processos_de_fabricacao

Prévia do material em texto

Brasília-DF. 
Processos de Fabricação
Elaboração
Tatiana Conceição Machado Barretto
Produção
Equipe Técnica de Avaliação, Revisão Linguística e Editoração
Sumário
APRESENTAÇÃO ................................................................................................................................. 5
ORGANIZAÇÃO DO CADERNO DE ESTUDOS E PESQUISA .................................................................... 6
INTRODUÇÃO.................................................................................................................................... 8
UNIDADE I
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO E ÀS OPERAÇÕES DE CONFORMAÇÃO ................... 11
CAPÍTULO 1
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO .................................................................. 11
CAPÍTULO 2
OPERAÇÕES DE CONFORMAÇÃO: LAMINAÇÃO E TREFILAÇÃO ............................................. 19
CAPÍTULO 3
PRINCIPAIS PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO: EXTRUSÃO, FORJAMENTO E ESTAMPAGEM ....... 27
UNIDADE II
FUNDIÇÃO .......................................................................................................................................... 37
CAPÍTULO 1
FUNDIÇÃO ............................................................................................................................. 37
UNIDADE III
NOÇÕES BÁSICAS DE USINAGEM E USINAGEM CONVENCIONAL ......................................................... 49
CAPÍTULO 1
NOÇÕES BÁSICAS SOBRE USINAGEM ..................................................................................... 49
CAPÍTULO 2
USINAGEM CONVENCIONAL: TORNEAMENTO E FRESAMENTO ................................................. 56
CAPÍTULO 3
USINAGEM CONVENCIONAL: FURAÇÃO, MANDRILAMENTO, BRUNIMENTO, ROSCAMENTO, 
APLAINAMENTO ...................................................................................................................... 85
UNIDADE IV
USINAGEM NÃO CONVENCIONAL ..................................................................................................... 104
CAPÍTULO 1
INTRODUÇÃO ...................................................................................................................... 104
CAPÍTULO 2
USINAGEM CONVENCIONAL: JATO ABRASIVO, JATO D’ÁGUA USINA, USINAGEM POR DESCARGA 
ELÉTRICA, USINAGEM ULTRASSÔNICA ................................................................................... 108
CAPÍTULO 3
USINAGEM NÃO CONVENCIONAL: QUÍMICA, ELETROQUÍMICA, FEIXE DE ELÉTRONS, laser E 
PLASMA ............................................................................................................................... 129
UNIDADE V
METALURGIA DO PÓ .......................................................................................................................... 149
CAPÍTULO 1
METALURGIA DO PÓ ............................................................................................................. 149
REFERÊNCIAS ................................................................................................................................ 159
5
Apresentação
Caro aluno
A proposta editorial deste Caderno de Estudos e Pesquisa reúne elementos que se 
entendem necessários para o desenvolvimento do estudo com segurança e qualidade. 
Caracteriza-se pela atualidade, dinâmica e pertinência de seu conteúdo, bem como pela 
interatividade e modernidade de sua estrutura formal, adequadas à metodologia da 
Educação a Distância – EaD.
Pretende-se, com este material, levá-lo à reflexão e à compreensão da pluralidade 
dos conhecimentos a serem oferecidos, possibilitando-lhe ampliar conceitos 
específicos da área e atuar de forma competente e conscienciosa, como convém 
ao profissional que busca a formação continuada para vencer os desafios que a 
evolução científico-tecnológica impõe ao mundo contemporâneo.
Elaborou-se a presente publicação com a intenção de torná-la subsídio valioso, de modo 
a facilitar sua caminhada na trajetória a ser percorrida tanto na vida pessoal quanto na 
profissional. Utilize-a como instrumento para seu sucesso na carreira.
Conselho Editorial
6
Organização do Caderno 
de Estudos e Pesquisa
Para facilitar seu estudo, os conteúdos são organizados em unidades, subdivididas em 
capítulos, de forma didática, objetiva e coerente. Eles serão abordados por meio de textos 
básicos, com questões para reflexão, entre outros recursos editoriais que visam tornar 
sua leitura mais agradável. Ao final, serão indicadas, também, fontes de consulta para 
aprofundar seus estudos com leituras e pesquisas complementares.
A seguir, apresentamos uma breve descrição dos ícones utilizados na organização dos 
Cadernos de Estudos e Pesquisa.
Provocação
Textos que buscam instigar o aluno a refletir sobre determinado assunto antes 
mesmo de iniciar sua leitura ou após algum trecho pertinente para o autor 
conteudista.
Para refletir
Questões inseridas no decorrer do estudo a fim de que o aluno faça uma pausa e reflita 
sobre o conteúdo estudado ou temas que o ajudem em seu raciocínio. É importante 
que ele verifique seus conhecimentos, suas experiências e seus sentimentos. As 
reflexões são o ponto de partida para a construção de suas conclusões.
Sugestão de estudo complementar
Sugestões de leituras adicionais, filmes e sites para aprofundamento do estudo, 
discussões em fóruns ou encontros presenciais quando for o caso.
Atenção
Chamadas para alertar detalhes/tópicos importantes que contribuam para a 
síntese/conclusão do assunto abordado.
7
Saiba mais
Informações complementares para elucidar a construção das sínteses/conclusões 
sobre o assunto abordado.
Sintetizando
Trecho que busca resumir informações relevantes do conteúdo, facilitando o 
entendimento pelo aluno sobre trechos mais complexos.
Para (não) finalizar
Texto integrador, ao final do módulo, que motiva o aluno a continuar a aprendizagem 
ou estimula ponderações complementares sobre o módulo estudado.
8
Introdução
Processos de fabricação são aplicáveis em todas as áreas de nossas vidas, tanto 
que, muitas vezes, não percebemos ou pensamos sobre isso. Dos carros que 
dirigimos, dos contêineres em que nossa comida chega, dos computadores, da 
TV e de outros dispositivos que usamos, ferramentas elétricas, aquecedores, 
condicionadores de ar, os canos que entregam a nossa água e a lista continua. 
Essas coisas são todas feitas de componentes fabricados. 
Você provavelmente não passa muito tempo pensando em quem faz os produtos 
que preenchem sua casa. Mesmo que o seu negócio conte com os fabricantes, a 
menos que você passe algum tempo em uma fábrica, provavelmente sabe pouco 
sobre o trabalho diário envolvido. Na verdade, há vários tipos de processos 
para os usos do fabricante, e eles podem ser agrupados em quatro categorias 
principais: fundição e moldagem, usinagem, união e corte e modelagem.
Os quatro principais tipos de fabricação aqui discutidos são fundição e 
moldagem, usinagem, conformação, metalurgia do pó. Soldagem também é 
um processo de fabricação, mas teremos uma disciplina exclusiva para ele. 
Se os produtos que você está criando começarem como líquidos, é provável que 
o fabricante use moldagem. Um tipo popular de moldagem é a fundição, que 
envolve aquecer o plástico até que ele se torne líquido e, então, despejá-lo em 
um molde. Quando o plástico esfria, o molde é removido, dando-lhe a forma 
desejada. 
Seria difícil fazer produtos como peças de metal sem o uso de algum tipo de 
máquina. Os fabricantes usam ferramentas como serras, chapas e rodas rotativas 
para alcançar o resultado desejado. Há também ferramentas que usam calor para 
moldar itens. Máquinas a laser podem cortar um pedaço de metal usando um 
feixe de luz de alta energia, e tochas de plasma podem transformar gás em plasma 
usando eletricidade. As máquinas de erosão aplicam um princípio semelhante 
usando água ou eletricidade, e máquinas de controle numérico computadorizado 
introduzem a programaçãode computadores no mix de fabricação.
Ao lidar com chapas metálicas, o cisalhamento entra em jogo. O corte usa lâminas 
de corte para fazer cortes retos em um pedaço de metal. Também conhecido 
como corte, você verá muitas vezes o corte usado em alumínio, latão, bronze e 
aço inoxidável. Outro processo de modelagem de metal está se desenvolvendo, o 
9
qual usa compressão ou outro tipo de estresse para mover os materiais para 
a forma desejada. Embora a formação seja frequentemente usada com metal, 
ela também pode ser usada em outros materiais, incluindo plásticos.
Nesta disciplina iremos ampliar o nosso conhecimento sobre os diferentes 
processos de fabricação.
Este é um material de apoio. Utilize sempre outras bibliografias para 
complementar os estudos. 
Objetivos
 » Desenvolver uma visão ampla dos processos de fabricação mecânica, 
permitindo que o aluno tenha compreensão dos fundamentos dos 
principais processos de fabricação. Desta forma, o aluno será capaz 
de interagir com os diversos níveis da cadeia produtiva, realizar 
planejamento de fluxo de produção, atuar no controle de linhas de 
produção e gerenciar a produção de uma unidade fabril.
 » Fornecer ao futuro engenheiro conhecimentos sobre a fabricação 
de peças utilizando processos tais como: fundição, forjamento, 
laminação, extrusão, trefilação, estampagem e outros.
 » Definir processos de fabricação para transformação de materiais 
metálicos.
 » Relacionar os processos mecânicos ao estudo de materiais, 
equipamentos mecânicos e industriais.
 » Escolher racionalmente os processos de usinagem.
 » Escolher as condições de usinagem na fabricação de peças.
 » Descrever os processos de produção dos metais.
 » Escolher racionalmente os processos metalúrgicos de fabricação. 
 » Escolher racionalmente os processos de conformação mecânica.
 » Reconhecer e diferenciar os tipos de processos de conformação 
mecânica dos metais.
10
 » Identificar os equipamentos e ferramentas utilizados em 
conformações mecânicas dos metais.
 » Conhecer os produtos da conformação mecânica e identificar os 
defeitos decorrentes do processo.
 » Compreender os fenômenos físicos e metalúrgicos que ocorrem nos 
processos de conformação mecânica de metais.
 » Apresentar ao aluno os conceitos básicos dos processos de fundição, 
bem como os diferentes processos de fundição.
 » Comparar os processos de fundição estudados e avaliar vantagens e 
desvantagens.
11
UNIDADE I
INTRODUÇÃO AOS 
PROCESSOS DE 
FABRICAÇÃO E ÀS 
OPERAÇÕES DE 
CONFORMAÇÃO
CAPÍTULO 1
Introdução aos processos de 
fabricação
Metas e princípios essenciais para todos os 
processos
a. Atendendo aos requisitos de desempenho (ou seja, tolerâncias, 
resistência, peso etc.);
b. Atendendo aos requisitos de custo de produção;
c. Capacidade de reproduzir qualidade constante durante a produção em 
massa;
d. Na grande manufatura, os componentes devem ter propriedades de 
material uniformes em todo o componente.
Consideração principal para um processo de 
fabricação 
Quando diferentes processos e métodos de fabricação são considerados, é 
fundamental desenvolver uma compreensão da relação entre o processo usado 
e as propriedades do produto acabado. Para isso é imprenscidível saber as 
condições do desgaste a que um determinado processo irá submeter um material 
e como diferentes materiais de fabricação respondem a diferentes condições 
(isto é, tensão, calor).
12
UNIDADE I │ INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO E ÀS OPERAÇÕES DE CONFORMAÇÃO
Materiais de fabricação
Todos os produtos fabricados são feitos de algum tipo de material. Semelhante 
à tolerância geométrica, as propriedades do material do produto manufaturado 
final são de extrema importância. Portanto, aqueles que estão interessados em 
fabricar devem estar muito conscientes sobre a seleção de materiais. Uma variedade 
extremamente ampla de materiais está disponível para o fabricante atualmente. 
O fabricante deve considerar as propriedades desses materiais com relação 
às propriedades desejadas dos produtos manufaturados. Simultaneamente, 
deve-se considerar também o processo de fabricação. Embora as propriedades 
de um material possam ser grandes, ele pode não ser capaz de ser eficiente ou 
economicamente processado em uma forma útil. Uma técnica de fabricação 
pode produzir o produto final, portanto, deve haver um feedback constante 
entre o processo de fabricação e a otimização de materiais.
Tipos de materiais 
Os materiais podem ser classificados em três tipos básicos: metais, cerâmicos e 
polímeros. 
Metais
Os metais são duros, maleáveis (significando que podem ser moldados) e 
um pouco flexíveis. Os metais são muito fortes. Sua combinação de força e 
flexibilidade os torna úteis em aplicações estruturais. Quando a superfície de 
um metal é polida, tem uma aparência brilhante; embora este brilho superficial 
seja geralmente obscurecido pela presença de graxa, impurezas e sal. Os metais 
não são transparentes à luz visível. Além disso, os metais são condutores de 
eletricidade e calor extremamente bons.
Um metal é provavelmente um elemento metálico puro (como o ferro) ou uma 
liga, que é uma combinação de dois ou mais elementos metálicos (como o 
cobre-níquel). Os átomos de um metal, semelhantes aos átomos de uma cerâmica 
ou polímero, são mantidos juntos por forças elétricas. A ligação elétrica em 
metais é denominada ligação metálica. A explicação mais simples para esses 
tipos de forças de ligação seria os núcleos de íons carregados positivamente 
do elemento (núcleo dos átomos e todos os elétrons que não estão no nível de 
valência) unidos por um “mar” circundante de elétrons (elétrons de valência dos 
13
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO E ÀS OPERAÇÕES DE CONFORMAÇÃO │ UNIDADE I
átomos). Os elétrons no “mar” se movem e não estão ligados a nenhum átomo 
em particular. Isso é o que dá aos metais suas propriedades: maleabilidade e alta 
condutividade. Processos de fabricação de metal geralmente começam em uma 
fundição.
Cerâmicas
A cerâmica é muito dura e forte, mas tem falta flexibilidade tornando-a frágil. 
As cerâmicas são extremamente resistentes a altas temperaturas e produtos 
químicos. Cerâmica normalmente pode suportar ambientes mais brutais do 
que metais ou polímeros. Cerâmicas normalmente não são bons condutores de 
eletricidade ou calor. 
Cerâmicas são compostos entre elementos metálicos e não metálicos. As ligações 
atômicas são geralmente iônicas, onde um átomo (não metal) retém os elétrons 
de outro (metal). O não metal é então negativamente carregado e o metal é 
carregado positivamente A carga oposta faz com que eles se liguem eletricamente. 
Às vezes, as forças são parcialmente covalentes. A ligação covalente significa que 
os elétrons são compartilhados por ambos os átomos, nesse caso forças elétricas 
entre os dois átomos ainda resultam na diferença de potencial que os mantém 
juntos. Para simplificar, pense em uma estrutura de construção. Isso é o que dá 
às cerâmicas suas propriedades, como força e baixa flexibilidade. 
Polímeros
Polímeros são macios e não tão fortes quanto metais ou cerâmicas. Polímeros 
podem ser extremamente flexíveis. Baixa densidade e comportamento viscoso 
sob temperaturas elevadas são características típicas do polímero. Polímeros 
podem ser isolantes para eletricidade.
Tipos de processos
Este é um resumo dos processos de fabricação básicos e mais usados 
atualmente na indústria. Qualquer um desses processos pode ser empregado 
para produzir uma peça manufaturada. Além disso, lembre-se, ao decidir 
como produzir itens manufaturados, que uma peça pode exigir um desses 
processos para facilitar sua conclusão. Por exemplo, uma peça fundida pode 
exigir alguma usinagem antes de se tornar o produto final. Ou, uma parte 
pode ser produzida por um processo de metalurgia do pó e, em seguida, passar 
14
UNIDADE I │ INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO E ÀS OPERAÇÕES DE CONFORMAÇÃO
por algum tipo de operação de conformação de metal.A figura 1 descreve os 
métodos e técnicas envolvidos em cada um desses processos de fabricação. 
Tenha sempre em mente como as propriedades do material se relacionam 
com o processo de fabricação. A maioria dos processos de fabricação descritos 
abaixo refere-se a metais. Esses processos são frequentemente similares 
em relação àqueles para metais (e polímeros são essencialmente fundidos 
e formados em diferentes técnicas), porém, eles são diferentes o suficiente 
para serem classificados independentemente.
Figura 1. Fluxograma resumo dos principais processos de fabricação.
Processos de 
Fabricação
Com remoção 
de Cavaco
Usinagem
Convencional
Furação
Mandrilhamento
Torneamento
Fresamento
Aplainamento
Re�ficação
Não 
convencional
Jato Abrasivo
Jato d’água
Eletroerosão
Eletroquímica
Feixe de 
elétrons
Laser
Plasma
Sem remoção 
de Cavaco
Fundição Soldagem Metalurgia do pó Conformação
Laminação
Extrusão
Trefilação
Forjamento
Estampagem
Fonte: Própria autora.
15
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO E ÀS OPERAÇÕES DE CONFORMAÇÃO │ UNIDADE I
Fundição
Fundição de metal é, definitivamente, um dos processos de fabricação mais 
antigos. Fundições foram encontradas datando de 6000 anos. Fundamentalmente, 
a fundição envolve o preenchimento de um material fundido a partir de um 
molde. Esse material, após a solidificação, assume a forma do molde. Existem 
dois tipos básicos de processos de fundição de metais: molde descartável e molde 
permanente. Moldes podem ser feitos na mesma forma que o produto final, 
sendo o processo necessário. Ou, às vezes, a fundição é o processo de fabricação 
na produção de uma peça manufaturada de vários processos. 
Fundição de metal pode ser usada para fazer peças com geometria complicada, 
interna e externa. Com fundição, peças complexas podem ser feitas em um único 
molde, pode-se produzir peças muito pequenas como joias, ou peças enormes 
pesando várias centenas de toneladas, como componentes para máquinas muito 
grandes. Embora a influência cuidadosa dos parâmetros de fundição e técnica 
possa ajudar a controlar as propriedades do material; uma fundição de metal, 
em geral, é o produto final que tende a conter mais falhas e ter menor resistência 
e ductilidade em comparação com outros processos de fabricação, como a 
conformação de metal.
Metalurgia do pó
A metalurgia do pó é uma técnica de fabricação que produz partes do pó 
de certos materiais. Os pós são prensados na forma desejada (chamada de 
prensagem) e aquecidos o suficiente para fazer com que as partículas se unam 
em um componente sólido (chamado de sinterização). O processamento de pó 
é comum em materiais metálicos, no entanto, a cerâmica também pode estar 
sujeita a técnicas de processamento de pó. 
Existem muitas vantagens no processamento de pó. Com o processamento de 
pó, pode-se obter um controle dimensional consistente do produto, mantendo 
tolerâncias relativamente apertadas. Também pode-se produzir peças com 
bom acabamento superficial. As peças podem, portanto, ser feitas em sua 
forma final, não exigindo mais acabamentos. Com o processamento de pó, há 
muito pouco desperdício de material, pois o processamento de pó pode ser 
automatizado, minimiza a necessidade de mão-de-obra, exigindo pequenas 
quantidades de mão de obra especializada. 
16
UNIDADE I │ INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO E ÀS OPERAÇÕES DE CONFORMAÇÃO
Metais difíceis de trabalhar por outros processos podem ser facilmente 
moldados, ou seja, certas combinações de ligas e cermets (cerâmicas e 
metais), que não podem ser formados de outra maneira, podem ser produzidos 
com esta técnica. Por último, as peças podem ser produzidas com um nível 
controlado de porosidade, devido à natureza do processo. Também tem um 
número de desvantagens. O primeiro é o alto custo. Fornos de sinterização 
e prensas especiais são mais complicados para construir do que máquinas 
convencionais. O ferramental também é muito caro. Como os pós não fluem 
facilmente lateralmente em um lado quando pressionados, há limitações 
geométricas nas peças que podem ser fabricadas. Os propulsores têm 
propriedades mecânicas inferiores (a menos que sejam submetidos a um 
processo de forjamento). Finalmente, variações na densidade do material em 
toda a peça podem ser um problema, especialmente com geometrias mais 
complexas. 
A fabricação por processamento de pó é ideal para produzir grandes 
quantidades de peças de tamanho pequeno a médio, moderadamente 
complexas, que não exigem fortes propriedades mecânicas no material 
da peça. Isso não se aplica a alguns processos de pó alternativo, como a 
prensagem isostática a quente, que pode fabricar peças com propriedades 
mecânicas superiores. Um processo como a prensagem isostática a quente, 
no entanto, não seria eficiente na fabricação de grandes quantidades de 
peças.
Usinagem
Na usinagem, uma peça fabricada é criada com as dimensões geométricas 
desejadas pela remoção do excesso de material de uma peça de trabalho, 
através de uma força exercida por uma certa ferramenta de remoção de 
material. As qualidades de um material de fabricação desejável para esta 
finalidade seriam: 
1. Menor resistência ao cisalhamento (para facilitar o corte).
2. Resistência a choques (para resistir a cargas de impacto).
3. Não ter tendência a grudar na ferramenta de corte.
A capacidade relativa do material a ser usinado é denominada usinabilidade. 
A cerâmica tem alta resistência ao cisalhamento, dificultando o corte. Além 
disso, ela não é resistente a choques, o que faz com que se quebre devido à 
17
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO E ÀS OPERAÇÕES DE CONFORMAÇÃO │ UNIDADE I
carga de impacto entre a ferramenta e a peça de trabalho. Polímeros, apesar 
de terem baixo rendimento, derretem com o calor gerado no processo, o que 
os leva a grudar na ferramenta. Além disso, a alta ductilidade nos polímeros 
pode dificultar a remoção do material, e a usinagem é baseada na remoção do 
material. Por essas razões, cerâmicas e polímeros têm baixa usinabilidade. 
Usinagem é geralmente aplicável a metais. A usinabilidade varia entre os 
metais. Os metais endurecidos apresentam um problema particular, devido 
a apresentar uma resistência ao cisalhamento muito alta. Frequentemente, 
os metais são usinados o mais próximo possível de sua forma final antes de 
serem endurecidos. Dessa forma, o material endurecido só precisa passar por 
operações mínimas de acabamento. 
Esse tipo de processo de fabricação tem muitas vantagens. A usinagem pode 
produzir precisão dimensional, muitas vezes mais do que qualquer outro 
processo sozinho. Além disso, pode produzir cantos agudos e planicidade 
em uma peça que pode não ser criada por outros processos. A precisão de 
usinagem permite produzir acabamento superficial e lisura que não podem 
ser alcançados de outra maneira. 
Combinando diferentes usinagens, peças muito complexas podem ser 
fabricadas. Esse tipo de processo de fabricação tem desvantagens. Este é um 
processo de remoção de material, portanto, desperdiça material. Embora 
econômico, se o número de peças a serem produzidas for pequeno, mão de 
obra, energia, equipamento e custo de sucata são relativamente altos para 
grandes tiragens. A usinagem é muito aplicável para operações de acabamento 
em produtos manufaturados.
Conformação mecânica
Conformação mecânica é um termo geral para um grande grupo, que inclui 
uma ampla variedade de processos de fabricação. Processos de formação 
de metal são característicos de que o metal que está sendo processado é 
plasticamente deformado para moldá-lo em uma geometria desejada. 
Os materiais são convertidos em produtos acabados através de diferentes 
processos de fabricação. Os processos de fabricação são classificados em 
moldagem [fundição], formação, união e revestimento, divisão, usinagem e 
modificação da propriedade do material.
18
UNIDADE I │ INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO E ÀS OPERAÇÕES DE CONFORMAÇÃO
Desses processos de fabricação, a formaçãoé um processo amplamente utilizado 
que encontra aplicações nas indústrias automotiva, aeroespacial, defesa e outras.
Formas forjadas de materiais são produzidas por meio de operações de 
formação de chapas ou a granel. Produtos fundidos são feitos por moldagem 
ou moldagem e fundição.
Um automóvel típico utiliza peças moldadas, como jantes, carroçaria, válvulas, 
formas laminadas para chassis, cárter de óleo estampado etc.
No nosso dia a dia, utilizamos inúmeros produtos formados, como recipientes de 
cozinha, recipientes de pasta de dente, corpo de bicicleta, correntes, encaixe de 
tubo, pás de ventilador etc.
Formar é o processo de obtenção da forma e tamanho necessários na 
matéria-prima, submetendo o material à deformação plástica através da aplicação 
de força de tração, força de compressão, flexão ou força de cisalhamento ou 
combinações dessas forças.
Soldagem
Soldagem é um processo de união de metais e outros materiais similares e 
diferentes por aplicação de calor com ou sem aplicação de pressão e adição 
de material de enchimento. É usada como fixador permanente. A soldagem é 
um processo essencial de todas as indústrias de manufatura. A capacidade de 
soldagem foi definida como a capacidade de ser soldada em juntas inseparáveis 
com propriedades especificadas, com a estrutura adequada da força de solda 
definida. A soldabilidade de qualquer metal depende de cinco fatores principais: 
o ponto de fusão, a condutividade térmica, a expansão térmica, a condição da 
superfície e a alteração na microestrutura.
19
CAPÍTULO 2
Operações de conformação: 
laminação e trefilação
Introdução
Os processos de conformação mecânica modificam a geometria do material 
quando uma forca é aplicada. Logo, as operações de conformação mecânica são 
aquelas em que são aplicados esforços mecânicos nos metais, resultando em 
uma mudança permanente em suas dimensões. Os esforços aplicados nesses 
processos podem ser do tipo compressão, tração, dobramento, e têm que ser 
aplicados sobre o material.
É importante saber que, para que ocorram os processos de conformação 
mecânica, duas propriedades são importantes: a elasticidade e a plasticidade. 
A primeira está ligada capacidade de o material ser deformado quando 
aplicado um esforço e, quando o esforço é retirado, ele volta a sua forma 
original. Já no segundo, quando esse esforço é retirado, o material não tem a 
sua forma restaurada.
Existem muitos e distintos processos de conformação mecânica, já que 
eles são desenvolvidos para aplicações específicas. Entretanto, é possível 
dividi-los em um número bem menor de categorias, que os separam de acordo 
com o esforço que provoca a deformação do material, a variação relativa da 
espessura da peça, o regime da operação de conformação, o propósito da 
deformação.
Para a produção de peças de metal, os processos de conformação mecânica 
estão classificados em: laminação, forjamento, trefilação, extrusão, estampagem. 
Aspectos de temperatura na conformação
Quando falamos de temperatura, o processo pode ser classificado como trabalho 
a frio, a morno e a quente, a utilização de um desses tipos de trabalho depende 
das características do material ou da peça, como composição química e estrutura 
metalúrgica e das condições do processo como: grau de deformação, velocidade 
de deformação e temperatura em que o material é deformado.
20
UNIDADE I │ INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO E ÀS OPERAÇÕES DE CONFORMAÇÃO
Trabalho a quente
O trabalho a quente é a etapa inicial na conformação mecânica da maioria dos 
metais e ligas. Este trabalho não só requer menos energia para deformar o metal 
e proporciona maior habilidade para o escoamento plástico sem o surgimento de 
trincas como também ajuda a diminuir as heterogeneidades da estrutura dos lingotes 
fundidos devido às rápidas taxas de difusão presentes nas temperaturas de trabalho 
a quente. As variações estruturais devido ao trabalho a quente proporcionam um 
aumento na ductilidade e na tenacidade, comparado ao estado fundido.
Geralmente, a estrutura e as propriedades dos metais trabalhados a quente 
não são tão uniformes ao longo da seção reta como nos metais trabalhados 
a frio e recozidos, já que a deformação é sempre maior nas camadas 
superficiais. O metal possuirá grãos recristalizados de menor tamanho 
nesta região. Como o interior do produto estará submetido a temperaturas 
mais elevadas por um período de tempo maior durante o resfriamento do 
que as superfícies externas, pode ocorrer crescimento de grão no interior 
de peças de grandes dimensões, que resfriam vagarosamente a partir da 
temperatura de trabalho. 
As operações de trabalho a quente são realizadas em muitos estágios. Nos 
intermediários a temperatura é mantida muito acima do limite inferior do 
trabalho a quente (CIMM, 2005).
Trabalho a frio
O trabalho a frio é acompanhado do encruamento (em inglês, strain 
hardening) do metal, que é ocasionado pela interação das discordâncias 
entre si e com outras barreiras – tais como contornos de grão – que 
impedem o seu movimento através da rede cristalina. A deformação 
plástica produz também um aumento no número de discordâncias, as 
quais, em virtude de sua interação, resultam num elevado estado de tensão 
interna na rede cristalina. Um metal cristalino contém em média 106 cm 
a 108 cm de discordâncias por cm3, enquanto que um metal severamente 
encruado apresenta cerca de 1012 cm de discordâncias por cm3. A estrutura 
característica do estado encruado examinada ao microscópio eletrônico 
apresenta, dentro de cada grão, regiões pobres em discordâncias, cercadas 
por um emaranhado altamente denso de discordâncias nos planos de 
deslizamento.
21
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO E ÀS OPERAÇÕES DE CONFORMAÇÃO │ UNIDADE I
Tudo isto resulta macroscopicamente num aumento de resistência e 
dureza e num decréscimo da ductilidade do material. Num ensaio de 
tração, isso se traduz no aumento da tensão de escoamento, Y, e do 
limite de resistência, Sr, bem como no decréscimo do alongamento total 
(alongamento na fratura), ef (CIMM, 2005).
Laminação
Depois dos processos para obtenção do lingotamento contínuo, o aço é 
transformado em placas, mesmo que elas estejam com um formato que 
necessitarão passar por novos processos para uma melhor conformação de acordo 
com seu uso. A obtenção de chapas é conseguida pelo processo da laminação.
A laminação é o processo de conformação do aço que deve transformar seções 
grandes retangulares ou redondas em seções menores de formatos diversos, 
ao mesmo tempo modificando sua estrutura interna, ou seja, é a deformação 
plástica dos metais entre os cilindros obtendo-se como resultado uma forma 
desejada ou propriedades definidas no material laminado, conforme Figura 2.
Figura 2. Processo de laminação.
Cilindro superior 
Cilindro inferior 
Fonte: Processos Produtivos (2016).
Os principais objetivos da laminação são:
 » A obtenção do produto final com tamanho e formato especificado, com 
alta taxa de produção e baixo custo;
 » Obtenção de um produto final de boa qualidade, com propriedades 
mecânicas e condições superficiais adequadas.
22
UNIDADE I │ INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO E ÀS OPERAÇÕES DE CONFORMAÇÃO
O número de operações necessárias para atender a estes objetivos do processo 
de laminação depende das especificações estipuladas para a forma, propriedades 
mecânicas, condições superficiais (rugosidade, revestimento etc.) e em relação à 
macro e microestrutura do produto laminado.
A laminação é um processo muito importante na transformação mecânica do 
aço. Nessa etapa ocorre a elaboração de uma maior quantidade de aço do que 
qualquer outra tecnologia de transformação. Por ser o antecessor de diversos 
processos de adequação do aço – cerca de 90% do aço produzido passa pelo 
processo de laminação – os exemplos mais comuns de transformação do aço 
que dependem do processo de laminação seriam; as barras a serem forjadas, 
os tarugos a seremextrudados, o fio-máquina a ser trefilado e a chapa a ser 
estampada.
A laminação pode ser feita a frio ou a quente. A laminação a quente, geralmente é 
voltada para a operação de desbaste, já, para os acabamentos, usa-se a laminação 
a frio. A diferença entre elas também está nos efeitos do endurecimento e 
amolecimento térmico e nas espessuras dos laminados. É necessário destacar 
que o coeficiente de atrito externo será maior para o metal laminado a quente do 
que o laminado a frio, o que se reflete na força de laminação e no torque. 
Laminação a quente
A laminação a quente é usualmente feita em operações iniciais, desbaste, onde 
há uma necessidade de diminuição das seções. O aquecimento faz parte desse 
tipo de laminação, tendo em vista que o aço usado deverá chegar a temperaturas 
convenientes ao andamento do processo. Essas temperaturas, geralmente 
ocorrem acima de sua temperatura de recristalização, antes da laminação, por 
isso há necessidade da utilização de fornos. Devido às temperaturas utilizadas, há 
uma tendência ao endurecimento do material neste tipo de laminação, contudo, 
esse efeito é reduzido concomitante com o amolecimento térmico.
Geralmente, utiliza-se um ou dois conjuntos de cilindros para a laminação a 
quente, de modo que o lingote passe várias vezes entre os mesmos cilindros, 
Figura 3. As ultimas etapas da laminação a quente e a maior parte da laminação 
a frio são feitas comumente em múltiplos conjuntos de cilindros denominados 
trens de laminação.
23
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO E ÀS OPERAÇÕES DE CONFORMAÇÃO │ UNIDADE I
Figura 3. Etapas do processo de laminação a quente.
Placa Faceadeira Forno de pré-aquecimento 
PREPARAÇÃO DE PLACAS 
LAMINAÇÃO A QUENTE 
Laminador 
Desbastador 
Laminador 
Tandem 
Fonte: Processo de laminação, (2014).
Em todos os outros casos desbaste, laminação de perfilados, barras, fio-máquina, 
chapas grossas e médias, utiliza-se laminação a quente.
Laminação a frio
A laminação a frio é geralmente empregada quando as especificações do 
produto exigem um bom acabamento superficial. Com esse processo é 
possível produzir folhas e tiras com acabamento superficial e com tolerâncias 
dimensionais superiores quando comparadas com as tiras produzidas 
por laminação a quente. Este tipo de laminação é realizado à temperatura 
ambiente ou próxima dessa, isto é, o material não precisa ser aquecido, o que 
faz com que haja um aumento de dureza. 
A produção de tiras de aço laminadas a frio é feita por bobinas a quente 
decapadas. Mas a laminação a frio exige a espessura de chapas abaixo de 1,5 
mm. O processo compreende inicialmente a deformação do aço a temperaturas 
abaixo do ponto crítico, ou da temperatura de recristalização. Utiliza-se trens 
laminadores quádruos de alta velocidade com três a cinco cadeiras (Figura 4).
Figura 4. Laminação a frio.
Cilindros 
Horizontais Cilindros 
Verticais 
(A) Laminador duo não reversível 
(B) Laminador duo reversível 
(C) Laminador trio 
(D)-Laminador quádruo 
(E) Laminador Sendzimir 
(F) Laminador universal 
Fonte: Processos de laminação, (2014).
24
UNIDADE I │ INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO E ÀS OPERAÇÕES DE CONFORMAÇÃO
A laminação contínua tem alta capacidade de produção, o que resulta num 
custo de produção baixo. Se for utilizado um ritmo de deformação muito 
baixo, o material poderá apresentar características de laminação a quente em 
temperaturas relativamente baixas.
A redução a frio resulta numa elevação da resistência à tração, da dureza 
superficial, do limite elástico e numa redução da ductilidade, devido à deformação 
da estrutura cristalina. O material é submetido ao tratamento térmico de 
recozimento para restituir-lhe ductilidade e a um processo de acabamento ou 
de encruamento, para uniformizar a superfície, obtendo assim uma dureza 
determinada e homogênea ao longo de toda a peça. O encruamento resultante da 
redução a frio pode ser aproveitado para dar maior resistência ao produto final.
Trefilação
Trefilagem, ou Trefilação, é o processo de fabricação em que a matéria-prima 
é estirada através de uma matriz em forma de canal convergente por meio de 
uma força trativa aplicada do lado de saída da matriz. É o processo de fabricação 
onde são formados arames, barras finas, tubos, entre outros. Existem muitas 
aplicações para a trefilagem como: produção de fios elétricos, cabos, clipes de 
papel, corda para instrumentos musicais e raio para rodas.
O processo acarreta na redução da seção transversal e respectivo aumento no 
comprimento do material. O escoamento plástico é produzido principalmente 
pelas forças compressivas provenientes da reação da matriz sobre o material.
Em geral, a forma resultante de simetria circular é muito comum em peças 
trefiladas, embora isto não seja um requisito necessário. 
Da redução sucessiva de diâmetro de uma barra metálica maciça podem 
resultar barras, vergalhões e arames, dependendo do diâmetro do 
produto final. Por outro lado, a trefilação pode também ser realizada em 
tubos ocos e, neste caso, existem diversas técnicas empregadas, com a 
utilização, ou não, de um mandril interno ao tubo que permite um melhor 
controle da espessura final. Geralmente os processos de trefilação são 
realizados à temperatura ambiente; todavia, uma vez que as deformações 
envolvidas são normalmente grandes, ocorre um aumento considerável 
de temperatura durante a operação (NIEHOFF-HERBORN, 2015).
25
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO E ÀS OPERAÇÕES DE CONFORMAÇÃO │ UNIDADE I
Figura 5. Representação esquemática do processo de trefilação (estiramento).
Matriz de 
metal duro 
Caixa de aço 
da matriz 
lubrificante 
Retentor da matriz 
garra Carro de 
estiramento 
Bancada de 
estiramento
Fonte: Lima (2006).
Figura 6. Trefilação.
Secção 
de saída 
Rolo de fio 
trefilado 
Rolo de fio 
vergalhão 
Secção de 
entrada 
Detalhe 
da fieira 
Rolos de tração Fieira 
ɸ 2,00 mm ɸ 9,52 mm 
Fonte: Méetodos de Conformação (2010).
Trefilação a frio
Tipo de trefilação aplicada em metais com estrutura cristalina cúbica de face 
centrada (CFC). O fio é preso na tarracha da trefila, e “puxado”, à medida que o fio 
é puxado, o volume permanece o mesmo, o diâmetro diminui e o seu comprimento 
aumenta. 
26
UNIDADE I │ INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO E ÀS OPERAÇÕES DE CONFORMAÇÃO
São utilizadas, em geral, as tarrachas seguidas umas das outras e, aos poucos, o 
diâmetro vai sendo reduzido sucessivamente. É desejável que o fio deslize com 
menos resistência a uma velocidade constante com o objetivo de não deixar que 
o fio fique preso, enfraqueça e quebre. Essa velocidade varia de acordo com o 
material e a dimensão da redução. 
Como no trabalho a frio, não existe um aquecimento antes da trefilação, e 
será exigida uma maior força da máquina. Este tipo de esforço pode causar 
um desgaste da máquina e fadigas no metal. Para diminuir os efeitos causados 
pelos esforços, se faz necessária a lubrificação. Essa lubrificação aumenta a 
durabilidade do equipamento e melhora o acabamento da trefilagem.
Existem vários tipos de lubrificação: trefilação úmida, trefilação seca, cobertura 
metálica e vibração ultrasônica. Na trefilação úmida, as fieiras e o fio ficam 
completamente imersos no lubrificante. Na trefilação seca, o fio ou barra passa 
entre um reservatório de lubrificante o que deixa a superfície preparada para 
a trefilação. Quando o fio é coberto com uma camada de metal que funciona 
como um lubrificante sólido, chamamos de cobertura metálica. Já na vibração 
ultrassônica, as fieiras e os mandris, ou carcaças de aço, são vibrados, o que 
ajuda a reduzir os esforços mecânicos e permitir maiores reduções por passada.
Trefilação a quente
Esse processo é aplicado em metais com estrutura cristalina cúbica de corpo 
centrado (CCC) e em unsm poucos metais com estrutura hexagonal Compacta 
(HC). Esse tipo de trefilação é utilizado nesses metais, pelo fato deles serem 
pouco maleáveis. Logo,é preciso aquecê-los até uma temperatura que faça 
com que esses materiais fiquem com empacotamento igual às redes CFC, 
para poderem, então, serem trefilados. Após resfriamento recuperam sua 
característica original.
27
CAPÍTULO 3
Principais processos de conformação: 
extrusão, forjamento e estampagem
Extrusão 
Na extrusão, um tarugo cilíndrico é colocado numa câmara e forçado através 
de uma abertura de matriz por um pistão hidráulico. Essa abertura pode ser 
circular ou de outro formato. A extrusão também pode ser indireta, hidrostática 
ou por impacto. A extrusão também pode ser definida como um processo de 
compressão indireta, pois são as paredes internas da ferramenta que provocam, 
devido à reação à pressão do pistão, a ação de compressão sobre o tarugo.
A extrusão é um método muito comum que faz parte do processo produtivo de 
filmes plásticos, chapas, barras e peças de metal e até mesmo de alimentos. 
Basicamente, seu principal componente é a prensa hidráulica, ou extrusora, que 
irá forçar a passagem do material pela matriz e controlar o curso e a velocidade 
de extrusão (Figura 7).
Figura 7. Processo de Extrusão.
Pré-aquecimento 
das matrizes 
Mesa de 
arrefecimento, 
Esticador 
Prensa de 
extrusão 
Pré-aquecimento 
dos bilhetes 
Corte em bilhetes 
para extrusão 
Varões com 5 e 6 
(“logs”) 
Pré-preparação 
superficial Lacagem 
Anodização 
Embalagem 
Entrega 
ao cliente 
Inspeção 
final 
Envelhecimento 
Corte em 
dimensões 
comerciais 
Fonte: Faria (2016).
Extrusão indireta 
Na extrusão indireta, a matriz se desloca na direção do tarugo, do recipiente 
fixo e da matriz móvel. O movimento do material extrudado ocorre no sentido 
contrário ao de avanço do embolo (oco e móvel), ou seja, a força. Trata-se de 
um processo vantajoso, pois não há atrito do tarugo com o recipiente, mas é 
28
UNIDADE I │ INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO E ÀS OPERAÇÕES DE CONFORMAÇÃO
limitado, pois o êmbolo oco, para barras, ou esbelto, para tubos, não permite a 
obtenção de produtos com seções reduzidas. Aqui, o acabamento superficial não 
é tão bom. Na extrusão indireta, as matrizes são mais pesadas, é necessário fazer 
furo e a força utilizada é menor que a do método direto. 
Figura 8. Extrusão Indireta.
Recipiente 
Bilhete de 
trabalho 
Morto 
Forma final do trabalho 
Ram oco 
Forma final do trabalho 
Morto 
Bilhete de 
trabalho 
Ram 
Recipiente 
Fonte: IFSC (2016).
Extrusão direta 
Na extrusão indireta, o movimento do material extrudado ocorre no mesmo 
sentido de avanço do embolo. A matriz e os recipiente são fixos. O material 
extrudado passa pela matriz e flui no sentido da força aplicada. As peças aqui 
têm um melhor acabamento superficial.
29
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO E ÀS OPERAÇÕES DE CONFORMAÇÃO │ UNIDADE I
A extrusão direta necessita de sistema de injeção contínua de lubrificação. Nela, as 
ferramentas são mais baratas e o tipo de extrusão mais utilizado é aquela em que 
a maioria dos metais são extrudados a quente devido à diminuição da tensão de 
escoamento (Figura 9).
Figura 9. Extrusão Direta.
Ram Forma final do trabalho 
Recipiente 
Morto Bilhete de trabalho 
Mandril 
Fonte: IFSC (2016).
Extrusão lateral 
Já na Extrusão Lateral, o material do tarugo é forçado através de abertura lateral 
da câmara. Esse método consiste na extrusão sem que haja contato do material 
com a superfície da câmara, o que reduz o atrito. Os eixos do punção e da peça têm 
diferentes direções, em ângulo reto.
O material é colocado em uma câmara de diâmetro maior que o seu e contendo 
um fluido de lubrificação (que pode ser um óleo vegetal). Então, ele é empurrado 
em direção à matriz por meio de pressão hidrostática.
Outros processos de extrusão
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, o custo e exigências técnicas. 
Qualquer processo de extrusão, seja de materiais plásticos ou alimentos, pode 
variar de temperatura de acordo com as características do material.
30
UNIDADE I │ INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO E ÀS OPERAÇÕES DE CONFORMAÇÃO
Quadro 1. Outros processos de Extrusão.
Extrusão a frio Extrusão semiaquecida Extrusão a quente
Elevada economia; Combinação 
com outros processos;
Alta qualidade dimensional e 
superficial; 
Fabricação de peças complexas, 
de precisão;
Melhores propriedades mecânicas;
Pequenas reduções de seção em 
vários estágios
Propriedades semelhantes às dos 
extrudados a frio;
Menor tensão de escoamento; 
Importância cada vez maior
Melhora da trabalhabilidade;
Grandes reduções de seção numa 
só etapa;
Maioria dos processos para obter 
produtos contínuos semiacabados 
(barras) e acabados (perfis e 
tubos);
Desgaste acentuado das 
ferramentas;
Oxidação superficial;
Menor força de extrusão;
Grafite, talco, sebo e vidro são os 
lubrificantes mais utilizados;
Fonte: Própria autora.
Na extrusão hidrostática, o diâmetro do tarugo é menor que o diâmetro da 
câmara, que é preenchida por um fluido. A pressão é transmitida ao tarugo 
através de um pistão. Não há fricção nas paredes da câmara.
Figura 10. Extrusão Hidrostática.
Ram 
Forma extrudida 
Recipiente 
Morto 
Bilhete de trabalho Fluido 
Fonte: IFSC (2016).
Vantagens e desvantagens da extrusão 
Hidroestática
Vantagens 
 » Não há fricção entre o tarugo e o recipiente; 
 » Devido ao baixo atrito entre a matriz e o tarugo, pode-se usar baixos 
ângulos de extrusão;
31
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO E ÀS OPERAÇÕES DE CONFORMAÇÃO │ UNIDADE I
 » Resistência mais alta do produto devido à ausência de vazios e poros;
 » O processo é versátil na troca das matrizes;
 » A própria pressão assenta a matriz no recipiente;
 » Menor restrição quanto à forma da seção transversal 
Desvantagens 
 » Perda de energia e eficiência devido à compressão do fluido com o 
aumento considerável da pressão; 
 » A ponta do tarugo deve ser cônica e ser posicionada por pressãoν 
contra a matriz para promover a vedação inicial; 
 » É difícil controlar a velocidade de extrusão; 
 » Apresenta problemas associados à vedação do pistão carregamentoν 
cíclicos (fadiga dos componentes do equipamento).
Forjamento
O forjamento é uma operação de conformação mecânica que tem como objetivo dar 
forma aos metais através de martelamento ou esforço de compressão. Acredita-se que 
os forjamentos mais antigos tenham se iniciado em algumas regiões do Oriente Médio 
8.000 a.C, onde ferro e bronze fundidos foram forjados pelo processo a quente, pelos 
homens da antiguidade para produzir ferramentas manuais, instrumentos e armas, 
como facas, adagas e lanças.
Durante a Segunda Guerra Mundial, o forjamento a frio foi aplicado e aprimorado na 
Alemanha para a fabricação de peças de aeronaves e munição para armas. 
No decorrer do tempo, diferentes tipos de máquinas para forjamento foram 
desenvolvidas e introduzidas. Procurou-se obter maiores forças de conformação, 
aperfeiçoar o processo de duplicação de peças através de moldes fechados ou aumentar 
a resposta das ferramentas no trabalho a altas temperaturas. 
Na atualidade, o forjamento é um processo que permite um bom custo-benefício 
na fabricação de peças.
32
UNIDADE I │ INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO E ÀS OPERAÇÕES DE CONFORMAÇÃO
Forjamento a quente
O forjamento a quente é o processo de conformação em que 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. O quadro 2 apresenta as relações de alguns metais e suas 
faixas de temperatura para forjamento: 
Quadro2. Metais e suas faixas de temperatura para forjamento.
Metal ou ligas
Faixa aproximada de temperatura de 
forjamento, °C
Ligas de alumínio 400-550
Ligas de cobre 600-900
Aços carbono e de baixa liga 850-1150
Aços inoxidáveis martensiticos 1100-1250
Aços “Maraging” 1100-1250
Aços inoxidáveis austeníticos 1100-1125
Ligas de níquel 1100-1250
Aços inoxidáveis semiausteníticos PH 700-950
Ligas de titânio 1050-1180
Superligas a base de ferro 1180-1250
Superligas a base de cobalto 950-1150
Ligas de nióbio 1050-1350
Ligas de tântalo 1150-1350
Superligas a base de níquel 1050-1200
Ligas de tungstênio 1220-1300
Fonte: Chaves (2015).
Para que o forjamento seja bem sucedido, é necessário que todo o corpo esteja 
a uma temperatura uniforme, que é conseguida através de fornos de câmara, de 
indução e de atmosfera controlada, quando necessário.
No forjamento a quente, deve-se ter um cuidado especial por conta da formação 
da carepa (um óxido originado ao redor da peça aquecida que pode chegar 
de 2% a 4% do peso) que, como qualquer óxido, tem como característica uma 
dureza elevada podendo ocasionar defeitos na peça ou até mesmo danificar a 
matriz. 
Assim como no forjamento a frio, este processo se utiliza de prensas martelo, 
hidráulicas e excêntricas diferindo na energia/força que será aplicada (menor, 
pois o metal aquecido flui com maior facilidade) e na resistência as altas 
temperaturas. 
33
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO E ÀS OPERAÇÕES DE CONFORMAÇÃO │ UNIDADE I
As matrizes podem ser tanto abertas (livres) quanto fechadas, sendo que a 
primeira é bastante utilizada para se consegui as dimensões necessárias à 
segunda. Normalmente são necessárias várias etapas para se obter a peça final. 
Figura 11. Etapas de forjamento.
Estágio 1 
Estágio 2 
Estágio 3 
Estágio 4 
Tarugo 
Deformado 
Reaquecimento 
indutivo 
Refundido 
Punção 
Punção 
Punção 
Punção 
Matriz 
Matriz Matriz Matriz 
Extrato
Extrato Extrato Extrato
Fonte: Borges (2016).
Figura 12. Forjamento.
Matriz Superior 
Matriz Superior 
Matriz Inferior Matriz Inferior 
Tarugo Tarugo 
Peça Forjada 
Rebarba 
Fonte: Borges (2016).
Vantagens do processo:
 » O processo a quente necessita de menor energia para deformar o 
metal, já que a tensão de escoamento decresce com o aumento da 
temperatura, que, por sua vez, aumenta a capacidade do material de 
escoar sem se romper (ductilidade);
34
UNIDADE I │ INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO E ÀS OPERAÇÕES DE CONFORMAÇÃO
 » Maior conformabilidade/forjabilidade;
 » Homogeneização química da estrutura;
Desvantagens do processo:
 » As matrizes fechadas devem possuir calha de rebarba;
 » O acabamento superficial e a tolerância geométrica (devido à expansão 
e contração do metal) são inferiores ao tratamento a frio;
 » Geração de carepa;
 » Necessidade de equipamentos especiais (fornos, manipuladores etc.) 
e gasto de energia para aquecimento das peças;
 » Desgaste das ferramentas é maior e a lubrificação é difícil.
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, 
podendo chegar até a 15000 toneladas para prensas de grande porte. Isso causa 
um grande desgaste das ferramentas e da matriz.
A velocidade de trabalho também influencia na vida da ferramenta, e um 
patamar de velocidade deve ser escolhido de acordo com a carga aplicada.
O acabamento superficial e a exatidão dimensional de uma peça forjada a frio são 
superiores ao do forjamento a quente e até de outros processos de conformação 
e fundição. Geralmente, as peças forjadas a frio já saem da matriz prontas para 
serem utilizadas, sem necessidade de ajustes de superfície ou dimensão.
Acesse o site: <http://www.fbmferramentas.com.br/forjaria/processo-
forjamento.html>, para conhecer o processo de forjamento.
35
INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO E ÀS OPERAÇÕES DE CONFORMAÇÃO │ UNIDADE I
Estampagem 
A estampagem é o processo de fabricação de peças, pelo corte ou deformação 
de chapas. O processo de conformação de chapas é realizado geralmente a 
frio, e compreende um conjunto de operações por meio das quais uma chapa 
é submetida de modo a adquirir uma nova forma geométrica, plana ou oca. 
Conformação de chapas é definida como a transição de uma dada forma de um 
semiacabado plano em outra forma. Os processos de conformação de chapas 
têm uma importância especial na fabricação de carrocerias automotivas e 
componentes da indústria eletroeletrônica, na fabricação de peças de uso 
diário (para-lamas, portas de carro, banheiras, rodas etc.).
Figura 13. Estampagem em chapas.
Fonte: Própria autora.
Este processo de fabricação e apropriado para grandes series de peças, 
obtendo-se grandes vantagens, tais como: alta produção, redução do custo da 
peça, bom acabamento sem a necessidade de processamento posterior, maior 
resistência das peças por causa da conformação que ocasiona o encruamento 
no material, baixo custo de controle de qualidade devido à uniformidade da 
produção e a facilidade para detecção de desvios.
Como desvantagem, destaca-se o alto custo ferramental, que só pode ser amortizado 
se a quantidade de peças a produzir for elevada.
Para melhorar o rendimento do processo, é importante que se tenha boa 
lubrificação. Com isso, reduzem-se os esforços de conformação e o desgaste do 
material.
36
UNIDADE I │ INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO E ÀS OPERAÇÕES DE CONFORMAÇÃO
A estampagem é o processo pelo qual a chapa plana adquire a forma de uma 
matriz imposta pela ação de uma punção. A estampagem compreende as 
seguintes operações: corte, dobramento e encurvamento, estampagem profunda 
e prensagem. 
Operações de estampagem
Corte: Consiste em separar de uma chapa, mediante golpe, uma porção de 
material com contorno determinado, utilizando-se ferramental apropriado, 
chamado de estampo de corte.
Dobra: Consiste em obter uma peça formada por um ou mais dobras de uma 
chapa plana. Para isto, é utilizada uma ferramenta denominada estampo de 
dobra.
Embutimento ou repuxo: Esta operação tem como finalidade obter peças em 
forma de recipientes, obtidas pela deformação da chapa, a golpes de prensa e 
empregando ferramental especial denominado estampo de repuxo.
Prensagem: pode ser plena ou compacta, quando o material é levado à 
fluência (prensagem entre moldes, como acabamento de peças já prensadas); ou 
prensagem côncava de peças em chapas (placas).
37
UNIDADE IIFUNDIÇÃO
CAPÍTULO 1
Fundição
Este tópico foi todo escrito baseado no livro Tecnologia Mecânica, volume II, de 
Vicente Chiaverini e na apostila de Processo de Fabricação do Telecurso 2000 
profissionalizante.
Dos processos de transformação dos metais e ligas metálicas, a fundição se 
destaca, não só por ser um dos mais antigos, mas também porque é um dos 
mais versáteis, principalmente quando se consideram os diferentes formatos e 
tamanhos das peças que se pode produzir por esse processo. 
Este processo de fabricação de peças metálicas baseia-se em encher com metal 
líquido a cavidade de um molde com formato e medidas correspondentes aos da peça 
a ser fabricada. A fundição permite a obtenção de peças com formas praticamente 
definitivas, com mínimas limitações de tamanho, formato e complexidade. É 
também o processo pelo qual se fabricam os lingotes. 
Teoria 
A fundição é um processo de solidificação, o que significa que o fenômeno da 
solidificação controla a maioria das propriedades da fundição. Além disso, 
a maioria dos defeitos de fundição ocorre durante a solidificação, como a 
porosidade do gás e o encolhimento da solidificação. 
A solidificação ocorre em duas etapas: nucleação e crescimento de cristais. 
Na fase de nucleação, formam-se partículas sólidas no líquido. Quando essas 
partículas se formam, sua energia interna é menor que o líquido envolvido, 
o que cria uma interface de energia entre os dois.A formação da superfície 
nessa interface requer energia, de modo que, quando ocorre a nucleação, o 
38
UNIDADE II │ FUNDIÇÃO
material realmente subarreia, ou seja, ele resfria abaixo de sua temperatura 
de congelamento, devido à energia extra necessária para formar as superfícies 
de interface. Em seguida, recalca ou aquece de volta à sua temperatura de 
congelamento, para o estágio de crescimento do cristal. Observe que a nucleação 
ocorre em uma superfície sólida pré-existente, porque não é necessária muita 
energia para uma superfície de interface parcial, como para uma superfície de 
interface esférica completa. Isso pode ser vantajoso porque os fundidos de grãos 
finos possuem melhores propriedades do que os fundidos de granulação grossa. 
Uma estrutura de grãos finos pode ser induzida pelo refinamento ou inoculação 
de grãos, que é o processo de adicionar impurezas para induzir a nucleação. 
Todas as nucleações representam um cristal, que cresce à medida que o calor 
da fusão é extraído do líquido até que não haja mais líquido. A direção, taxa e 
tipo de crescimento podem ser controlados para maximizar as propriedades da 
fundição. A solidificação direcional é quando o material se solidifica em uma 
extremidade e prossegue para solidificar na outra extremidade. Este é o tipo 
ideal de crescimento de grãos porque permite que o material líquido compense 
o encolhimento. 
Processo de fundição
As etapas de fundição que veremos são as que normalmente se seguem no 
processo de fundição por gravidade em areia, que é o mais utilizado. O processo 
de fundição ocorre nas seguintes etapas: 
a. Confecção do modelo: É nesta etapa que o modelo é 
confeccionado. Ele possui uma forma aproximada da peça final, e 
irá ser utilizado para a construção do molde. Suas dimensões devem 
prever a contração do metal quando ele se solidificar bem como um 
eventual sobremetal para posterior usinagem da peça. Pode ser de 
madeira, alumínio, aço, resina plástica e até isopor.
b. Confecção do molde: O molde é o dispositivo no qual o 
metal fundido é colocado para que se obtenha a peça desejada. 
Confeccionado de material refratário composto de areia e 
aglomerante. Esse material é moldado sobre o modelo que, após 
retirado, deixa uma cavidade com o formato da peça a ser fundida.
c. Confecção dos machos: Macho é um dispositivo, feito também de 
areia, que tem a finalidade de formar os vazios, furos e reentrâncias 
39
FUNDIÇÃO │ UNIDADE II
da peça. São colocados nos moldes antes que eles sejam fechados para 
receber o metal líquido.
d. Fusão: Etapa em que acontece a fusão do metal.
e. Vazamento: O vazamento é o enchimento do molde com metal líquido.
f. Desmoldagem: Após determinado período de tempo em que a 
peça se solidifica dentro do molde, e que depende do tipo de peça, do 
tipo de molde e do metal (ou liga metálica), ela é retirada do molde 
(desmoldagem) manualmente ou por processos mecânicos.
g. Rebarbação: A rebarbação é a retirada dos canais de alimentação, 
massalotes e rebarbas que se formam durante a fundição. Ela é 
realizada quando a peça atinge temperatura próxima à do ambiente.
h. Limpeza: A limpeza é necessária porque a peça apresenta uma 
série de incrustações da areia usada na confecção do molde. 
Geralmente ela é feita por meio de jatos abrasivos.
Processo de fundição por gravidade 
O processo de fundição por gravidade com moldagem em areia apresenta 
variações. As principais são: fundição com moldagem em areia aglomerada com 
argila e fundição com moldagem em areia aglomerada com resinas. É um tipo de 
fundição que utiliza também moldes cerâmicos, a fundição de precisão. O outro 
processo de fundição por gravidade utiliza moldes metálicos. Para esse tipo de 
molde não são necessárias as etapas de confecção do modelo e dos moldes, por 
nós descritas. A fundição sob pressão também utiliza o molde metálico.
A qualidade da peça fundida está diretamente ligada à qualidade do molde. 
Peças fundidas de qualidade não podem ser produzidas sem moldes. Por isso, os 
autores usam tanto o material quanto o método pelo qual o molde é fabricado 
como critério para classificar os processos de fundição. Portanto, é possível 
classificar os processos de fundição em dois grupos: Fundição em moldes de 
areia e fundição em moldes metálicos.
O processo em areia, destacando a moldagem em areia verde, é o mais simples 
e utilizado por empresas do ramo. Aqui a preparação do molde consiste em 
compactar mecânica ou manualmente uma mistura refratária plástica chamada 
areia de fundição, sobre um modelo montado em uma caixa de moldar. O 
40
UNIDADE II │ FUNDIÇÃO
processo tem esse nome pelo fato da mistura com a qual o molde é feito manter 
sua umidade original, quer dizer, não passar por um processo de secagem. 
Todo tipo de metal pode ser utilizado. Os moldes são preparados, o metal 
é vazado por gravidade, e as peças são desmoldadas durante rápidos ciclos 
de produção. Após a utilização, praticamente toda a areia (98%) pode ser 
reutilizada.
Vantagens:
1. A moldagem por areia verde é o mais barato dentre os métodos de 
produção de moldes;
2. á menor distorção de formato do que nos métodos que usam areia 
seca, porque não há necessidade de aquecimento;
3. s caixas de moldagem estão prontas para a reutilização em um mínimo 
espaço de tempo;
4. oa estabilidade dimensional;
5. enor possibilidade de surgimento de trincas.
Desvantagens:
1. O controle da areia é mais crítico do que nos outros processos que 
também usam areia;
2. Maior erosão quando as peças fundidas são de maior tamanho;
3. O acabamento da superfície piora nas peças de maior peso;
A estabilidade dimensional é menor nas peças de maior tamanho. (Borges, 2018)
Outros processos de fundição: fundição em areia seca, fundição em moldes de 
cimento, fundição CO2, fundição em moldes especiais, fundição de precisão, molde 
permanente ou coquilha, fundição sob pressão, fundição centrífuga, (fundição 
centrífuga verdadeira, fundição semicentrífuga, centrifugando).
Fornos de fundição
Existem diversos tipos de fornos utilizados para fundir diferentes metais. O tipo de 
forno de fundição a ser utilizado é determinado por alguns fatores: o tipo de metal 
a ser fundido, a taxa de produção do metal fundido e a pureza desejada. 
41
FUNDIÇÃO │ UNIDADE II
Entre os principais tipos de fornos utilizados para a fundição estão: Fornos Cubilô, 
Fornos de Reverberação, Fornos de Crisol, Fornos Elétricos a Arco, Fornos Elétricos 
por Indução, Fornos Elétricos por Resistência.
Forno Cubilot: Esse é o tipo de forno mais utilizado para produzir ferro fundido 
cinzento.
Figura 14. Forno Cubilot.
Porta de carga 
Carrinho de carga 
Revestimento 
Refratário
Ventaneira 
Calha de 
corrida 
de ferro 
Panela 
Piso do nível de carga 
Caixa de 
vento 
Portas de 
limpeza 
Bico de corrida 
de escória 
Ar 
Fonte: CIMM (2016).
Forno Crisol: Amplamente utilizado para todo tipo de fundições: fundição de 
ferro, aço, ligas leves e bronzes.
Figura 15. Forno Crisol.
Fonte: CIMM (2016).
42
UNIDADE II │ FUNDIÇÃO
Fornos de Chama Direta: O forno de chama direta (ou forno de reverbação) é 
usado para um tipo de fundição de bronze, latão, ou ferro nodular.
Fornos de Cadinho (ou panela): Metais não ferrosos como bronze, latão, 
alumínio e ligas de zinco normalmente são fundidos em fornos de panela. 
Fornos elétricos: São normalmente usados quando há necessidade de um 
controle fino dos elementos constituintes da liga e quando são exigidas alta pureza 
e qualidade no fundido. Esses fornos também são empregados quando se fundem 
ligas de alto ponto de fusão. Podem ser: forno de arco elétrico; forno de resistência 
e forno de indução.
Tipos de fundição
Em metalografia, como já vimos, a fundição é um processo em que um metal 
líquido é de alguma forma entregue em um molde (geralmente por um cadinho) 
que contém uma forma oca da forma pretendida. O metal é derramado no molde 
através de um canal oco. O metal e o molde são então resfriados e a peça demetal 
é extraída. Fundição é mais frequentemente usada para fazer formas complexas 
que seriam difíceis ou não econômicas de fazer por outros métodos.
O processo moderno de fundição é subdividido em duas categorias principais: 
fundição descartável e não descartável. Além disso, ele é dividido pelo material 
do molde, como areia ou metal, e pelo método de vazamento, como gravidade, 
vácuo ou baixa pressão. 
Os processos de fundição são conhecidos há milhares de anos e têm sido 
amplamente utilizados para escultura (especialmente em bronze), joalharia 
em metais preciosos e armas e ferramentas. As técnicas tradicionais incluem 
fundição por cera perdida (que pode ser ainda dividida em fundição centrífuga 
e vácuo para ajudar na fundição direta), fundição em molde de gesso e fundição 
em areia.
Fundição de molde descartável
Fundição de molde descartável é uma classificação genérica que inclui moldes 
de areia, plástico, concha, gesso e investimento (técnica de cera perdida). 
Este método de moldagem do molde envolve o uso de moldes temporários e 
não reutilizáveis.
43
FUNDIÇÃO │ UNIDADE II
Fundição em areia
A fundição em areia é um dos mais populares e mais simples tipos de fundição, 
e tem sido usada há séculos. A fundição em areia permite lotes menores do 
que a fundição a molde permanente e a um custo muito razoável. Esse método 
não apenas permite que os fabricantes criem produtos a um baixo custo, mas 
também oferece outros benefícios para a moldagem em areia, como operações de 
tamanho muito pequeno. O processo permite que os fundidos sejam pequenos 
o suficiente, caibam na palma da mão, até ou que seja produzidos fundidos 
grandes, apenas para camas de trem (um modelo pode criar a cama inteira para 
um vagão). A fundição em areia também permite que a maioria dos metais seja 
moldada, dependendo do tipo de areia usada para os moldes. 
Fundição em areia requer um tempo de espera de dias, ou até semanas, às vezes, 
para produção em altas taxas de produção (1 a 20 peças/hr-molde) e é insuperável 
para a produção de peças grandes. A areia verde (úmida), que é preta, quase não 
tem limite de peso, enquanto a areia seca tem um limite prático de massa de 
peças de 2.300 kg a 2.700 kg. O peso mínimo da peça varia de 0,075 a 0,1 kg. 
A areia é unida usando argilas, ligantes químicos ou óleos polimerizados (como 
óleo de motor). Ela pode ser reciclada muitas vezes na maioria das operações e 
requer pouca manutenção.
Moldagem de gesso
A fundição em gesso é semelhante à fundição em areia, exceto pelo Gesso de paris 
usado em vez de areia como material de molde. Geralmente, o formulário leva 
menos de uma semana para ser preparado, após o qual uma taxa de produção 
de 1-10 unidades/hr-molde é alcançada, com itens de até 45 kg ou tão pequenos 
quanto 30 g, com muito bom acabamento superficial e tolerâncias estreitas. A 
fundição de gesso é uma alternativa barata a outros processos de moldagem de 
peças complexas, devido ao baixo custo do reboco e à sua capacidade de produzir 
fundições de forma quase líquida. A maior desvantagem é que ele só pode ser 
usado com materiais não ferrosos de baixo ponto de fusão, como alumínio, cobre, 
magnésio e zinco. 
Moldagem de casca 
A moldagem por concha é semelhante à moldagem em areia, mas a cavidade 
de moldagem é formada por uma “concha” endurecida de areia, em vez de um 
frasco cheio de areia. A areia usada é mais fina do que a de fundição em areia e é 
44
UNIDADE II │ FUNDIÇÃO
misturada com uma resina para que possa ser aquecida pelo padrão e endurecida 
em uma concha ao redor do padrão. Por causa da resina e da areia mais fina, ela 
proporciona um acabamento superficial muito mais fino. O processo é facilmente 
automatizado e mais preciso que a fundição em areia. Os metais comuns que 
são moldados incluem ferro fundido, alumínio, magnésio e ligas de cobre. Esse 
processo é ideal para itens complexos de pequeno a médio porte.
Carcaça de investimento 
A fundição de investimento (conhecida como fundição de cera perdida na arte) 
é um processo que tem sido praticado há milhares de anos, sendo o processo de 
cera perdida uma das técnicas mais antigas de formação de metal conhecidas. 
Há 5000 anos, quando cera de abelha formou o padrão, até as ceras de alta 
tecnologia, materiais refratários e ligas especializadas de hoje, as peças fundidas 
garantem que componentes de alta qualidade ejam produzidos com os principais 
benefícios de precisão, repetibilidade, versatilidade e integridade.
Carcaça de investimento deriva seu nome do fato de que o padrão é investido, 
ou cercado, com um material refratário. Os padrões de cera exigem extremo 
cuidado, pois não são fortes o suficiente para resistir às forças encontradas 
durante a fabricação do molde. Uma vantagem da fundição de investimento é 
que a cera pode ser reutilizada. 
O processo é adequado para a produção repetida de componentes de forma 
líquida a partir de uma variedade de diferentes metais e ligas de alto 
desempenho. Embora geralmente utilizado para pequenas peças fundidas, 
este processo foi utilizado para produzir caixilhos de portas de aeronaves 
completos, com fundições de aço de até 300 kg e fundições de alumínio de 
até 30 kg. Em comparação com outros processos de fundição, como fundição 
sob pressão ou fundição em areia, pode ser um processo dispendioso. No 
entanto, os componentes que podem ser produzidos usando fundição de 
precisão podem incorporar contornos intrincados e, na maioria dos casos, 
os componentes são moldados próximos da forma da rede, portanto, exigem 
pouco ou nenhum retrabalho uma vez lançados.
Moldagem de resíduos de gesso
Um intermediário de gesso durável é frequentemente usado como um estágio 
em direção à produção de uma escultura de bronze ou como um guia apontador 
para a criação de uma pedra esculpida. Com a conclusão de um gesso, o trabalho 
45
FUNDIÇÃO │ UNIDADE II
é mais durável (se armazenado em ambientes fechados) do que um original de 
barro que deve ser mantido úmido para evitar rachaduras. Com o gesso de baixo 
custo à mão, o dispendioso trabalho de fundição de bronze ou escultura em 
pedra pode ser adiado até que um patrono seja encontrado e, como tal trabalho é 
considerado um processo técnico, e não artístico, pode até ser adiado para além 
do tempo de vida do artista.
Na moldagem de resíduos, um molde de gesso simples e fino, reforçado por sisal 
ou juta, é moldado sobre a mistura de argila original. Quando curado é removido 
do barro úmido, incidentemente destruindo os detalhes finos em subcortes 
presentes no barro, mas que agora são capturados no molde. O molde pode, 
então, em qualquer momento posterior (mas apenas uma vez), ser usado para 
moldar uma imagem positiva em gesso, idêntica à argila original. A superfície 
deste emplastro pode ser ainda mais refinada e ser pintada e encerada para se 
assemelhar a uma peça de bronze acabada.
Carcaça de padrão evaporativo 
Esta é uma classe de processos de fundição que usa materiais padrão que 
evaporam durante o vazamento, o que significa que não há necessidade de 
remover o material padrão do molde antes da fundição. Os dois processos 
principais são fundição com espuma perdida e fundição com molde completo.
Fundição de espuma perdida 
A fundição com espuma perdida é um tipo de processo de fundição com 
padrão evaporativo semelhante à fundição de investimento, exceto pelo 
fato de que a espuma é usada para o padrão em vez da cera. Este processo 
tira proveito do baixo ponto de ebulição da espuma para simplificar o 
processo de fundição, removendo a necessidade de derreter a cera do 
molde.
Moldagem de molde completo 
Fundição de molde completo é um processo de fundição de padrão evaporativo 
que é uma combinação de fundição em areia e fundição de espuma perdida. 
Ele usa um padrão de espuma de poliestireno expandido que é então cercado 
por areia, muito parecido com areia de fundição. O metal é então despejado 
diretamente no molde, que vaporiza a espuma em contato.
46
UNIDADEII │ FUNDIÇÃO
Fundição de molde não descartável
Fundição de molde não descartável difere dos processos descartáveis, pois o 
molde não precisa ser reformado após cada ciclo de produção. Essa técnica 
inclui pelo menos quatro métodos diferentes: fundição permanente, matriz, 
centrífuga e contínua. Essa forma de moldagem também resulta em repetibilidade 
aprimorada nas peças produzidas.
Fundição de molde permanente 
Fundição de molde permanente é um processo de fundição de metal que emprega 
moldes reutilizáveis (moldes permanentes), geralmente feitos de metal. O 
processo mais comum usa a gravidade para preencher o molde. No entanto, 
pressão de gás ou vácuo também são usados. Uma variação do processo típico de 
fundição por gravidade, chamado de vazamento de lama, produz fundições ocas. 
Metais de fundição comuns são ligas de alumínio, magnésio e cobre. Outros 
materiais incluem estanho, zinco e ligas de chumbo e de ferro e aço também 
fundidos em moldes de grafite. Moldes permanentes, que duram mais do que 
uma fundição ainda têm uma vida útil limitada antes de se desgastarem.
Sob pressão
O processo de fundição sob pressão força o metal fundido sob alta pressão 
em cavidades de molde (que são usinadas em matrizes). A maioria das peças 
fundidas é feita de metais não ferrosos, especificamente ligas à base de zinco, 
cobre e alumínio, mas peças fundidas de metal ferroso são possíveis. O método 
de fundição sob pressão é especialmente adequado para aplicações em que 
muitas peças de tamanho pequeno a médio são necessárias com bons detalhes, 
uma qualidade de superfície fina e consistência dimensional.
Fundição de metal semissólido 
A fundição de metal semissólido (SSM) é um processo de fundição modificado 
que reduz ou elimina a porosidade residual presente na maioria das peças 
fundidas. Em vez de usar metal líquido como material de alimentação, a 
fundição SSM usa um material de alimentação de viscosidade mais alta que 
é parcialmente sólido e parcialmente líquido. Uma máquina de fundição 
modificada é usada para injetar a suspensão semissólida em matrizes de aço 
endurecido reutilizáveis. A alta viscosidade do metal semissólido, juntamente 
com o uso de condições controladas de enchimento da matriz, garante que o 
47
FUNDIÇÃO │ UNIDADE II
metal semissólido preencha a matriz de maneira não turbulenta, de modo que 
a porosidade prejudicial possa ser essencialmente eliminada.
Usado comercialmente principalmente para ligas de alumínio e magnésio, as 
peças moldadas SSM podem ser tratadas termicamente com os temperantes T4, 
T5 ou T6. A combinação de tratamento térmico, taxas de resfriamento rápido 
(usando matrizes de aço não revestidas) e porosidade mínima fornece excelentes 
combinações de resistência e ductilidade. Outras vantagens da fundição 
SSM incluem a capacidade de produzir formas complexas, formato de rede, 
estanqueidade, tolerâncias dimensionais apertadas e a capacidade de moldar 
paredes finas. 
Fundição centrífuga
Neste processo, o metal derretido é derramado no molde e deixado solidificar 
enquanto o molde está girando. O metal é derramado no centro do molde no seu 
eixo de rotação. Devido à força centrífuga, o metal líquido é expulso para a periferia.
Fundição centrífuga depende da gravidade e independente da pressão, uma 
vez que cria a sua própria alimentação de força utilizando um molde de areia 
temporário realizado numa câmara de fiação de até 900 N. O prazo de entrega 
varia de acordo com o aplicativo. Processamento centrífugo semiverdadeiro e 
verdadeiro permitem a produção de 30 a 50 peças/h de molde, com um limite 
prático para o processamento em lote de aproximadamente 9000 kg de massa 
total, e um limite típico por item de 2,3 Kg a 4,5 kg.
Industrialmente, a fundição centrífuga de rodas ferroviárias foi uma aplicação 
precoce do método desenvolvido pela empresa industrial alemã Krupp e essa 
capacidade permitiu o rápido crescimento da empresa.
Pequenas peças de arte, como joias, são frequentemente moldadas por esse 
método usando o processo de cera perdida, pois as forças permitem que os 
metais líquidos, bastante viscosos, fluam através de passagens muito pequenas e 
em detalhes finos, como folhas e pétalas. Este efeito é semelhante aos benefícios 
da fundição a vácuo, também aplicada à fundição de joias.
Fundição contínua
A fundição contínua é um refinamento do processo de fundição para a produção 
contínua de alto volume de seções metálicas com seção transversal constante. O 
metal fundido é vertido em um molde aberto, resfriado a água, que permite que 
48
UNIDADE II │ FUNDIÇÃO
uma “pele” de metal sólido se forme sobre o centro ainda líquido, solidificando 
gradualmente o metal a partir do exterior. Após a solidificação, o fio, como às vezes 
é chamado, é continuamente retirado do molde. Comprimentos predeterminados do 
cordão podem ser cortados por tesouras mecânicas ou maçaricos de oxiacetileno em 
movimento e transferidos para outros processos de formação, ou para um estoque. 
Os tamanhos de molde podem variar de faixa (alguns milímetros de espessura por 
cerca de cinco metros de largura) a tarugos (90 mm a 160 mm quadrados) a lajes 
(1,25 m de largura por 230 mm de espessura). Às vezes, esse processo é realizado 
antes de ser cortado.
A fundição contínua é usada devido aos custos mais baixos associados à 
produção contínua de um produto padrão e também ao aumento da qualidade 
do produto final. Metais como aço, cobre, alumínio e chumbo são moldados 
continuamente, sendo o aço o metal com maior tonelagem de vazamento 
usando este método
49
UNIDADE III
NOÇÕES BÁSICAS DE 
USINAGEM E USINAGEM 
CONVENCIONAL
CAPÍTULO 1
Noções básicas sobre usinagem
Corte
O corte é talvez o tipo mais familiar de processo de fabricação. Embora poucos de 
nós tenham moldado polímeros ou formado metal, moldar o material cortando 
faz parte da experiência cotidiana. Provavelmente, você já utilizou tesouras, 
serras, lixas, cinzéis ou mesmo lixa em algum momento para remover material 
indesejado. Todos estes são métodos mecânicos em que uma força é aplicada 
através da ferramenta de corte (seja à lixa ou com a borda de metal de uma serra) 
ao material, e um corte é feito em uma escala macroscópica ou microscópica.
O corte é frequentemente usado como um processo secundário ou de acabamento, 
em que o produto a ser cortado terá sido feito por um dos processos descritos 
anteriormente. Em uma base similar, se você faz bricolagem em casa, usando 
madeira, então você comprará madeira preparada pronta como ponto de 
partida, em vez de fabricá-la a partir da matéria-prima, neste caso, as árvores. 
Você pode ter que cortar a madeira para fazer um trabalho em particular, mas 
vários processos anteriores terão produzido material de dimensões adequadas, 
economizando tempo e muito trabalho pesado.
Há várias razões para usar o corte como uma operação de fabricação secundária 
na produção de um artefato em particular:
 » para melhorar a precisão dimensional;
 » para melhorar o acabamento da superfície;
 » para produzir características geométricas, como furos e fendas, que são 
difíceis de produzir no processo de fabricação primário.
50
UNIDADE III │ NOÇÕES BÁSICAS DE USINAGEM E USINAGEM CONVENCIONAL
De fato, a maioria dos componentes produzidos pela moldagem e fundição 
requer alguma remoção subsequente de material antes de chegar ao serviço.
No entanto, em algumas circunstâncias, pode ser mais econômico produzir a 
forma básica do produto cortando a haste ou placa sólida (embora alguma forma 
de modelagem tenha sido usada para fabricar até mesmo essas formas básicas 
de partida), do que por qualquer outro processo. Como o corte normalmente usa 
máquinas com poucas ferramentas dedicadas, isso é particularmente verdadeiro 
para baixas produções.
Se os custos de material para o produto forem baixos, então o desperdício 
de corte constituirá apenas uma pequena parte do custo total. A utilização 
de materiais inerentemente pobres nos processos de corte pode ser