Processo de Conformação

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PROCESSOS DE 
CONFORMAÇÃO
Msc. Francisco José
UNIDADE 1
 Reconhecer os cinco processos mecânicos de
fabricação: a usinagem, a soldagem, a
conformação, a fundição e a metalurgia do pó.
 Analisar as peculiaridades de cada um dos
processos de fabricação e como se comunicam.
 Identificar as vantagens e desvantagens de cada
um dos processos de fabricação.
 Analisar as características dos cinco processos de
fabricação.
 Reconhecer onde é aplicado cada um dos
processos e os tipos de peças que podem ser
produzidas por meio deles.
 Identificar o princípio básico de funcionamento dos
equipamentos envolvidos em cada um dos
processos de fabricação.
Objetivos de 
Aprendizagem
Introdução
• A grande importância dos metais na tecnologia moderna deve-se, em grande
parte, à facilidade com que eles podem ser produzidos nas mais variadas formas,
para atender a diferentes usos.
• Os processos de fabricação de peças a partir dos metais no estado solido podem
ser classificados em:
• Conformação Mecânica: volume e massa são conservados;
• Remoção Metálica ou Usinagem: retira-se material para se obter a forma
desejada.
Introdução
Classificação 
dos Processos 
de Fabricação
Com remoção 
de cavaco
Usinagem
Sem remoção 
de cavaco
Conformação 
Mecânica Soldagem Fundição
Metalurgia 
do Pó
Introdução
• Você deve levar em consideração vários fatores quando se escolhe o processo de
fabricação, como por exemplo:
• O formato da peça;
• As exigências de uso;
• O material a ser empregado;
• A quantidade de peças que devem ser produzidas;
• O tipo de acabamento desejado.
Conceitos básicos
• Deformação elástica: não é permanente. Uma vez cessados os esforços, o
material volta à sua forma original.
Conceitos básicos
• Deformação plástica: é permanente. Uma vez cessados os esforços, o material
recupera a deformação elástica, mas fica com uma deformação residual plástica,
não voltando mais à sua forma original.
Conceitos básicos
• Tensão de escoamento: É o valor da tensão o qual inicia-se o escoamento.
Conceitos básicos
• Limite de resistência a tração: é a resistência máxima (tensão máxima) que o
material suporta.
Conceitos básicos
• Ductilidade: é a capacidade que o material apresenta de deformar-se plasticamente
antes de sua ruptura. Pode ser medida em termos de:
• Alongamento
• Estricção
Conceitos básicos
• Alongamento: É a variação do comprimento do corpo de prova. Quanto maior o
alongamento, mais dúctil é o material.
O que é Usinagem?
• Usinagem é um processo de remoção de material e um processo de desgaste
mecânico que visa dar forma a uma peça, seja ela metálica ou não.
A Importância da Usinagem na Indústria
• Grande parte dos produtos industrializados, principalmente da indústria pesada,
passa em algum momento pelo processo de usinagem. Ex: Virabrequim.
A Importância da Usinagem na Indústria
• As máquinas-ferramenta são grande parte do lucro
mundial;
• São produzidos através de usinagem;
• 90% dos componentes da indústria aeroespacial;
• 100% dos processos de melhoria da qualidade
superficial;
• 100% dos pinos médico- odontológicos;
• 80% dos furos de peças.
Limites do Processo de Usinagem
Limites do Processo de Usinagem
Definições
• Cavaco: Porção de material removida da peça pela ferramenta. Podendo apresentar
formas e colorações diferentes dependendo do caso específico. Ex: aço, alumínio.
Definições
• Ferramentas de corte: Constituída de gumes (arestas) cortantes, destinadas a remoção
do cavaco.
Definições
• Acabamento: operação destinada a obter na peça as dimensões finais, um acabamento
especificado, ou ambos.
Definições
• Desbaste: operação anterior ao acabamento, visa obter dimensões próximas as
dimensões finais da peça.
Classificação dos Processos de Usinagem
• Os processos de usinagem são classificados da seguinte forma:
• 1. Usinagem com ferramentas de geometria definida;
• 2. Usinagem com ferramentas de geometria não definida;
• 3. Usinagem por processos não convencionais.
Classificação dos Processos de Usinagem
Classificação dos Processos de Usinagem
Classificação dos Processos de Usinagem
Processos de Usinagem Mais Utilizados na 
Indústria
• Torneamento;
• Furação;
• Fresamento;
• Serramento;
• Rosqueamento.
Torneamento - Conceito
• O processo que se baseia no movimento da peça em torno de seu próprio eixo 
chama-se torneamento;
• É uma operação de usinagem que permite trabalhar peças cilíndricas movidas por 
um movimento uniforme de rotação em torno de um eixo fixo.
Torneamento - Movimento
• Movimento de corte: relacionado à peça;
• Movimento de avanço: relacionado à ferramenta;
• Movimento de penetração: relativo a ferramenta – profundidade de corte.
Torneamento - Máquina
Furação - Conceito
• Processo de usinagem complexo;
• Ocorre extrusão no centro da broca, juntamente com 
usinagem;
• É utilizada geralmente para se obter furos cilíndricos 
em uma peça;
• A máquina na qual a broca é montada para executar o 
processo é a furadeira.
Furação - Movimento
• Usa-se uma broca, normalmente multicortante, que gira contra a peça,
resultando em um movimento de corte axial, com remoção de cavaco. A ponta da
broca primeiro extruda o material e em seguida a cunha cortante cisalha o
material para formar cavaco.
Furação - Máquina
Fresamento - Conceito
• A fresagem ou fresamento é um processo de
usinagem onde a remoção é realizada através do
movimento de corte circular, e é realizado pela
ferramenta, e o movimento (relativo) de avanço é
realizado pela peça.
Fresamento - Movimento
• Ferramenta com uma ou várias arestas atuando simultaneamente para a geração
de superfícies;
• Processo utilizado na geração de superfícies que não são de revolução, como as
produzidas no torneamento;
• O movimento de corte transcorre de forma normal ou oblíqua à direção da
ferramenta.
Fresamento - Máquina
Serramento - Conceito
• Operação que visa dividir ou seccionar
uma peça em mais partes ou, ainda,
separar partes não necessárias de material
para chegar ao formato final requerido.
São usadas ferramentas chamadas de
serras em equipamentos manuais ou de
acionamento eletromecânico.
Serramento - Movimento
• Utiliza-se uma lâmina de serra com dentes específicos no sentido de vai e vem 
avançando sobre o material.
Serramento - Máquina
Rosqueamento - Conceito
• Empregado na obtenção de filetes, por meio da abertura de um ou vários sulcos
helicoidais de passo uniforme, em superfícies cilíndricas ou cônicas de revolução.
Rosqueamento - Movimento
• Há um giro da peça ou da ferramenta;
• Uma delas se desloca de acordo com uma trajetória retilínea paralela ou inclinada
em relação ao eixo de rotação;
• Existe ainda a possibilidade de apenas uma delas executar os dois movimentos,
ou seja, gira e avança, enquanto a outra fica parada.
Rosqueamento - Máquina
Conformação Mecânica - Conceitos Básicos
• A conformação mecânica é um conjunto de processos de manufatura que usa a
deformação plástica para mudar a forma do metal;
• A deformação é resultado do uso de uma ferramenta, geralmente uma matriz,
que aplica tensões que excedem o limite de escoamento do metal.
Conformação Mecânica - Classificação
• Os processos de conformação mecânica podem ser classificados de acordo com o
tipo de força aplicada ao material:
• Compressão direta: Forjamento, Laminação;
• Compressão indireta: Trefilação, Extrusão, Estampagem;
• Trativo: Estiramento;
• Dobramento: Dobramento(momentos);
• Cisalhamento: Corte.
Dobramento
Forjamento
Laminação
Trefilação
Embutimento 
(Estampagem) 
Profundo
Estiramento 
(Tracionamento)
Matriz
Cisalhamento

Extrusão
Compressão direta:
Compressão indireta:
Trativo:
Dobramento:
Cisalhamento:
Conformação Mecânica - Classificação
Conformação Mecânica - Características
• Os processos de conformação mecânica alteram a geometria do material através
de forças aplicadas por ferramentas adequadasque podem variar desde pequenas
matrizes até grandes cilindros, como os empregados na laminação.
• As operações de conformação mecânica são processos de trabalho dentro da fase
plástica do metal.
• Em função da temperatura os processos de deformação classificam-se em trabalho
a quente e trabalho a frio.
A temperatura de recristalização é característica de cada material e é definida como a
menor temperatura na qual uma estrutura deformada de um metal trabalho a frio é
restaurada ou é substituída por uma estrutura nova, livre de tensões, após a permanência
nessa temperatura por um determinado tempo.
Conformação Mecânica - Características
Conformação Mecânica - Características
• Encruamento é quando os grãos e os contornos de grão do material são
deformados plasticamente. Isto ocorre quando o metal é deformado a frio.
• Essa deformação faz aumentar a resistência mecânica do material e diminuir a sua
ductilidade devido ao surgimento de tensões internas no material e a multiplicação
de defeitos cristalinos dentro do material.
Conformação Mecânica - Características
• A recuperação é um fenômeno que ocorre quando o material é aquecido a
temperaturas inferiores a temperatura de recristalização do metal.
• A recuperação, num material encruado, faz o nível de discordâncias reduzir, mas os
grãos permanecem deformados. A recuperação ocorre durante o trabalho a
morno.
Conformação Mecânica - Características
• Na recristalização há a eliminação do excesso de defeitos cristalinos, a substituição
dos grãos irregulares para grãos equiaxiais e as tensões internas do material são
reduzidas.
• A recristalização ocorre a temperaturas mais altas que a recuperação, ou seja,
durante o trabalho a quente.
METAL TR (°C) TF (°C)
Chumbo 15 327
Zinco 25 420
Alumínio 150 660
Cobre 200 1083
Ferro 450 1536
Níquel 600 1450
Tungstênio 1200 3410
Conformação Mecânica - Características
Temperatura de recristalização e temperatura de fusão
Conformação Mecânica - Características
• Vantagens e Desvantagens:
• O trabalho a quente permite o emprego de menor esforço mecânico e, para a mesma
quantidade de deformação, as máquinas necessárias são de menor capacidade que no
trabalho a frio;
• A estrutura do metal é refinada pelo trabalho a quente, de modo que sua tenacidade
melhora;
• O trabalho mecânico a frio pode alterar sensivelmente as propriedades mecânicas:
resistência e dureza aumentam e a ductilidade diminui;
• O trabalho a quente deforma mais profundamente que o trabalho a frio, devido à
continuada recristalização que ocorre durante o processo.
Laminação: O metal é forçado a passar entre dois cilindros, girando em sentido oposto, com a
mesma velocidade superficial, distanciados entre si a uma distância menor que o valor da
espessura da peça a ser deformada.
Forjamento: Transformação de metais por prensagem ou martelamento (é a mais antiga
forma de conformação existente).
Conformação Mecânica - Processos
E x t r u s ã o : É um processo de conformação em que um bloco de metal é forçado a passar
através do orifício de uma matriz sob alta pressão, de modo a ter sua seção transversal
reduzida.
Estampagem: Compreende um conjunto de operações, por intermédio das quais uma chapa
plana é submetida a transformações de modo a adquirir uma nova forma geométrica, plana
ou oca.
Conformação Mecânica - Processos
Soldagem - Definição
• A soldagem é considera um método de união, porém, muitos processos de
soldagem ou variações destes são usados para a deposição de material sobre
uma superfície.
• Outras definições:
• Operação que visa obter a união de duas ou mais peças;
• Processo de união de materiais baseado no estabelecimento na região de contato
entre os materiais sendo unidos de forças de ligação química de natureza similar
as atuantes no interior do próprio material.
Soldagem – Fontes de Calor
Soldagem – Vantagens
• Juntas de integridade e eficiência elevada;
• Grande variedade de processos;
• Aplicável em diversos materiais;
• Operação manual ou automática;
• Pode ser altamente portátil;
• Custo em geral, razoavelmente baixo;
• Juntas não apresentam problemas de perda de aperto;
• Uniformidade.
Soldagem – Desvantagens
• Não pode ser desmontado;
• Pode afetar propriedades e microestrutura;
• Pode causar distorções e tensões internas;
• Requer considerável habilidade do operador;
• Requer qualificação de mão de obra;
• Pode exigir operações auxiliares;
• Estrutura final é única e pode ser sensível a falha total.
Soldagem – Grupos
• Aplicação de elevada pressão;
• Produz deformação plástica;
• No geral as peças são aquecidas localmente;
• Permite a aproximação atômica.
• Após finalizada resulta num cordão de solda fundido com
diluição parcial entre as peças;
• A estrutura da região soldada apresenta características
que se assemelham a de um material fundido e também
uma região que pode sofrer mudança na microestrutura.
Soldagem manual a arco elétrico – Definição
• Definição: soldagem a arco elétrico com eletrodo
revestido consumível (Shielded Metal Arc Welding -
SMAW);
• Uso de eletrodo com alma metálica e revestido com
fluxo gerador de fumos protetores da poça de fusão,
escória e elementos de liga;
• Permite a soldagem de quase todos os metais a baixo
custo com média a alta produtividade dependendo do
soldador.
Diagrama Soldagem a arco elétrico com 
elétrodo revestido:
1. Revestimento de Fluxo
2. Vareta (Alma)
3. Gás de proteção
4. Poça de fusão
5. Metal base
6. Metal de solda
7. Escória solidificada
Soldagem manual a arco elétrico - Características
• Produção de escória e fumos com a queima do eletrodo (baixa visibilidade da
poça de fusão);
• Suavidade e estabilidade do arco dependem do revestimento do eletrodo;
• Exige habilidade do soldador para obtenção de solda de qualidade;
• Requer boa limpeza antes e após a soldagem para retirada total da escória;
• Permite soldar em qualquer posição e com qualquer tipo de junta e chanfro
(depende do eletrodo).
Soldagem manual a arco elétrico - Desvantagens
• Requer maior habilidade do soldador para abertura do arco, controle da
trajetória do eletrodo e manutenção do tamanho do arco;
• Não permite soldagens contínuas exigindo a reposição do eletrodo gasto;
• Determinados tipos de requerem condições especiais de armazenagem;
• Emissão de fumos prejudiciais à saúde do soldador;
• Requer uma fonte de energia elétrica;
• Baixa visibilidade da poça de fusão.
Soldagem manual a arco elétrico - Resumo
Soldagem MIG/MAG - Definição
• Definição: soldagem a arco com eletrodo consumível (arame) e proteção gasosa 
(Gas Metal Arc Welding - GMAW);
• Proteção gasosa feita por gás inerte (MIG) argônio ou ativo (MAG), CO2;
• Uso de eletrodo metálico consumível alimentado automaticamente.
Soldagem MIG/MAG - Vantagens
• Indicada para a soldagem de todos os metais (aço carbono, aço inox, aço liga, 
alumínio, cobre, níquel, etc.) e em todas posições de soldagem;
• Solda peças com espessura acima de 0,76 mm;
• Ótimo acabamento (dispensa a limpeza);
• Elevada produtividade (alta taxa de deposição) e baixo custo;
• Permite o preenchimento de grandes aberturas e vazios (reparos);
• Exige menor habilidade do soldador.
Soldagem MIG/MAG - Desvantagens
• Regulagem do processo bastante complexa;
• Não deve ser utilizado em presença de corrente de ar;
• Probabilidade elevada de gerar porosidade no cordão de solda;
• Produção de respingos;
• Manutenção mais trabalhosa;
• Alto custo do equipamento em relação a Soldagem com Eletrodo Revestido;
• Alto custo do arame consumível.
Soldagem MIG/MAG - Resumo
Soldagem TIG - Definição
• Definição: soldagem a arco com eletrodo de tungstênio e proteção gasosa (Gas
Tungsten Arc Welding - GTAW);
• Uso de eletrodo de tungstênio não consumível;
• Proteção gasosa feita por gás inerte ou mistura de gases inertes (Argônio e Hélio);
• Soldagem poderá ser feita com ou sem material de adição.
Soldagem TIG - Vantagens 
• Baixaprodução de escória e fumos, com ótima visibilidade da poça de fusão;
• Excelente controle da energia transferida (arco suave e estável);
• Indicada para chapas finas e peças de difícil soldabilidade;
• Ótimo acabamento (pouca necessidade de limpeza);
• Baixa produtividade e alto custo;
• Aplicações especiais.
Soldagem TIG - Desvantagens 
• Comprimento fixo do consumível (máx. 1000 mm, em vareta);
• Baixo rendimento ≤ 0,5 kg/h;
• Limitado a espessuras de 10 mm;
• Risco de inclusões de tungstênio;
• Boas competências do soldador;
• Grande sensibilidade às correntes de ar;
• Custo dos gases de proteção.
Soldagem TIG - Resumo
Soldagem por arco submerso - Definição
• É um método no qual o calor requerido para fundir o metal
é gerado por um arco elétrico formado pela corrente
elétrica passando entre o arame de soldagem, gás ionizado
e a peça de trabalho;
• A ponta do arame de soldagem, o arco elétrico e a poça de
fusão são cobertos por uma camada de um material mineral
granulado conhecido por fluxo;
• Por estar coberto pelo fluxo, o arco elétrico não é visível.
Não há faíscas, respingos ou fumos, exceto nas falhas
operacionais do processo.
Soldagem por arco submerso - Vantagens
• Elevada velocidade de soldagem;
• Maiores taxas de deposição;
• Boa integridade do metal de solda;
• Processo de simples utilização;
• Melhor ambiente de trabalho e maior segurança para o operador.
Soldagem por arco submerso - Desvantagens
• Limitado às posições de soldagem plana e horizontal em ângulo;
• Limitado a siderurgia (ferro ou aço inoxidável) e algumas ligas a base de níquel;
• Normalmente limitado a cordões de solda em linha ou aplicado em tubos;
• Requer relativo manuseio do sistema de fluxo para soldagem;
• O fluxo, resíduos e escórias podem apresentar um problema para a saúde e segurança;
• É necessário remover os resíduos e escória do cordão de solda.
Soldagem por arco submerso - Resumo
Fundição - Definição
• Processo metalúrgico de fabricação que envolve a fusão de metais ou ligas
metálicas, seguida do vazamento-enchimento dos mesmos em moldes adequados
para solidificação e obtenção das formas sólidas finais requeridas.
Fundição - Definição
• Princípio Fundamental: mudança do estado físico do metal ou liga (fusão-solidificação)
Fundição - Características
• 1. Vantagem econômica: Caminho mais curto entre matéria-prima e peça acabada.
• 2. Flexibilidade quanto à dimensões e peso: De algumas gramas até toneladas.
• 3. Moldagem de formas complexas: Liberdade de formas (líquido se molda com
facilidade).
• 4. Economia de peso: Pode-se moldar uma peça com a espessura final desejada.
• 5. Produção em série: Fácil automação.
• 6. Economia de usinagem: Bom acabamento superficial e boas tolerâncias dimensionais.
Fundição por gravidade
• O metal derretido é vazado por gravidade dentro de uma matriz pré-aquecida, onde
se solidifica. A matriz então é aberta, e a peça, ejetada. Esse processo também é
conhecido como fundição em molde permanente. O molde utilizado nesse processo é
feito de aço ou ferro fundido, e a sua vida útil dura de 3 mil a 10 mil unidades
produzidas.
Fundição sob pressão
• Processo que utiliza um molde metálico estacionário no qual o metal líquido é
introduzido usando altas pressões, onde se solidifica. Então a matriz é aberta, e a
peça é ejetada.
Fundição por centrifugação
• O metal derretido é vazado dentro de um molde girando em alta velocidade (300
a 3.000 rpm), até que ocorra a solidificação. O eixo de rotação normalmente é
horizontal, mas pode ser vertical para componentes curtos.
Fundição em casca
• Um modelo de metal aquecido a aproximadamente 200 °C é colocado sobre uma caixa de areia
de granulometria fina, revestida por resina termofixa. Essa combinação resulta em uma
sinterização da areia com a resina, formando uma casca, devido ao modelo estar aquecido. A
caixa é invertida durante um tempo determinado para curar a areia e, depois, é revertida,
fazendo cair o excesso de areia. A casca então é removida do modelo e unida à outra metade.
Processo de metalurgia do pó - Definição
• A metalurgia do pó consiste na formação de peças por meio da prensagem de
pós (matéria-prima). O pó é então sinterizado em temperaturas específicas,
ocasionando uma diminuição considerável do volume da peça e um aumento
substancial da sua resistência mecânica. Portanto, a metalurgia do pó recorre
ao emprego de pressão e calor. A operação de aquecimento realizada em
condições controladas de temperatura, tempo e atmosfera é conhecida como
sinterização.
Processo de metalurgia do pó - Vantagens
• Bom desempenho em aplicações críticas de longa duração;
• Permite as mais variadas combinações de elementos químicos;
• Controle da porosidade;
• Produz peças com características físicas e estruturais impossíveis de ser obtidas
por outros processos.
Processo de metalurgia do pó - Desvantagens
• Propriedades mecânicas inferiores (comparada com peças fundidas ou forjadas);
• Alto custo do ferramental;
• Tamanho da peça limitada devido a potência de compactação;
• Produz porosidade residual.
Processo de metalurgia do pó - Resumo
OBRIGADO