APONTAMENTOS / ACETATOS DA DISCIPLINA DE PROCESSOS DE FABRICO II 3 ANO DA LICENCIATURA EM ENGENHARIA MECNICA 2007 PROCESSOS DE FABRICO II Programa: 1. Conformao Plstica Aulas Tericas: Conformao Plstica a Frio e a Quente Processos de Conformao Plstica em Massa (Laminagem; Extruso; Forjamento; Estiramento) Processos de Conformao em Chapa (Dobragem; Quinagem; Calandragem; Corte; Embutidura) Aulas Prticas: Determinao dos esforos em produtos laminados. Potncia de laminagem. Determinao dos esforos em produtos forjados (ou estampados). Potncia de forjamento. Determinao de esforos de dobragem, quinagem e calandragem. Corte em ferramenta determinao da largura da banda; determinao de esforos; optimizao. Projecto de Componentes por Embutidura determinao do esboo, n de ferramentas e geometria das ferramentas. Optimizao da geometria das ferramentas. 2. Maquinagem Aulas Tericas: Fora e Potncia de Maquinagem (Parmetros de corte e Aplicaes) Ferramentas de Corte (Geometria; Materiais; Tipos) Formao da Apara (Mecanismo; Temperaturas; Aresta postia; Tipos de aparas) Lubrificao / Refrigerao em MaquinagemDesgaste e Vida das Ferramentas de Corte Trabalho de Metais por Abraso e Acabamento Superficial Tempos e custos de Maquinagem. Critrio do Custo Mnimo e da Mxima Produo. Processos no convencionais. Aulas Prticas: Mquinas Ferramentas Convencionais (Tornos; Furadoras e Fresadoras) Sequncias de Maquinagem (Estudo de peas com vista maquinagem) Bibliografia: Volta da Mquina Ferremanta, Geerling H. / Torrens (Libreiros-Distribuidores). Corte em Ferramenta, Col. Tecn. Mecnica, Ed. INEGI, J.F.Duarte, A.B.Rocha, A.D.Santos Fichas tcnicas de trabalhos de metais em chapa / APTCP. Material Tcnico e Formativo / SECO. Materials and Processes in Manufacturing, Degarmo, Black, Kohser / Wiley Modern Metal Cutting a pratical handbook / Sandvick Coromant, Technical Editorial. Princpios de Maquinagem, Paulo Davim / Ed. Almedina. Puncionadoras CNC, Col. Tecn. Mecnica, Ed. INEGI, A.B.Rocha, A.D.Santos, J.F.Duarte Tecnologia da Embutidura, Col. Tecn. Mecnica, Ed. INEGI, A.D.Santos, J.F.Duarte, A.B.Rocha,Tecnologia de Fabrico III (Vol I e II), Dep. Eng. Mecnica / ISEP. Tecnologia Mecnica (Vol. 1 a 4), J. M. Freire / Livros Tcnicos e Cientficos Editora S.A. PROCESSOS DE FABRICO A. SEM ARRANQUE DE APARA B. COM ARRANQUE DE APARA Amaquinagempermiteproduzirpeas,comformascomplexas,comelevadas tolerncias dimensionais e geomtricas e com bom acabamento superficial. Geralmenteparte-sedeumesboogeradoporumprocessodefabricosemarranque deapara(primrio)demodoaquesetenhaderetirarapenasumapequena quantidade de material por um processo de fabrico por arranque de apara (secundrio), para obter a pea. EFEITO DA TEMPERATURA NA CONFORMAO MECNICA PFAB2 CONFORMAO PLSTICA MDC ISEP 2007 5 PROCESSOS DE FABRICO II 1 PARTE CONFORMAO PLSTICA (AULAS TERICAS) Efeito da temperatura na conformao plstica6 Laminagem13 Extruso20 Forjamento25 Estiramento32 Trabalho em chapa (repuxar, quinagem, dobragem, calandragem e corte) 34 Embutidura38 3 Ano da Licenciatura em Engenharia Mecnica, ISEP 2007 EFEITO DA TEMPERATURA NA CONFORMAO MECNICA PFAB2 CONFORMAO PLSTICA MDC ISEP 20076EFEITO DA TEMPERATURA NA CONFORMAO MECNICA Os processos de conformao so frequentemente classificados em operaes de trabalho a quente, a morno e a frio. O trabalho a quente definido como a deformao sob condies de temperatura e taxa de deformao tais que processos de recuperao e recristalizao ocorrem simultaneamentecomadeformao.Deoutra forma, otrabalhoafrioadeformaorealizadasob condiesemqueosprocessosderecuperaoe recristalizaonosoefectivos.Notrabalhoa mornoocorrerecuperao,masnoseformamnovos gros(no h recristalizao). Notrabalhoaquente,devidointensavibrao trmicaquefacilitamuitoadifusodostomosea mobilidadeeaanulaodasdiscordncias,o encruamentoeaestruturadistorcidadosgros produzidapeladeformaosorapidamente eliminados pela formao de novos gros livres de deformao,comoresultadodarecristalizao. possvelconseguirgrandesnveisdedeformao,umavez queosprocessosderecuperaoerecristalizao acompanhamadeformao.Semencruamentoa conformaoocorreaumatensoconstantee, comoatensodecednciadecrescecomoaumentoda temperatura,figura1,aenergianecessriaparaa deformao geralmente muito menor para o trabalho a quente do que para o trabalho a frio ou a morno. Figura 1- Variao da tenso de compresso com a deformao em funo da temperatura para um ao de baixo carbono Notrabalhoafrio,comooencruamentonoatenuado,atensoaumentacomadeformao.Assima deformaototal,quepossveldeseobtersemcausarfracturamenornotrabalhoafriodoquenotrabalhoa quente e a morno, a menos que seus efeitos sejam atenuados por tratamentos trmicos de recozimento. Notrabalhoamornoocorreumarecuperaoparcialdaductilidadedomaterialeatensodeconformao situa-se numa gama intermdia entre o trabalho a frio e a quente. frequentedefinir,parafinsprticos,asgamasdetemperaturasreferentesaotrabalhoaquente,amornoea friobaseadasnatemperaturahomloga,quepermiteanormalizaodocomportamentodometal(verfigura2). Nummetalpuroquenosofretransformaodefasenoestadoslido,ospontosderefernciaemtermosde temperatura so o zero absoluto e o ponto de fuso, que quando em grau Kelvin fornecem os pontos extremos da escala homloga de temperaturas. Figura 2-Representao da temperatura homloga e da faixa de temperaturas onde ocorre: trabalho a frio (TF), a morno (TM) e a quente (TQ). Emtermosdeconformaomecnica,chama-sedetrabalhoaquente(TQ)aquelequeexecutadoem temperaturasacimade0,5Tf, trabalhoamorno(TM),executadonafaixacompreendida(grosseiramente)entre 0,3 e 0,5 Tf e trabalho a frio (TF) aquele que executado entre 0 e 0,3 Tf . importante compreender que a distino bsica entre TQ e TF portanto, funo da temperatura em que se d arecristalizaoefectivadomaterial.Assim,emboraparamuitasligascomerciaisatemperaturadoTQseja realmente elevada em relao ambiente, parametais como Pb e Sn, que recristalizam rapidamente temperatura ambiente aps grandes deformaes, a conformao temperatura ambiente TQ. Por outro lado, a conformao a 1100C TF para o tungstnio, cuja temperatura de recristalizao superior a esta, embora seja TQ para o ao. 0.30.5 1.0 TFTM TQ Escala Homloga Escala Kelvin Tf 0 EFEITO DA TEMPERATURA NA CONFORMAO MECNICA PFAB2 CONFORMAO PLSTICA MDC ISEP 2007 7 GERAO DE CALOR NA CONFORMAO MECNICA Nos processos de conformao, tanto a deformao plstica quanto o atrito contribuem para a gerao de calor. Daenergianecessriaparaadeformaoplsticadeummetal,apenas5a10%ficamacumuladosnarede cristalina,sobaformadeenergiainterna,sendoosrestantes90a95%convertidosemcalor.Emalgumas operaes de conformao contnua, como a extruso e a trefilagem, efectuadas a altas velocidades, a temperatura pode aumentar de centenas de graus. Uma parte do calor gerado dissipada (transmitido s ferramentas ou perdido para a atmosfera), mas o restante permanece na pea, elevando-lhe a temperatura. Emcondiesidealmenteadiabticasesematrito;omximoacrscimotericodetemperaturadevido deformao plstica dado pela expresso: Tmx = ( Wp) / (.c.J), onde: w = trabalho de deformao plstica por unidade de volume = densidade do material c = calor especfico da material . J = equivalente mecnico do calor (4,19 Joule/cal) Paraumadeformao=1,0tem-seTmaxiguala74Cparaalumnio,277Cparaferroe571Cparao titnio. Seavelocidadedeumdadoprocessoalta,aperdadecalorgeradoserpequenaeoaumentoefectivoda temperatura ser prximo do valor terico. FAIXA DE TEMPERATURAS DE TRABALHO PERMISSVEIS O limite inferior de temperatura para o trabalho a quente de um metal a menor temperatura para a qual a taxa derecristalizaorpidaobastanteparaeliminaroencruamentoquandoometalestsubmetidoaquela temperatura. Para um dado metal ou ligametlica amenor temperatura de trabalho a quente depender de factores taiscomoaquantidadededeformaoedotempoemqueomaterialestarsubmetidotemperaturaemquesto. Umavezquequantomaioronveldedeformaomenoratemperaturaderecristalizao,olimiteinferiorde temperaturaparaotrabalhoaquentediminuiparagrandesdeformaes.Ummetaltrabalhadocomelevada velocidade de deformao e arrefecido rapidamente ir requerer uma temperatura de trabalho a quente maior do que se este for deformado e arrefecido lentamente, para a obteno de um mesmo nvel final de deformao. Olimitesuperiordetrabalhoaquentedeterminadopelatemperaturaemqueocorreoinciodefusoouo excesso de oxidao. Geralmente, a temperatura mais elevada de trabalho a quente limitada bem abaixo do ponto de fuso devido possibilidade de fragilizao quente (existncia de compostos com menor ponto de fuso). Basta umapequenaquantidadedeumfilmedeconstituintecombaixopontodefusonasjuntasdegroparafazerum material desagregar-se quando deformado (fragilidade a quente). Geralmente utiliza-se Tmax >> Tf - 55C (ou Tf - 100F) para evitar esta possibilidade. Paraumadadapressoetemperaturadetrabalhohaverumaquantidademximadedeformaoquepodeser fornecidapea(limitaoestabaseadanaresistnciadeformao,enonaductilidade),comomostradona figura 3. Seatemperaturadepr-aquecimentoinicialaumenta,aresistnciadiminuieadeformaoaumentaparauma dadapressoaplicada;assim,ascurvas"isobricas"aumentamcomatemperatura,queobviamentesersempre inferiorlinhaslidus.Afragilizaoaquentelimitaatemperaturadetrabalhoavaloresinferiorestemperatura slidus. E visto que com taxas de deformao altas ficar retido mais calor na pea, a temperatura da mesma dever ser menor para evitar que ele atinja a faixa de fragilidade a quente. Figura 3 - Diagrama esquemtico mostrando o efeito da temperatura; presso e taxa de deformao sobre a faixa de trabalho permissvel. EFEITO DA TEMPERATURA NA CONFORMAO MECNICA PFAB2 CONFORMAO PLSTICA MDC ISEP 20078TRABALHO A QUENTE Otrabalhoaquenteaetapainicialnaconformaomecnicadamaioriadosmetaiseligas.Estetrabalho nosrequermenosenergiaparadeformarometaleproporcionamelhorescondiesparaoescoamento plsticosemosurgimentodefissurascomotambmajudaadiminuirasheterogeneidadesdaestruturados lingotes fundidos devido as rpidas taxas de difuso presentes s temperaturas de trabalho a quente. As bolhas de gseosporossoeliminadospelocaldeamentodestascavidadeseaestruturacolunardosgrosgrosseirosda peafundidaquebradaerefinadaemgrosequiaxiaisrecristalizadosdemenortamanho.Asvariaes estruturais devido ao trabalho a quente proporcionam um aumento na ductilidade e na tenacidade; comparado ao estado fundido. Geralmente,aestruturaepropriedadesdosmetaistrabalhadosaquentenosotouniformesaolongoda secorectacomonosmetaistrabalhadosafrioerecozidos,jqueadeformaosempremaiornascamadas superficiais.Ometalpossuirgrosrecristalizadosdemenortamanhonestaregio.Comoointeriordoproduto estsujeitoatemperaturasmaiselevadasporumperododetempomaiorduranteoarrefecimentodoqueas superfcies externas, pode ocorrer crescimento de gro no interior de peas de grandes dimenses, que arrefecem lentamente a partir da temperatura de trabalho. AmaioriadasoperaesdeTQexecutadaemmltiplospassesouestgios,emgeral,nospasses intermdiosatemperaturamantidabemacimadolimiteinferiordotrabalhoaquenteparasetirarvantagem dareduodatensodecedncia,emboracomoriscodeumcrescimentodegro.Como,normalmente,se pretendeumtamanhodegropequeno,atemperaturadosltimospasses(temperaturadeacabamento) prxima do limite inferior, e a quantidade de deformao deve ser suficiente para permitir a obteno de gros mais finos que do origem a peas com melhor resistncia e tenacidade. VANTAGENS E DESVANTAGENS DO TRABALHO A QUENTE De um ponto de vista prtico o TQ - que o estgio inicial da conformao dos materiais e ligas - apresenta um certo nmero de vantagens, mas tambm de problemas, como listado em seguida. VANTAGENS: menorenergianecessriaparadeformarometal,jqueatensodecednciadecrescecomoaumentoda temperatura; aumento da capacidade do material para se deformar plsticamente sem se romper (ductilidade); homogeneizaoqumicadasestruturasbrutasdefuso(e.g.,eliminaodesegregaes)emvirtudeda rpida difuso atmica interna; eliminao de bolhas e poros por caldeamento; eliminaoerefinaodogrogrosseiroecolunardomaterialfundido,proporcionadogrosmenores, recristalizados e equiaxiais; aumento da tenacidade e ductilidade do material trabalhado em relao ao bruto de fuso. DESVANTAGENS: necessidade de equipamentos especiais (fornos, manipuladores, etc.) e gasto de energia para aquecimento das peas; reaes do metal com a atmosfera do forno, levando as perdas dematerial por oxidao e outros problemas relacionados(p.ex.,nocasodosaos,ocorretambmdescarbonetaosuperficial;metaisreactivoscomoo titnioficamfortementefragilizadospelooxignioetmquesertrabalhadosematmosferainerteou protegidos do ar por uma barreira adequada); formao de xidos, prejudiciais para o acabamento superficial; desgaste das ferramentas maior e a lubrificao difcil; necessidadedegrandestolernciasdimensionaisporcausadasexpansoecontraotrmicas;estruturae propriedadesdoprodutoresultammenosuniformesdoqueemcasodeTFseguidoderecozimento,poisa deformaosempremaiornascamadassuperficiaiseproduznasmesmasumagranulaorecristalizada maisfina,enquantoqueascamadascentrais,menosdeformadasesujeitasaumarrefecimentomaislento, apresentam crescimento de gros. TRABALHO A MORNO Os processos de deformao a morno tm como objectivo aliar as vantagens das conformaes a quente e a frio. Dosprocessosdeconformaoamornoumdosmaisdifundidosecommaioresaplicaesindustriaiso forjamento. EFEITO DA TEMPERATURA NA CONFORMAO MECNICA PFAB2 CONFORMAO PLSTICA MDC ISEP 2007 9 Otrabalhoamornoconsistenaconformaodepeasnumafaixadetemperaturasondeocorreoprocessode recuperaoportanto,ograudeendurecimentopordeformaoconsideravelmentemenordoquenotrabalhoa frio. Existealgumacontrovrsiasobreafaixadetemperaturasempreguenaconformaoamornodosaosmas, certamentesetornaimportanteentre500e800C.Atemperaturainferiordeconformaolimitadaaos500C (aproximadamente)devidopossibilidadedeocorrnciada"fragilidadeazul"paratemperaturasmaisbaixas.Esta fragilizaoaumentaatensodecednciaediminuiaductilidade.Estafragilidadedosaosocorrepara temperaturasentreos200eos400Conde,tomosintersticiaisdifundem-seduranteadeformaoformando atmosferasemtornodasdiscordnciasgeradas,ancorando-as.Onomeazulrefere-secordoxidoformadona superfcie do ao nesta faixa de temperaturas. Emrelaoaotrabalhoaquenteoprocessoamornoapresentamelhoracabamentosuperficialepreciso dimensionaldevidodiminuiodaoxidaoedadilatao-contracodomaterialedamatriz.Estas caractersticaspermitemsetermenoresngulosdesada(pode-seutilizarmaiorescargasparaaextraco dapea das matrizes sem deformar o produto). Amaiordesvantagemdaconformaoamornoemrelaoaoprocessoaquentealimitaodadeformao plstica permitida que ocorre com a diminuio da temperatura de deformao. Em simultneo o aumento da carga necessriaconformaoimplicaumanecessidadedeutilizaodeprensasmaispotenteseferramentasmais resistentes.Ossuportesparaaconformao,porsuavez,podemrequererdecapagempararemoodecarepae utilizao de lubrificantes durante o processo. Em relao ao trabalho a frio o processo a morno apresenta reduo dos esforos de deformao, o que permite a conformaomaisfcildepeascomformascomplexas,principalmenteemmateriaiscomaltaresistncia.A conformao a morno melhora ainda a ductilidade do material e elimina a necessidade de recozimentos intermdios que consomem muita energia e tempo. TRABALHO A FRIO Otrabalhoafrioacompanhadodoencruamento(ingls"strainhardening")dometal,queprovocadopela interacodasdiscordnciasentresiecomoutrasbarreiras-taiscomojuntasdegro-queimpedemoseu movimentoatravsdaredecristalina.Adeformaoplsticaproduztambmumaumentononmerode discordncias,asquais,emvirtudedesuainteraco,resultamnumelevadoestadodetensointernanarede cristalina.Ummetalcristalinocontmemmdia106a108cmdediscordnciasporcm3,enquantoqueummetal severamenteencruadoapresentacercade1012cmdediscordnciasporcm3.Aestruturacaractersticadoestado encruadoquandoexaminadaaomicroscpioelectrnicoapresenta,dentrodecadagro,regiespobresem discordncias cercadas por um emaranhado altamente denso de discordncias nos planos de deslizamento. Tudo isto resulta macroscopicamente num aumento de resistncia e dureza e num decrscimo da ductilidade do material(figura1).Numensaiodetraco,issotraduz-senoaumentodatensodeescoamento,Y,edolimitede resistncia, Sr bem como no decrscimo do alongamento total (alongamento na fractura), ef. A figura 4 mostra que a tenso de cedncia, Y, cresce mais rapidamente e aproxima-se da tenso de ruptura, Sr, enquantoqueaductilidade-expressaaquicomoef-decresceacentuadamenteapsumalimitadaquantidadede trabalho a frio. A microestrutura tambm muda, com o alongamento dos gros na direco de maior deformao, e podendo o material como um todo desenvolver propriedades direccionais (anisotropia). Figura 4 -Aumento da tenso de cedncia e da resistncia traco e diminuio do alongamento (e reduo de rea na fractura) com o encruamento devido ao trabalho a frio. O TF utilizado para produzir peas de alta resistncia e dureza. Nos casos em que a ductilidade do material se esgota -levando fractura - antes de ser atingida a forma desejada, preciso intercalar-se uma ou mais operaes de recozimento entre estgios de TF, a fim de amolecer o metal encruado e restaurando-lhe a ductilidade. A sequncia de passes de TF e recozimento intercalados chamada de ciclo de trabalho a frio - recozimento. EFEITO DA TEMPERATURA NA CONFORMAO MECNICA PFAB2 CONFORMAO PLSTICA MDC ISEP 200710PROCESSOS DE RESTAURAO OefeitodoTFpodeserreduzidooumesmoeliminadopelamanutenodomaterialaumatemperatura suficientemente elevada para que a vibrao trmica dos tomos permitamaiormobilidade das discordncias. A temperaturasdecercade0,3-0,5Tf,asdiscordnciassobastantemveisparaformaremarranjosregularese mesmo anularem-se (somente as discordncias de sinais opostos) formando uma estrutura celular (subgros) com umpequenodesfasamentodeorientaocristalogrficaentreasclulas.Esteprocessochamadode RECUPERAO.umprocessoquedependedotempo(figura5b)e,emboranomudeamicroestrutura, restaura-a parcialmente (menor resistncia e maior ductilidade). AmicroestruturaoriginalinteiramenterestauradapeioaquecimentoacimadeT=0,5Tf,quandoseformam novos gros com baixa densidade de discordncias, os quais crescem continuamente at que a estrutura toda esteja RECRISTALIZADA.Amicroestruturaresultanteequiaxial,muitoemborapossaserretidaoumesmo desenvolvida uma textura cristalogrfica (textura de recozimento). Tal processo de recozimento envolve difuso e , portanto, fortemente dependente da temperatura e do tempo, figura 5c. Figura 5 -Alteraes na resistncia, ductilidade e microestrutura durante (a) trabalho a frio, (b) recuperao e (c) recristalizao. A temperatura de 0,5 Tf apenas uma referncia aproximada, pois mesmos pequenos teores de elemento de liga podem retardar substancialmente a formao de novos gros e portanto, elevar a temperatura de recristalizao. Naprtica,atemperaturaderecristalizaoconvencionalmentedefinidacomoaquelaemqueometal fortementeencruadorecristalizatotalmenteemumahora.Atabela1apresentaastemperaturasderecristalizao para alguns metais e ligas de uso comum. Tabela 1 - Temperaturas de Recristalizao para alguns metais e ligas de uso comum MaterialTemperatura de recristalizao (C) Cobre Electroltico (99,999%)121 Cu - 5% Zn315 Cu - 5% Al288 Cu - 2% Be371 Alumnio Electroltico (99,999%)279 Alumnio (99,0%)288 Ligas de Alumnio315 Nquel (99,99%)571 Monel (Ni - Cu)593 Ligas de Magnsio252 Ferro Eletroltico398 Ao de Baixo Carbono538 Zinco10 Chumbo-4 Estanho-44 Emalgunsmetaisoprocessoderecuperaoaumentaaductilidademaisdoquediminuiaresistncia,sendo ento possvel controlar as propriedades finais do produto deformado por meio deum forte trabalho a frio seguido de um recozimento de recuperao que restaura grande parte da ductilidade sem reduzir muito a resistncia. EFEITO DA TEMPERATURA NA CONFORMAO MECNICA PFAB2 CONFORMAO PLSTICA MDC ISEP 2007 11 Em resumo, os principais factores que afectam a recristalizao so: 1.umaquantidademnimadedeformaoprvia:seotrabalhoafrioprviozero,nohenergiade activao para a recristalizao e ficam mantidos os gro originais; 2.quanto maior a deformao prvia, menor ser a temperatura de recristalizao; 3.quanto menor a temperatura, maior o tempo necessrio recristalizao; 4.quanto maior a deformao prvia, menor ser o tamanho de gro resultante (pois ser maior o nmero de ncleos a partir dos quais crescero os novos gros). OBS:Umaestruturadegrosgrosseirosapresentapropriedadesmecnicaspobres,aopassoqueum tamanho de gro fino fornece ao material alta resistncia sem lhe diminuir muito a ductilidade. 5.adiesdeelementosdeligatendemaaumentaratemperaturaderecristalizao(poisretardama difuso). Os efeitos do TF prvio e da temperatura de recozimento sobre o tamanho de gro do material recozido, para um tempo de recozimento constante, esto esquematizados na figura 6. Figura 6 - Efeito do trabalho a frio prvio e da temperatura de recozimento sobre o tamanho de gro do material recozido (para um tempo de recozimento constante). Emboraosrecozimentosaumentemocustodoprocesso(sobretudocommetaisreactivos,quetmdeser recozidosematmosferasinertesouemvcuo),fornecemtambmgrandeversatilidade,poisadequando-seociclo TF-recozimento, pode-se obter qualquer grau desejado de encruamento no produto final: Se for pretendido um material mais resistente do que o material integralmente recozido, ento a operao final um passe de TF com o grau de deformao necessrio para se obter a resistncia desejada, seguindo-se geralmente um aquecimento de recuperao (abaixo da temperatura de recristalizao) apenas para atenuar as tenses residuais; Obs.: este procedimento mais adequado do que tentar controlar a resistncia da pea encruada por recozimento, porqueoprocessoderecristalizaoavanarapidamenteemuitosensvelapequenasflutuaesde temperatura no forno. Se for pretendido um material inteiramente amaciado, ento o recozimento a operao final. habitualproduzirem-seartigostrabalhadosafrio(comotiras,chapasefios)comdiferentesclassificaes, dependendodograudeencruamentoconformemostradonatabela2,parachapasdeaolaminadasafrio.Cada estado(ingls"temper")indicaumadiferentepercentagemdetrabalhoafrioapsoltimorecozimento.A classificaovariaconformeometal,sendoemgeralbaseadaemvalorescomparativosdatensoderuptura traco e no em valores de dureza. Nem todas as ligas so passveis de serem encruadas nos graus de encruamento correspondentes s classes mais elevadas. Nasaplicaesindustriais,ograudeencruamentoexpressofrequentementecomoumamedidaconvencional da deformao, como por exemplo: a reduo percentual em rea transversal da pea: r = (Ao-Af)/Aoonde: Ao e Af so as reas de seco transversal antes e aps a conformao, respectivamente. Na laminagem afrio de umachapa de espessura inicialhopara a espessura finalhf, a reduo pode ser obtida pela expresso seguinte, visto que a sua largura praticamente no varia durante a laminagem: r = (ho - hf) / ho. EFEITO DA TEMPERATURA NA CONFORMAO MECNICA PFAB2 CONFORMAO PLSTICA MDC ISEP 200712Tabela2-TabelacomercialBrown&Sharpmostrandoasdiversasclassificaesemfunodograude encruamento Designao comercialr (%)Classe B & S Chapa RecozidaSoft temper0- Chapa 1/4 duraQuarter hard111 Chapa meio duraHalf (medium) hard212 Chapa 3/4 dura3/4 hard293 Chapa (100%) dura(full) hard temper374 Chapa extraduraextra-hard506 Chapa com dureza de molaspring temper608 Chapa extramolaextra-spring6810 Normalmente, as operaes de trabalho a frio - recozimento so as etapas finais dos processos de conformao mecnicadevidoprincipalmente,asexcelentesqualidadessuperficiaisetolernciasdimensionais.Osesforosde conformaosomuitoelevadosoquerestringe,emcertoscasos,otamanhodaspeasproduzidaseemalguns materiais, a conformao no pode ser realizada devido baixa ductilidade do metal. CLASSIFICAO DOS PROCESSOS DE CONFORMAO PLSTICA Devidograndevariedadedeprodutosesemi-produtosquepossvelobteratravsdaconformaoplstica, associadosavriosprocessoscomdiversasvariantes,etendoemcontaqueomesmoproduto(ousemi-produto) pode ser realizado por diferentes processos, torna a sua classificao bastante complexa. Asoluodesteproblemadaclassificaodosprocessosdeconformaoplsticafoirecorreratrstiposde classificaes. Umarelativaaoestadodoproduto:designa-seprimrioseoprocessoconduziraformasintermdiasou semi-produtostaiscomochapas,varesouperfisdiversosedesigna-sesecundrioseoprocessoconduzira produtos acabados. Outra dasformas de classificao relativa espessura do produto (ou semi-produto), dividindo os processos em dois tipos: conformao em massa e conformao em chapa. A terceira forma de classificao relativa temperatura de conformao dividindo os processos em trabalho a quente e a frio. Mesmo com estas divises o processo de classificao sempre algo confuso uma vez que no mesmo processo de conformao (mesmo equipamento) podem ser obtidos produtos ou semi-produtos, em massa e em chapa, a frio e a quente. Talvez o processo mais til de classificao seja o relativo temperatura (quente ou frio) uma vez que a maior partedostrabalhosafriosorealizadosemchapaouemprodutoscompequenaespessura(numgrupode equipamentos)enquantoqueagrandemaioriadostrabalhosaquentesorealizadosemmassa(noutrogrupode equipamentos). Utilizando esta forma de classificao, os processos para trabalhar preferencialmente a quente (e em massa) so a laminagem (inclu a laminagem de tubos sem costura), a extruso (directa e inversa), o forjamento (emmatriz aberta e em matriz fechada ou estampagem). So normalmente realizados a frio (e em chapa) o estiramento (inclu a trefilagem), o repuxar, a embutidura e a dobragem (inclu quinagem e calandragem). Inclu-senormalmentenosprocessosdeconformaoafrioocortedechapamecnico(guilhotina,prensae puncionadora), embora a componente de conformao plstica no corte seja pequena. LAMINAGEM PFAB2 CONFORMAO PLSTICA MDC ISEP 2007 13LAMINAGEM Processotecnolgicodeobtenodesemi-produtoslongosdesecorectaconstantenoqualomaterial deformado ao passar entre dois cilindros em rotao. normalmente um processo de conformao plstica a quente para a produo de semi-produtos embora seja tambm utilizado a frio para fazer operaes de acabamento. PRINCPIO DE FUNCIONAMENTO Osrolos(emrotao)sosujeitosaumaforanormalFL(foradelaminagem)quedevesersuficientepara provocar a deformao do material. As tenses que causam a deformao so essencialmente de compresso. Normalmentepode-seadmitirquenose verificaalargamento,ouseja,adiminuioda espessuradalminametlicacompensada integralmente por um acrscimo do comprimento. Nestascondiespodem-serelacionaras velocidadesdeentrada(Vo)esada(Vs)comas espessurasdeentrada(ho)esada(hs).Pela igualdade de caudais, tem-se que Vo.ho = Vs.hs. Avelocidadedometalcrescedaentradaat sada dos rolos (desde a seco AA at BB). Ao longodasuperfciedecontactoentreoscilindros e o metal, existe apenasuma seco (NN, ponto neutro)ondeavelocidadeperifrica(tangencial) doscilindrosigualvelocidadedeescoamento da placa laminada. Desde o incio da deformao (ponto A) at ao ponto neutro (ponto N) a velocidade tangencial da superfcie dos rolossuperiorvelocidadedomaterial,oqueprovocatensesdecorte(atrito)nosentidodoescoamentoeque permitem o arrastamento do material. Aps o ponto N, o movimento do metal mais rpido do que o da superfcie dos cilindros. A direco da fora de atrito inverte-se opondo-se sada do metal entre os cilindros. Idealmente o ponto neutro deveria ser coincidente comopontoBdeformaamaximizaraforadearrastoeminimizaraforaglobalnecessriaparaalaminagem. Consegue-sedeslocaropontoneutroparaasada(pontoB)aplicandoumaforadetraconasadadomaterial laminado. Paraadeformaoplsticadomaterialnecessrioaplicarumapressosuficienteparaultrapassarovalorda suatensodecedncia.Estapresso(oucargaespecfica)delaminagem,p,resultadadivisodaforade laminagemFLpelareadecontactoAC(AC=b.LA,emquebrepresentaalarguradomateriallaminadoeLAo comprimento projectado do arco de contacto AB). .L LC AF FpA b L= = PRODUTOS LAMINADOS Os semi-produtos provenientes de operaes de laminagem partem de um lingote (obtido por vazamento de ao no estado lquido num molde), dando origem a um dos seguintes tipos de formatos: BLOOMSemi-produtodesecorectaquadrada,deladoigualousuperiora120mmereaigualou superior a 14400mm2 BILLETQUADRADOSemi-produtodesecorectaquadrada,deladocompreendidoentre50e 120mm e rea compreendida entre 2500 e 14400mm2 BRAMESemi-produtodesecorectarectangular,deespessuraigualousuperiora60mmelargura compreendida entre 120mm e 4x a espessura BILLETRECTANGULARSemi-produtodesecorectarectangular,deespessuracompreendida entre 30 e 120mm e com largura compreendida entre 50 e 288mm V0 VS hSh0 r A A B B FL FL N N LAMINAGEM PFAB2 CONFORMAO PLSTICA MDC ISEP 200714Apartirdestessemi-produtospoderoserobtidosmuitosoutroscomosformatosstandardnormalmente conhecidos do utilizador final, tais como: Perfis em I , U, rails Cantoneiras L de abas simtricas ou assimtricas Varo quadrado (que depois pode ser acabados a frio por estiramento) Arame (que depois pode ser acabado em fio por trefilagem) Varo redondo (que depois pode ser transformados em tubo sem costura em laminadores especiais) Placas e chapas (que depois pode ser dobradas ou calandradas para fazer tubo com costura) DESCRIO DO LAMINADOR O laminador constitudo por uma estrutura metlica que suporta um ou mais pares cilindros (rolos), que rodam mesma velocidade linear e que possuem um mecanismo de regulao do entre-eixo (distncia entre os rolos). Osprincipaisconstituintesdolaminadorso:rolosoucilindros;chumaceiras;carcaa;motor;redutor; mecanismo de regulao do entre-eixo dos rolos (em marcha ou parado); etc. Equipamento auxiliar: Tesouras e serras Mesas elevatrias Bobinas enroladoras (perfis redondos e chapas) LAMINAGEM PFAB2 CONFORMAO PLSTICA MDC ISEP 2007 15TIPOS DE LAMINADORES (para formatos planos) Duo(irreversvel)(a)apenasumpardecilindroseemqueo produtopassapelosrolosnumsentidoetornaposioinicialsem passarnovamentepelosrolos,passandoporcimadorolosuperior(os rolosspossuemmovimentonumsentido).Acadapassagem,o intervalo entre os rolos reduzido. Duoreversvel(b)apenasumparderoloseemqueomaterial efectuasucessivaspassagenspelomeiosdosrolos,nosdoissentido, havendoinversodomovimentodosrolosacadapassagemdo material.Simultaneamente,adistnciaentreosrolosreduzida.So laminadores desengrossadores que do as primeiras passagens aos lingotes para formar blooms. TrioConstitudopor3rolosempilhados.Omaterialpassaentreoparde rolossuperiornumsentidoeentreoparderolosinferiornosentidocontrrio (ou vice-versa). Incrementa a produtividade. O rolo intermdio normalmente arrastado por atrito. QuartoOmateriallaminadoporumparderolosdesignadoscomocilindrosde trabalho,osquaissoaccionadosporoutropardecilindrosmaiores,designadospor cilindrosdeapoio,osquaisrodamemsentidocontrrio.Autilizaoderolos pequenospermiteumafortediminuiodapotncianecessrialaminagem(areade contactomenoreparaamesmapressodelaminagemaforanecessriatambm inferior). Os rolos de trabalho, por possurem menor dimetro esto sujeitos a um maior desgaste,peloqueterodesersubstitudosmaisfrequentemente.Osuporteconcedido pelosrolosdeapoio(demaiordimenso)evitaaflexodosrolosdetrabalho(maior uniformidade da seco do laminado). UniversaloutipoGreyConstitudoporparesdecilindroshorizontaiseverticais, colocados no mesmo plano (indicados para o fabrico de perfis tipo I ou U ). Laminadores mltiplos O par de rolos de trabalho chega a estar suportado em 5 pares de rolos de apoio. Utilizado na laminagem de chapas de ligas de alta resistncia. Umconjuntodediversosparesdecilindroslaminadoresdesigna-senormalmenteporTremdeLaminageme tem o aspecto da figura seguinte: Ostrensdelaminagemsousadosessencialmentena fabricaodeprodutosplanos(chapas)deelevadoconsumo (grandes sries). Umavezquecadaumdosgruposderolospossuiuma reduodeespessuradiferente,atiramovimenta-secom velocidades distintas em cada estgio de laminao. Assim,sernecessriaumasincronizaoentrea velocidadedesadadeumgrupoderoloseavelocidade de entrada do grupo de rolos seguinte. Ostrensdelaminagempodemserdivididosem4 gruposdistintos,emfunodafasede fabrico: Trem de desbaste Trem de esboamento Trem preparador Trem de acabamento Normalmente,ostrensfinaisde laminagemcontnuasoconstitudospor 4a7laminadoresdesemi-acabamento (preparao)e4a8laminadoresde acabamento. DesenroladorTrem de LaminagemEnrolador LAMINAGEM PFAB2 CONFORMAO PLSTICA MDC ISEP 200716LAMINADORES PARA TUBOS Os tubos utilizados na construomecnica podemser de dois tipos: tubos com costura(soldados) e tubos sem costura.Estesltimospodemserobtidosporextruso(casodasligasdeCuedeAl),porforjamento(parapeas unitriasoudegrandeporte)eporlaminagem.Amaioriadostuboslaminadosobtidaemlaminadores Mannesmann ou Stiefel. Mannesmann Dois rolos tronco-cnicos emformadebarrilrodandonomesmo sentidoeformandoumpequenongulo comoeixodomaterial,comprimemo varodemetalaquecidocontraum mandril cnico, rasgando (por traco) o varoeformandoumtubocalibrado interna e externamente. Esteprocessoomaisviolentodos tratamentosmecnicosaqueosmetaispodemsersubmetidos,esosmetaismuitobemelaboradoseisentosde defeitos lhe resistem. A laminagem efectuada a quente e o varo redondo :osujeito a um movimento de rotao; oarrastamento axial pelo movimento dos rolos; oesmagamento diametral, com reduo da seco do varo; otoro progressiva superficial (as superfcies exteriores so rodadas cada vez mais depressa pelas geratrizes dos cones, medida que o varo avana entre os cones, pois o dos rolos aumenta); oestiramentoprogressivo,porqueacomponenteaxialdomovimentovai aumentando. StiefelProcessobaseadonomesmoprincpiodoslaminadoresMannesmann, emqueosroloscomaformatronco-cnicasosubstitudospordiscoscom aresta curvilnea e animados de movimento rotativo. Os laminadores Manesmann e Stiefel deixam parede grossas, pelo que existem outros processos para, a partir destes, produzir tubos de paredes finas LaminadordemandrilDoisrolosemformadetuboemrotao,comprimemumtubo previamente formado contra um mandril colocado internamente, reduzindo o dimetro, calibrando a espessura da parede do tubo e aumentando o comprimento do mesmo. LaminadorrotativoDoisdiscosdeformacnica,rodamemsentidos contrrios, comprimindo um tubo previamente formado contra um mandril troco-cnico, fazendo-o aumentar de dimetro interior custa de uma reduo do seu comprimento ou espessura. LaminadoralisadorDoiscilindroscolocadosdeformaligeiramente oblquarelativamenteaoeixodomaterial,rodamemsentidoscontrrios, comprimindoumtubopreviamenteformadocontraummandrilcilndrico,promovendoa calibrao e alisamento das faces interna e externa do tubo. FACTORES QUE INFLUENCIAM A LAMINAGEM A laminagem pode ser condicionada pelos seguintes factores: Dimetrodosrolos-Paraumamesmareduodeespessura,materialeatrito,umincrementododimetrodos rolosconduzaumacrscimodaforanecessrialaminagem,pelofactodeaumentarareadecontacto laminado/rolos. Atrito Conduz necessidade de umafora de laminagem superior. O atrito pode ser reduzido: promovendo a lubrificao no contacto e diminuindo a rugosidade da superfcie dos rolos. Se a lubrificao for muito eficaz (o que difcil dadas as temperaturas de trabalho) o atrito pode tornar-se muito baixo e no permitir a alimentao do material nos rolos. ForadetracoReduzaforadelaminagem.Atracoposteriormaiseficiente,jquedeslocaoponto neutro para a frente, na direco da linha de eixos, reduzindo o atrito e melhorando a alimentao (produto mais homogneo). Velocidade dos rolos Quanto maior for a velocidade dos rolos maior a velocidade de deformao (presso de laminagem superior), fazendo aumentar tambm a fora de laminagem e a potncia necessria. Temperatura Quanto maior for a temperatura do material menor ser a fora de laminagem. LAMINAGEM PFAB2 CONFORMAO PLSTICA MDC ISEP 2007 17PROBLEMAS E DEFEITOS NOS PRODUTOS LAMINADOS Devem-se essencialmente interaco entre a deformao plstica do material e a deformao elstica dos rolos. Sobinflunciadeforasdelaminagemmuitoaltas,osrolos sofremflexoeachatamento,deformandoelasticamentetoda a estrutura do laminador. Aespessuradaplacaacabadadelaminarnormalmente maiordoqueoespaoexistenteentreosrolos,devido deformaoelsticadosrolos.Deverserconhecidaa constante elstica do material dos rolos, de forma a compensar a reduo de dimetro dos rolos sob o efeito da carga. Umdosmaioresproblemasdalaminagemaflexodos rolos.Poderocriar-sefissurasnocentrodaplacalaminada, devidotracoimpostanestazona,comparativamenteaos bordos sujeitos a compresso. Para minimizar este problema comum usarem-se cilindros abaulados. O problema da flexo dos rolos ou do uso de rolos abaulados tem tambm implicaes no transporte do material pelos rolos: ose os rolos flectirem, os bordos da placa iro alongar-se mais do que o centro da placa; ose se utilizarem rolos abaulados, o centro da placa tender a alongar-se mais do que os bordos; oquandoomaterialpassaatravsdosrolos,todososelementosaolongodaespessuraexperimentamalguma tendnciaparaseexpandiremlateralmente.Nestecaso,oselementosdobordoiroexpandir-semuitomaisdo que os elementos do centro da placa; ocomadiminuiodaespessuranocentrodaplaca(devidoaoabaulamentodoscilindros),todososelementos deformadoscontribuemparaoaumentodocomprimento,enquantopartedasarestasseescoaatravsde espalhamento lateral. Podero ainda surgir outros defeitos tais como: oBordos em degrau: originados por um deficiente arrastamento da tira (a); oFissurasnocentrodatira:originadoporumapressono homognea no centro dos rolos (b); oFendaslaterais:originadasporpressonohomogneaemal regulada nos bordos dos rolos (c); oDelaminagem:formaodeduasfolhasparalelasquese destacamumadaoutraaseguiroperaodelaminagem, devido a uma m regulao da presso entre os cilindros (d). REGENERAO DO GRO Alaminagempartedeumprodutocomgrodegrandesdimenses,promovendoumalongamentodesses mesmos gros. Numa fase posterior, criam-se e desenvolvem-se gros de pequenas dimenses, promovendo uma melhoria da resis-tncia mecnica, embora esta seja normalmente acompanhada de alguma anisotropia. LAMINAGEM PFAB2 CONFORMAO PLSTICA MDC ISEP 200718EXEMPLOS SEQUNCIA DE OPERAES HABITUAIS NA OBTENO DE CHAPAS FINAS (laminagem a quente) 1.O ao macio elaborado num forno Siemens-Martin e vazado seguidamente em lingoteiras; 2.Os lingotes, depois de solidificados, so reaquecidos temperatura de laminagem (1260C), tendo em ateno uma cuidada repartio e homogeneizao da temperatura no interior do lingote; 3.O tempo de estgio, nesta fase, varia entre 5 e 15 horas, dependendo do tamanho e temperatura de de entrada dos lingotes; 4.A primeira laminagem efectua-se num laminador Duo reversvel, no qual so efectuadas diversas passagens; 5.obtidoumsemi-produtochato,do qualsecortamopeacabea,ondeseencontramconcentradasas impurezas (devido ao processo de solidificao); 6.Desse semi-produto, so cortadas diversas Brames com comprimento compreendido entre 2 e 6 metros; 7.AsBrames,depoisdearrefecidassoinspeccionadasumaaumaeosdefeitossuperficiaisdetectadosso eliminados chama; 8.Efectua-seumnovoaquecimentodestessemi-produtosatumatemperaturacompreendidaentre1200e 1300C, durante 2 a 2,5 horas; 9.Estes semi-produtos, quentes, so passados em laminadores desengrossadores (desbaste) com os objectivos de: a.Retirar a camada de xido que eventualmente se formou durante o reaquecimento; b.Aumentar a largura das Brames; 10.Seguidamente so desempenados em prensas; 11.Depois passam aos laminadores Quarto, dos quais se verificam redues de 30 a 50%; 12.Omaterialpassaaumprocessamentocontnuoemque,nofimdacadeia,chegaaatingir36a40Km/h.A chapa,nofinaldestaoperao,apresentaumaespessurade1,5a4,5mm.Noinciodotrem,asredues operadas so na ordem dos 50%, verificando-se um decrscimo da reduo at aos 5% no fim do trem. Entre estgios, a chapa desembaraada de calamina com jactos de gua sobre presso; 13.No final do processo a quente, a chapa enrolada em bobines. Paraaobtenodaschapasrectangularespolidascorrentementecomercializadas,procede-seaindadoseguinte modo (laminagem a frio): 1.Corte dos topos em esquadria; 2.Soldadura de topo; 3.Fresagem do cordo de soldadura; 4.Fragmentao da camada de xido com o auxlio de rolos; 5.Decapagemqumicapormeiodecidosulfrico(aconcentraodecidocrescentedetinaparatina,ao longo do processo); 6.Lavagem em gua quente; 7.Secagem por corrente de ar aquecido; 8.Uniformizao da largura da chapa; 9.A chapa ento oleada e enrolada em bobines com 15 a 21 ton; 10.Achapaseguidamentedesenroladaepassadanumconjuntode3,4ou5laminadores,geralmente Qudruos, em que o rolo de trabalho possui cerca de 600mm e o de apoio 1400mm; 11.Abobinedesadaexercetracosobreachapaaserlaminada.Ocontrolodeespessuraconstante.A velocidade de sada chega a atingir os 100Km/h; 12.A largura da chapa pode atingir os 1800mm; 13.Durante a laminagem os rolos so arrefecidos; 14.Para redues maiores, a chapa lubrificada com leo solvel ou leo de palma; 15.Aps redues de 85-90%, o material est suficientemente encruado para no poder permitir nova deformao. Torna-seentonecessriaarealizaodeumtratamentotrmicoderecozimento(680-720C),durante20a 30h,emcampnulasprovidasdeconvecoforadacomumamisturadegasesapropriadaparaevitara oxidao; 16.As chapas sofrem uma ltima operao de laminagem, designada por Skin-pass, com uma reduo na ordem do 1%, que visa essencialmente calibrar e dar o acabamento final pretendido para a chapa; 17.Caso seja vendida em rolo, o processo acaba no enrolamento final; 18.Caso se destine a ser comercializada em chapa rectangular, esta cortada, marcada, empilhada e embalada. LAMINAGEM PFAB2 CONFORMAO PLSTICA MDC ISEP 2007 19SEQUNCIA DE OPERAES HABITUAIS NA OBTENO DE TUBOS SEM COSTURA 1.Produo do ao (processo idntico ao das chapas); 2.Lingote de ao; 3.Reaquecimento do lingote e homogeneizao da temperatura; 4.Desengrossamento do lingote; 5.Corte das pontas do Bloom (p e cabea) e corte em comprimentos iguais; 6.Laminagem para transformao em varo redondo; 7.Corte em comprimento; 8.Inspeco; 9.Reaquecimento; 10. Fabrico do tubo no laminador Mannesmann; 11. Reaquecimento; 12. Reduo do dimetro e da espessura da parede no laminador de mandril, aumentando o comprimen-to; 13. Calibragem dos dimetros interior e exterior num laminador alisador; 14. Passagem num laminador para desovalizao; 15. Arrefecimento. OUTROS EXEMPLOS EXTRUSO PFAB2 CONFORMAO PLSTICA MDC ISEP 200720EXTRUSO DEFINIO: Processo de conformao plstica, no qual um bloco de metal reduzido de seco ao ser obrigado a fluir atravs de um orifcio (fieira) sob a aco de elevadas foras de compresso. Aextrusoproduzsemi-produtosmaisoumenoslongos,desecorectaconstante.normalmenterealizadaa quente, de forma quase esttica ou por impacto. A extruso muito utilizada em ligas de cobre e alumnio, mas com o desenvolvimento de lubrificantes especiais tornou-se extensvel aos aos e aos inoxidveis. Podem-seproduzirporextrusotodososperfis laminados(simples)etambmperfismais complexos (impossveis de obter por laminagem). umprocessomuitoutilizadonaobtenodeperfis em alumnio para janelas e portas para a construo civil,estoresmetlicosexterioresesemi-produtos vrios. VANTAGENS DA EXTRUSO Processo alternativo laminagem, mais rentvel principalmente para a produo de pequenas sries; Permite a obteno de formas complexas; O custo das ferramentas moderado; O tempo de preparao das mquinas reduzido; Processomaisfivelparamateriaismaisfrgeis,devidostensesaplicadasseremessencialmentede compresso; Possibilita a transformao de determinados materiais impossveis de trabalhar por laminagem, tais como certos aos inoxidveis, ligas de nquel e de molibdnio, etc., devido s razes apontadas no ponto anterior; TIPOS DE EXTRUSO (Directa; Indirecta ou Inversa; Por impacto). 1.EXTRUSO DIRECTA Oprodutoextrudidosainomesmosentido de deslocamento do mbolo. Oblocodematerialaextrudircolocado num cilindro e empurrado por um mbolo de umaprensahidrulicaeobrigado,assim,a passaratravsdeumafieiracomaforma fmea daquela que se pretende obter. Seguidamentepoderobservar-seumdiagrama esquemticodaformacomoumtubosem costurapodeserobtidoatravsdeextruso directa. Paraarealizaodaoperaoanteriordeverter-seem ateno os seguintes factores: Paraqueseconsigamobtertubosconcntricos,o punoeombolodevemmover-senoeixodo cilindro e da matriz; Ofuroaxialdomaterial(casoexista)deveser concntrico; O material deve oferecer igual resistncia deformao, na sua seco recta. Outraformadeextrudirtubossemcosturaconsistenautilizaodeumaferramentaespecial, com uma ponte que segura o mandril, conforme se segue: Ferramenta (Matriz)Porta FerramentaEmboloBloco de MaterialCilindroEmbolo Intrecalar CilindroBlocode MaterialEmboloPunoCilindroEmboloBloco de MaterialPunoEXTRUSO PFAB2 CONFORMAO PLSTICA MDC ISEP 2007 21O material obrigado a passar por 4 canais diferentes, volta da ponte central que suporta o mandril; Os canais juntam-se numa cmara e o material que lchegacaldeadoesaidaferramentacoma forma de um tubo; O processo muito utilizado na extruso de tubos longos de pequeno dimetro e de parede fina com ligas de alumnio e magnsio. 2.EXTRUSO INVERSA OU INDIRECTA Oprodutoextrudidosaiemsentidocontrrioaodo movimento do mbolo; Utiliza a ferramenta no mbolo que oco para o efeito; Geralmenteocilindroquesemoveenquantoqueo mbolo com a ferramenta se mantm estacionrio da o nome de inversa; Nestecasonohmovimentoentreoblocodo material e o cilindro, pelo que o atrito menor; A potncia necessria menor; Existemlimitaesprticasoriginadasnacarga limitada que se pode aplicar ao mbolo oco. 3.EXTRUSO POR IMPACTO Aextrusoporimpactoutilizanafabricaodetubosdepequenos comprimentosparaembalagensdeprodutospastososoulquidoseest reservada a materiais macios, tais como chumbo, estanho, alumnio, cobre e tambmaao.geralmenterealizadaafrioporprensasmecnicasdealta velocidade. Existe sob trs formas: a.Inversa: uma pastilha do material colocada na matriz que tem o dimetro exterior do tubo; apastilha,entopercutidaviolentamenteporumpuno;estecomprimeomaterialna matriz e obriga-o afluir paracima, envolvendo o puno para formar o tubo. b.Directa: o puno tem ummandril que ir calibrar o dimetro interior do tubo; a pastilha inicial no plana como no caso anterior, mas tem j uma forma apropriada. c.Mista: conjugao de extruso por impacto directa e inversa. EQUIPAMENTOS Asprensasdeextrusosoequipamentosdegrandeporte,providosdecapacidadevarivel; podem classificar-se em horizontais e verticais. Prensas Verticais: Tm capacidades de 300 a 1000 ton.;Permitem um melhor alinhamento do mbolo com a ferramenta; tm maior produo;Necessitam de pouco espao na horizontal, mas exigem uma grande implantao em altura;Podem necessitar de uma fossa para extrudir produtos de grande comprimento; Originam um arrefecimento uniforme no produto, donde resulta uma deformao simtrica. Prensas Horizontais: Vo de 1500 a 5000 ton., embora se tenham j construdo prensas de 12000 ton.. CilindroMadrilMaterialPonteFerramenta (Matriz)EmboloBloco de MaterialCilindroPratoEXTRUSO PFAB2 CONFORMAO PLSTICA MDC ISEP 200722A parte inferior do bloco, que contacta com o cilindro, arrefece mais rapidamente que a parte superior, a menos que o cilindro seja aquecido interiormente; Estefenmenooriginatuboscomespessuradeparedenouniforme,peloqueasprensas verticais so reservadas para o fabrico de tubos de paredes finas. Ferramentas:Asferramentasutilizadasemextrusosoextremamentesolicitadasportenses elevadas, choques trmicos e oxidao. So fabricadas em aos de alta liga; o ao para a matriz de extruso de materiais no ferrosos possui normalmente a seguinte composio: C 0,30 % ; W 9,00 % ; Cr 2,70 % ; V 0,40 %. PARMETROS DE EXTRUSO Os principais parmetros que condicionam as foras desenvolvidas na extruso so as seguintes : 1. Tipo de extruso ( directa ou inversa ); Asfiguramostraaevoluodapressodeextrusoem funodocursodombolo(paraosdoistiposde extruso): a) No incio, d-se uma rpida subida das presses, at o bloco comprimido encher completamente o cilindro; b) Na extruso inversa no h movimento relativo entre ometaleocilindro,peloqueapressomantm-se aproximadamente, constante; na extruso directa tal no severificaeoatritofazaumentarasforas(1),mas, medidaqueomboloavana,areaqueintervmnoatritodiminuie,comela,apressode extruso (2); c)Nofinal,emambososprocessos,verifica-seumarpidasubidadepresso,devido dificuldade de fazer fluir o material numa trajectria a 90; deste modo, o bloco de metal nunca passadointeiramentepelaferramenta(matriz);hsempreumapartequeseretiradocilindroe que volta para a fundio. 2.Relao de extrusoChama-seRelaodeextruso,k,aoquociente entre a seco recta do cilindro Ao e a seco recta do material aps extruso, Af . k = Ao/ Af (k>1). A fora de extruso F (sem considerao do atrito): F =y*Ao*ln(k).yatensolimiteelsticodo materialtemperaturaevelocidadededeformaoa que se opera a extruso. Asforascalculadasporestaexpressosocercade50%inferioressmedidasnaprtica, devidoaofactodenotersidoconsideradooatritoedeseterconsideradoadeformao uniforme. Aquela expresso mostra que h um aumento considervel das foras quando k cresce. Em certos metais ou ligas faceis de extrudir (ligas de cobre e aluminio), conseguem-se relaes de extruso volta de 100; nas ligas de nquel, dificil ir alm de 20. 3.Temperatura de extruso A escolha da temperatura de extruso um compromisso entre duas tendncias opostas: Atemperaturafazbaixararesistnciadeformaodosmateriais,favorecendoassima extruso; A temperatura faz com que a durao das ferramentas seja severamente afectada; alm disso, o aumento de temperatura dificulta a lubrificao e favorece a oxidao. Indirecta Directa Curso do mbolo Presso de Extruso a) c) b) 2 1 EXTRUSO PFAB2 CONFORMAO PLSTICA MDC ISEP 2007 234.Velocidade de deformao Umacrscimodavelocidadededeformaofazaumentararesistnciaaessadeformao, masdeumamaneiramoderadanagamadasvelocidadespossveisnoprocesso;faztambm aumentar de forma mais significativa a temperatura do material (o tempo de transferncia de calormenor)oqueconduzaumamenorresistnciadeformao.Emcondiesde equilbrio o efeito da temperatura superior ao efeito da deformao,oquesignificaumadiminuiodafora global com o aumento da velocidade de deformao. Afigurasintetizaasrelaesjesboadasentretodos estes factores; em ordenadas, a relao de extruso, e em abcissas,atemperaturainicialdomaterial;nessafigura aparecem as curvas de presso constante (p1v3). Da figura podemos concluir que:Atemperaturaconstante(verticalpelopontoA), podemos aumentar a relao de extruso (Ao/Af) aumentando a presso, se houver capacidade suficiente da prensa; a presso constante (p1, exemplificada na figura) podemos aumentar a relao de extruso, se trabalharmos a temperaturas mais elevadas;numacompressosuficientementerpidaparaquenohajatrocasdecalorcomoexterior (adiabtica), seremos obrigados a limitar tanto mais a temperatura inicial, quanto maior for a potnciafornecida,isto,quantomaiorforarelaodeextrusoouavelocidadede deformao; daqui, a razo da posio e inclinao das curvas de velocidade de deformao. 5. Atrito Alubrificaodasferramentasedocilindroextremamentedifcildevidostemperaturasde extruso. Uma lubrificao eficiente permite: Um aumento aprecivel da relao de extruso (k), para uma dada capacidade da prensa; Maioresvelocidadesdeextrusopois,paraumadadarelaodeextruso,produz-semenos calor; Umadiminuiodoatrito,aqualconduzacargasnasferramentasmenores.Assim, conseguem-se maiores perodos de vida til das ferramentas; Para extrudir cobres e ligas de nquel utiliza-se um lubrificante base de grafite; a utilizao de vidrocomolubrificante(processosejournet)tornapossvelaextrusodeaoaocarbono,ao inoxidvel,eligasaelevadastemperaturas;orevestimentodomaterialporummaterialdctil (jacketing) antes de entrar na cmara de extruso (cobre ou ao macio) permite a extruso de ps metlicos e substncias perigosas. NORMAS AnormaEN755,fixaascaractersticasmecnicasdasligasdeAlextrudveiseascondies gerais de fornecimento de produtosextrudidos, d instrues para o projecto de perfise fixa as tolerncias dimensionais admissveis. As normas DIN 9711 e 17674, tratam os mesmos pontos para as ligas de magnsio, cobre e aos. Recomendaes segundo as normas: Evitar arestas vivas, mudanas de seco bruscas e acumulaes de material; Tendo em linha de conta que as seces planas so difceis de fabricar e so mais susceptveis deempenar,quearesistnciadaligaaextrudir,nestetocante,umpontoimportantea Temperatura P1P2P3 V1 V2 V3 Ao/Af TEMPERATURA A0 / Af V3 V2 V1 P1 P2 P3 A EXTRUSO PFAB2 CONFORMAO PLSTICA MDC ISEP 200724considerar,asnormasdo-nosasespessurasmnimas,emfunodoraiodocrculo circunscrito ao perfil e da liga utilizada; Nos perfis ocos a rigidez dos mbolos machos que fazem os ocos (cavidade) impe certas propores entre a largura e a altura; As diferenas de medidas so devidas prpria preciso de construodasferramentas,aoseudesgasteeavariaes originadas pela fabricao. Tolerncias de fabrico apertadas oneramomesmonamedidaemquefazemaumentaras despesas de fabricao/acabamento das ferramentas; Paraperfisocosasdiferenasdeespessuradeparede admissveis oscilam entre 10 e 15% da espessura nominal. Nestespontos,asnormasdo-nosdiferenasadmissveisparaum empeno longitudinal (os perfis, geralmente, tm de ser desempenados a frio,antesdesaremdofornecedor),diferenasadmissveisparaa planeza das superfcies, limites para a toro e para o desvio angular de perfisdotipoL,UeT.Igualmentesofixadasasdiferenas admissveis para o comprimento das barras fornecidas. EXTRUSO HIDROSTTICA Nesteprocessoomaterialforadoafluiratravsdeumamatrizsoba aco de um fluido com elevada presso hidrosttica. Principais vantagens: Supressodaelevadaforadeatritoentreomaterialeasparedesdo cilindro,comaconsequentereduodapotncianecessriaao processo; Lubrificao hidrosttica da matriz; Oprodutoextrudidoapresentaumptimoacabamentosuperficiale uma tolerncia dimensional bem precisa. Limitaes: Este processo realizado a frio devido s limitaes inerentes ao fluido pressurizado; Existeumlimiteprticodapressoexercidapelofludodecercade175Kgmm-2,devidoresistnciado cilindro. Estes dois factos traduzem-se numa limitao importante razo de extruso. Produto Extrudido Fieira / Matriz Produto Inicial leombolo Pisto FORJAMENTO PFAB2 CONFORMAO PLSTICA MDC ISEP 2007 25FORJAMENTO DEFINIO: Processodeobtenodepeasmetlicaspordeformaoplstica,aquenteouafrio,pormeiodeferramentas animadas de movimentos de translao, agindo por choque ou por presso. Oforjamentotambmpodeserutilizadocomoummeioparaconferiradeterminadosmetaisascaractersticas mecnicas pretendidas, atravs de uma combinao adequada de tratamentos trmicos e mecnicos. CAMPO DE APLICAO: Spermiteobterpeasdeformarelativamentesimples,necessitandodeumngulodesadaadequado(5no alumnio e 3 nos aos, no mnimo); Permiteaobtenodepeasdepesosmuitodiversificados(desdeascentenasdegramasatscentenasde toneladas); Pode ser aplicado tanto em pequenas como em grandes sries; As principais reas de aplicao so: Indstria automvel; Industria naval; Indstria aeronutica;Caminhos-de-ferro. VANTAGENS DO USO DE PEAS FORJADAS: Otrabalhomecnicoressoldaosocosexistentesnolingotedebase,taiscomomicro-rechupesechochos, tornando o material mais compacto; O trabalho mecnico destri a estrutura irregular e grosseira da fundio, substituindo-a por uma estrututa fina e uniforme, mais resiliente, menos susceptvel de ruptura frgil; Otrabalhomecnicoadesenvolversobreomaterialpodeserrealizadodeformaaincrementarassuas propriedadesnasdirecesemquesepretendeumamaiorresistnciafadiga(anisotropia),alinhandoas heterogeneidades insolveis e desenvolvendo uma certa fibragem; Aocontrriodamaquinagemedafundio,asfibrasdomaterialnosocortadasnemficamdispersas (desordenadas); As peasforjadas, principalmente as estampadas, apresentamno fim do processo umaformamuito prxima da forma final pretendida, necessitando de maquinagem muito reduzida com pouco desperdcio de material; O forjamento permite altas cadncias de produo, com mquinas praticamente universais (prensas); actualmente oforjamentoafrioganhaterrenodevidoaltaqualidadeebaixocustodaspeasqueproduz,depequenas dimenses em geral. INCONVENIENTES DO FORJAMENTO: Preo e desgaste das ferramentas; No permite a realizao de formas geomtricas complexas. TCNICAS DE FORJAMENTO: As tcnicas de forjamento podem classificar-se em: Forjamentoemmatrizaberta(forjamentolivreou universal ou simplesmente forjamento); Forjamento em matriz fechada (estampagem). O forjamento em matriz aberta realizado entre ferramentas de matrizes planas ou de formas muito simples. geralmente usadoparagrandespeasouparapequenassries.Esta tcnicafrequentementeusadaparaprepararaformada pea (esboo) para o posterior forjamento em matriz fechada (estampagem) ou maquinagem. Naestampagemapeadeformadaentreduasmetadesdematizquedoaformafinalaoproduto.Apea deformada sob alta presso numa cavidade fechada podendo ser produzidas peasforjadasmais complexas queno caso da matriz aberta, mais precisas e com tolerncias dimensionais mais apertadas. MATERIAIS E TEMPERATURAS DE FORJAMENTO Oaquecimentodaspeasindispensvel,jquedeoutraformaverificar-se-iaencruamentodomaterial,como consequenteendurecimento,perdadetenacidadeepossvelroturaoufissurao(deterioraodaspropriedades mecnicas).Ataxadedeformaoseriasubstancialmentemenor,comoconsequenteincrementodonmerode ciclos de trabalho (etapas de deformao); As temperaturas aconselhadas (e as mnimas) para cada um dos materiais trabalhados por este processo podero ser FORJAMENTO PFAB2 CONFORMAO PLSTICA MDC ISEP 200726observadas na tabela seguinte; Material Temperatura aconselhada (mnima) Material Temperatura aconselhada (mnima) Ao1200 (800)Alumnio500C (300) Titnio950C (850)Duralumnio420C (300) Cobre900C (700)Magnsio350C Lato forjvel750C (550) EQUIPAMENTOS Martelos Piles / MalhosMovidosporarcomprimidoouaccionamento mecnico; Utilizados para forjamento mdio ou ligeiro (f = 3 a 12ton); Estruturade1/2montantes,consoanteapresso de fecho a utilizar; Apresentacomovantagemessencialobaixo preo de aquisio; Apresenta como desvantagens: Baixa preciso; Problemasinerentesaoimpacto(rudo, vibraes); Presses de fecho limitadas; Prensas Mecnicas Forjamento at 8.800 ton; Baseadasemsistemasdeexcntricooude frico; Maisapropriadosaforjamentodepequenas profundidades (baixo curso); Vantagens: Substituiodoimpacto(malhos)pelo esmagamento; A vida das matrizes prolongada; Desvantagens: Custoinicialelevado(quandocomparado com os malhos); Curso de trabalho limitado; Prensas Hidrulicas Accionadas por leo (ou gua); Acorrediaaccionadaporcilindrosoupistes hidrulicosqueformampartedeumsistema hidrulico de alta presso; Permite presses de fecho at cerca de 50.000 ton; Principais vantagens: Velocidade de aproximao em vazio mais elevada que a velocidade de trabalho sobre o metal; Possibilidadederegulaodapressohidrulica emqualquerpontodocursodedeslocamento atravs de vlvulas; Avelocidadededeformaopodeserajustadaao longodocurso,emfunodaresistncia oferecida pelo metal; Permite regular o choque transmitido ferramenta e peas (maior temperatura das peas); Fornos: A operao de forjamento propriamente dita precedida de um aquecimento executado num forno. Valores tpicos de velocidade para os diferentes equipamentos de forja: FORJAMENTO PFAB2 CONFORMAO PLSTICA MDC ISEP 2007 27 Otempodevidatildasferramentasdeforjamento(matrizes) depende: oDa temperatura a que so aquecidas as peas a deformar; oDa taxa de deformao imposta; oDo material em que so realizadas; oDo material trabalhado (mais ou menos abrasivo); oDo atrito; oEtc. FORJAMENTO EM MATRIZ ABERTA (operaes elementares em construo unitria) 1.ESTIRAR:Omaterialdeformadodeformaa diminuir a seco e aumentar o comprimento, numa direcoperpendiculardomovimentoda ferramenta/prensa; 2.NERVURAR:Visaademarcaodezonasque iropossuirdiferentessecesnoformatofinalda pea; 3.ESTIRAR SOBRE MANDRIL: Prolongamento do comprimentoesimultneadiminuiodaespessura em peas previamente furadas, nas quais enfiado um mandril que serve de suporte aco de deformao; 4.ESTIRARBIGORNA:Idnticoaoanterior, comadiferenadoestiramentosedarnadireco tangencial e no segundo uma geratriz; 5.ENCALCAMENTO:Reduodocomprimento au-mentandoasecodapea.umaoperao delicadadevidoaofenmenodeencurvadura,pelo quedeveserconvenientementealternadacom operaes de estiramento; 6.SECCIONAROUCORTAR:Eliminar extremidades irregulares; 7.FURAR:Executarfuroscomoauxliodepunoe matriz, com ou sem extruso; 8.FECHAR:Encurvarextremidadesdetubos,atravs de sucessivas operaes suaves de deformao. EXEMPLOS DE PEAS OBTIDAS POR FORJAMENTO EM MATRIZ ABERTA: Peasderevoluomacias,taiscomoeixossimplesde laminadores ou veios de turbinas; Peas de revoluo realizadas com mandril, ocas, tais como reservatrios de presso, tubos, etc. Peasderevoluodefracaespessura(discos),obtidaspor encalcamento; Peasmaiscomplexas,taiscomocambotas,ncorasde navios, etc. EquipamentoVelocidade m/s Prensa Hidrulica Prensa mecnica Prensa de parafuso Martelo Pilo Gravidade Impacto / Motorizado Martelo contra-golpe0.060.30 0.061.5 0.61.2 3.64.8 3.09.0 4.59.0 FORJAMENTO PFAB2 CONFORMAO PLSTICA MDC ISEP 200728TCNICA DO FORJAMENTO EM MATRIZ ABERTA Aspeasdegrandesdimenseseelevadaexignciaem caractersticasmecnicas,taiscomorvoresdeturbinas hidrulicas,rvoresdebritadeirasgigantescas..cambotade grandes motores diesel usados em centrais termoelctricas e na produomartima.so emgeral obtidas por forjamento universalapartirdelingotesqueatingemcentenasde toneladas de peso, vindos directamente da aciaria. A figura ao lado mostra o aspecto de um desses lingotes. em corte. Acabeaeopdolingote(ricosemdefeitos)so eliminados por seccionamento. Noentanto,persistemcertosdefeitosqueaoperaode forjamento tem de eliminar: Microrechupeserechupesresultantesdecontraces trmicas ao longo do lingote. Segregaesmarcadaspelasdiferenasdecomposio qumica(concentraodecertoselementostaiscomoC,S, P,...). Zonabasltica-oscristaisprximosdapeledolingote so alongados e orientados perpendicularmente superfcie. Noinciodoforjamentoestescristaistmtendnciaa perder coeso, o que pode provocar defeitos superficiais. O forjamento comporta, em geral, as seguintes duas gamas de operaes: Esboagem - consiste numa sucesso de operaes de estiramento encalcamento em que se procura: provocar o desaparecimento da zona basltica e dos rechupes. atenuaraheterogeneidadedacomposioqumica(segregao).Asinclusestendemaalinhar-senosentidodo alongamento do metal dando origem fibragem. Acabamento - Procura-se dar pea uma forma geomtrica exterior o mais prxima possvel da sua forma final, a fim de limitar ao mnimo as operaes de maquinagem. Caso Prtico Considerar o fabrico de um rotor em ao de turbina.Devero considerar-se os seguintes dados: a.Presso de fecho da prensa: 7.500 ton b.Peso do lingote de partida: 190 ton c.Dimetro mdio inicial: 2,54 m d.Comprimento inicial: 6,7 m e.Temperatura de aquecimento: 1.200c f.Dimetro final mximo: 1,59 m g.Comprimento final mximo: 10,3 m Etapas de deformao: 1.Estiramento at =2270mm 2.Corte da zona da cabea3.Corte da zona do p 4.Encalcamento at =2490mm 5.Estiragem at =2270mm 6.Encalcamento at =2490mm 7.Estiramento at =1670mm 8.Nervuramento para vrios dimetros 9.Estiramento das zonas intermdias 10.Estiramento final para as cotas de forjamento 11.Acabamento Perdas: a.Peso da pea em bruto j forjada: 114 ton b.Peso da cabea cortada: 35 ton c.Peso do p cortado: 27 ton d.Perdas ao fogo: 14 ton FORJAMENTO PFAB2 CONFORMAO PLSTICA MDC ISEP 2007 29FORJAMENTO EM MATRIZ FECHADA (Estampagem) A estampagem uma tcnica que consiste em moldar, sob efeito de choque ou presso, um esboo de material, geralmente aquecido a elevada temperatura. em matrizes convenientemente gravadas. Os esboos de onde se parte podem ser obtidos por laminagem, extruso ou forjamento em matriz aberta.A estampagem particularmente adaptada para os seguintes casos: Fabricao em grande srie, pois a constncia das formas e das caractersticas metalrgicas interessante para as operaes de maquinagem subsequentes. Fabricao de peas fortemente solicitadas e de alta fiabilidade (Podero ser obtidas tolerncias dimensionais apertadas (50 75m), com rugosidades superficiais (Ra) na ordem dos 0.2 0.8m). Fabricao de peas de geometria complexa que necessitariam de muita matria prima e tempo de maquinagem elevado se fossem exclusivamente obtidas por arrancamento de apara. A rugosidade e tolerncias dimensionais melhoram com o incremento da presso de fecho do molde. Aspectos negativos da estampagem: Elevado custo dos equipamentos e ferramentas (s justificado em grandes sries). Desgaste rpido das ferramentas. Problemas frequentes de acabamento superficial das peas por oxidao (trabalho a quente). Aspecto das peas obtidas por forjamento em estampagem Aspeastpicasobtidasporestampagemtmumacaractersticacomum:umadasdimensesnormalmente superior s outras duas: Concepo e fabrico de peas estampadas Poderemos subdividir o processo de fabricao de peas estampadas nas seguintes fases: Projecto Definir desenho da pea em bruto; Seleccionar os meios de produo a utilizar; Determinar as dimenses do esboo; Estudar a sequncia das operaes de deformao e as respectivas ferramentas; Fabricao Preparao do esboo; Aquecimento do esboo em forno apropriado; Estampagem,aqualpodeteroperaessuces-sivas de deformao e eventuais rebarbagens; Tratamentotrmicoqueconferespeasascara-ctersticas mecnicas desejadas; Acabamentofinal,oqualcompreendeasseguin-tes etapas: Limpeza por decapagem e granalhagem; Rebarbagem; Desempeno; Controlo dimensional final. Exemplodeumabielaobtidaemvriasoperaes de estampagem e respectiva matriz A matriz ao lado tem quatro cavidades e a pea obtida de forma sequencial (1 a 4). No final retirada a rebarba. A figura mostra tambm as fibragem obtida (em esquema) com este processo. Este processo (uma matriz para vrias operaes sequenciais) adequado para sries mdias. Parapequenassriesapenasaltimafaseseriaobtidaporestampagem,comasoutrasfasesaseremobtidaspelo forjamento em matriz aberta. Para grandes sries poder-se-ia montar uma sequncia de matrizes cada uma para cada operao ou uma matriz para operaes simultneas. FORJAMENTO PFAB2 CONFORMAO PLSTICA MDC ISEP 200730Rebarba A rebarba actua como uma reserva de material que colocado a mais no processo por forma a evitar deficincias de enchimento do molde e, portanto, produo de peas deficientes (mal cheias). A matriz possui, na folga de escoamento da matriz, um sulco de rebarba, o qual possui as seguintes funes: Vlvula de segurana para o excesso de metal na cavidade da matriz; Incrementaapressodeenchimentodomolde,assegurandooseutotal enchimento,umavezqueaexistnciadosulcopermiteumapassagem suficientemente estreita (pouca folga); Controla a dimenso da rebarba; Evita a degradao das matrizes devido a excesso de presso. Osegredodeumbomdimensionamentodosulcodarebarbaconsisteem dificultaraextrusodometalatravsdaaberturaestreitadarebarba,por forma a que este escoamento seja mais difcil do que o preenchimento total da cavidade da matriz. DEFEITOS DE FORJAMENTO Formao de fissuras superficiais devido a deformao excessiva a baixa temperatura; Formao de fissuras junto zona da rebarba Este defeito tanto mais comum quanto maior for a diferena entre aespessuradarebarbarelativamenteespessuradoesboo,podendoserevitadoaumentandoaespessurada rebarba ouposicionadoazonaderebarbanumaposiomenoscrtica.Podesercorrigidopelo rebarbamentoa quente ou por um recozimento (alivio de tenses) antes do rebarbamento a frio; Formao de fissuras no interior das peas devido a tenses de traco; Formao de dobras devidas ao atrito do metal nas matrizes e que no se unem novamente durante o processo; Formao de vazios devido a mau enchimento ou bolhas de lubrificante aprisionadas; Impresso fraca, devido afalta dematerial para encher amatriz, temperatura demasiado baixa oumau projecto das matrizes; Descentramentos devidos ao desalinhamento das matrizes, folgas no guiamento exageradas devido a desgaste ou m montagem; colocao do material no interior da cavidade incorrecta. OUTRAS PROCESSOS DE FORJAMENTO Forjamento com rolos Moldao FORJAMENTO PFAB2 CONFORMAO PLSTICA MDC ISEP 2007 31COMPARAO DO FORJAMENTO POR MARTELAMENTO COM O FORJAMENTO POR PRENSAGEM Oforjamentopormartelamentofeitoaplicando-segolpesrpidosesucessivosnometal.Dessemodo,apresso mxima acontece quando o martelo toca o metal, decrescendo rapidamente de intensidade medida que a energia do golpe absorvida na deformao do material. O resultado que o martelamento produz deformao principalmente nas camadas superficiais da pea. o que d uma deformao irregular nas fibras do material. No forjamento em prensa o metal fica sujeito aco da fora de compresso a baixa velocidade e a presso atinge seu valor mximo pouco antes de ser retirada, de modo que as camadas mais profundas da estrutura do material so atingidas no processo de conformao. A deformao resultante , ento, mais regular do que a produzida pela aco dinmica do martelamento. COMPARAO COM OUTROS PROCESSOS DE FABRICO Relativamente fundio O forjamento d origem a peas com melhores caractersticas mecnicas, devido ao trabalho a frio e a quente Oforjamentoeliminadefeitosmetalrgicos,enquantoafundioumprocessogeradorporexcelnciade defeitos tais como chochos, rechupes, mal cheios e poros O forjamento cria direces preferenciais de resistncia, devido ao alinhamento de fibras e refina o gro O forjamento no necessita de um controlo de defeitos to moroso e caro como o empregue na fundio O forjamento requerummenor cuidado com as temperaturas envolvidasno processo, jque afundio poder gerar segregaes com facilidade A fabricao de peas com boas propriedades mecnicas e formas complexas exige um longo processo produtivo e um exaustivo processo de controlo, o que no acontece com as peas obtidas por forjamento Relativamente soldadura O forjamento apresenta custos menores para altas cadncias de produo Oselevadoscustosiniciaisdasferramentasparaoforjamentosofacilmenteabsorvidospelapoupanade material conseguida e pela exiguidade dos custos de inspeco associados As peas forjadas possuem um menor ndice de porosidades As peas forjadas apresentam melhores propriedades mecnicas A estrutura das peas forjadas mais homognea, devido a um aquecimento mais uniforme, situao que no se verifica na soldadura A peas forjadas no possuem ocos que possam estar na origem de fendas de fadigaO custo de inspeco na soldadura grande, sendo praticamente inexistente no forjamento Amontagemdaspeassoldadasimplicaumapreparaomuitocuidadadasjuntas,situaoqueincrementao custo das peas assim ligadas, tornando o processo mais complexo que o forjamento Relativamente maquinagem A dimenso das peas maquinadas est limitada pelos formatos e dimenses dos produtos standard existentes no mercado. O forjamento poder, para determinadas dimenses, ser o nico processo disponvel para a realizao de peas (dimenses apreciveis) As peas maquinadas so mais sujeitas a fenmenos de fadiga, j que corta a fibragem do material Em contrapartida, o forjamento permite a orientao das fibras na direco de maior solicitao das peas O forjamento permite uma poupana considervel de material em peas ocas, furadas ou com grandes diferenas de seco, gerando muito menor desperdcio ESTIRAMENTO PFAB2 CONFORMAO PLSTICA MDC ISEP 200732ESTIRAMENTO DEFINIO:Processotecnolgicodeobtenodepeaspordeformaoplstica,noqualometalforadoapassarporum orifcio mediante uma fora de traco aplicada do lado da sada da fieira. PRINCPIO DE FUNCIONAMENTO A deformao no metal conseguida custa da aglomerao e compresso do material a montante da fieira que, devidoforadetracoexercidaajusante,vaifluindoatravsdamesma,adquirindoaformaqueestalhe confere; Oestiramentorealizadonormalmentea frio,emboraseverifiqueumaevidente subidadetemperaturadurantea operao. Oscarrosdetracopodemexercer foras at 140ton;Oseucursodedeslocamentopoder atingir os 30m;Asvelocidadesdeestiramentovariam entre 0.15 e 15ms-1 (0.54 54kmh-1). APLICAES Fabrico de vares redondos macios; Fabrico de arame; Fabrico de tubos de elevada qualidade a partir de tubos extrudidos. PARMETROS DE ESTIRAMENTO Os parmetros que condicionam de forma mais activa as foras desenvolvidas no estiramento so os seguintes: a. ngulo da fieira ( ) O ngulo de entrada tem por funo armazenar o lubrificante necessrio ao processo; O ngulo de aproximao (2) determina (em conjunto com o comprimento) a reduo do dimetro do material; Apartecilndricafinaldafieiraservedeguiamentoao material; medida que este sai da fieira. b. Reduo As tenses de corte tornam-semenosimportantes com o incremento da reduo, considerando um determinado ngulo da fieira; Se se associarem grandes ngulos a pequenas redues, surgem grandes tenses de traco no centro, as quais podem originar defeitos internos ou mesmo fracturas. c. Caractersticas do material Quantomaisduroforomaterial,maiorseroesforodetraconecessrioparalevaracaboadeformao desejada; Verificou-se experimentalmente que quanto mais macio for o material, maior dever ser o ngulo da fieira. d. Atrito: Para uma mesma reduo, o atrito aumenta com a diminuio do ngulo da fieira. e. Fora em sentido oposto ao da traco O atrito do material na fieira provoca uma fora de sentido oposto quele em que est a ser efectuada a traco; Estafora,emboraprovoqueumincrementodaforadetraconecessriaaoprocesso,podeser propositadamente aplicada com vista a reduzir a presso na fieira, reduzindo simultaneamente o atrito; Assim, a ferramenta poupada, apresentando um tempo de vida til superior. As mximas redues possveis esto condicionadas pelo valor da fora necessria ao estiramento, uma vez que esta no pode ser superior ao valor da resistncia mecnica do material a jusante da fieira. Ascondiesptimasdetrabalhopassamporexistirumaligeiraestricoimediatamenteajusantedafieira, estrico essa que aumenta os alongamentos finais e diminui a presso sobre a fieira, aumentando a sua durao. MaterialPorta-FerramentaFerramentaMaxilasCarro de Traco Material Extrudido 2 ngulo de Entradangulo de Aproximao ESTIRAMENTO PFAB2 CONFORMAO PLSTICA MDC ISEP 2007 33FINALIDADES DO ESTIRAMENTO Reduzir a seco de produtos longos (embora seja mais comum efectuar-se por trefilagem); Melhorar o acabamento superficial de produtos laminados ou extrudidos;Permite uma maior preciso dimensional, sendo conseguidas tolerncias h8, h9 e h10-h11 ou h12; Melhoraraspropriedadesmecnicasdomaterial,promovendooincrementodolimiteelsticoefazendo decrescer a estrico; Proceder ao calibre de produtos laminados ou extrudidos fora da tolerncia especificada. FABRICO DE ARAME (Trefilagem) Nofabricodearameporestiramento,ocarrodetraco substitudoporumabobineenroladora.Oaramegrosso (dimetrofinalsuperioradepolegada)estiradoporuma fieira e enrolado numa s bobine. Oaramefinoestiradocontinuamente,numasriedefieiras (comummecanismodetracoentrecadauma),utilizando diversas bobines enroladoras. ESTIRAMENTO DE TUBOS Aplica-se no estiramento de tubos obtidos a quente por extruso ou laminagem; O estiramento a frio melhora o acabamento superficial e permite tolerncias dimensionais mais apertadas; Obtm-se assim tubos de parede mais fina, tubos de menor dimetro ou mesmo tubos de forma irregular; Nesteprocesso,paraalmdafieiraidnticaaoprocessode estiramentodevares,torna-senecessriaainclusodeum mandril comprimido pela aco de um suporte colocado do lado contrrioqueleemqueefectuadaatracodaextremidade do tubo; O mandril pode ser cilndrico (figura) ou cnico. Oestiramentodetubostambmpodeserexecutadocomum mandril mvel. Neste caso existem duas variantes: Omandrilpuxadoconjuntamentecomotuboatravsda fieira; utilizado um puno cilndrico com extremidade esfrica na parte interior dotuboadeformar,emsubstituio domandril,oqualatravessaafieira juntamentecomomaterialformando uma concha na extremidade. Existe ainda um processo de estiramento de tubos em que se utiliza um mandril flutuante: TRABALHO EM CHAPA PFAB2 CONFORMAO PLSTICA MDC ISEP 200734TRABALHO EM CHAPA REPUXAR Processodeconformaoplsticaemqueomaterial, normalmenteafrio,deformadoporpressoexercida sobreomesmoporintermdiodeumaferramentaque no ponto de contacto rola. normalmenteutilizadopara produodepequenassriessendoo material mais comum o cobre. Esteprocessopermiteaobtenode peasdeparedemaisoumenos espessadeacordocomonmerode passagensefectuadaseapresso exercidapelaferramentasobreo material. DOBRAGEM / QUINAGEM / CALANDRAGEM Considera-sedobragememchapaquandoa deformao se processa em torno de um eixo. Omaterialaoserdobradotemcomportamento diferenteconformeestnointeriorouexterior do plano neutro. Comprimido o 1 e estirado no 2. Ao ngulo A d-se o nome de ngulo de dobragem o raio de dobragem R normalmente referido parte cncava da pea e determinado pelo raio da ferramenta utilizado. A dobragem efectuada segundo a largura da pea W A dobragem pode ser em V (neste casoadesignaodoprocesso quinagem)ouemaba,afigura seguinte ilustra estes dois tipos. Naquinagemopuno (ferramentamvel)actuanoeixo dedobragemenquantoquena dobragem (em aba) a matriz que define o eixo de dobragem. A quinagem pode ser de dois tipos: no ar ou a fundo. Na quinagemno ar o ngulo de quinagem definido pela posio relativa da aresta do puno e pelos apoios da matriz, enquantoqueaquinagemafundoongulodamatrizdefineongulodequinageme corresponde tambm ao ngulo mximo possvel com o par puno/matriz. Efeito mola - recuperao Quando deixa de ser exercida presso sobre o material a energia elsticadestecausaarecuperaoparcialdaformainicial.Esta recuperao chamado efeito de mola e traduz-se no aumento do ngulodedobragem.Esteefeitotantomaiorquantomaiores foremomdulodeelasticidadeeatensolimitedeelasticidade do material. Pode avaliar-se o efeito de mola como: SB = (A - Ab )/ Ab TRABALHO EM CHAPA PFAB2 CONFORMAO PLSTICA MDC ISEP 2007 35Paracompensaresteefeitoporformaaobterpeascomongulopretendidopodemserseguidosdoisprocessos: sobredobragemeesmagamento.Noprimeirocasoasferramentassoconstrudascomnguloinferiorao pretendido no segundo caso o material ligeiramente estirado na zona de dobragem. Oestiramentoacontecesemprequeoraiodaferramentapequenorelativamenteespessuradomaterial.Pode estimar-se o estiramento sofrido pelo material a partir do comprimento da linha neutra na zona deformada: BA = 2 (R+Kba t) A/360 em que: R- raio dobragem A - ngulo suplementar dobragem t espessura do material Kba factor estiramento para R< 2t Kba = 0.33 se R 2tKba = 0.5 Fora de dobragem A fora necessria para a dobragem depende da geometria da puno e matriz bem como da resistncia, espessura e largura do material. Este valor pode ser estimado a partir da expresso: F = (KbfTSwt2)/D em que: Kbf factor que depende do tipo de dobragem ;VKbf = 1.33; abaKbf = 0.33 TS Tenso limite resistncia traco w largura do material t espessura do material D abertura da ferramenta. Umcasoparticulardadobragemoqueocorrequandose enrolaumachapa.Nestecasooraiodedobragemdefinido peladistnciaentreosrolosaccionados,exterioreseorolo interior. Odispositivoutilizadotemonomedecalandraeaoperao chamada de calandragem. Para permitir a execuo de superfcies cilndricas fechadas um dos apoios de rolo interior normalmente desmontvel. Paraaproduodetuboscomcosturaapartirdechapa utilizado um dispositivo similar ao indicado na figura. Paraesteprocessoparte-sedechapaembobineaqualcortada longitudinalmentenalarguracorrespondenteaopermetrodo tubo pretendido. A operao final aps dobragem a soldadura,normalmente por resistncia. Para alm dos tubos podem ser dobrados por este processo vrios perfis (como se mostra tambm na figura). Estemesmoprocessoutilizadoquandodepretendeconferir maior resistncia mecnica a um material, por exemplo a um tubo depolietileno.Nestecasoomaterialmetlico,porexemplo alumnio, dobrado sobre o polietileno e soldado por laser. Dobragem de tubos Adobragemdetubosumaoperaoemquesedeve procurarobterumasecomuitoaproximadadacircular aps dobragem tendo em vista que a seco de passagem, se o tubo achatar fica reduzida. Tal como noutros processos em que o material sujeito a flexoomaterialexteriorsertraccionadoenquantoo interiorcomprimido.Assimseoprocessonofor executadocomoscuidadosdevidosotubotendeaabrir fendas no exterior e enrugar no interior. Oparmetroquegovernaoaparecimentodestesdefeitos a relao entre o dimetro do tubo a ser dobrado e o raio decurvaturapretendido.Paracontrolarosefeitosde achatamentodostubossonormalmenteempregues mandris interiores durante a operao de dobragem. TRABALHO EM CHAPA PFAB2 CONFORMAO PLSTICA MDC ISEP 200736CORTE DE CHAPA Pode-se dividir o corte de chapa por meios mecnicos (sem arranque de apara e sem fuso) em dois tipos: corte com puno (e matriz) e corte com tesouras (ou lminas). O corte com tesouras (lminas) aplicado ao corte plano linear emguilhotinasenquantoqueocortecompuno(podeserlinearoucurvilneo)aplicadoaocorteplanoem prensas ou em puncionadoras. Princpios A figura mostra o mecanismo de corte com a execuo de um furo numa pea com um puno de corte e uma matriz. Pode-seobservarqueazonacortadaformadaportrs regiesdistintassujeitasatrsmecanismosdiferentes. Umazonadedeformaoplstica(esmagamento) provocadapelocontactodirectodopunocomapea (faixadedeformao),umazonadecortepropriamente dito(faixadecortepuro)eumaterceirazona (normalmenteamaior)emqueometalarrancadopor perdadecapacidadederesistnciamecnica(faixade arrancamentorugosa).Estaltimazonaaresponsvel pela relativamente m qualidade da superfcie de corte. necessriaumapequenafolgaentreopunoeamatriz(5a10%daespessuradachapa)deformaaevitar defeitos de corte e o desgaste excessivo das ferramentas. Como se pode tambm observar na figura, o dimetro do furo definido pelo puno, uma vez que a regio de corte dapeaencosta(pordeformaoplstica)aopuno,enquantoqueodimetrodapeaarrancadacorrespondeao dimetrodamatriz(tambmdevidodeformaoplstica).Astolernciasconseguidasorelativamenteelevadas (0.1mmemcortenicoe0.2mmemcortecomposicionamento).Autilizaodeumextractorentreapeaea matrizpermiteaumentaraprecisodocorteediminuirasfolgasnecessrias,almdisso,umavezqueazonado furo pressiona o puno, serve para impedir o arrastamento da pea pelo puno quando este retirado. Guilhotina Corte linear progressivo (com penetrao da lmina de corte de 30 a60%dependendodaespessuraelarguradachapaecomum ngulo de 85 da superfcie de corte). As guilhotinas que podem ser mecnicasouhidrulicas,somquinasconstitudaspordois montantesqueapoiamumamesaquesuportaalminafixa,um porta-lminascommovimentoquesuportaalminamvel,uma unidadedeaccionamentodoporta-lminaseumsistemade calcamento do material a cortar. Asguilhotinasmecnicas tmcomovantagensserem rpidas(40a100ciclospor minuto),comumavelocidadedecorteelevada (minimizaatoroeoarconadirecodecorte)ecomodesvantagenso cursocurtoedificuldadesdeprotecocontrasobrecargas(menor segurana). Asguilhotinas hidrulicaspossuem cursoslongose protecoeficiente contrasobrecargasmassomaislentasecommenor velocidadedecorteoqueobrigaafolgasentrelminas superiores (mais fora nos calcadores). Parmetros de corte Quantomaiorforongulodecortemenorafora necessria(corteprogressivo),masmaioratoroeoarco na chapa e maior necessidade de fora nos calcadores. A folga entre as lminas aumenta com a espessura e a dureza dos materiais (valor tpico: 10% da espessura) O ngulo de ataque da lmina (cerca de 2%) evita defeitos de corte (duplo corte e rebarba) e evita o desgaste das lminas. Quanto maior a velocidade de corte melhor a qualidade (reduo da toro das tiras). TRABALHO EM CHAPA PFAB2 CONFORMAO PLSTICA MDC ISEP 2007 37Corte em prensa No corte em prensa utilizam-se prensas mecnicas ou hidrulicas e cortantesconstitudosporumamatrizqueservedeapoioparaa chapa e um puno que corta um contorno na mesma chapa. Existemvriosfactores que regulam o corte em prensa para alm da folga entre o puno e a matriz como so os relacionados com asferramentas(corteprogressivo;guiamento;estadoedesgaste; ngulo de corte) e com o material (contraco elstica). Osfactoresquecondicionamaconcepodeumaferramentade corte so: a importncia da srie; o tipo de material e espessura; a qualidade exigida (preciso e aspecto); o perfil a cortar (forma da pea);acadnciaeaalimentao;facilidadedemanutenoda ferramenta (afiar, montar e desmontar). O estado da superfcie cortada est directamente relacionado com odesgastedaferramentaedeterminaomomentodeafiaoda ferramenta.Paraalmdissooaspectodasuperfciedepende tambmdascaractersticasdachapa,dafolgaentrepunoe matriz e do estado da prensa. Ocorteemprensaindicadoparagrandes sries. Puncionadora Mquinaquepermiteaobtenodiversosfuros/contornosemchapas,numasequnciadeoperaesde puncionamentoemqueoconjuntopuno/matriztrabalhasemprenomesmopontodamquina(movimento vertical,emz)enquantoqueachapamovimentada(noplanoxy)deformaaseremobtidososcontornos pretendidos As puncionadoras (manuais ou CNC) so constitudas por: Prensa (hidrulica ou mecnica) com corpo em C, em J ou de duplo montante. Armazm porta-ferramentas (normalmente com possibilidade de carregar 40 ferramentas). Sistema de mudana de ferramentas (CNC), sendo que algumas posies tm possibilidade de rodar (alargando a variedade de cortes). Sistema de suporte da chapa (mesa) com movimentao xy Algumaspuncionadorasestoequipadascomsistemadecorteporlaserouplasmaparacortedecontornos (hbridas). As puncionadoras so mquinas adequadas a pequenas e mdias sries, onde as principais vantagens so a facilidade e a rapidez de programao (caso das CNC) directamente a partir do desenho CAD com optimizao automtica das ferramentas(seleco)deformaamaximizararapidez(aumentodacapacidadedeproduo)emaximizaro aproveitamento do material. EMBUTIDURA PFAB2 CONFORMAO PLSTICA MDC ISEP 200738TECNOLOGIA DA EMBUTIDURA (Parte do texto e figuras extradas de TECNOLOGIA DA EMBUTIDURA APTCP, A. Barata da Rocha e J. Ferreira Duarte) 1 - INTRODUO De entre as tcnicas de conformao dos metais por deformao plstica, a Embutidura,que consistenaobtenode peasmecnicas,desuperfcienogeradaounoplanificvel,apartirdechapasmetlicasfinaspreviamente cortadas,umprocessolargamentedifundidoemparticularnaindstriaautomvel(amaioriadaspeasmetlicasde carroariaoudeestruturadeumveculoautomvelsoobtidasporEmbutiduradechapasdeao),naindstria aeroespacial(ligasdetitnio,alumnio,etc.),enosectoralimentar(ligasdealumnio,aoinoxidvel,etc.).A deformao plstica imposta chapa conseguida atravs de uma ferramenta especfica montada numa prensa hidrulica (ou mecnica). A Embutidura um processo tecnolgico industrial de elevado interesse, pelas cadncias de produo elevadas, pelas caractersticas mecnicas finais das peas obtidas, e pela preciso dimensional conseguida. O sucesso numa operaodeEmbutiduradependedascondiesoperatriasdoprocessoedascaractersticasmecnicas, reolgicas e metalrgicas da chapa. A Embutidura pois um processo de conformao que exige a caracterizao de diferentes propriedades dos materiais a saber: -FORMABILIDADE:aaptidodomaterialparaserdeformadoplasticamenteeadquiriraforma geomtrica pretendida. As deformaes plsticas postas em jogo numa operao de Embutidura induzem, a partir deumestadocrtico,umalocalizaodoescoamentoplstico(estrico),seguidaderupturadctil.A formabilidade fortemente influenciada pela "histria" de carregamento ou deformao, pela reologia e por fenmenos microestruturais tais como a deteriorao microestrutural . -PROPRIEDADESELSTICAS:acriseenergticadosltimosanosforouasindstriasdetransformao(em particular a indstria automvel) a optar por novos materiais (chapas de ao de elevado limite de elasticidade), que,aopermitiremreduziraespessuradamatria-primaeaumentararesistnciamecnica,apresentam vantagensindiscutveis.EstudosrecentesmostramqueosaostradicionaisdeEmbutiduraserogradualmente substitudosporaosdeelevadolimitedeelasticidade.Noentanto,autilizaodestesaoslevantanovos problemas em Embutidura; aps o relaxamento dos esforos, a pea pode tomar uma forma geomtrica diferente da pretendida.Estefenmenoderetornoelsticotantomaisimportantequantomaiselevadoforolimitede elasticidadedomaterial.Poroutrolado,astensesresiduaisdecompressoemcertaszonasdapea,podem provocar uma flambagem local da chapa, provocando uma instabilidade elstica do tipo deflexo de superfcie. - PROPRIEDADES LIGADAS AO CONTACTO FERRAMENTA-CHAPA: o seu estudo do domnio da fsica das superfcies, da rugosidade e da tribologia, tendo como objectivo evitar a gripagem do conjunto chapa-ferramenta, atravs da seleco de lubrificantes adequados, de rugosidades controladas ou de revestimentos das superfcies em contacto. -PROPRIEDADESMECNICASDASPEASAPSCONFORMAO:aspeasmecnicasdevem respeitarasespecificaesdocadernodeencargosquantosuaresistncia,aptidoarevestimento (pintura, esmaltagem, etc.), durabilidade, corroso, etc. O trabalho por deformao plstica dos metais em chapa geralmente limitado pelo aparecimento de uma instabilidade plstica, resultante da localizao das deformaes e provocando uma estrico localizada. Este fenmeno de instabilidade plstica estfundamentalmente ligado a condies de no unicidade do campo das deformaes. Assim, o estudo quer terico quer experimental deste fenmeno fundamental para a previso das possibilidades intrnsecas de um determinado material. A natureza no linear das trajectrias de deformao impostas ao material, a espessura da chapa, a velocidade de deformao, a anisotropia e muitos outros parmetros, devero igualmente ser analisados, no sentido de optimizar e garantir a fiabilidade deste processo de fabrico. Num embutido industrial, o valor das tenses instaladas num determinado ponto so difceis de determinar dada a complexidade de formas da maioria das peas e o nvel elevado das deformaes plsticas impostas chapa. Do ponto de vista experimental, podemos afirmar que o nvel elevado das deformaes plsticas postas em jogo que inviabiliza a adopo de tcnicas experimentais clssicas de anlise de tenses (extensometria, etc.). A anlise analtica matemtica do processo de embutidura centra-se quase exclusivamente em peas cilndricas ou EMBUTIDURA PFAB2 CONFORMAO PLSTICA MDC ISEP 2007 39 axissimtricas, com pouco interesse do ponto de vista industrial, dadas as formas complexas, geralmente presentes no processo industrial (elementos da carroaria automvel, etc.). Comodesenvolvimentodoclculonumricocomputacionalfoipossveltornarosmodelosmatemticosde plasticidade aproximados da simulao de embutidos reais. Oobjectivo actual de desenvolver ferramentas tericas, capazesdefornecer,paraumadeterminadaconfiguraogeomtricaaobter,aformaeocaminhomaiseficienteparaa produo da pea (forma das ferramentas, etapas necessrias, etc.). 1.1 - APLICAES INDUSTRIAIS Os principais domnios de aplicao da tecnologia da Embutidura so os seguintes: -aindstriaautomvel,principalutilizadoradesteprocesso(todososelementosmetlicosdacarroariadeum automvel(painisdeportasinterioreseexteriores,"ca