Aula 3 2 - Conformação por volumes - laminação e forjamento - Prof Ivanilson

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CONFORMAÇÃO DE VOLUMES: 
LAMINAÇÃO E FORJAMENTO
Processos de Fabricação Mecânica I
Prof. Ivanilson Sousa da Costa
2020/2
LAMINAÇÃO
 Processo que modifica a seção transversal de um metal na forma 
de barra, lingote, placa, fio, tira etc., pela passagem entre dois 
cilindros com geratriz retilínea (laminação de produtos planos) ou 
contendo canais entalhados de forma mais ou menos complexa 
(laminação de produtos não planos). A distância entre os dois 
cilindros deve ser menor que a espessura inicial da peça metálica.
 Processo de transformação mecânica de metais mais utilizado 
porque apresenta alta produtividade e um controle dimensional do 
produto acabado que pode ser bastante preciso.
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Ilustração de processos de laminação e os produtos obtidos.
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Laminação
Laminação plana de uma chapa.
LAMINAÇÃO
 O material é submetido a tensões compressivas elevadas, 
resultantes da ação de prensagem dos rolos e a tensões cisalhantes 
superficiais, resultantes do atrito entre os rolos e o material, 
responsáveis pelo ato de "puxar" o metal para dentro dos cilindros.
 A redução ou desbaste inicial dos lingotes em blocos, tarugos ou 
placas é realizada normalmente por laminação a quente. Depois 
dessa etapa, segue-se uma nova etapa de laminação a quente, para 
transformar o produto em chapas grossas, tiras a quente, vergalhões, 
barras, tubos, trilhos ou perfis estruturais.
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Laminação
LAMINAÇÃO
 A laminação a frio ocorre após a laminação a quente, produzindo 
tiras de excelente acabamento superficial, com boas propriedades 
mecânicas e controle dimensional bastante rigoroso.
 O trabalho a quente é a etapa inicial na conformação mecânica da 
maioria dos metais e ligas. Este não só requer menos energia para 
deformar o metal e proporcionar maior habilidade para o 
escoamento plástico, sem o surgimento de trincas, como também 
ajuda a diminuir as heterogeneidades da estrutura dos lingotes 
fundidos, isso devido às altas taxas de difusão presentes às 
temperaturas de trabalho a quente.
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Laminação
LAMINAÇÃO
 As bolhas de gás e porosidades são eliminadas pelo caldeamento 
destas cavidades, enquanto a estrutura colunar dos grãos grosseiros 
da peça fundida é quebrada e refinada em grãos equiaxiais 
recristalizados de menor tamanho.
 Geralmente a estrutura e 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 apresentará grãos 
recristalizados de menor tamanho nesta região.
7
Laminação
LAMINAÇÃO
 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.
 A maioria das operações de trabalho a quente é executada em 
múltiplos passes ou estágios.
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Laminação
LAMINAÇÃO
 No lingotamento contínuo, produzem-se placas e tarugos 
diretamente da máquina de lingotar, evitando-se uma série de 
operações de laminação, em especial a laminação desbastadora, 
aquecimento do tarugo e outras.
 No lingotamento contínuo, ao invés de criar lingotes para 
posterior laminação, o aço líquido é vazado continuamente num 
molde que sai direto para o trem de laminação. Este processo já 
substituiu em muitas usinas siderúrgicas o convencional.
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Laminação
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No lingotamento contínuo o metal é vazado segue diretamente para a etapa de laminação.
LAMINADORES
 Um laminador consiste basicamente de cilindros (ou rolos), 
mancais, uma carcaça chamada de gaiola ou quadro para fixar estas 
partes, e um motor para fornecer potência aos cilindros e controlar a 
velocidade de rotação.
 As forças envolvidas na laminação podem facilmente atingir 
milhares de toneladas, portanto, é necessária uma construção 
bastante rígida, além de motores muito potentes para fornecer a 
potência necessária.
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Laminação
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Cilindro laminador de grandes dimensões (até 300 t).
Cilindros laminadores com canais.
Usinagem de cilindro laminador.
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Laminação
 Utilizam-se variadas configurações de cilindros de laminação 
(duo, trio, quádruo, Sendzimir, universal). Os cilindros de laminação 
são de aço fundido ou forjado, ou de ferro fundido, coquilhado ou 
não. Os cilindros são aquecidos pelo material laminado a quente e é 
de grande importância um resfriamento adequado deles, 
usualmente através de jatos de água. 
 Os mancais servem de apoio a esses cilindros; eventuais 
deformações dessas peças provocariam variações dimensionais nos 
produtos, o que é altamente indesejável. 
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Laminação
 À medida que se laminam materiais cada vez mais finos, há 
interesse em utilizar cilindros de trabalho de pequeno diâmetro. 
Como eles podem fletir, devem ser apoiados por cilindros de 
encosto, como os laminadores quádruos.
 Quando os cilindros de trabalho são muito finos, podem fletir 
tanto na direção vertical quanto na horizontal e devem ser apoiados 
para impedir a flexão em ambas as direções; um laminador que 
permite esses apoios é o Sendzimir. Outra configuração muito 
utilizada é a do trem de laminação, que consiste de uma série de 
laminadores alinhados permitindo alta produtividade.
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Trem contínuo de laminação de perfis H (esq.) e chapas (dir.).
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Trem contínuo para laminação de tubos com costura 
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O laminador Sendzimir (fig. acima) reduz substancialmente as flexões dos cilindros devido aos apoios adicionais, o 
que não ocorre no laminador duo (fig. abaixo).
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Vista transversal de laminador Sendzimir. Arranjo 1-2-3-4 com 20 cilindros. Folhas de aço inox e aço-Si. Espessura = 5 
a 50 μm. Tolerância = 1 a 5 μm.
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Processo Manesmann
 Processo especial de laminação de tubos sem costura 
desenvolvido em 1885 pelos irmãos Manesmann, na Alemanha. O 
termo “sem costura” é aplicado para diferenciar dos tubos 
fabricados a partir de tiras que são deformadas e soldadas 
longitudinalmente formando, assim, tubos “com costura”.
 O processo Manesmann consiste na passagem de uma barra 
redonda maciça entre dois rolos de dupla conicidade e inclinados 
em relação ao sentido de passagem da barra. Essa inclinação dá 
origem a um momento torsor tangencial e a um avanço axial que, 
com o auxílio de um mandril, resulta num tubo sem costura.
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Processo de laminação de tubos sem costura.
www.youtube.com/watch?v=leM92rqBRGU&ab_channel=GustavoSim%C3%A3o
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Processo Manesmann
 Após essa operação que é feita a quente, com o tarugo do aço 
aquecido a temperaturas na faixa de 1200 °C a 1300 °C, diversas 
operações são realizadas para ajustar os diâmetros externo e interno, 
acabamento superficial, precisão dimensional e microestrutura 
especificados para o produto.
 Por esse processo é possível a fabricação de tubos com diâmetro 
externo na faixa de 60 a 660 mm, com espessura de parede 
compreendida entre 3 e 125 mm e com comprimento de até 28 m. 
São fabricados tubos nas mais diversas especificações de aços, com 
aplicações principalmente em altas pressões.
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Laminação de roscas
 Processo especial de laminação que consiste em conformar o 
arame laminado entre “pentes”, sobre os quais estão as ranhurasdos 
filetes, com a inclinação correspondente ao passo helicoidal 
desejado.
 O processo é realizado a frio, o que leva os filetes a terem alta 
resistência mecânica devido ao encruamento e também tensões 
residuais compressivas que se mantêm por não receber tratamento 
térmico posterior à laminação, melhorando, assim, a resistência a 
fadiga. A rosca laminada apresenta bom acabamento superficial.
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Laminação de roscas
www.youtube.com/watch?time_continue=25&v=8aJDndW-kh0&feature=emb_title&ab_channel=PictechLamina
%C3%A7%C3%A3odeRosca
Laminação de roscas com pentes tangenciais planos, utilizado na fabricação de parafusos de aços carbono, 
aços ligas, aços inoxidáveis, ligas de alumínio e de cobre. Precisão dimensional inferior às roscas usinadas.
Kiminami; Castro; Oliveira (2013). Introdução aos Processos de Fabricação de Produtos Metálicos.
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 Roscas laminadas x roscas usinadas: morfologia
Rosca usinadaRosca laminada
Camêlo et al. (2015). Comparação da Resistência ao Cisalhamento de Roscas Internas Produzidas por Usinagem e por Laminação. 8° COBEF.
Laminação de roscas
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Laminação de roscas
 Esse processo é utilizado na fabricação de parafusos de aços ao 
carbono, de aços ligas, de aços inoxidáveis, de ligas de alumínio e de 
ligas de cobre.
 Comparativamente com a usinagem, que também pode ser usada 
para confecção das roscas em parafusos, esse processo é aplicado 
para fabricação em grandes quantidades (larga escala) visto o alto 
custo do ferramental e rapidez de conformação, observando, 
entretanto, que a precisão dimensional dos filetes das roscas é 
inferior àquela alcançada por usinagem.
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Laminação transversal
 Operação usada para redução da seção de uma peça retangular 
ou cilíndrica pela passagem através de um conjunto de rolos que 
giram em direção oposta e que têm entalhes de acordo com as 
formas desejadas na peça. Esses entalhes causam fluxo plástico do 
material na direção paralela aos rolos de laminação.
 Os rolos não giram continuamente, mas rotacionam somente uma 
vez na parte da peça em que a deformação é desejada. Esse processo 
é aplicado como operação preliminar na fabricação do virabrequim.
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www.youtube.com/watch?v=z5DB7Jg1Hsk&ab_channel=TRANSVALORS.A.
Ilustração de laminação transversal.
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Laminação transversal
Vista planificada da superfície do cilindro de laminação transversal e as mudanças promovidas na peça.
Kiminami; Castro; Oliveira (2013). Introdução aos Processos de Fabricação de Produtos Metálicos.
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Laminação de barras e perfis
 Barras de seção circular e hexagonal e perfis estruturais (vigas em 
I, calhas e trilhos) são produzidos em grande quantidade por 
laminação a quente com cilindros ranhurados. 
Laminadores para perfis estruturais, calhas e trilhos.
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 É um processo de conformação no qual um anel de parede 
espessa é deformado em um anel de parede fina e diâmetro maior. 
Conforme o anel é comprimido, o material deformado se alonga, 
fazendo com que o diâmetro do anel aumente. 
A laminação de anéis é geralmente executada a quente para anéis 
grandes e a frio para anéis menores. Os rolos laminadores não giram 
continuamente, mas rotacionam somente uma vez na parte da peça 
em que a deformação é desejada. 
Laminação de anéis
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 As aplicações incluem pistas de rolamentos de esferas e rolos, 
pneus de aço para rodas ferroviárias e anéis para tubos, vasos de 
pressão e máquinas rotativas. 
 Existem várias vantagens da laminação de anéis sobre métodos 
alternativos para fabricação das mesmas peças: economia de 
matéria-prima, orientação ideal do grão para a aplicação e 
endurecimento por trabalho a frio.
Laminação de anéis
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Laminação de anéis
Peça (1)
Cilindro principal (4)
Cilindro 
guia
Cilindro 
axial (3)
Cilindro 
interno (2)
www.youtube.com/watch?v=aYYmzOYltsk&feature=emb_title&ab_channel=ArvindGaur%2FG7Consultant
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 É um processo de conformação a frio para produção de algumas 
engrenagens. A configuração da laminação de engrenagens é 
semelhante à laminação de roscas. Porém, a deformação do tarugo 
ou disco é orientada paralelamente ao seu eixo (ou em um ângulo, 
no caso de engrenagens helicoidais) em vez de em espiral como na 
laminação de roscas. 
 As vantagens da laminação de engrenagens em comparação com 
engrenagens usinadas são semelhantes às da laminação de roscas: 
maiores taxas de produção, melhor resistência mecânica e resistência 
à fadiga, maior aproveitamento da matéria-prima.
Laminação de engrenagens
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www.youtube.com/watch?v=P89Y4Ht7SCs&ab_channel=TeskerMFG
Etapas da laminação de engrenagens.
Peça
Rolo
laminador
Rolo
laminador
Neugebauer, Hellfritzsch, Lahl, Milbrandt, Schiller, Druwe (2013). Gear Rolling Process. Process Machine Interactions, 475–490.
Etapa inicial da laminação Etapa de penetração Etapa de calibração
Laminação de engrenagens
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Defeitos de produtos laminados
Geralmente são originados na fabricação do próprio lingote fundido. 
 Vazios: locais no qual aparecem "buracos" no produto laminado. 
Este defeito pode ser oriundo de rechupes ou dos gases retidos no 
metal durante a fundição. Os vazios reduzem a resistência mecânica 
do produto.
 Gotas Frias: pingos de metal que se solidificam na parede da 
lingoteira, durante o vazamento do metal na fundição e quando o 
líquido chega neste ponto para preencher e formar o bloco que será 
laminado, adere ao mesmo e forma o defeito.
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Defeitos de produtos laminados
 Trincas: rachaduras principalmente oriundas de temperaturas 
inadequadas quando o metal é laminado.
 Dobras: provenientes de reduções excessivas no qual um excesso 
de massa metálica ultrapassa os limites do canal e sofre recalque no 
passe seguinte.
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Defeitos de produtos laminados
 Inclusões e segregações: oriundas do processo de fundição. 
Normalmente são óxidos, cinzas, escórias, pedaços da parede do 
forno de fundição, ou qualquer outro tipo de contaminação sólida 
inadequada no metal.
 Como resultado do trabalho mecânico, as partículas de segunda 
fase, inclusões, vazios e segregações tendem a assumir um formato 
análogo à deformação da peça como um todo. Se as partículas e 
inclusões são dúcteis e mais macias do que a matriz, assumem forma 
alongada (por exemplo, MnS).
 Forjamento é o nome genérico de operações de conformação 
efetuadas com esforço de compressão sobre um material dúctil, de 
tal modo que ele tende a assumir o contorno ou perfil da ferramenta 
de trabalho. 
 Na maioria das operações de forjamento emprega-se um 
ferramental constituído por um par de ferramentas de superfície 
plana ou côncava, denominado matriz ou estampo.
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Forjamento
 A maioria das operações de forjamento é executada a quente; 
contudo, uma grande variedade de peças pequenas, tais como 
parafusos, pinos, porcas, engrenagens, pinhões etc. são produzidas 
por forjamento a frio. 
 O forjamento é categorizado em: forjamento em matriz aberta ou 
livre e forjamento em matriz fechada.
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Forjamento
 Forjamento em matriz aberta ou livre: o material é conformado 
entre matrizes planas ou de formato simples, que normalmente não 
se tocam. O fluxo de metal não é confinado.
 É usado para fabricar peças de grandes dimensões acabadas que 
sejam grandes, com geometria simples e em pequena escala, por 
exemplo, eixos de navios e de turbinas, ganchos, correntes, âncoras, 
alavancas, excêntricos, ferramentas agrícolas.
41
Forjamento em matriz livre
 Também é usado como primeira de uma série de etapas de 
forjamento, em que é conferido a um tarugo um formato ainda 
grosseiro, para facilitar a obtenção de um peça de geometria 
complexa por meio de forjamento em matriz fechada ou usinagem.
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Forjamento em matriz livre
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Ilustração de algumas operações de forjamento livre.
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Forjamento em matriz livre
www.youtube.com/watch?v=j09J4DfkUfY&ab_channel=GustavoSim%C3%A3o
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Estiramento da ponta de uma barra por forjamento em matrizes abertas.
 Forjamento em matriz fechada: o material é conformado entre 
duas metades de matriz que possuem, gravadas em baixo relevo, 
impressões com o formato que se deseja fornecer à peça. Permite 
a obtenção de peças e formatos complexos.
 A deformação ocorre sob alta pressão em uma cavidade fechada 
ou semifechada, permitindo, assim, a produção de peças com 
tolerâncias dimensionais menores do que no forjamento livre.
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Forjamento em matriz fechada
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Ilustração do forjamento em matriz fechada.
Kiminami; Castro; Oliveira (2013). Introdução aos Processos de Fabricação de Produtos Metálicos.
Forjamento em matriz fechada
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Exemplos de matrizes para forjamento em matrizes fechadas.
Cetlin; Helman (2015). Fundamentos da Conformação Mecânica dos Metais.
Forjamento em matriz fechada
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Etapas de forjamento em matriz para fabricação de uma biela. Comprimento da biela: ~20 cm.
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Forjamento em matriz fechada
www.youtube.com/watch?v=lPt3XPYcrdY&ab_channel=GustavoSim%C3%A3o
Operações de forjamento em matriz para fabricação de peças diversas.
 No forjamento em matriz fechada, sem zona de escape, é 
fundamental a precisão na quantidade fornecida de material 
porque uma quantidade insuficiente implica falta de enchimento 
da cavidade e falha no volume da peça e um excesso de material 
causa sobrecarga no ferramental, com probabilidade de danos ao 
mesmo e ao maquinário. 
51
Forjamento em matriz fechada
 Dada a dificuldade de dimensionar a quantidade exata fornecida 
de material, é mais comum empregar um pequeno excesso e para 
isso as matrizes são providas de uma zona oca na lateral 
especialmente projetada para recolher o material excedente ao 
término do preenchimento da cavidade principal. 
 O material excedente forma uma faixa estreita (rebarba) em torno 
da peça forjada que exige uma operação posterior de corte 
(rebarbação) para sua remoção.
52
Forjamento em matriz fechada
53
Formação de rebarbas durante o forjamento em matrizes fechadas.
Cetlin; Helman (2015). Fundamentos da Conformação Mecânica dos Metais.
Forjamento em matriz fechada
54
Calha para evitar a extensão exagerada da rebarba.
Cetlin; Helman (2015). Fundamentos da Conformação Mecânica dos Metais.
Forjamento em matriz fechada
 Limitações: taxas de produção de 1 a 300 peças/h dependendo do 
tamanho; lotes economicamente viáveis são tipicamente > 10.000 
peças; o custo do ferramental é alto e custo do equipamento 
também, com prensas de capacidade de até 33.000 t.
 Aspectos de projeto: a complexidade da peça é limitada pelo 
fluxo do material na matriz; orifícios de diâmetro pequeno e 
profundo são difíceis de produzir; devem-se evitar variações bruscas 
de seções porque causam concentrações de tensões no resfriamento; 
a espessura mínima é aproximadamente 3 mm; tamanhos na faixa 
de 10 g a 250 kg.
55
Forjamento em matriz fechada
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Equipamentos
Kiminami; Castro; Oliveira (2013). Introdução aos Processos de Fabricação de Produtos Metálicos.
Ilustração esquemática de alguns equipamentos de forjamento.
 Martelo de forja: deforma o metal através de 
rápidos golpes de impacto na superfície. A força é 
provocada por um peso cadente ou martelo. 
 Essas máquinas são energeticamente limitadas, 
pois a deformação resulta da dissipação da 
energia cinética do martelo.
57
Equipamentos
 Prensas: deforma o metal submetendo-o a 
uma compressão contínua com velocidade 
relativamente baixa. 
 A pressão aumenta quando o material 
está sendo deformado e isso provoca uma 
penetração maior da zona deformada da 
peça.
58
Equipamentos
Os processos convencionais de forjamento são executados 
tipicamente nas seguintes etapas consecutivas:
1. Corte do material;
2. Aquecimento (para forjamento a quente);
3. Pré-conformação mediante operações de forjamento livre (em 
matriz aberta), também conhecida como conformação intermediária;
4. Forjamento em matriz fechada (em uma ou mais etapas);
5. Rebarbação;
6. Tratamento térmico (remoção de tensões, homogeneização da 
estrutura, melhoria da usinabilidade e propriedades mecânicas).
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Etapas
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 A utilização de simulação numérica está se tornando cada vez 
mais comum para aqueles que planejam estudar o comportamento 
dos materiais e das matrizes de forjamento, como o preenchimento 
de cavidades, ocorrência de defeitos, previsão de possíveis falhas em 
ferramentas e otimização de processo em um ambiente virtual.
 Isso acontece, pois, a simulação é capaz de resolver equações 
diferenciais de geometrias complexas sob grandes deformações de 
maneira mais rápida que os cálculos manuais e com precisão 
superior aos mesmos. 
Simulação numérica de forjamento
61Revista Forge - Set a Dez/2013 & Revista FORGE - Outubro/ 2019 
Forjamento em matriz fechadaForjamento em matriz aberta
Simulação numérica de forjamento
62
Operações correlatas
 Recalcagem (forjamento por compressão axial): operação de 
deformação na qual uma parte cilíndrica de uma peça é aumentada 
em seu diâmetro e reduzida em seu comprimento, podendo ser feita 
em matriz aberta ou matriz fechada. Usada na conformação de 
cabeças de prego ou parafusos.
Kiminami; Castro; Oliveira (2013). Introdução aos Processos de Fabricação de Produtos Metálicos.
Ilustração de recalque em matriz aberta formando a cabeça de um prego. Ilustração de recalque em matriz fechada formando 
a cabeça de um parafuso.
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Funcionamento de uma máquina recalcadora ou máquina de forjamento por compressão axial.
Cetlin; Helman (2015). Fundamentos da Conformação Mecânica dos Metais.
Operações correlatas
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Etapas de fabricação de peça típica de uma recalcadora. Peças produzidas por forjamento por compressão axial.
Cetlin; Helman (2015). Fundamentos da Conformação Mecânica dos Metais.
Operações correlatas
1 2 3 4
Matrizes estacionárias Matrizes estacionárias
Ferramentas recalcadoras Ferramentas recalcadoras
65
Operações correlatas
 Forjamento rotativo: operação para redução do diâmetro de um 
tubo ou cilindro sólido, sendo geralmente aplicada na extremidade 
de uma peça para criar uma seção cônica, afunilada.
Kiminami; Castro; Oliveira (2013). Introdução aos Processos de Fabricação de Produtos Metálicos.
Ilustração de formas e produtos processados 
usando forjamento rotativo.
Forjamento rotativo.
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Ilustração em corte de um equipamento de forjamento rotativo para conformação de liga de tungstênio.
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Operações correlatas
 Forjamento radial: processo no qual altas forças são transferidas 
por contato com a superfície das ferramentas para alterar o diâmetro 
da peça por deformação. Nas máquinas de forjamento radial, a 
rotação da peça é realizada de maneira otimizada e controlada 
diretamente por um acionamento rotativo oscilante do manipulador.
 O processo vem ganhando popularidade com o advento dos 
veículos elétricos e na sua capacidade de forjar aços altamente 
ligados e superligas.
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Operações correlatas
 Apesar da semelhança básica com o forjamento rotativo, há 
diferenças significativas entreos dois processos. Normalmente, as 
máquinas de forjamento rotativo executam apenas processos de 
conformação a frio em um sistema aberto, refrigerado e lubrificado a 
óleo. A força é transmitida por ferramentas convexas.
 Isso limita a capacidade desas máquinas, que podem transmitir 
apenas forças limitadas e processar apenas tamanhos de peças 
menores (geralmente de arames a barras com menos de 100 mm de 
diâmetro). 
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Operações correlatas
 O forjamento rotativo é menos robusto, pois a rotação da peça 
não é ativamente controlada, sendo a mesma arrastada pelas 
matrizes. Isso difere substancialmente do forjamento radial, durante 
o qual altas forças são transferidas via superfície de contato 
peça/matriz e o movimento senoidal radial atua na peça.
 Nas máquinas de forjamento radial, a rotação da peça é realizada 
de maneira controlada e otimizada de forma direta por um 
acionamento rotativo oscilante do manipulador, o que leva a um 
processo mais confiável e robusto. 
70
Operações correlatas
 Forjamento radial
Princípio do forjamento radial e primeiro tipo de máquina de 
forjamento radial (versão vertical, 1948)
Célula de produção moderna para forjamento radial 
semiquentes de eixos
Revista Forge - Abril/ 2020
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Operações correlatas
 Os eixos do rotor para motores elétricos estão aparecendo no 
mercado automotivo. Seu design típico parece se basear nas 
capacidades desse processo. À medida que o número de veículos 
elétricos aumentar, o forjamento radial tornar-se-á o principal 
processo de fabricação para produção desse tipo de eixo.
Eixos de rotores de veículos elétricos
Revista Forge - Abril/ 2020
72
Operações correlatas
 Cunhagem: prensagem, geralmente realizada a frio, em que as 
superfícies das peças são limitadas pelas matrizes de modo que o 
perfil e a impressão sejam reproduzidos perfeitamente. Usada para 
fabricar moedas, medalhas, talheres e outras peças pequenas, bem 
como para gravar detalhes de diversos tipos em peças maiores.
73
Operações correlatas
 Forjamento a rolo (Roll forging): é um processo de conformação 
usado para reduzir a seção transversal de uma peça cilíndrica (ou 
retangular), passando-a por um conjunto de rolos opostos com 
ranhuras que correspondem ao formato desejado da peça final. 
 O forjamento a rolo é geralmente classificado como um processo 
de forjamento, embora utilize rolos. Os rolos não giram 
continuamente no forjamento com rolo, mas giram por apenas uma 
parte de uma revolução correspondente à deformação desejada a ser 
realizada na peça.
74Groover (2010). Fundamentals of Modern Manufacturing: materials, processes, and systems. 
Forjamento a rolo.
Operações correlatas
75www.manufacturingguide.com/en/roll-forging
SMS Group. Forging rolls. 
Forjamento a rolo.
Operações correlatas
Peças pré-conformadas por forjamento a rolo (destacadas), 
seguido de forjamento em matriz fechada (não destacadas).
http://www.manufacturingguide.com/en/roll-forging
76
Operações correlatas
 Forjamento orbital: a deformação ocorre por meio de uma matriz 
superior em forma de cone que é simultaneamente rotacionada e 
pressionada na peça. A peça, por sua vez, é apoiada em uma matriz 
inferior, que possui uma cavidade na qual é comprimida. 
 Como o eixo do cone é inclinado, apenas uma pequena área da 
superfície trabalhada é comprimida em qualquer momento. 
Conforme a matriz superior rotaciona, a área sob compressão 
também rotaciona. Essas características operacionais do forjamento 
orbital resultam em uma redução substancial na carga da prensa 
necessária para realização da deformação.
77Groover (2010). Fundamentals of Modern Manufacturing: materials, processes, and systems. 
Forjamento orbital. No final do ciclo de deformação, a matriz inferior se levanta para ejetar a peça.
Operações correlatas
Área de contato entre a matriz 
superior e a peça
Matriz inferior
Peça
Matriz superior
Movimento orbital do 
eixo da matriz superior
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Etapa do forjamento orbital.
Operações correlatas
www.open.edu/openlearn/science-maths-technology/engineering-technology/manupedia/orbital-forging
O processo é usado para produzir componentes com 
flanges de grande diâmetro de até 150 mm de diâmetro.
FORJAMENTO
 Falta de redução: caracteriza-se pela penetração incompleta do 
metal na cavidade da ferramenta. Isso altera o formato da peça e 
acontece quando são usados golpes rápidos e leves do martelo.
 Trincas superficiais: causadas por trabalho excessivo na periferia 
da peça em temperatura baixa, ou por alguma fragilidade a quente.
 Trincas nas rebarbas: causadas pela presença de impurezas nos 
metais ou porque as rebarbas são pequenas. Elas se iniciam nas 
rebarbas e podem penetrar na peça durante a operação de 
rebarbação.
79
Defeitos em produtos forjados
FORJAMENTO
 Trincas internas: originam-se no interior da peça, como 
consequência de tensões originadas por grandes deformações.
 Incrustrações de óxidos: causadas pela camada de óxidos que se 
formam durante o aquecimento. Essas incrustrações normalmente se 
desprendem mas, ocasionalmente, podem ficar presas nas peças.
 Descarbonetação: caracteriza-se pela perda de carbono na 
superfície do aço, causada pelo aquecimento do metal (oxidação).
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Defeitos em produtos forjados
CONFORMAÇÃO DE VOLUMES: 
LAMINAÇÃO E FORJAMENTO
Processos de Fabricação Mecânica I
Prof. Ivanilson Sousa da Costa
2020/2
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