A fabricação de metais envolve muitos processos. Com cada processo, você pode atingir uma ampla gama de designs de peças.
Neste guia, vamos explorar alguns processos comuns de formação de metais. Além disso, você também aprenderá como escolher uma técnica de fabricação de metal, metais que você pode fabricar e exemplos de peças, entre outros aspectos vitais.
Então, antes de iniciar seu próximo processo de formação de material, leia este guia.
O que é conformação de metais?
A conformação de metal é um processo que molda componentes de metal usando uma variedade de técnicas como dobra, alongamento ou compressão. Esse processo facilita a fabricação de vários produtos que variam de suportes a peças de carro.
Ele permite que você manipule a peça de trabalho usando força controlada para mudar sua forma sem aumentar ou reduzir sua massa. Portanto, ele produz resultados precisos e fortes.
Como escolher a técnica de conformação de metais
· Tipo de material
Ao decidir qual método de conformação de metal usar, o primeiro fator que você leva em consideração é o tipo de material. Cada metal tem suas características, como ductilidade e resistência, que determinam como o metal passará pela conformação.
Por exemplo, se você estiver trabalhando com alumínio, você pode optar por dobrar ou estampar, enquanto se estiver trabalhando com aço, forjar é recomendado.
Isso ocorre porque somente quando a técnica corresponde ao material é que os resultados corretos são alcançados, e o metal não deve ser danificado nesse processo.
· Design de produto
Ao escolher a técnica correta de conformação de metal, você deve avaliar o design do seu produto. Peças com dobras extensas ou com detalhes adicionais em suas superfícies podem precisar de estampagem profunda ou hidroformação para moldar com precisão.
Projetos menos complicados podem exigir apenas dobra ou mesmo rolamento. É por isso que, ao combinar a técnica com a necessidade do projeto, você chega ao formato e à funcionalidade necessários sem etapas ou despesas extras.
· Volume de produção
Quando se trata de selecionar qualquer uma dessas técnicas de conformação de metal, o volume de produção é um fator essencial a ser considerado. Mas para produção em massa, estampagem ou conformação por rolo podem ser usadas porque são métodos baratos quando feitos em larga escala.
Para lotes menores ou quando é necessário produzir algumas peças individuais, é mais fácil usar forjamento ou dobra manual.
Dessa forma, você pode adequar a técnica utilizada às suas necessidades de produção, evitando desperdícios e aproveitando preços mais baratos.
· Custos de ferramentas
Antes de escolher uma técnica de conformação de metal, é aconselhável que você avalie os custos de ferramentas. Alguns métodos, como estampagem, utilizam matrizes e moldes que são bastante caros, portanto, mais aplicáveis na produção em massa.
Também é importante observar que dobrar ou moldar manualmente pode ser mais econômico se você estiver lidando com um orçamento baixo ou produzindo relativamente poucas peças.
Por exemplo, você pode dar uma olhada mais de perto em Custos de fresagem CNC.
· Requisitos de tolerância
Os requisitos de tolerância para seu projeto devem ser levados em conta quando a precisão é essencial. Componentes precisos podem ser produzidos com tolerâncias apertadas graças a processos como dobra CNC e estampagem de precisão.
Técnicas mais simples como dobra manual podem ser usadas em casos onde grande precisão não é tão importante. Você pode verificar se seu produto final atende aos requisitos de qualidade sem complicações desnecessárias ao combinar a técnica com suas demandas de tolerância.
Exemplos comuns de conformação de metais
· Técnicas de conformação compressiva
Metal Rolante
Ao enrolar metal, você passa o metal por alguns rolos para diminuir sua espessura em uma folha plana. Essa técnica de conformação compressiva é mais adequada para peças planas e rígidas, como placas de aço. A espessura é controlada pela pressão do rolo; é adaptável para ser usada em construção, automóveis e campos de manufatura.
Rolando é ideal para produzir grande quantidade, mantendo espessura e resistência uniformes, o que a torna uma técnica mais barata e eficaz para a fabricação de uma variedade de produtos metálicos.
Extrusão de metal
Extrusão de metal significa que você empurra metal através de uma matriz para produzir elementos cilíndricos longos, por exemplo, hastes ou tubos. Essa técnica de conformação compressiva torna possível que você crie formas transversais extremamente sofisticadas.
Você controla o formato utilizando diferentes designs de matriz, o que o torna perfeito para produzir peças metálicas para os setores de construção, aeroespacial e automotivo. Extrusão oferece a viabilidade de criar projetos complexos sem material desnecessário, proporcionando assim tolerâncias estreitas aos produtos finais.
Moldagem
Die forming é um processo em que metais são moldados em certas formas ao comprimi-los em um molde ou matriz. Esse tipo de técnica de compressão se mostra útil quando se trata de fabricar pequenas peças de formas complexas, por exemplo, em para-lamas de carros ou geladeiras. Você opta por die-forming quando quer formas complexas que sejam precisas até o último detalhe, e muitas delas são necessárias.
O processo garante altos níveis de produtividade, pois minimiza o consumo de material enquanto entrega qualidade uniforme. Tornando seu processo adequado para indústrias que exigem produtos de metal padronizados.
Forjando Metal
Forjamento é um processo que envolve dobrar metal usando pressão e/ou um martelo, tornando o metal mais duro e resistente. Essa técnica de compressão é adequada particularmente para a fabricação de peças como engrenagens, parafusos, ferramentas e muito mais.
Você obtém peças fortes capazes de lidar com cargas significativas de pressão por meio do controle de pressão e temperatura. O forjamento é frequentemente aplicado nas indústrias aeroespacial, automotiva e de construção, onde os requisitos de resistência e durabilidade são críticos.
Recuo
Você usa indentação para produzir um design ou impressão em metais, seja pela força de pressão ou impacto. Esse tipo de processo de formação ajuda a incorporar alguma textura ou tais características em um produto sem alterar o formato do produto. Também pode ser usado para branding, desenvolvendo um aspecto funcional e formativo, bem como pela beleza dele.
Dessa forma, você garante que as marcas feitas sejam precisas e permaneçam assim, agregando valor à aparência ou usabilidade do produto. A maioria das indústrias usa indentação, e é uma técnica que se aplica em muitos setores, como joalheria e muitos outros.
· Processos de conformação por tração
Metais de alongamento
Alongamento é um processo em que a força de tração é aplicada ao material para torná-lo mais fino e longo do que era em seu estado original. A melhor aplicação dessa técnica é criar formas curvas com folhas de metal frequentemente usadas na indústria aeroespacial e automotiva. Alongamento é um processo de controle da forma do metal.
O melhor de tudo é que a resistência do seu metal não é afetada no processo. O alongamento torna mais fácil obter as curvas intrincadas, já que a técnica garante resistência e precisão da peça finalizada.
Metais em expansão
Ao expandir metais, eles tornam a folha de metal mais fina ao esticá-la ou fazer furos ao redor dela. Isso permite que você expanda a área de superfície do metal com material limitado adicionado, o que o torna ideal para fazer peças leves e duráveis.
É amplamente utilizado na construção, em sistemas de tratamento de água e até mesmo em projetos arquitetônicos.
Assim, ao aumentar os metais, você está melhorando os meios de fluxo, leveza e potência, todos aplicados para funcionalidade e aparência em vários usos.
Recesso
Para rebaixar, você aplica força de tração para ceder folhas de metal para formar depressões ou áreas afundadas na folha. Esse processo é geralmente utilizado para criar ranhuras ou cavidades que facilitarão a fixação ou melhorarão o formato estrutural de uma peça.
O rebaixo é utilizado em aplicações como fabricação automotiva e eletrônica devido à necessidade de moldar peças específicas para montagem.
A profundidade e o formato da forma necessária são regulados, e a “resistência” do metal é mantida, permitindo grande uso em objetos decorativos e funcionais.
· Combinando conformação compressiva e conformação tensionada
Fiação de metal
Na fiação de metais, você integra conformação compressiva e de tração para dobrar um disco de metal sobre o mandril giratório. É mais adequado ao construir peças de formato cilíndrico, como cones ou tigelas, entre outros.
Quando a pressão e a velocidade são ajustadas, o corte com detalhes mais finos é obtido sem aplicar espessura fina ao material.
A fiação de metais é utilizada nas indústrias aeroespacial, automobilística e de utensílios de cozinha, pois proporciona as formas simétricas e rígidas necessárias.
Conformação de flange
Na formação de flange, você alinha uma borda ou aro elevado com uma peça de metal por meio da aplicação de compressão em força de tração. Este processo é amplamente aplicado para fortalecer a peça e permitir fácil união em produtos como tubos ou tanques. Você decide quão alto o flange é e em que ângulo ele deve estar para que o melhor ajuste seja alcançado. É bastante importante para indústrias que exigem pontos de conexão mais significativos, como encanamento ou aquecimento e ventilação.
Desenho profundo
Estampagem profunda também envolve desenhar uma chapa metálica plana em uma forma profunda e oca usando forças de compressão e tração. Esse processo é frequentemente empregado na produção de artefatos como latas, potes ou outras peças de automóveis.
Desta forma, você garante espessura e resistência idênticas, bem como força de conformação idiográfica não mongoloide.
Outros processos de conformação de metais
Técnicas de flexão
Quando se trata de processo de dobra, você pode adotar muitas técnicas:
- Dobra de ar: Ele permite que você retire o punção levemente do material e aplique força na direção necessária para criar o ângulo de curvatura do metal desejado.
- Fundo: Durante a fixação, o metal é completamente comprimido na matriz, proporcionando ângulos precisos e retorno elástico mínimo.
- Cunhagem: A cunhagem aquecida envolve forçar o metal para dentro da matriz exatamente como você deseja para fazer dobras permanentes.
- Dobramento de rolo: Este método é usado para fazer curvas de raio grande, que são mais adequadas para fazer formas curvas.
- Dobra de limpeza: Você dobra o metal colocando o lado que deseja dobrar contra a borda fixa, o que garante resultados rápidos e iguais para pequenas tarefas de dobra.
Tosquia
Tosquia é um processo onde duas lâminas cortam linhas retas através das chapas de metal sem necessariamente deixar uma borda afiada. A lâmina superior está reciprocando na direção para baixo, e a inferior está fixa.
Este processo é mais adequado para cortar grandes folhas em partes menores, por meio do qual o processo não envolve a geração de cavacos ou calor. Você percebe que o cisalhamento é amplamente empregado na fabricação, especialmente onde a separação aguda é desejável para processamento adicional de metal.
Socos
Ao perfurar, você está fazendo furos no metal onde o punção atravessa o metal para dentro de uma matriz. Você pode definir o tamanho e o formato do punção do furo, o que significa que você pode criar furos de tamanho preciso para parafusos, fixadores ou aspectos de design.
Este processo é rápido e adequado para produção em massa de peças com tamanhos de furos padrão em setores metalúrgicos.
Fundição
Na fundição, você coloca metal derretido em um molde, e quando o metal esfria, seu formato imita o molde. Essa técnica é usada ao formar formas complexas e trabalhos em metal de grande porte, como, por exemplo, em motores de carro ou esculturas gigantes.
É usado quando se deseja que a peça tenha uma superfície fina e detalhada e, ao mesmo tempo, possua rigidez ou resistência.
Passar roupa
Passar a ferro é um processo em que um metal é moldado usando um punção e uma matriz para torná-lo mais fino, porém mais forte do que seu formato anterior. Você usa passar a ferro em áreas como fabricação de latas, onde o afinamento para uma espessura desejada é muito importante. Ele torna a superfície da peça uniforme e livre de riscos, ao mesmo tempo em que torna a peça mais forte e minimiza o uso de material.
Técnicas de Soldagem
- Soldagem a arco:A soldagem a arco envolve o uso de um arco elétrico para derreter os dois metais no ponto de união, onde eles então se fundem para formar um sólido.
- Soldagem MIG:A soldagem MIG envolve o uso de um eletrodo de arame sólido que é alimentado continuamente para fazer soldas fortes e precisas.
- Soldagem TIG: Use um eletrodo de tungstênio para soldas mais finas e fabricadas com precisão, adequadas para chapas finas.
- Soldagem por pontos:A soldagem a ponto é o processo no qual você simplesmente usa pressão e calor para combinar duas chapas de metal, frequentemente usada na construção de automóveis.
- Soldagem com núcleo de fluxo: Como o MIG, mas com um arame oco impregnado com fluxo, você pode usá-lo para soldar em condições de vento intenso.
Técnicas de corte
- Corte a laser:Você usa um feixe de laser focalizado para cortar metais, o que é rápido e apropriado para designs complexos no material.
- Corte de Plasma:Um jato de alta velocidade de gás ionizado (plasma) é usado e é mais adequado para materiais condutores, como cortar metais espessos.
- Corte por jato de água: É um método mecânico que emprega um fluxo de água de alta pressão com abrasivos para cortar metais sem produzir calor.
- Corte Oxicombustível:Quando você mistura oxigênio com gases combustíveis, obtém uma chama com calor suficiente para derreter aço e cortá-lo com facilidade.
Estampagem
Na estampagem, uma matriz é usada para imprimir ou moldar metal pressionando ou puncionando-o em uma determinada forma. Você emprega a estampagem na produção de grandes quantidades de peças, como peças de automóveis, eletrodomésticos ou moedas. Ela é rápida e precisa e pode gerar grandes números de formas uniformes e complexas facilmente com pouco desperdício de material.
Melhores metais para operações de conformação
Alumínio
O alumínio é especialmente adequado para operações de conformação devido ao seu peso leve, maleabilidade relativa e resistência à corrosão.
Ele pode ser facilmente formado usando várias técnicas, como dobra, estampagem e extrusão, e é usado principalmente na indústria automotiva, aeroespacial e indústrias de embalagens. Essa característica do alumínio faz com que ele possa ser moldado sem quebrar, aumentando assim a eficiência em relação ao custo.
Aço
O aço é frequentemente utilizado em operações de conformação devido à sua alta resistência e durabilidade, bem como seu custo relativamente baixo. Você pode fazê-lo usando técnicas de laminação, forjamento e estampagem e fabricar peças de reposição resistentes para construção, automotivas e de máquinas.
A possibilidade de ser ligado também lhe confere um nível de tolerância na tentativa de atingir determinados desempenhos.
Cobre
O cobre é um dos metais mais desejáveis para uso quando uma substância que seja um bom condutor de eletricidade e também bastante trabalhável é necessária. Ele pode ser facilmente formado por dobra, alongamento ou estiramento, o que o torna aplicável em peças elétricas e tubos. O cobre é relativamente macio para ser formado em vários formatos sem comprometer sua resistência.
Latão
Latão é uma liga de cobre que é reforçada pela adição de zinco, que também pode ser facilmente moldada. Você o seleciona para processos de moldagem como estampagem e estampagem profunda ao fabricar guarnições, acessórios ou instrumentos musicais.
Pode ser usado em diferentes indústrias e negócios, pois possui boas propriedades anticorrosivas e é fácil de trabalhar.
Titânio
O titânio é bem adequado para eventos de formação nas indústrias aeroespacial, médica e química devido à sua conformabilidade, relação resistência-peso e suas instalações de corrosão. Você pode formá-lo por meio de forjamento, estampagem ou extrusão intervindo para peças que são leves para suportar condições de trabalho difíceis.
Exemplos de peças metálicas formadas
Painéis Automotivos
Você frequentemente emprega conformação de metal para produzir portas, capôs e para-lamas de carros. Processos como estampagem e estampagem profunda ajudam você a conformar essas peças da maneira correta para durabilidade e segurança.
Painéis automotivos empenados fornecem a potência e o baixo peso necessários para obter melhor economia de combustível e proteção em acidentes de carro.
Tubos e Canos
Por meio de processos de extrusão ou laminação, você pode formar tubos e canos de metal que podem atender às necessidades de encanamento, gás e outros requisitos industriais. Essas peças são usadas para transportar fluidos ou gases e precisam ser confiáveis e resistentes à corrosão ou vasos de pressão.
Latas de metal
Quando você quer fazer latas de metal, a estampagem profunda é frequentemente empregada para converter uma folha de metal plana em um formato cilíndrico. Essas latas são usadas principalmente na indústria alimentícia e no setor de bebidas, bem como na indústria química, para embalagens seguras, pois são leves.
Componentes de aeronaves
Por exemplo, no setor aeroespacial, a conformação de metais é crucial para a fabricação de peças leves, mas robustas, como asas, motores e componentes da fuselagem. Os principais materiais usados na produção da Ford são titânio e alumínio. E estes são formados principalmente por forjamento ou estampagem para fornecer resistência e leveza para melhorar a eficiência de combustível.
Utensílios de cozinha
Os processos de estampagem e laminação são usados para produzir diferentes utensílios de cozinha, potes e panelas com a ajuda de materiais metálicos. Esses itens geralmente são fabricados em aço inoxidável ou alumínio porque são duráveis, resistentes ao calor e fáceis de limpar, o que é ideal para cozinhar diariamente.
Perguntas frequentes
O que é conformação de metais a granel?
A conformação de metais a granel transforma grandes volumes de metal em peças por meio de técnicas como forjamento, extrusão e laminação.
Como os metais trabalhados a quente e a frio se comparam?
Trabalho a quente é feito em altas temperaturas, o que facilita a modelagem, enquanto trabalho a frio é feito em temperatura ambiente, o que torna o metal mais forte por encruamento.
Quais são as considerações de segurança no processo de conformação de metais?
Para eliminar riscos como queimaduras, cortes e ferimentos por máquinas, é necessário usar equipamentos de proteção individual adequados, fazer a manutenção das ferramentas e equipamentos, proteger os pontos de esmagamento e fornecer ventilação suficiente.
Conclusão
Os processos de conformação de metais permitem que um projetista selecione um tipo adequado de conformação a ser usado em um projeto específico para permitir precisão, maior velocidade e evitar ocorrências perigosas. Ao usar esses métodos, a pessoa está em posição de fabricar peças de qualidade, bem como metais resistentes.