O processamento de chapas metálicas permite produzir diferentes produtos combinando diferentes técnicas e materiais compatíveis. A popularidade da tecnologia de processamento de chapas metálicas mostra, portanto, sua importância para uma ampla gama de aplicações. Porém, é importante entender como funciona esse processo para que você possa utilizá-lo a seu favor.
Este artigo examina os fundamentos do processamento de chapas metálicas e descreve as técnicas envolvidas e suas aplicações. Você também aprenderá sobre as diversas vantagens do processo, bem como os materiais e acabamentos de superfície adequados para o processo de usinagem. Continue lendo para expandir seu conhecimento sobre o processo de fabricação de chapas metálicas.
O que é processamento de chapa metálica?
A fabricação de chapas metálicas é uma técnica de fabricação que cria produtos a partir de chapas planas de metal. Portanto, você pode produzir chapas metálicas usando vários métodos que usam máquinas modernas para moldar, dobrar, cortar e montar metal em qualquer formato desejado.
Os vários processos de processamento de chapas metálicas são compatíveis com muitos materiais metálicos. Estes incluem aço inoxidável, alumínio, cobre, latão, zinco e aço. A espessura dessas chapas metálicas varia de 0,006 a 0,25 polegadas. Folhas mais finas oferecem melhor conformabilidade, enquanto as mais grossas são perfeitas para aplicações pesadas.
Além disso, aplicativos de design auxiliado por computador são usados no processamento de chapas metálicas. Eles fornecem uma representação gráfica 3D do produto final. Os arquivos 3D geralmente são convertidos em código de máquina (G-Code) que controla o processo. Isso permite que a máquina faça cortes precisos, crie juntas e forme produtos finais a partir de várias chapas de metal.
3 tipos de técnicas de processamento de chapa metálica
Várias técnicas são usadas no processamento de chapas metálicas específicas do cliente. Algumas dessas técnicas oferecem mais benefícios e são mais compatíveis do que outras. Portanto, é importante obter um conhecimento abrangente dos diferentes processos para obter projetos mais eficientes. Abaixo está uma visão geral dos três tipos de técnicas de processamento de chapa metálica.
- Corte de chapa metálica
- Conformação de chapa metálica
- Conectar folhas
Técnicas de corte para processamento de chapas metálicas
O corte é geralmente a primeira fase do processo de processamento de chapas metálicas. Você pode cortar várias formas ou estruturas de folhas retangulares para atender às necessidades do projeto. As principais técnicas de corte incluem duas categorias: corte sem cisalhamento e corte com cisalhamento.
1. Corte sem tesoura
Existem vários métodos que permitem o corte adequado de chapas sem força de cisalhamento. Essas técnicas envolvem calor extremo, alta pressão, evaporação e jateamento para moldar as peças de chapa metálica. Isso inclui o seguinte:
1.1 Corte a laser
O corte a laser de chapas metálicas utiliza feixes de laser focados para derreter metais em áreas específicas. Os cortadores a laser são compatíveis com uma longa lista de metais, desde metais não ferrosos até aço-carbono e aço inoxidável.
Esta tecnologia consiste em dois subprocessos executados em paralelo. No primeiro, um feixe de laser de alta potência é concentrado na chapa. O material absorve a energia térmica do feixe de laser e, assim, evapora.
Ao mesmo tempo, o segundo método utiliza um bico de corte que fornece gás de sopro para corte a laser. Este gás geralmente é oxigênio ou nitrogênio. Ajuda a proteger o cabeçote de processamento contra respingos e vapores durante o processamento de chapas metálicas.
1.2 Corte a plasma
O corte a plasma é um processo de corte térmico que corta metal usando gás ionizado chamado plasma. Este método utiliza alta temperatura para cortar o metal, criando grandes rebarbas e uma zona oxidada próxima à superfície de corte. Além disso, permite corte mais rápido, alta precisão e repetibilidade na fabricação de chapas metálicas.
A ferramenta de corte a plasma só funciona de forma eficaz em chapas eletricamente condutoras. Portanto, é um dos métodos mais adequados para corte de materiais condutores com espessura média de alumínio.
1.3 Corte com jato de água
Neste processo de corte, as chapas metálicas são cortadas com jato de água de alta pressão. O corte por jato de água é versátil e pode cortar vários materiais duros e macios usando água pressurizada e abrasivos. É ideal para cortar materiais macios, folhas metálicas, tecidos ou borracha. Ao mesmo tempo, é adequado para cortar materiais duros como cobre, aço carbono, alumínio e aço carbono.
A pressão geralmente fica em torno de 60.000 psi a uma velocidade de 610 m/s para cortar vários tipos de chapas metálicas. No entanto, o corte por jato de água é um substituto melhor para a tecnologia de corte a laser.
2. Corte com tesoura
Os processos nesta categoria cortam materiais metálicos usando forças de cisalhamento para superar a resistência máxima ao cisalhamento do metal. Isso normalmente envolve o uso de matrizes, punções e prensas de cisalhamento para permitir o corte adequado do metal. As técnicas descritas aqui incluem o seguinte:
2. 1 tesoura
As tesouras são adequadas para aplicações em grandes áreas e para cortar materiais macios que não requerem uma superfície limpa, como latão, alumínio e aço-carbono. Corta linhas retas em folhas com superfície plana. O método de cisalhamento aplica força de cisalhamento à superfície, dividindo o material metálico plano na interface.
Geralmente, esse é o método ideal para criar bordas retas em uma folha com arestas ásperas. É econômico para produção em larga escala, onde milhares de peças de chapa metálica são produzidas em um curto período de tempo. No entanto, devido às rebarbas e à deformação do material que cria, o cisalhamento pode não ser ideal para aplicações onde é necessário um acabamento superficial de alta qualidade.
2.2 Perfuração
Durante a punção, furos são perfurados na chapa metálica usando forças de cisalhamento. Neste processo de processamento de chapa metálica, o material residual é o material removido do furo, enquanto o produto final é o material restante na matriz.
A perfuração é adequada para fazer recortes e furos de vários formatos e tamanhos. No entanto, o processo de perfuração pode levar muito tempo. Você precisa combinar as matrizes e as facas de perfuração corretamente.
2.3 Desaparecimento
A puncionamento é um processo ideal para o processamento econômico de chapas metálicas. Isso envolve a remoção de parte da chapa metálica de uma peça maior de material de base usando um punção e uma matriz. O punção aplica uma “força de puncionamento” à chapa metálica enquanto a matriz a mantém no lugar durante o processo.
O material extraído é o componente preferido, enquanto o material restante na matriz é o material preto que sobrou. Este processo é adequado para a produção econômica de peças especiais devido à sua alta repetibilidade, controle dimensional e excelente precisão.
2.4 Serras
Serrar envolve cortar materiais metálicos usando uma ferramenta dente de serra para criar uma série de pequenos cortes no metal. Um dente de serra usa força de cisalhamento e fricção para rasgar uma pequena porção de material metálico. As serras de fita possuem vários dentes finos e ligeiramente curvos, adequados para cortar latão, alumínio e outras chapas não ferrosas.
As serras de fita horizontais ajudam a cortar barras mais longas no tamanho desejado. Já as serras de fita verticais auxiliam na realização de cortes complexos que exigem contornos precisos nas peças metálicas.
Técnicas de conformação para processamento de chapas metálicas
Técnicas de conformação de chapas metálicas podem ser usadas para moldar materiais, mantendo seu estado sólido. No entanto, essas técnicas diferem em sua aplicação para produzir peças de chapa metálica personalizadas. Esta seção explica as principais técnicas de conformação utilizadas no processamento de chapas metálicas.
Dobrar
Dobrar chapas metálicas é extremamente econômico para pequenas e médias quantidades. A superfície do metal é deformada com força e dobrada no ângulo necessário para obter a forma desejada. Você pode usar dobradeiras e uma laminadora para esse processo. Esta técnica é adequada para aço mola, cobre e alumínio 5052.
rolar
A laminação envolve a passagem de um pedaço de metal por um par de rolos para reduzir gradualmente a espessura do metal ou atingir uma espessura equilibrada. Esses rolos giram constantemente com alta eficiência para gerar forças de compressão. Consequentemente, as forças alteram plasticamente a forma da peça.
A laminação a frio e a laminação a quente são os dois processos de laminação mais importantes. A laminação a frio geralmente ocorre à temperatura ambiente, enquanto a laminação a quente ocorre a uma temperatura acima da temperatura de recristalização do material. Discos, peças estampadas, aros, tubos e cabos são peças típicas de chapas laminadas.
Carimbo
A estampagem combina processos complexos de corte e conformação com operações mais curtas de processamento de chapas metálicas para produzir peças complexas. A estampagem de chapas metálicas é uma técnica típica de conformação a frio que usa puncionadeiras e matrizes para moldar matérias-primas em vários formatos. É compatível com muitos materiais de chapa metálica – cobre, alumínio, aço de baixo e alto carbono e latão.
A tecnologia de estampagem de metal costuma ser barata, rápida e requer poucas ferramentas e tempo de mão de obra. Além disso, você pode automatizar o processo de estampagem para obter peças de precisão e repetibilidade de alta qualidade. No entanto, sua operação é mais cara e as alterações no projeto durante a produção são difíceis.
bainha
Dobrar é um processo personalizado de fabricação de chapa metálica no qual a borda de uma chapa metálica é enrolada em torno de si mesma para formar uma área de duas camadas. Isso geralmente acontece em duas etapas diferentes. O primeiro passo envolve dobrar a chapa metálica e baixá-la em uma matriz em V. A segunda etapa, por outro lado, envolve a remoção do material e sua colocação em uma matriz de achatamento. Isso ajuda a achatar a bainha e ao mesmo tempo dar-lhe o formato desejado.
A dobragem é muitas vezes eficaz para fortalecer as arestas das peças e melhorar a sua aparência. O processo é caracterizado por alta precisão, o que contribui para a produção de componentes com superfícies de alta qualidade. Porém, esse processo geralmente resulta em deformação do material, o que leva a desvios dimensionais.
Ondulação
A laminação envolve a adição de rolos redondos e ocos às bordas das folhas. O processo geralmente ocorre em três etapas. As duas primeiras etapas formam as curvas do rolo, enquanto a terceira etapa fecha o rolo.
A dobra remove efetivamente bordas afiadas e inacabadas de uma peça de trabalho para tornar o manuseio mais seguro. Dobrar fortalece ainda mais a borda. No entanto, a flexão pode causar rebarbas e deformação do material. Portanto, esse procedimento exige extremo cuidado para ser realizado de maneira correta.
Técnicas de união para processamento de chapas metálicas
As seguintes técnicas de união são usadas no processo de processamento de chapa metálica:
Soldagem
A soldagem é um processo padrão para unir peças de chapa metálica em uma única peça, aquecendo-as até o ponto de fusão e mantendo-as no lugar com uma tocha. É um dos processos básicos na fase final do processamento de chapas metálicas. Existem várias técnicas de soldagem de chapa metálica, incluindo:
- Soldagem por Arco de Metal Coberto (SMAW)
- Soldagem com gás inerte de metal (MIG)
- Soldagem com gás inerte de tungstênio (TIG)
Essas três técnicas têm abordagens diferentes. Porém, todos eles têm a finalidade de unir metais por meio da fusão das bordas das peças e adição de cargas. Como resultado, eles formam uma ligação metalúrgica entre as peças para uni-las firmemente.
Rebites
Na rebitagem, é feito um furo nas chapas a serem conectadas e o rebite é então inserido. Após inserir o rebite, deforme a extremidade do rebite apertando-o. Isso achata a extremidade do rebite e evita que ele caia. A rebitagem também é adequada para peças de metais não ferrosos, como alumínio e cobre.
Existem dois tipos: rebitagem a frio e rebitagem a quente. A rebitagem a frio é ideal para metais não ferrosos e metais leves com diâmetros inferiores a 10 mm. Durante a rebitagem a quente, no entanto, os rebites de aço com mais de 10 mm são expostos a um calor de 1000 – 1100 °C.
Vantagens do processamento de chapa metálica
O processamento de chapas metálicas inclui várias técnicas para a produção de componentes para muitas indústrias. As principais vantagens do processamento de chapas metálicas incluem:
Produção de componentes leves
O processamento de chapas metálicas é ideal para a produção de componentes leves. As indústrias que exigem peças de motor leves, como aeroespacial e automotiva, contam com a fabricação de chapas metálicas personalizadas por seus materiais e técnicas de alta qualidade.
Além disso, esse processo de fabricação permite a produção de peças de chapa metálica que reduzem o consumo de combustível de aeronaves e automóveis e, ao mesmo tempo, aumentam a eficiência.
Extensas técnicas e materiais
Conforme explicado neste artigo, existem várias técnicas associadas ao processo de fabricação de chapas metálicas. Portanto, não faltam técnicas para escolher para o seu projeto.
Este processo de fabricação também permite escolher entre uma ampla variedade de materiais de chapa, incluindo cobre, aço inoxidável, aço, alumínio e outras chapas personalizadas. O material que você escolhe determina a aplicação do seu produto final.
Eficiência e precisão
A tecnologia de processamento de chapas metálicas oferece maior eficiência e capacidades de fabricação precisas. Ajuda a criar protótipos com mais rapidez e alta precisão e exatidão. Por exemplo, alguns cortadores a laser conseguem cortes de cerca de 0,0005 polegadas.
Além disso, é importante compreender que a maioria das técnicas de processamento de chapas metálicas são automatizadas. Assim as máquinas começam a funcionar assim que você insere os códigos no computador. O processo evita erros humanos. Portanto, os produtos finais geralmente apresentam muito pouca ou nenhuma deformação.
Materiais disponíveis para processamento de chapa metálica
Existe uma longa lista de materiais compatíveis com a construção em chapa metálica. Aqui estão alguns materiais comuns de fabricação de chapa metálica:
- aço inoxidável
- Aço laminado a quente
- Aço laminado a frio
- Aço pré-revestido
- Aço carbono
- alumínio
- cobre
- Latão
Refinamentos de superfície para processamento de chapas metálicas
O acabamento superficial é um aspecto fundamental do processamento personalizado de chapas metálicas. Oferece às peças fabricadas vantagens funcionais e estéticas. Estes são alguns dos acabamentos de superfície para peças de chapa metálica:
- Revestimento em pó
- Jateamento de contas de vidro
- Escovar
- Galvanoplastia
- Anodização
- Gravação a laser
- impressão de tela
Aplicações industriais de peças de processamento de chapa metálica
Peças de chapa metálica são utilizadas no trabalho diário em diversos setores. Aqui estão algumas dessas indústrias:
Indústria automobilística
O processo de fabricação de chapas metálicas abriu caminho para o design inovador de automóveis porque havia materiais prontos para produção disponíveis. As capacidades de conformação de metal desta tecnologia ajudam a criar molduras perfeitas a partir de chapas finas.
Portanto, a maioria das peças automotivas são estampadas e processadas a laser. Por exemplo, capôs, pára-lamas, painéis laterais e tetos da maioria dos veículos são produtos de chapa metálica.
Aeroespacial
O processamento personalizado de chapas metálicas facilita a produção de vários componentes que ocupam espaço e peças leves. Os componentes usados na indústria aeroespacial normalmente exigem tolerâncias mais rígidas e alta precisão. Portanto, você pode combinar folhas de metal como alumínio e aço com métodos aprimorados para criar naves espaciais e projetos de aeronaves complexos.
Assistência médica
O processamento de chapas metálicas ajuda a detectar defeitos de projeto e fornece soluções confiáveis para os requisitos de qualidade e precisão de instrumentos médicos. A prototipagem e fabricação de chapas metálicas são ideais para aplicações de ressonância magnética e para a fabricação de bisturis e instrumentos cirúrgicos. Você pode automatizar esses processos para eliminar erros humanos e melhorar a precisão na fabricação de dispositivos médicos.
Habitação
A fabricação de chapas metálicas pode ser usada para criar gabinetes econômicos para proteger engrenagens e equipamentos sensíveis. Além disso, as peças fabricadas protegem as ferramentas do meio ambiente e evitam a entrada de poeira. Você também pode usar técnicas de fabricação de chapa metálica para criar vários recortes para conexões de cabos, como janelas de vidro, painéis de LED, guias de luz e HDMI.
Dicas de construção para processamento de chapas metálicas
Aqui estão algumas dicas importantes de design de chapa metálica para capacidade de fabricação:
espessura da parede
A geometria de cada componente deve ter uma espessura uniforme porque as peças de chapa metálica são feitas de uma única chapa de metal. Em geral, você pode produzir peças de chapa metálica com espessura de pelo menos 0,9 mm a 20 mm.
No entanto, várias técnicas personalizadas de processamento de chapa metálica são compatíveis com diferentes espessuras. Por exemplo, o corte a laser é adequado para metais com espessuras entre 0,5 mm e 10 mm. Em contraste, a dobra de chapas metálicas pode funcionar com chapas entre 0,5 mm e 6 mm de espessura.
Alinhamento de furos e ranhuras
Ao modelar peças na fabricação de chapas metálicas personalizadas, os diâmetros dos furos e ranhuras são fatores importantes a serem considerados. O diâmetro dos furos e ranhuras deve ser tão grande quanto a espessura do material. Você também deve deixar espaço suficiente entre os furos. Você nunca deve colocar os furos muito próximos da borda do material.
Subsídio de flexão e dedução
A tolerância de dobra é o comprimento adicional de material que você precisa adicionar à dimensão real das peças para criar um padrão nivelado. Já o corte de flexão é o material que deve ser cortado do comprimento dos flanges para se obter um desenho equilibrado.
Raios de curvatura
É muito importante manter o raio de curvatura interno da chapa igual à sua espessura. Isto evita defeitos de chapa metálica e deformações nos produtos finais. Conseqüentemente, manter raios de curvatura consistentes em toda a peça ajuda a garantir excelente alinhamento e economia no processamento de chapas metálicas.
Serviço de fabricação de chapas metálicas da WayKen
Concluindo
A fabricação de peças utilizando processamento de chapa metálica é uma excelente opção. Oferece diversas vantagens, desde eficiência e precisão até produção de peças leves e compatibilidade com diversos materiais e técnicas. Portanto, compreender os diversos métodos, aplicações e dicas de design envolvidos nesse processo é crucial para o sucesso do seu projeto.
Perguntas frequentes
Como funciona o processo de processamento de chapas metálicas?
O processamento de chapa metálica envolve o processamento ou conversão de materiais de chapa metálica em várias geometrias por meio de corte, modelagem ou união. O processo começa com o desenvolvimento do conceito e a criação dos desenhos técnicos.
Os engenheiros então usam vários processos para desenvolver protótipos de acordo com o modelo de projeto. Após o desenvolvimento do protótipo, testes do produto e alterações no design, a produção em série dos produtos pretendidos pode então começar.
Quais são as principais técnicas de processamento de chapas metálicas?
As principais técnicas de trabalho em chapa metálica são geralmente divididas em três categorias. Isso inclui cortar, moldar e unir. Cada categoria inclui uma variedade de processos exclusivos que são úteis para diferentes aplicações.
Qual é a espessura máxima para processamento de chapa metálica?
A espessura das folhas está geralmente entre 0,5 mm e 6 mm. Devido à sua pequena espessura, as chapas são muito fáceis de processar e ao mesmo tempo oferecem resistência suficiente para o fim a que se destinam.
