O que é metalurgia: um guia de processo definitivo

Processamento de metal

A metalurgia é, sem dúvida, a verdadeira força motriz de toda a indústria transformadora. Abrange todo o processo de conversão de metais brutos em produtos acabados através da utilização de diversos processos industriais.

Neste artigo respondemos à questão do que é processamento de metal. A discussão centra-se em diferentes tipos de processos metalúrgicos, matérias-primas comuns e uma visão geral das tendências metalúrgicas no século XXI.

O que é metalurgia?

Vamos começar a discussão com uma definição formal de metalurgia. É o processo de construção de estruturas metálicas por meio de métodos como corte, dobra e montagem. Qualquer processo de fabricação que se enquadre nesta breve definição é um processo de usinagem.

Agora podemos falar sobre o fluxo de trabalho que os fabricantes de metal seguem em seus projetos.

Fluxo de trabalho de processamento de metal

A indústria metalúrgica abrange uma ampla gama de atividades. As empresas de manufatura seguem um fluxo de trabalho sofisticado para seus projetos e cada etapa contribui para o sucesso geral. Abaixo resumimos brevemente o fluxo de trabalho usual para processamento de metal.

1. Concepção e design de ideias

Todo produto começa como uma ideia. Diferentes equipes se reúnem e decidem como o produto deve ser e funcionar. Nesta fase, a contribuição vem de profissionais como designers de produtos, engenheiros e, claro, fabricantes. O uso criativo de tecnologias como CAD (Computer Aided Design) e CAE (Computer Aided Engineering) é importante na fase de concepção e design da ideia.

2. Fase de prototipagem

O próximo passo é dar ao conceito uma forma física para testar sua viabilidade. O processamento de metal desempenha um papel importante nesta fase no desenvolvimento de protótipos metálicos funcionais para testes e feedback. No entanto, as tecnologias modernas de prototipagem rápida, como a usinagem CNC, estão se tornando cada vez mais populares na fabricação nesta fase devido às suas vantagens, como velocidade e custo.

Refletor de alumínio

3. Processo de processamento de metal

Depois que a equipe de design concorda com um protótipo, geralmente após algumas iterações, começa a fase de usinagem. Engenheiros e técnicos elaboram os detalhes finais, criam desenhos de fabricação e produzem o produto em sua forma final. Esta fase pode incluir uma variedade de processos de usinagem dependendo do projeto.

4. Pós-processamento

Durante o processamento do metal, as matérias-primas são moldadas no formato estrutural desejado. No entanto, alguns trabalhos finos ainda podem ser necessários, para os quais os engenheiros utilizam técnicas de pós-processamento, como acabamento de superfícies metálicas (pintura, polimento, etc.).

Tipos de processos de metalurgia

A discussão acima mostra que a metalurgia é um campo muito amplo. Embora não seja possível explicar detalhadamente todos os processos, falaremos sobre alguns dos mais comuns para lhe dar uma ideia clara do que é a metalurgia.

Metalurgia

1. Edição

Durante a usinagem, um corpo recebe a forma desejada removendo material de sua superfície. A remoção de material geralmente é obtida através do uso de ferramentas de corte com arestas vivas que cortam o material na forma de cavacos ou pó de metal da peça de trabalho.

É um ramo importante do processamento de metais e o potencial de fabricação de um material é frequentemente avaliado pela sua usinabilidade.

Os processos de usinagem geralmente incluem fresamento, torneamento, furação, retificação, etc. Cada um desses métodos é baseado no mesmo princípio de corte de metal, mas tem diferenças fundamentais. Por exemplo, o fresamento é incrivelmente versátil e pode realizar uma variedade de operações em uma peça, enquanto a furação é estritamente uma técnica de furação.

A usinagem é popular em oficinas de fabricação de metal devido à sua versatilidade nas opções de fabricação e compatibilidade de materiais; Com as ferramentas e habilidades certas, qualquer metal pode ser cortado. Além disso, os processos de usinagem são caracterizados por alta precisão dimensional (até +/- 0,001 mm) e acabamento superficial liso.

Extrusão de metal

2. Extrusão

A extrusão é um processo de usinagem usado para produzir formas prismáticas, como canos/tubos, caixilhos de janelas, grades, invólucros, etc.

Nesse processo, a matéria-prima é prensada através de uma abertura que confere ao produto o formato transversal desejado. Ao passar pela abertura, o metal deforma-se plasticamente (deformação permanente) e assume a forma da abertura.

Em geral, existem dois outros tipos de processos de extrusão. A extrusão a quente é um processo de trabalho a quente no qual os metais são aquecidos a uma alta temperatura antes de passarem pela matriz de extrusão. Isto ajuda a preservar as propriedades do material, mas é um processo caro. A extrusão a frio, por outro lado, é um processo à temperatura ambiente que resulta em maior resistência e melhor acabamento superficial, mas não pode processar seções transversais complexas.

No geral, muitos produtos metálicos ao nosso redor são feitos por extrusão. O processo é popular porque oferece alto rendimento e pode processar geometrias complexas. Além disso, também são produzidos produtos com boa qualidade superficial.

Metal fundido

3. Ocupação

A fundição de metais é um dos processos de usinagem mais antigos. O metal é aquecido até o ponto de fusão para transformá-lo na forma líquida. Esse metal fundido é então despejado em um molde (que também é um produto de metal) que possui uma cavidade interna com um formato específico.

O metal fundido então solidifica dentro da matriz no molde oco. Finalmente, um mecanismo de ejeção ejeta a peça da matriz, que fica então pronta para o pós-processamento.

A fundição é, sem dúvida, um processo útil de metalurgia em nossa lista. É compatível com todos os metais, produz produtos quase fiéis à forma que quase não requerem pós-processamento e processa geometrias muito complexas. Além disso, as propriedades materiais dos metais brutos são frequentemente melhoradas através do tratamento térmico. Em suma, é uma técnica de fabricação produtiva e com alta rentabilidade.

Corte de metal

4. Corte

O corte é talvez o conceito mais intuitivo na metalurgia. É uma aplicação simples onde os processadores usam várias ferramentas de corte para cortar o material em formatos específicos.

As técnicas de corte tradicionais utilizam ferramentas afiadas, como serras e tesouras. Nas últimas décadas, técnicas como corte a laser, corte a plasma, corte por jato de água e corte por oxicorte ganharam popularidade devido à sua maior eficiência, potência e velocidade.

Os processos de corte são extremamente úteis para oficinas de fabricação de chapas metálicas. Isso ocorre porque peças maiores são cortadas em tamanhos personalizados para processamento posterior ou para serem comercializadas como material de tamanho padrão.

soldagem de metais

5. Soldagem

A soldagem é um dos processos de fabricação mais comuns em empresas de processamento de metais. Funciona segundo um princípio simples: diferentes peças metálicas são unidas fundindo-as numa intersecção comum e permitindo que ambas se solidifiquem novamente numa única peça. Isso cria uma conexão permanente entre as duas peças de trabalho.

A soldagem é compatível com uma ampla gama de materiais e existem vários tipos. Tipos comuns de processos de soldagem de metal incluem soldagem a arco, soldagem com gás inerte de tungstênio (GMAW), soldagem por resistência, soldagem por fricção, etc.

Cada um desses processos possui um mecanismo diferente para unir metais e um conjunto diferente de parâmetros que governam o processo. Alguns geram calor através da aplicação de corrente elétrica, outros utilizam calor por fricção, enquanto outros utilizam fontes externas de calor. A qualidade da junta e os defeitos variam entre essas técnicas, mas todas têm o objetivo comum de criar ligações duráveis ​​entre duas peças metálicas.

Esta lista de tipos de usinagem não cobre toda a indústria metalúrgica. Mas também precisamos manter este artigo curto. Pensando nisso, publicamos a seguir uma lista condensada de outros processos comuns de metalurgia que você pode explorar no seu tempo livre.

  • Soco
  • Carimbo
  • Forja
  • desenho
  • Educação
  • Soco
  • Tesoura
  • Dobrar
  • Gravação a laser

Material metálico comum para fabricação

A única limitação no número de metais compatíveis com a metalurgia é quase igual ao número dos próprios metais. No entanto, alguns metais são adequados para as suas propriedades materiais desejáveis, tais como: B. uma alta resistência metálica, muito mais comum.

peças metálicas personalizadas

Abaixo você encontrará uma tabela com os metais e ligas mais comuns para processamento de metais.

metal Características Formulários
Aço (aço macio, aço inoxidável, aço carbono) • Alta resistência e dureza
• Alta resistência à fadiga
• Dúctil, maleável
• Aeroespacial
• Chassi do veículo, transmissão
• Maquinário pesado
ligas de alumínio • Alta relação resistência/peso
• Luz
• Resistente a corrosão
• Naves espaciais, aviões
• Blocos de motor de veículos automotores
• Janela de quadros
Ligas de cobre (latão, bronze) • Condutividade elétrica
• Condutividade térmica
• Aparência estética
• Fiação elétrica, enrolamento do motor
• Instrumentos musicais
• Equipamentos de cozinha
magnésio • Relação resistência/peso
• Resistência térmica
• Resistência à corrosão
• Aparelhos elétricos
• Máquinas de alta velocidade
• Dispositivos médicos devido à biocompatibilidade
Ligas de alto desempenho (titânio, Inconel) • Alta tenacidade, dureza, resistência à tração
• Luz
• Resistência à corrosão
• Componentes de alto desempenho para motores aeroespaciais
• Produção de petróleo e gás
• Indústria naval

Tipos de rolamentos para processamento de metal

Os produtos de metal vêm em todos os formatos e tamanhos. No entanto, eles geralmente são feitos de uma das formas geométricas padrão de matérias-primas encontradas em todas as oficinas metalúrgicas bem abastecidas.

Tipos de estoques de processamento de metal

Abaixo está uma lista de tipos de rolamentos comuns para processamento de metal:

  • Barra (quadrada, retângulo)
  • Varas
  • Tubo
  • folha
  • pratos
  • Fundições

Processamento de metal no século 21

O boom tecnológico da quarta revolução industrial ou Indústria 4.0 trouxe mudanças inovadoras às empresas de processamento de metal. Hoje, o processamento de metal é mais preciso, eficiente, econômico e dinâmico.

Nesta seção, exploramos alguns desenvolvimentos inovadores que estão redefinindo a indústria manufatureira.

Fabricação de alta precisão com robôs

O uso de robôs melhorou muitas vezes a precisão dos processos de processamento de metal. Os braços robóticos são agora uma tecnologia comum em operações de fabricação de metal de alta qualidade, realizando tarefas importantes como usinagem, soldagem e montagem. Além disso, eles não são apenas mais precisos, mas também muito mais rápidos e poderosos que os trabalhadores manuais.

Processamento robótico de metal

automação

A transição do processamento manual para o automatizado de metal não é inteiramente nova, mas é um desenvolvimento contínuo. A introdução de tecnologias como máquinas de controlo numérico computadorizado (CNC), que podem produzir peças complexas sem intervenção humana, é um excelente exemplo do papel crucial que a automação desempenhará no futuro desta indústria.

As empresas que dependem menos do trabalho manual podem concentrar-se na qualificação da sua força de trabalho para que possam passar para tarefas mais significativas e produtivas, como a gestão tecnológica. Isso melhora a qualidade do produto, a lucratividade e a satisfação da força de trabalho.

Monitoramento em tempo real

O uso de sensores e dispositivos de monitoramento de dados tem se destacado na indústria metalmecânica. O uso de sensores permite o monitoramento em tempo real dos processos de fabricação e permite que as máquinas se corrijam caso detectem os menores desvios do comportamento desejado.

Além disso, a manutenção preventiva também é uma aplicação útil de monitoramento porque os problemas podem ser detectados muito antes de levarem à falha.

Serviços de metalurgia WayKens

Nossos engenheiros experientes também fornecem a assistência necessária na preparação do projeto, verificando quaisquer problemas nesta fase e corrigindo-os antes do início da produção. Isso ajuda a tornar o processo de produção mais simples e econômico. Basta fazer upload de seus arquivos CAD hoje e receber feedback do DFM e uma cotação.

Diploma

O processamento de metal é uma parte essencial da nossa economia. Sem eles, não seríamos capazes de produzir os componentes que mantêm as nossas empresas, a nossa tecnologia e os nossos veículos em funcionamento. Além disso, uma variedade de produtos de metal são encontrados na vida cotidiana – desde cavilhas e parafusos, talheres, acessórios para tubos e peças de automóveis até ferramentas manuais. Portanto, os detalhes intrincados do processamento de metal de precisão influenciam muitos aspectos de nossas vidas.

Perguntas frequentes

Qual é a finalidade do processamento de metal?

O processamento de metal serve ao importante propósito de dar aos componentes metálicos a forma desejada. Todos os processos de fabricação envolvem a manipulação de matérias-primas para moldá-las em uma geometria final útil. Isto inclui também a montagem de peças acabadas, sem as quais não teríamos produtos funcionais.

Quais são as vantagens do processamento de metal?

O processamento de metais é a força motriz do desenvolvimento tecnológico e industrial. É uma ferramenta extremamente versátil que inclui inúmeras etapas de trabalho. Cada processo tem suas vantagens específicas que nos permitem agregar mais variedade aos nossos produtos metálicos e produzir peças complexas de maneira econômica e com alta precisão.

Quanto custa o processamento de metal?

Os custos de fabricação dependem de vários fatores. O maior fator é a matéria-prima e o processo de fabricação. Os custos de fabricação também aumentam com a precisão da fabricação, requisitos de qualidade de superfície, complexidade geométrica e montagem. Para saber o custo específico de cada projeto, você pode solicitar um orçamento ao fabricante.

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