Conformacao Mecanica - Trefilacao Extrusao Forjamento e Laminacao

2 APS 2 pontos Adicionar comentário para a turma Fazer uma pesquisa sobre Conformação Mecânica trefilação extrusão forjamento e laminação 4 a 6 folhas CONFORMAÇÃO MECÂNICA A conformação mecânica pode ser descrita como qualquer operação em que se aplica uma força mecânica na matéria prima obrigandoa a adquirir uma forma desejada através da mudança permanente de suas formas e dimensões Os processos mais empregados nas indústrias possuem a capacidade de alterar a geometria do material mediante utilização de ferramentas adequadas responsáveis em aplicar as forças como por exemplo os grandes cilindros empregados na laminação A seguir serão objetos de estudo os processos de trefilação extrusão forjamento e laminação TREFILAÇÃO A trefilação é uma operação em que a matéria prima é puxada contra uma matriz chamada fieira em forma de funil por meio de uma força de tração aplicada do lado de saída da matriz O material passar através da abertura entre cilindros que giram tipo massa de pastel reduzindo a sua seção transversal formando produtos do tipo placas chapas barras de diferentes seções trilhos perfis diversos anéis e tubos Os principais produtos formados são os arames tubo de cobre e fios elétricos O processo de trefilação é sempre realizado a frio contudo há de se levar em conta que existe um certo aumento de temperatura durante a operação em função do atrito gerado entre o material e a superfície da ferramenta e das deformações internas sofridas pelo material No entanto essa pequena elevação de temperatura não resulta na modificação das propriedades do material Como a trefilação é feita a frio o material sofre o efeito de encruamento tornandose mais duros e resistentes Combinado com o tratamento térmico adequado pode se obter resistências mecânicas de até 3000 MPa O processo de trefilação também favorece a redução no diâmetro do material atendendo assim aos requisitos de produto Podese elencar algumas vantagens na utilização deste processo tais como uma boa precisão dimensional na faixa de centésimos de milímetros ótimo acabamento superficial com baixos índices de rugosidade e boa propriedade mecânica visto que ao ser laminado a frio podese obter propriedades bem melhores se comparado aos produtos laminados Como desvantagem deste processo destacase a limitação e baixa versatilidade pois muitas vezes permite somente a fabricação de itens com seções aproximadamente circulares pois as demais seções consideradas mais complexas tenderiam a se deformar durante a conformação perdendo sua forma e precisão Os principais equipamentos utilizados no processo de trefilação são as trefiladoras de bancada Utilizadas para produção de componentes não bobináveis como barras e tubos trefiladoras de tambor que podem ser classificadas em simples recomendada para arames grossos duplas recomendada para arames médios e múltiplas recomendada para arames médios a finos EXTRUSÃO No processo de extrusão a moldagem do plástico ocorre sob pressão através de uma matriz de extremidade aberta onde uma rosca transporta o material peletizado por uma câmara enquanto o mesmo é compactado fundido conformado como uma carga contínua de fluído viscoso Conforme essa massa fundida é forçada a atravessar o orifício da matriz sua extrusão e formato ganham forma O processo de extrusão pode ser classificado pelo tipo de direção direta ou indireta pela temperatura de trabalho a quente ou a frio e pelo equipamento extrusão horizontal e vertical Neste processo obtémse fios tubos e perfis de seções irregulares É possível produzir altas reduções na seção bem como altas tensões de compressão O esforço predominante é do tipo compressão indireta sendo realizado na maioria das vezes o trabalho a quente Como vantagens destacase menor oxidação superficial produto dimensional e estruturalmente mais homogêneo Já as desvantagens são a limitação do comprimento do produto e menor velocidade de trabalho FORJAMENTO O forjamento é processo mais antigo utilizado na conformação de metais tendo suas origens alguns séculos antes de cristo A forma do produto é garantida através da prensagem ou martelamento podendo ser forjamento livre por meio de golpes rápidos ou pela prensagem pela passagem do material em prensas com velocidades lentas sejam elas matrizes abertas ou fechadas Em sua operação de conformação mecânica um esforço de compressão age sobre um material dúctil a fim de garantir ao material o contorno ou perfil da ferramenta de trabalho O ferramental utilizado normalmente é constituído por um par de ferramentas de superfície plana ou côncava mais comumente denominada como matriz ou estampo Suas operações na maioria das vezes são executadas a quente no entanto peças pequenas como parafusos porcas pinos etc podem ser produzidas pelo forjamento a frio No forjamento a quente as temperaturas de trabalho são muito elevadas chegando próximo a 1150 C para aço no intervalo de 360 a 520 C para ligas de alumínio e 700 a 800 C para ligas de cobre Se faz necessário emprego destas temperaturas para evitar o endurecimento por tensão do material durante a deformação A deformação plástica é mais acentuada se comparado ao forjamento a frio contudo o esforço mecânico acaba sendo inferior A estrutura do metal é refinada favorecendo a melhora em sua tenacidade e eliminação da porosidade Entretanto a desvantagem deste processo é a necessidade do emprego de um ferramental com boa resistência ao calor o que pode aumentar o custo da operação Outra desvantagem a ser levada em consideração é a possibilidade de ocorrer a oxidação e formação de casca de óxidos No processo de fabricação de forjamento a frio a conformação é realizada a temperatura ambiente ausente de préaquecimento Este processo consiste na aplicação de pressões extremamente elevadas no material provocando a sua deformação conformação a uma forma préimposta A peça de trabalho é espremida entre duas matrizes até que seja imposta a ela o formato desejado além disso no forjamento a frio normalmente não há o interesse em remover ou adicionar material visto que pode encarecer o produto final Como vantagens este processo garante ao material um nível de resistência mecânica superior ao verificado no forjamento a quente Além disso as peças fabricadas pelo forjamento a frio requerem muito pouco ou nenhum trabalho de acabamento o que resulta na redução dos custos de processo As desvantagens a serem observadas ao escolher o forjamento a frio é a menor ductilidade destes metais podendo em alguns casos tornandoo uma restrição para o produto Outro ponto a se observar são as fraturas ocasionadas pelo excesso de dureza ocasionado pelo estresse residual O fato de trabalhar apenas com formas mais simples e em grandes volumes podem ser caracterizadas como desvantagem quando o cliente procurar por um componente personalizado específico e complexo As principais máquinas de forjamento são a de martelo em queda livre martelo de contragolpe e martelo de dupla ação E as principais máquinas de prensagem são as prensas hidráulicas prensas de fricção e prensas excêntricas LAMINAÇÃO A laminação é o processo de transformação mecânica mais comum na fabricação de perfis e chapas em virtude de algumas vantagens como um bom controle dimensional do produto acabado a passibilidade em trabalhar com uma boa diversidade de produtos e a facilidade de produzir com larga escala Seu processo consiste na modificação da seção transversal do material após o mesmo passar entre dois cilindros que giram em sentidos opostos com a mesma velocidade periférica O resultado dessa passagem será produtos planos mais conhecidos como chapas ou então produtos não planos que são aqueles que apresentam perfis menos complexos Durante o processo de laminação ao passar pela prensagem dos rolos o material está sujeito elevadas tensões compressivas e tensões cisalhantes superficiais visto que está submetido ao atrito entre os rolos As forças de atrito também são as responsáveis em puxar o metal para dentro dos cilindros A laminação pode ser executada mediante condições de trabalho a quente e também a frio No trabalho a quente o aço é laminado em altas temperaturas que muitas vezes estão acima de sua temperatura de recristalização o que por muitas vezes facilita o manuseio e trabalho com o material bem como a sua formação No entanto uma das desvantagens é que o aço laminado a quente possui menor resistência quando comparado com o processo de laminação a frio O aço laminado a quente é uma excelente escolha para fabricação de chapas metálicas e componentes estruturais em razão de sua fundição ser realizada diversos formatos diferentes e ser mais maleável se comparado a laminação a frio Outras vantagens em trabalhar com a laminação a quente é a flexibilidade na tolerância dimensional do produto além de tornalo acabado e livre de tensões internas que podem ser ocasionados no decorrer dos processos de têmpera ou endurecimento No trabalho a frio a laminação do aço acontece a temperatura ambiente ou próxima a ela Neste tipo de trabalho o processamento do aço é mais intenso visto que é necessária uma pressão maior para modelagem da forma desejada Seu processamento é feito por bobinas planas e uma das vantagens deste processo é a melhora das propriedades mecânicas do produto acabado por meio do endurecimento com foco reforçar a resistência mecânica do material Se no processo de conformação a quente as tolerâncias dimensionais são mais flexíveis na laminação a frio o objetivo é garantir uma dimensão mais precisa Em contrapartida na laminação a frio o aço laminado é bem menos maleável que o laminado a quente o que causa uma limitação do seu formato Seu uso é mais indicado quando se faz necessário um produto com melhor acabamento superficial Os principais laminadores empregados na conformação mecânica dos materiais são laminador universal laminadores trio laminadores duo e laminadores quádruo REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Disponível em httpsacocombrforjamentoafrioversusforjamentoa quente Acesso em 27112022 Disponível em httpjoinvilleifscedubremersonoliveiraProcesso20de20FabricaC3 A7C3A3oNoturnoSlide20Processo20de20ConformaC3A7C3 A3o20MecC3A2nicapdf Acesso em 27112022 Disponível em httpwwwnorbertocefetscprobrdownloadspfbconformacaoipdf Acesso em 28112022 Disponível em httpjoinvilleifscedubranaelkrellingTecnologia20em20MecatrC3B 4nicaPFB6452020Trefilacaopdf Acesso em 28112022 CHIAVERINI V Tecnologia Mecânica Processos de Fabricação e Tratamento 2a ed Ed McGrawHill vol 3 São Paulo 1986 CALLISTER JR WILLIAM D Ciência e Engenharia dos Materiais uma introdução 7 edição LTC Livros Técnicos e Científicos Editora SA Rio de Janeiro 2008 SHACKELFORD JAMES F Introdução à ciência dos materiais para engenheiros 6 edição Pearson Education São Paulo 2008 Olá Boa noite Qualquer dúvida pode procurar via suporte estamos ai para ajudar Aproveito para pedir a sua avaliação em meu perfil referente essa atividade nos ajuda bastante Obrigado pela confiança e vamos em busca do Sucesso CONFORMAÇÃO MECÂNICA A conformação mecânica pode ser descrita como qualquer operação em que se aplica uma força mecânica na matéria prima obrigandoa a adquirir uma forma desejada através da mudança permanente de suas formas e dimensões Os processos mais empregados nas indústrias possuem a capacidade de alterar a geometria do material mediante utilização de ferramentas adequadas responsáveis em aplicar as forças como por exemplo os grandes cilindros empregados na laminação A seguir serão objetos de estudo os processos de trefilação extrusão forjamento e laminação TREFILAÇÃO A trefilação é uma operação em que a matéria prima é puxada contra uma matriz chamada fieira em forma de funil por meio de uma força de tração aplicada do lado de saída da matriz O material passar através da abertura entre cilindros que giram tipo massa de pastel reduzindo a sua seção transversal formando produtos do tipo placas chapas barras de diferentes seções trilhos perfis diversos anéis e tubos Os principais produtos formados são os arames tubo de cobre e fios elétricos O processo de trefilação é sempre realizado a frio contudo há de se levar em conta que existe um certo aumento de temperatura durante a operação em função do atrito gerado entre o material e a superfície da ferramenta e das deformações internas sofridas pelo material No entanto essa pequena elevação de temperatura não resulta na modificação das propriedades do material Como a trefilação é feita a frio o material sofre o efeito de encruamento tornandose mais duros e resistentes Combinado com o tratamento térmico adequado podese obter resistências mecânicas de até 3000 MPa O processo de trefilação também favorece a redução no diâmetro do material atendendo assim aos requisitos de produto Podese elencar algumas vantagens na utilização deste processo tais como uma boa precisão dimensional na faixa de centésimos de milímetros ótimo acabamento superficial com baixos índices de rugosidade e boa propriedade mecânica visto que ao ser laminado a frio podese obter propriedades bem melhores se comparado aos produtos laminados Como desvantagem deste processo destacase a limitação e baixa versatilidade pois muitas vezes permite somente a fabricação de itens com seções aproximadamente circulares pois as demais seções consideradas mais complexas tenderiam a se deformar durante a conformação perdendo sua forma e precisão Os principais equipamentos utilizados no processo de trefilação são as trefiladoras de bancada Utilizadas para produção de componentes não bobináveis como barras e tubos trefiladoras de tambor que podem ser classificadas em simples recomendada para arames grossos duplas recomendada para arames médios e múltiplas recomendada para arames médios a finos EXTRUSÃO No processo de extrusão a moldagem do plástico ocorre sob pressão através de uma matriz de extremidade aberta onde uma rosca transporta o material peletizado por uma câmara enquanto o mesmo é compactado fundido conformado como uma carga contínua de fluído viscoso Conforme essa massa fundida é forçada a atravessar o orifício da matriz sua extrusão e formato ganham forma O processo de extrusão pode ser classificado pelo tipo de direção direta ou indireta pela temperatura de trabalho a quente ou a frio e pelo equipamento extrusão horizontal e vertical Neste processo obtémse fios tubos e perfis de seções irregulares É possível produzir altas reduções na seção bem como altas tensões de compressão O esforço predominante é do tipo compressão indireta sendo realizado na maioria das vezes o trabalho a quente Como vantagens destacase menor oxidação superficial produto dimensional e estruturalmente mais homogêneo Já as desvantagens são a limitação do comprimento do produto e menor velocidade de trabalho FORJAMENTO O forjamento é processo mais antigo utilizado na conformação de metais tendo suas origens alguns séculos antes de cristo A forma do produto é garantida através da prensagem ou martelamento podendo ser forjamento livre por meio de golpes rápidos ou pela prensagem pela passagem do material em prensas com velocidades lentas sejam elas matrizes abertas ou fechadas Em sua operação de conformação mecânica um esforço de compressão age sobre um material dúctil a fim de garantir ao material o contorno ou perfil da ferramenta de trabalho O ferramental utilizado normalmente é constituído por um par de ferramentas de superfície plana ou côncava mais comumente denominada como matriz ou estampo Suas operações na maioria das vezes são executadas a quente no entanto peças pequenas como parafusos porcas pinos etc podem ser produzidas pelo forjamento a frio No forjamento a quente as temperaturas de trabalho são muito elevadas chegando próximo a 1150 C para aço no intervalo de 360 a 520 C para ligas de alumínio e 700 a 800 C para ligas de cobre Se faz necessário emprego destas temperaturas para evitar o endurecimento por tensão do material durante a deformação A deformação plástica é mais acentuada se comparado ao forjamento a frio contudo o esforço mecânico acaba sendo inferior A estrutura do metal é refinada favorecendo a melhora em sua tenacidade e eliminação da porosidade Entretanto a desvantagem deste processo é a necessidade do emprego de um ferramental com boa resistência ao calor o que pode aumentar o custo da operação Outra desvantagem a ser levada em consideração é a possibilidade de ocorrer a oxidação e formação de casca de óxidos No processo de fabricação de forjamento a frio a conformação é realizada a temperatura ambiente ausente de préaquecimento Este processo consiste na aplicação de pressões extremamente elevadas no material provocando a sua deformação conformação a uma forma préimposta A peça de trabalho é espremida entre duas matrizes até que seja imposta a ela o formato desejado além disso no forjamento a frio normalmente não há o interesse em remover ou adicionar material visto que pode encarecer o produto final Como vantagens este processo garante ao material um nível de resistência mecânica superior ao verificado no forjamento a quente Além disso as peças fabricadas pelo forjamento a frio requerem muito pouco ou nenhum trabalho de acabamento o que resulta na redução dos custos de processo As desvantagens a serem observadas ao escolher o forjamento a frio é a menor ductilidade destes metais podendo em alguns casos tornandoo uma restrição para o produto Outro ponto a se observar são as fraturas ocasionadas pelo excesso de dureza ocasionado pelo estresse residual O fato de trabalhar apenas com formas mais simples e em grandes volumes podem ser caracterizadas como desvantagem quando o cliente procurar por um componente personalizado específico e complexo As principais máquinas de forjamento são a de martelo em queda livre martelo de contragolpe e martelo de dupla ação E as principais máquinas de prensagem são as prensas hidráulicas prensas de fricção e prensas excêntricas LAMINAÇÃO A laminação é o processo de transformação mecânica mais comum na fabricação de perfis e chapas em virtude de algumas vantagens como um bom controle dimensional do produto acabado a passibilidade em trabalhar com uma boa diversidade de produtos e a facilidade de produzir com larga escala Seu processo consiste na modificação da seção transversal do material após o mesmo passar entre dois cilindros que giram em sentidos opostos com a mesma velocidade periférica O resultado dessa passagem será produtos planos mais conhecidos como chapas ou então produtos não planos que são aqueles que apresentam perfis menos complexos Durante o processo de laminação ao passar pela prensagem dos rolos o material está sujeito elevadas tensões compressivas e tensões cisalhantes superficiais visto que está submetido ao atrito entre os rolos As forças de atrito também são as responsáveis em puxar o metal para dentro dos cilindros A laminação pode ser executada mediante condições de trabalho a quente e também a frio No trabalho a quente o aço é laminado em altas temperaturas que muitas vezes estão acima de sua temperatura de recristalização o que por muitas vezes facilita o manuseio e trabalho com o material bem como a sua formação No entanto uma das desvantagens é que o aço laminado a quente possui menor resistência quando comparado com o processo de laminação a frio O aço laminado a quente é uma excelente escolha para fabricação de chapas metálicas e componentes estruturais em razão de sua fundição ser realizada diversos formatos diferentes e ser mais maleável se comparado a laminação a frio Outras vantagens em trabalhar com a laminação a quente é a flexibilidade na tolerância dimensional do produto além de tornalo acabado e livre de tensões internas que podem ser ocasionados no decorrer dos processos de têmpera ou endurecimento No trabalho a frio a laminação do aço acontece a temperatura ambiente ou próxima a ela Neste tipo de trabalho o processamento do aço é mais intenso visto que é necessária uma pressão maior para modelagem da forma desejada Seu processamento é feito por bobinas planas e uma das vantagens deste processo é a melhora das propriedades mecânicas do produto acabado por meio do endurecimento com foco reforçar a resistência mecânica do material Se no processo de conformação a quente as tolerâncias dimensionais são mais flexíveis na laminação a frio o objetivo é garantir uma dimensão mais precisa Em contrapartida na laminação a frio o aço laminado é bem menos maleável que o laminado a quente o que causa uma limitação do seu formato Seu uso é mais indicado quando se faz necessário um produto com melhor acabamento superficial Os principais laminadores empregados na conformação mecânica dos materiais são laminador universal laminadores trio laminadores duo e laminadores quádruo REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Disponível em httpsacocombrforjamentoafrioversusforjamentoa quente Acesso em 27112022 Disponível em httpjoinvilleifscedubremersonoliveiraProcesso20de 20FabricaC3A7C3A3oNoturnoSlide20Processo20de 20ConformaC3A7C3A3o20MecC3A2nicapdf Acesso em 27112022 Disponível em httpwwwnorbertocefetscprobrdownloadspfbconformacaoipdf Acesso em 28112022 Disponível em httpjoinvilleifscedubranaelkrellingTecnologia20em 20MecatrC3B4nicaPFB6452020Trefilacaopdf Acesso em 28112022 CHIAVERINI V Tecnologia Mecânica Processos de Fabricação e Tratamento 2a ed Ed McGrawHill vol 3 São Paulo 1986 CALLISTER JR WILLIAM D Ciência e Engenharia dos Materiais uma introdução 7 edição LTC Livros Técnicos e Científicos Editora SA Rio de Janeiro 2008 SHACKELFORD JAMES F Introdução à ciência dos materiais para engenheiros 6 edição Pearson Education São Paulo 2008