Introdução à construção em chapa metálica
Dê uma olhada e você descobrirá que há uma abundância de produtos de chapa metálica disponíveis. Sejam produtos de consumo, como latas de bebidas, utensílios de cozinha, arquivos ou produtos industriais, como carrocerias, estruturas e sistemas de exaustão de automóveis. A chapa metálica é uma mercadoria valiosa para a indústria e a produção em pequena escala. Portanto, este artigo é dedicado aos fundamentos do projeto de chapas metálicas e a algumas dicas úteis para projetistas de chapas metálicas. Muitas indústrias estão adotando o conceito de Design For Manufacturability ou mais conhecido como DFM. Na indústria de design de chapas metálicas, o DFM ajuda a evitar erros técnicos no processo de design para melhorar os prazos de fabricação com base na tabela de espessura da chapa e em cálculos anteriores. Portanto, o projeto de chapa metálica para capacidade de fabricação também é um tópico importante abordado neste artigo.
O que é chapa metálica?
Antes de nos aprofundarmos nos detalhes técnicos da construção de chapas metálicas, devemos primeiro entender o que é chapa metálica. Chapa metálica é um metal como alumínio, latão, titânio, níquel, estanho e cobre que é processado em peças finas e planas, como folhas, folhas e placas.
Por serem leves, finos, resistentes e elásticos, são amplamente utilizados na indústria para fins de revestimento e cobertura.
Operações básicas de processamento de chapa metálica
A fabricação de chapas metálicas é o processo de formação e corte de folhas, bobinas e tiras para criar componentes e peças de produtos. Existem vários métodos para construção de chapas metálicas, alguns dos quais são explicados abaixo.
1. Flexão
Dobrar é dobrar chapas metálicas em torno de um eixo reto, aplicando uma força a uma área específica. A peça de trabalho é colocada sobre um bloco de matriz e um punção é pressionado para dar o formato desejado à chapa metálica. Diferentes indústrias usam ferramentas diferentes para dobrar metal, mas as ferramentas mais comuns são dobradeiras ou dobradeiras.
2. Desenho
Outro processo de trefilação de chapas metálicas é a trefilação, também conhecida como trefilação de copo ou estampagem profunda. Envolve esticar chapas metálicas para formar uma forma oca ou côncava. Um dispositivo de fixação segura a peça em uma matriz enquanto um punção em forma de U perfura a peça de chapa metálica. A figura anexa ilustra o processo:
3. Tesoura
Ao contrário das operações descritas acima, o cisalhamento é um processo de processamento de chapa metálica no qual a peça é cortada aplicando força ao punção, em vez de um processo de formação de chapa metálica.
Conforme mostrado na figura, a peça de metal que é colocada primeiro na matriz sofre uma força vertical no punção, o que cria um efeito de cisalhamento e corta a peça.
4. Vários processos
Existem vários outros métodos de construção de chapa metálica que podem envolver o uso de matrizes e punções para dobrar o metal. Esses procedimentos incluem
Diretrizes DFM para projeto de chapa metálica
As diferenças entre os projetos assistidos por computador e os produtos reais são inevitáveis. No entanto, seguir as diretrizes do DFM pode reduzir esses erros. DFM ou Design for Manufacturability é baseado no conceito de projetar peças, componentes, peças ou produtos para serem fáceis de fabricar e mais econômicos. O foco está na redução dos custos gerais de produção, reduzindo o lead time.
A pesquisa mostra que os fabricantes gastam cerca de 40% do seu tempo corrigindo defeitos, 24% dos quais são defeitos de fabricação. Portanto, as indústrias precisam resolver essas falhas. Aderir às diretrizes do DFM pode reduzir significativamente os erros de projeto.
O DFM se concentra na simplificação do projeto de peças para garantir fácil fabricação e repetibilidade. Propõe a padronização de peças para reduzir o número de peças e produzir produtos de qualidade com boa relação custo-benefício.
Alguns fatores básicos para projeto de chapa metálica
O projeto de chapa metálica para capacidade de fabricação concentra-se em pontos que são críticos em todo o processo de projeto. As seguintes diretrizes ajudarão a melhorar o design:
Deve-se evitar fazer pequenos furos na peça metálica, pois isso requer pequenos furos que podem quebrar durante o processo. Portanto, os furos devem ter diâmetro igual ou superior à espessura da peça.
Uma depressão nas estruturas de chapa metálica é chamada de alívio de dobra para permitir que o processo de dobra ocorra suavemente durante o processo de projeto da chapa metálica. Ajuda a evitar quebras durante o processo de dobra.
Recomenda-se que a distância entre furos e uma dobra seja 1,5 vezes a espessura da chapa mais o raio da dobra.
Um raio de curvatura mínimo para chapas deve ser mantido. Este raio mínimo de curvatura depende das ferramentas usadas para dobrar o metal. Quanto mais flexível for o metal, mais fácil será obter um raio pequeno.
Para uma construção em chapa metálica, a largura mínima do flange deve ser idealmente quatro vezes a espessura da chapa. Este fator é crucial quando se trata da estética e da limpeza do seu design.
Dicas DFM para design de chapa metálica
Listadas aqui estão algumas dicas de design de chapa metálica para elaborar seu design.
1. São necessários diâmetros de furo maiores em relação à espessura da chapa.
2. A distância entre dois furos é o mais importante. Recomenda-se que esta distância seja o dobro da espessura da chapa. Este fator o ajudará a evitar a deformação do metal nos furos perfurados.
3. Se os furos perfurados estiverem muito próximos da borda externa da chapa, recomenda-se deixar uma distância mínima da espessura da chapa entre o furo e a borda.
4. Deve haver pelo menos 1,5 vezes a distância da espessura do material entre a dobra e os furos.
Vantagens do DFM
A DFM oferece aos fabricantes uma forma de melhorar a qualidade dos seus produtos e, ao mesmo tempo, reduzir os custos de produção. Oferece uma lista interminável de benefícios, alguns dos quais estão listados abaixo:
Erros a evitar ao projetar peças de chapa metálica
Existem certos problemas comuns encontrados na construção de chapas metálicas. Abaixo estão alguns dos problemas que precisam ser evitados ao projetar a peça de chapa metálica:
1. Evite usar modelos 3D sem curvas
2. Segure os cantos perfeitamente verticais e afiados da folha
3. Evite colocar recursos próximos às linhas de dobra
4. Pesquise minuciosamente antes de escolher um padrão plano para as peças de chapa metálica projetadas
5. Evite escolher o tipo errado de processamento de chapa metálica para projetar um produto
6. O arquivo de projeto CAD deve conter especificações detalhadas dependendo da tabela de espessura da chapa
7. Fique de olho nos requisitos de soldagem e certifique-se de não obtê-los de forma irreal
8. Sempre considere a resistência do canal U ao selecionar o material
Prototipagem de chapa metálica
A prototipagem de chapa metálica envolve modelar uma amostra de um produto metálico para testar um conceito. Ajuda as empresas a testar uma ideia antes de iniciar a produção em massa. Ao contrário da prototipagem tradicional, os protótipos de chapa metálica são projetados em menos tempo.
Diferentes empresas usam métodos diferentes para produzir protótipos de chapa metálica. Alguns deles estão listados abaixo:
Diploma
A chapa metálica tem uma importância inegável em nossas vidas. Eles têm uma ampla gama de aplicações, desde a indústria de eletrodomésticos até a indústria automotiva e da indústria de robótica até bens de consumo. Portanto, é importante compreender os fundamentos do projeto de chapa metálica e as diretrizes de projeto de chapa metálica do DFM consideradas no processo de fabricação.
