O que é chapa metálica: tipos, características e aplicações

O que é Sfolha Metal?

Chapa metálica é o metal que foi formado em peças finas e planas, geralmente por meio de um processo industrial. Geralmente é produzido em chapas com menos de 6 mm de espessura. A chapa metálica é uma das formas fundamentais usadas na metalurgia e pode ser cortada e dobrada em vários formatos diferentes.

A chapa metálica está disponível em uma variedade de materiais, tamanhos padrão e espessuras, normalmente variando de 0,5 a 6 milímetros. É comumente usado em uma ampla gama de aplicações, desde carrocerias de automóveis e asas de avião até telhados de edifícios e dutos HVAC.

A criação de objetos a partir de chapas metálicas envolve ferramentas e técnicas especializadas, como martelos, recortes, imagens digitais e soldagem a laser. O trabalho em chapa metálica requer habilidade e habilidade para moldar o metal nas formas desejadas.

Propriedades

As chapas metálicas são conhecidas por ductilidade, permitindo que ele seja moldado em vários formatos sem quebrar ou rachar. Isso é maleabilidade é fundamental na hora da fabricação, pois permite que o material seja dobrado, esticado e estampado durante o processo produtivo.

O grossura da chapa metálica também é um fator importante e pode variar de extremamente fino a vários centímetros. A espessura geralmente é especificada usando um medidor número, onde um medidor mais baixo representa um material mais espesso. O uso de diferentes espessuras torna a chapa metálica adequada para diversas aplicações, desde gabinetes eletrônicos leves até peças de máquinas pesadas.

Outra propriedade importante da chapa metálica é a sua relação resistência-peso. Isto significa que mantém a sua resistência mesmo quando a espessura é reduzida, permitindo designs leves mas robustos.

Materiais

Existem vários materiais que podem ser usados ​​para produzir chapas metálicas:

• Alumínio: Leve e resistente à corrosão, o alumínio é comumente aplicado nas indústrias aeroespacial e automotiva.
• Aço: O aço-carbono é uma escolha popular devido ao seu equilíbrio entre resistência e ductilidade. O aço inoxidável apresenta maior resistência à corrosão, tornando-o ideal para ambientes propensos à ferrugem.
• Cobre: Com sua excelente condutividade térmica e elétrica, o cobre é frequentemente usado em componentes elétricos e trocadores de calor.
• Latão e Bronze: Estas ligas de cobre possuem uma aparência estética atraente e mantêm excelente resistência à corrosão, tornando-as perfeitas para componentes decorativos.

Diferentes materiais possuem propriedades únicas que os tornam adequados para aplicações específicas, permitindo que a chapa metálica seja um material versátil e amplamente utilizado em muitas indústrias.

Tipos de chapa metálica

Os materiais de chapa metálica comumente usados ​​podem ser divididos em duas categorias, que são:

• Aço galvanizado
• Aço inoxidável

Aço galvanizado

O aço galvanizado pode ser dividido principalmente em:

• Chapa eletrogalvanizada
• Chapa com revestimento metálico por imersão a quente

Vamos comparar as duas chapas de aço galvanizadas acima por meio de uma mesa.

Aço inoxidável

É um termo geral para aço inoxidável resistente a ácidos, que resiste à corrosão atmosférica, ácida, alcalina, sal e outros meios.

Para alcançar resistência à corrosão inoxidável, a quantidade de cromo (Cr) não deve ser inferior a 13%. Além disso, níquel (Ni) ou molibdênio (Mo) podem ser adicionados para aumentar o efeito.

Devido aos vários tipos e conteúdo de ligas, existem muitos tipos de aço inoxidável resistente a ácidos.

Veja também:

• Guia definitivo para classes de aço inoxidável

Recursos de aço inoxidável:

• Boa resistência à corrosão
• Bom brilho
• Força elevada
• Tem um certo grau de elasticidade
• Caro

Propriedades do material de aço inoxidável:

Aço inoxidável ferrítico:

• Alto teor de cromo (Cr)
• Boas propriedades e resistência à oxidação em alta temperatura

Aço Inoxidável Austenítico:

• Classes típicas: Cr18Ni9 e Cr18Ni9T1
• Não magnético
• Boa resistência à corrosão
• Boa resistência à temperatura e resistência à oxidação em alta temperatura
• Boa plasticidade
• Boa resistência ao impacto
• Sem efeito de lacuna
• Excelente soldabilidade
• Amplamente utilizado
• Geralmente tem baixa resistência e baixo limite de escoamento
• Não pode ser reforçado por tratamento térmico, mas após prensagem a frio a resistência à tração é alta e a elasticidade melhora
• A resistência obtida através da trefilação a frio em altas temperaturas é facilmente enfraquecida e não deve ser usada para aplicações de alta carga

Aço Inoxidável Martensítico:

• Classes típicas: 2Cr13 e GX-8
• Propriedade magnética
• Excelente absorção de choque e boa condutividade térmica
• Alta resistência e limite de rendimento
• Boas propriedades mecânicas abrangentes após tratamento térmico e fortalecimento
• O alto teor de carbono requer revenido após a soldagem para eliminar o estresse
• Usado principalmente para peças de suporte de carga.

Veja também:

• Por que a ferrugem do aço inoxidável e como evitar que enferruje
• Tipo de metal

Características da chapa metálica

A chapa metálica é caracterizada por seu peso leve, alta resistência, condutividade (o que a torna adequada para blindagem eletromagnética), baixo custo e boa eficiência de produção.

Ele encontrou amplo uso em vários setores, como eletrônicos, comunicações, automóveis e dispositivos médicos. Por exemplo, é um componente crucial em gabinetes de computador, telefones celulares e tocadores de MP3.

À medida que a aplicação de chapas metálicas continua a se expandir, o projeto de peças de chapas metálicas tornou-se um aspecto crítico do desenvolvimento de produtos. Os engenheiros mecânicos devem ser bem versados ​​no projeto de componentes de chapa metálica para garantir que as peças atendam aos requisitos funcionais e estéticos necessários, mantendo a produção de matrizes de estampagem simples e econômica.

Principais aplicações de chapa metálica

Existem muitos materiais de chapa metálica adequados para processamento de estampagem, que são amplamente utilizados na indústria eletrônica e elétrica. Esses incluem:

Folha laminada a frio comum (SPCC) – SPCC é um material de aço produzido pela laminação contínua de lingotes de aço em bobinas ou chapas de aço com a espessura desejada usando um laminador a frio. Contudo, a superfície do SPCC não está protegida e pode oxidar facilmente quando exposta ao ar, particularmente em ambientes húmidos onde a ferrugem aparece mais rapidamente. Para evitar isso, a superfície deve ser pintada, revestida ou protegida de outra forma durante o uso.

Placa de aço galvanizado SECC – SECC é um tipo de aço galvanizado produzido a partir de bobinas de aço laminadas a frio em geral. Após passar por desengorduramento, decapagem, galvanoplastia e outros processos de pós-tratamento, torna-se um produto eletrogalvanizado que oferece excelente resistência à corrosão e aspecto decorativo. É amplamente utilizado nas indústrias de eletrônicos, eletrodomésticos e móveis, por exemplo, em chassis de computadores.

Placa de aço galvanizado por imersão a quente (SGCC) – SGCC é um material produzido por laminação a quente ou a frio, lavagem e recozimento do produto semiacabado. O material é então imerso em um banho de zinco fundido a uma temperatura de cerca de 460°C para produzir um material revestido de zinco. O SGCC é mais duro que o SECC, mas tem baixa ductilidade, uma camada de zinco mais espessa e baixa soldabilidade.

SUS301 de aço inoxidável – Este tipo de aço possui menor teor de cromo em comparação ao SUS304 e possui baixa resistência à corrosão. Porém, pode ser processado a frio para obter boa resistência à tração e dureza e possui boa elasticidade, o que o torna ideal para uso em molas elásticas e aplicações anti-EMI.

SUS304 de aço inoxidável – SUS304 é um dos aços inoxidáveis ​​mais utilizados e contém níquel, que proporciona melhor resistência à corrosão e ao calor do que os aços contendo cromo. Possui propriedades mecânicas muito boas e não sofre endurecimento durante o tratamento térmico e não possui elasticidade.

Processo de chapa metálica

De modo geral, o equipamento básico para processamento de chapas metálicas inclui uma máquina de corte, uma puncionadeira CNC, uma máquina de corte a laser, uma máquina de corte a plasma, uma máquina de corte a jato de água, uma máquina dobradeira, uma furadeira e vários equipamentos auxiliares, como como desenrolador, máquina de nivelamento, máquina de rebarbação e máquina de solda por pontos.

Normalmente, as quatro etapas mais importantes no processamento de chapas metálicas são cisalhamento, puncionamento/corte/dobragem/laminação, soldagem e tratamento de superfície.

A chapa metálica também é às vezes chamada de “placa metálica”. O processo de moldagem de placas de metal na forma e tamanho desejados é realizado por meio de deformação plástica por estampagem manual ou matriz. Peças mais complexas podem ser formadas por meio de soldagem ou de uma pequena quantidade de processamento mecânico. Exemplos de peças de chapa metálica incluem chaminés, fornos de chapa metálica e carcaças de automóveis.

O processamento de chapas metálicas envolve o uso de placas de metal para criar peças como chaminés, tambores de ferro, tanques de óleo, tubos de ventilação, cotovelos, locais redondos, formatos de funil e muito mais. Este processo requer certo conhecimento geométrico e envolve corte, dobra e flambagem, dobra e conformação, soldagem e rebitagem.

As peças de chapa metálica são peças finas de hardware que podem ser processadas por estampagem, dobra, alongamento e outros meios. Eles têm uma espessura constante durante todo o processamento e são diferentes das peças fundidas, forjadas ou usinadas. Exemplos de peças de chapa metálica incluem a carcaça de ferro de um automóvel e alguns utensílios de cozinha de aço inoxidável.

A moderna tecnologia de chapa metálica inclui enrolamento de filamento, corte a laser, processamento pesado, colagem de metal, trefilação de metal, corte a plasma, soldagem de precisão, perfilagem, dobra de chapa metálica, forjamento, corte por jato de água e soldagem de precisão.

O tratamento de superfície é uma parte importante do processo de processamento de chapas metálicas porque evita a ferrugem e melhora a aparência do produto. O pré-tratamento da superfície remove manchas de óleo, incrustações de óxido e ferrugem, prepara a superfície para o pós-tratamento, e o pós-tratamento inclui principalmente pintura em spray (assar), pulverização de plástico e revestimento com uma camada antiferrugem.

Softwares 3D como Solidworks, UG, Pro/E, SolidEdge, Topsolid e CATIA possuem peças de chapa metálica e são usados ​​principalmente para obter dados necessários para o processamento de chapa metálica por meio da edição de gráficos 3D. Esses dados fornecem informações para a puncionadeira CNC/laser, plasma, máquina de corte por jato de água/máquina combinada e dobradeira CNC.

Processos de fabricação

Corte

No processo de fabricação de chapas metálicas, a primeira etapa a ser executada é o corte. Várias técnicas são usadas para cortar chapas metálicas, como cisalhamento, corte a laser, corte a plasma e corte por jato de água. O cisalhamento é um processo mecânico simples que utiliza uma lâmina para aparar as bordas ou fazer cortes retos. Em contraste, o corte a laser emprega um feixe de laser focado que derrete facilmente através do metal, resultando em cortes precisos e desperdício mínimo de material.

Dobrando

Após o corte, dobre a chapa para criar o formato desejado. Alguns métodos comuns de dobra incluem dobra a ar, assentamento e cunhagem. A dobra a ar, a técnica mais popular, envolve a aplicação de força ao metal por meio de um punção e uma matriz, e oferece alta precisão e flexibilidade. O assentamento e a cunhagem, por outro lado, exigem mais força, mas garantem que o metal se dobre com precisão em ângulos predefinidos.

Estampagem

A estampagem é outra etapa crucial no processo de fabricação, onde uma matriz e uma prensa são usadas para criar seções elevadas ou recortadas na chapa metálica. Técnicas como gravação em relevo, cunhagem e flangeamento são comuns na estampagem. Esses métodos adicionam detalhes e padrões complexos à superfície do metal. A estampagem também pode ser combinada com o corte, oferecendo versatilidade e ampliando a gama de produtos finais que posso criar.

Formando

Por último, execute a conformação para moldar ainda mais a chapa metálica. Os processos de conformação incluem conformação por rolo, conformação por estiramento e estampagem profunda. A conformação por rolo envolve a passagem do metal por uma série de rolos para criar um perfil contínuo, mantendo a integridade do material. Durante a conformação por estiramento, prenda a chapa metálica a uma máquina tensionada e aplique pressão para obter o formato desejado sem causar defeitos. A estampagem profunda, por outro lado, puxa o metal para dentro da cavidade da matriz, criando formas profundas e ocas com paredes uniformes.

No geral, esses processos de fabricação me permitem criar com eficiência uma ampla gama de produtos de chapa metálica que atendem a diversos setores e aplicações.

Vantagens e desvantagens

Prós

Na minha experiência, trabalhar com chapas metálicas oferece diversas vantagens. Primeiro, ele fornece uma notável relação peso/resistência, tornando-o ideal para vários setores, como aeroespacial, automotivo e construção. Além disso, a chapa metálica é altamente personalizável, permitindo fácil manipulação e modificação para atender a requisitos específicos de projeto. Essa flexibilidade contribui para a geração mínima de resíduos durante o processo de fabricação, tornando-o uma escolha ecologicamente correta.

Outra vantagem que descobri é que a chapa metálica oferece excelentes propriedades condutoras, tornando-a eficiente para aplicações elétricas e térmicas. Também é altamente resistente à corrosão, garantindo durabilidade e confiabilidade a longo prazo.

Contras

Apesar de suas vantagens, existem algumas desvantagens no uso de chapas metálicas. Uma grande preocupação que encontrei é a sua suscetibilidade a empenamentos e distorções durante o processo de fabricação. Altas temperaturas e tensões mecânicas podem comprometer potencialmente sua integridade estrutural, levando a reparos dispendiosos ou falhas do produto.

Outro problema que enfrentei é o risco de ferimentos durante o manuseio e fabricação devido a arestas vivas e rebarbas. Protocolos de segurança adequados devem ser implementados para minimizar as chances de acidentes durante o trabalho com chapas metálicas.

Por último, embora a chapa metálica proporcione versatilidade na fabricação, ela pode não ser adequada para todas as aplicações. Suas paredes finas podem limitar sua resistência e rigidez, tornando-o inadequado para projetos pesados ​​ou de alta pressão.