagem mais ultrajante para este tipo de trabalho é o aumento significativo do limite de escoamento, fazendo com que sejam usadas prensas mais potentes e ferramentas com maior resistência.
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Conclusão
	O assunto abordado neste trabalho demonstra a real importância da Conformação Mecânica no desenvolvimento da humanidade. Desde os tempos passados onde a tecnologia se fazia ausente até os dias de hoje em que tudo pode ser automatizado de maneira que o processo possa ser facilitado e otimizado.
	Tendo em vista os processos deconformação levantados, sabe-se que o uso de cada um deles varia de acordo com a necessidade de cada produto e ao fim, para o que será utilizado. Todos perfeitamente dominados pelo homem.
	Levando em conta a área de aplicação na engenharia mecânica, o processo de forjamento é um dos mais usados, desde a fabricação automobilística até para pequenos componentes de fixação. 
As mais perfeitas máquinas que são vistas funcionando e os mais belos carros que que todos admiram começam a partir destes processos de conformação, no entanto a maioria das pessoas não faz ideia de tudo o que foi feito até a obtenção do produto final. Este talvez seja o principal charme da engenharia.
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