Conformação Mecânica - Espinha Dorsal da Fabricação de Peças Metálicas.

Imagem 1- Tubos Trefilados

Também conhecida como transformação mecânica, é uma das áreas de grande importância na engenharia, é a matéria onde estuda-se a fabricação de peças metálicas, através da mudança de suas formas e dimensões por esforços externos (processo mecânico) e altas temperaturas (processo metalúrgico).

O grupo de processos mecânicos, se caracteriza pela transformação que ocorre por meio de deformação plástica, onde a tensão aplicada geralmente é inferior ao limite de resistência à tração. E também pela conformação por usinagem onde a forma final se obtém pela retirada de material, e as tensões aplicadas são superiores ao limite citado anteriormente.

Já o grupo de processos metalúrgicos se ramifica em outros dois: a conformação por solidificação e a conformação por sinterização. No primeiro subdivisor a temperatura adotada durante o processo é sempre superior à temperatura de fusão do metal, e o resultado do procedimento é obtido pela transformação metálica líquido-sólido. No segundo subdivisor a temperatura empregada no processo é inferior à temperatura de fusão, o que chamamos de metalurgia do pó.

A conformação é o processo que apresenta maior produtividade, controle das dimensões e formas das peças a serem fabricadas mantendo o seu volume, conservação das propriedades mecânicas (quando feito à frio) e condições superficiais. Veja abaixo alguns exemplos de procedimentos de conformação dos materiais metálicos:

Processos Mecânicos

Deformação Plástica

• Forjamento

Um dos primeiros processos de conformação existentes no mundo, onde se obtém a forma desejada através do martelamento ou aplicação gradativa de pressão na matéria prima através de uma prensa, é um procedimento que pode ser feito tanto a frio quanto a quente, embora o último seja o mais usado.

Imagem 2- Material Laminado

• Laminação

Consiste na passagem de um material sólido entre dois cilindros com mesma velocidade periférica mas com rotações contrárias. Um procedimento que pode ser feito a quente e a frio, com um ou multipasses.

• Extrusão

Procedimento que consiste na passagem de um tarugo (originário de processo de laminação) ou lingote (originário de um processo de fundição) de seção circular , por um recipiente com ferramenta extrusora por meio de Força de compressão acionada por um cilindro pneumático ou hidráulico, é comumente feito a quente evitando assim as ações de encruamento.

• Trefilação

Esse procedimento consiste em passar através da força uma barra de ferro entre uma fieira, onde na saída desta fieira também é empregado uma força de tração. O material é deformado plasticamente a partir do momento em que passa no cilindro cônico da fieira, esta tem um diâmetro de entrada maior que o diâmetro de saída, devido ao material semi acabado que deseja produzir durante o procedimento e a lubrificação empregada no mesmo. As fieiras são comumente feitas de carbonetos de tungstênio devido à sua alta durabilidade.

• Estampagem

Procedimento a fim de produzir peças em escala, com exatidão mesmo tendo grandes volumes. Utiliza-se prensas de estampagem em chapas planas, onde se obtém o produto final por meio de corte, dobra, encurvamentos, estampagem profunda e repuxo.

Imagem 3- Aplicação Artistica de Metal Extrusado

Imagem 4- Aplicação de Metal Trefilado na Construção Civil.

Deformação de Usinagem

• Torneamento

Consiste na obtenção do material por dois movimentos, o de rotação da peça e de avanço da ferramenta, ou virse versa. podendo também obter o faceamento da peça através do movimento de avanço da ferramenta em direção ao centro da peça, Pode ser ramificado em diversos tipo de operação como torneamento externo, rosqueamento, hachuramento e mandrilhamento.

• Fresagem

Consiste na retirada de material excedente da superfície de uma peça, com intuito de adquirir a forma e acabamento desejado. Assim como no torneamento, o procedimento é feito pela junção de dois movimentos efetuados simultaneamente, da rotação da ferramenta e da mesa da máquina onde é fixada a peça a ser fresada.

• Aplainamento

Consiste na obtenção de superfícies planas, através de plainas onde se obtém os materiais perfilados, ou pelo movimento de corte de translação, onde a peça ou a ferramenta se movimenta e o outro fica estático. Nesse procedimento o material excedente é arrancado de forma linear pela ferramenta monocortante, ao remover o material de uma faixa, a ferramenta ou a peça volta ao início do curso de trabalho (em movimento transversal) para remover outra faixa de material.

• Retificação

Procedimento onde a remoção do cavaco é feita pelo contato dinâmico entre a peça em baixas velocidades e uma ferramenta abrasiva (rebolo) que gira em rotações altas. Esse procedimento garante uma alta precisão do dimensionamento e geometria da peça. Apesar de parecer simples é um procedimento de extrema importância industrial e que apresenta certa complexidade durante o seu desenvolvimento, requer domínio dos parâmetros velocidade de corte, avanço e refrigeração.

Processos metalúrgicos

Conformação por solidificação

• Fundição

Consiste em colocar o metal liquefeito em um molde com a cavidade e dimensionamento pré determinado e desejado para o produto final. É um processo simples e econômico, principalmente quando se deseja obter uma peça de grandes dimensões, com cavidades internas e sem presença de trincas.

• Lingotamento

Procedimento que o metal fundido, solidifica em um produto semi acabado no formato de beam blank, placa, tarugo ou bloco. O acabamento do material é feito pelo procedimento de laminação. Este garante maiores rendimentos, qualidade, produtividade e redução de custos na produção padronizada e em escala de metais semi-acabados.

Conformação por sinterização

• Metalurgia do pó

Procedimento que se obtém por meio da compactação do pó de metal, seguindo de sua sinterização. O pó metálico é compensado em uma ferramenta com dimensionamento pré determinado, e é aquecido em condições térmicas controladas com intuito de se obter ligação metalúrgica e sinterização entre as partículas de pó metálico. A temperatura deve ser abaixo da de fusão do metal da ferramenta de base.

Lembrando que existe uma gama de processos de conformação mecânica, o presente artigo apresenta os mais usados em indústrias. Esse é um processo que está presente no nosso dia a dia, mas que por sua alta usabilidade se torna rotineiro e quase imperceptível, tem correlação com as microestruturas dos materiais, processamentos subsequentes e desempenho ao qual deseja se alcançar com uma peça. Está na nossa casa, nos mais diversos produtos eletrônicos, vigas e perfis, fiação elétrica, chapas de automotores, ferramentas, utilitários de cozinha, dentre outros. A indústria não seria o que é atualmente se não fosse a conformação mecânica. Espero que tenham gostado desse artigo e que tenha sido útil aos seus estudos, até breve!

Imagem 6- Utensílios Domésticos Forjados, Estampados e Fundidos.

Fonte:

CHIAVERINY, V. Tecnologia mecânica. v. I. 2. ed. São Paulo: Mc Graw - Hill, 1986.

HELMAN, H; CETLIN, R. Fundamentos Da Conformação Mecânica Dos Metais. Rio de janeiro, Guanabara Dois, 1983.