A estampagem de metal é um método de fabricação de peças e componentes complexos a partir de chapas metálicas planas. Os setores que dependem da engenharia de precisão precisam entender todos os diferentes tipos de estampagem de metal e como eles são utilizados. Uma prensa de estampagem de metal é uma máquina de processamento que utiliza ferramentas e matrizes especiais para moldar e cortar chapas metálicas.
Existem quatro tipos principais de estampagem de metal: estampagem progressiva, estampagem composta, estampagem de transferência e estampagem de quatro deslizamentos. Os diferentes processos têm benefícios diferentes e são adequados para a produção de peças fabricadas em metal para diferentes necessidades.
Índice
Quatro tipos de estampagem de metal
Estamparia Progressiva
A estampagem progressiva é um método de fabricação de alto volume. Uma tira de metal retirada de uma bobina é automaticamente passada por várias matrizes de conformação. Cada matriz processa a peça bruta para aproximá-la da sua forma final.
Quando o material atinge sua parada final, o produto acabado é separado da tira de metal. Ao mesmo tempo, uma nova chapa de metal entra na extremidade inicial da matriz progressiva para a primeira passagem. Ao inserir pinos-guia nos furos de posicionamento em cada estação da matriz, a matriz progressiva produz a mesma peça todas as vezes.
Estamparia composta
A estampagem composta é um método de fabricação de peças metálicas planas simples, como arruelas. Também permite a fabricação de peças complexas com tolerâncias menores, como vedações, fixações, blindagens, defletores, armações, etc.
Ela permite realizar mais cortes, puncionamentos e dobras em uma única passagem do que outros métodos de estampagem. Isso a torna econômica para produções de médio a alto volume. A velocidade varia dependendo do tamanho da peça.
É adequado para a fabricação rápida de peças simples com alta repetibilidade, mas pode não funcionar bem para padrões complexos. Nesse caso, a estampagem progressiva funcionará melhor.
Estamparia de matriz de transferência
Estamparia de matriz de transferência é um tipo de estampagem de metal em que cada peça é tratada como uma unidade separada. A máquina primeiro separa a peça da tira de metal. A peça é então movida para um local diferente e processada de forma diferente.
Esta é a melhor maneira de fabricar peças com muitos detalhes pequenos, como serrilhados, nervuras e roscas. É perfeita para aplicações tubulares e peças estampadas em metais como cobre, latão, alumínio e aço inoxidável.
Além dessas características, a estampagem por transferência apresenta outras vantagens importantes. É muito eficaz e econômica para pequenas produções, sendo o melhor método para a fabricação de peças grandes.
Diferentes acabamentos de superfície podem ser obtidos com este método e, como são utilizadas diferentes matrizes, não há necessidade de guias de chapa ou elevadores. Além disso, o uso de uma ou mais matrizes geralmente reduz os custos com ferramentas, tornando-o ideal para muitos projetos de estampagem de metais.
Estamparia de quatro lâminas
Ao contrário das prensas de estampagem de metal que usam estampagem vertical, a estampagem de quatro cursores usa quatro cursores que se movem horizontalmente por meio de engrenagens e eixos conectados entre si.
Esses deslizadores atingem a peça em ângulos retos, garantindo assim o formato correto e consistente do metal. Diversos setores utilizam esse método para criar peças complexas e precisas, como as indústrias aeroespacial, eletrônica e automotiva.
Como funciona a estampagem de metal?
Na estampagem de metal, as metades superior e inferior de um conjunto de matrizes são usadas para cortar uma chapa plana de metal no formato desejado. Esse trabalho é realizado em uma máquina de estampagem de alta resistência.
As matrizes da máquina cortam, dobram, estampam, aparam, furam, esticam ou trefilam a matéria-prima para criar um produto final com o tamanho certo. A estampagem pode ser usada para fabricar uma variedade de itens, desde simples suportes e carcaças de equipamentos até chassis de automóveis.
Por que a estampagem de metal é importante?
A estampagem de metal é uma tecnologia focada na eficiência e parte fundamental da produção em alto volume e baixo custo em diversos setores. Ela aumenta a produtividade e reduz custos, reduzindo a necessidade de ferramentas, mão de obra e tempo, resultando em economias significativas na produção em massa.
Na produção em larga escala, a estampagem costuma ser mais rápida e utiliza menos material do que a usinagem, que requer material para fabricar a peça. Embora o forjamento possa ser mais caro para certas geometrias de peças complexas e precisas, a estampagem pode ser mais rápida e consistente, tornando-se uma escolha melhor.
Quais são os materiais mais comuns usados para estampagem de metal?
Existem muitos materiais metálicos que podem ser usados para estampagem de metal no dia a dia. Alguns dos materiais metálicos mais comuns são:
Liga de cobre
As ligas de cobre são ideais para aplicações elétricas e de climatização (HVAC) porque são eletricamente condutivas, fáceis de moldar e não enferrujam. Além disso, as ligas de cobre são muito fáceis de moldar, o que as torna ótimas para corte de metais e criação de formas complexas. No entanto, não podem ser usadas para tarefas de alta resistência, pois são macias.
Ligas de Aço
O aço e suas ligas são resistentes, baratos e versáteis, o que os torna a espinha dorsal da indústria mecânica e ideais para estampagem de metais em geral. Ligas de aço maleáveis e macias podem ser aquecidas para endurecê-las após a estampagem.
Liga de alumínio
As ligas de alumínio são amplamente utilizadas nas indústrias aeroespacial e automotiva devido à sua leveza, ausência de ferrugem e boa condutividade térmica. O processo de fundição de metais facilita a moldagem do alumínio e suas ligas em geometrias complexas. O alumínio e suas ligas são conhecidos por sua flexibilidade e facilidade de moldagem.
Metais Especiais
Ligas de titânio e níquel, por exemplo, podem operar em ambientes agressivos. Para ser mais preciso, dependendo da liga e da aplicação, elas são caracterizadas por alta resistência e resistência à corrosão, altas temperaturas e ambientes agressivos.
Metais especiais são resistentes a ambientes agressivos, como as indústrias química, aeronáutica, nuclear, energética, marítima e outras. No entanto, suas propriedades fortes e tenazes podem tornar a fundição de metais mais difícil e, geralmente, cara.
A escolha do método certo de estampagem de metal para um trabalho específico deve levar em consideração fatores como o tipo de material necessário, a complexidade do projeto, o número de peças a serem feitas e o orçamento.
Por exemplo, o cobre pode ser o melhor metal para aplicações elétricas. O aço é o melhor metal para projetos de longa duração. O alumínio é o melhor metal para projetos leves. Metais especiais são adequados para condições severas de corrosão ou temperatura.
Quais são os diferentes métodos de estampagem de metal?
Existem muitos métodos diferentes de estampagem de metal, cada um projetado para atender às necessidades de um projeto de fabricação específico. Abaixo, listamos os métodos mais comuns de funcionamento das prensas de estampagem de metal.
Socos
Este processo utiliza um punção e uma matriz para cortar furos ou outros espaços em uma chapa metálica. Por exemplo, é comumente usado para puncionar, entalhar e perfurar furos em diversos itens, como peças automotivas e eletrônicos.
A perfuração pode produzir furos muito próximos do tamanho correto, mas isso depende do tipo de material e sua espessura, do tamanho do furo e da qualidade e condição da matriz. Entendendo as vantagens e desvantagens do processo de puncionamento e como ele funciona pode ajudar a otimizar o processo para obter os melhores resultados.
Supressão
A estampagem é semelhante à punção, mas em vez de perfurar o formato final, o objetivo é cortar o formato a partir de uma chapa metálica. A estampagem de aço é uma maneira barata de fabricar peças metálicas, pois utiliza uma alimentação contínua de material, facilitando a configuração e o manuseio das peças.
Reduz o desperdício ao empilhar as peças de forma eficiente e reduz os custos de envio, enviando apenas o peso líquido. Inicialmente, era usado apenas nas indústrias automotiva e de manufatura. No entanto, está ganhando popularidade em mais setores, pois os blanks podem ser moldados no formato da peça final.
Dobrando
Dobramento é o processo de moldar o metal pressionando-o com força em determinados pontos. Na conformação por freio de pressão, uma peça é colocada sobre um módulo. O módulo exerce tensão e pressão sobre a chapa para moldá-la. O rebote ocorre após a dobra, portanto, é necessária uma dobra excessiva para atingir um determinado ângulo.
Tanto o tipo de material quanto o método de conformação afetam a elasticidade. A chapa metálica fica mais longa quando dobrada. Isso é medido pela flambagem externa e pelo raio de curvatura interno. A espessura, as propriedades do material e a seleção do molde influenciam isso. Além disso, a dobra é usada para fazer abas, ranhuras, etc.
Elenco
No processo de fundição, a pressão é usada para moldar e endurecer a superfície da peça, resultando em formas precisas e bordas lisas. Este método economiza tempo e dinheiro, eliminando etapas adicionais, como retificação e rebarbação.
O processo de fundição é utilizado em diversas áreas, especialmente quando pequenos detalhes e características refinadas são importantes, como na fabricação de moedas, emblemas, botões e peças de precisão. Mais detalhes sobre essas tecnologias podem ser encontrados no Visão geral do processamento de fundição de metal e estampagem de precisão.
Relevo
Na estampagem, um padrão em relevo ou rebaixado é formado na superfície de uma chapa metálica. É frequentemente usado para decoração de itens como painéis ornamentados. Ao estampar, a precisão é fundamental para obter a aparência e o toque desejados.
Flangeamento
A criação de uma borda ou lábio elevado em uma peça de chapa metálica é chamada de "flange". Este material é usado em painéis automotivos e dutos, entre outros. A precisão do flangeamento é necessária para garantir que as vedações funcionem corretamente e que a estrutura permaneça consistente.
Vantagens e desvantagens da estampagem de metal
Não existe artesanato perfeito no mundo. Qualquer processo tem seus prós e contras. A seguir, vamos conhecer as vantagens e desvantagens do processo de estampagem de metal.
Vantagens da estampagem de metal
Para a indústria de processamento de peças metálicas, o processo de estampagem de metal oferece as seguintes vantagens:
- Custo-benefício: O processo de estampagem de metais é altamente eficiente e pode produzir peças de alta qualidade em grandes quantidades. As matrizes de estampagem são muito robustas e podem produzir milhares ou até milhões de peças antes que precisem ser substituídas. Também é mais econômico, pois requer menos mão de obra e menos desperdício de material.
- Altamente preciso: A estampagem de metal é um método muito preciso de fabricação de peças. O projeto auxiliado por computador (CAD) e o controle numérico computadorizado (CNC) garantem tolerâncias rigorosas e dimensões precisas.
- Economiza tempo e dinheiro: O processo de estampagem de metal pode ser automatizado. Isso acelera a produção e reduz os prazos de entrega.
- Versatilidade: A estampagem de metal pode ser usada em uma ampla gama de materiais metálicos, como aço, alumínio, latão e cobre. Isso permite que os fabricantes produzam diversas peças para diversos negócios e usos.
- Economiza materiais: A tecnologia de estampagem reduz o desperdício por meio de cortes e conformações precisos. Isso não só reduz os custos com matéria-prima, como também o desperdício de recursos e energia.
- Geometrias Complexas: Com a estampagem de metal, é possível fabricar peças com formatos muito complexos com grande precisão. Muitas vezes, isso pode ser feito em apenas uma operação, o que simplifica o processo de produção de peças complexas.
- Resistência e durabilidadePeças metálicas estampadas são conhecidas por sua robustez e durabilidade. O processo de trabalho a frio torna o metal mais forte, mais resistente ao desgaste e à corrosão e menos suscetível a outras influências externas. A estampagem de metal é, portanto, ideal para a fabricação de peças que precisam ter um desempenho confiável por um longo período.
Desvantagens da estampagem de metal
Assim como não existe perfeição, aqui estão alguns dos problemas que você pode encontrar ao estampar metais:
- Estourando. Quando um punção se desgasta ou não há espaço suficiente entre os punções, a superfície ao redor do furo ou contorno pode quebrar, o que significa que é necessária manutenção ou substituição da ferramenta.
- Quebra de peça. A tonelagem negativa (tonelagem reversa) pode causar a quebra de peças. Isso ocorre quando o punção rompe o metal durante o corte, empurrando o punção e a unidade de estampagem para baixo.
- Scrap Web. Excesso de sucata metálica entre peças de matrizes velhas ou desalinhadas que precisam ser realinhadas, bem como ferramentas que precisam de manutenção.
- Rebarbas. Bordas afiadas e elevadas que precisam ser removidas de punções e moldes que se deslocaram.
- Limitações da complexidade do design:Alguns projetos muito complexos podem não ser possíveis ou podem exigir etapas adicionais.
- Desgaste e manutenção de ferramentas: Moldes e ferramentas exigem manutenção e substituição regulares, o que aumenta os custos e o tempo de inatividade.
- Limitações materiais:Alguns materiais podem não ser utilizáveis porque são muito frágeis ou não são flexíveis o suficiente.
Quais são algumas aplicações comuns para estampagem de metal?
A estampagem de metais é utilizada em uma ampla variedade de aplicações devido à sua excelência na fabricação de peças metálicas de precisão. Algumas das aplicações comuns estão listadas abaixo:
- Indústria automotiva: A estampagem de metais permite a produção rápida e precisa de grandes quantidades de peças que atendem a altos padrões de qualidade e segurança. Produz peças como suportes, painéis e conexões elétricas para a indústria automotiva.
- Aeroespacial: A estampagem de metal permite a produção em massa de peças robustas e leves que atendem aos rigorosos padrões da indústria. Exemplos incluem peças estruturais, peças de motor e fixadores.
- Indústria Eletrônica: Os componentes eletrônicos precisam ser precisos e podem ser usados com uma variedade de materiais condutores. Portanto, o processo de estampagem de metal pode ser usado para fabricar conectores, terminais e invólucros.
- Área Médica: Este processo permite fabricar peças com alta precisão, biocompatibilidade e formatos complexos. Por exemplo, instrumentos cirúrgicos, implantes e stents.
- Indústria de bens de consumo: Muitos produtos diferentes podem ser fabricados usando a tecnologia de estampagem de metal. Esses produtos podem variar em tamanho e dificuldade.
- Máquinas Industriais: A estampagem de metais pode ser usada para fabricar peças duráveis e de alta qualidade. Exemplos incluem peças para máquinas, motores e ferramentas pesadas. Essas peças precisam trabalhar em ambientes industriais adversos.
Que tipos de prensas de estampagem de metal estão disponíveis?
Aqui estão alguns tipos diferentes de prensas de estampagem de metal.
Prensas mecânicas
Essas máquinas possuem um motor conectado a um mecanismo de volante. Elas podem fabricar peças rapidamente, o que as torna ideais para a fabricação de peças simples e de formato raso.
Eles são normalmente usados para estampagem progressiva e de transferência para fazer peças de automóveis, eletrodomésticos e ferramentas.
Prensas Hidráulicas
Essas prensas não são tão rápidas quanto as mecânicas, mas são mais flexíveis, pois permitem a alteração do espaço da matriz, da pressão e do curso. Elas podem ser usadas para fabricar peças profundas e complexas, como tanques, cilindros e cubas.
Prensas servo mecânicas
Essas prensas são tão rápidas quanto as mecânicas, mas podem ser dobradas de diferentes maneiras, como as hidráulicas. Elas podem ser ajustadas em termos de velocidade, curso, posição e movimento de deslizamento, permitindo o uso em uma variedade de moldes, tipos de peças e velocidades de produção.
Prensas Pneumáticas
Populares em encadernações, as prensas pneumáticas utilizam ar comprimido para realizar tarefas mecânicas como corte e dobra. Comparadas às prensas hidráulicas, as prensas pneumáticas trabalham de forma mais rápida e limpa. Máquinas totalmente pneumáticas não utilizam nenhuma fonte de energia além de ar comprimido. O operador posiciona o material, inicia o processo de prensagem e, em seguida, recebe a peça final.
Coisas a considerar ao escolher o processo de estampagem de metal
Escolhendo o material certo
O tipo de material escolhido afetará não apenas a função da peça, mas também o método de estampagem. Você precisa considerar fatores como a resistência, a flexibilidade e a resistência à ferrugem do material. Considere também se o material pode suportar a tensão do processo de estampagem. Como ele se comportará sob carga quando for colocado em uso? Escolher o material certo é a primeira condição para garantir o funcionamento adequado da peça estampada.
Precisão
Precisão não é apenas um termo usado na estampagem de metais, mas também uma regra que deve ser seguida. É importante saber quanta tolerância seu projeto exige. Se a tolerância for muito estreita, o custo aumentará. Portanto, é preciso encontrar um equilíbrio entre precisão e praticidade. Considere o que o processo de estampagem pode fazer e quais ferramentas você utilizará. Uma tolerância muito estreita é tão ruim quanto uma tolerância insuficiente.
Complexidade e Viabilidade
Um padrão complexo pode parecer ótimo no papel. Mas será que ele pode ser fabricado usando o processo de estampagem de metal? Considere as limitações do processo de estampagem. Seu plano pode ser alcançado sem comprometer a integridade? Simplificar o design ou dividi-lo em várias partes pode ser a chave para torná-lo realista.
Custo-efetividade
Quando se trata de estampagem de metal, eficiência e custo-benefício andam de mãos dadas. Pense em quantas etapas são necessárias para fabricar uma peça. Se houver muitas etapas e a peça for complexa, o custo aumentará. Tente simplificar o design sem comprometer a qualidade. Lembre-se de que um processo mais simples geralmente significa custos mais baixos.
Equipamentos e Ferramentas
As ferramentas e equipamentos de estampagem disponíveis devem corresponder ao seu projeto. É claro que você pode encomendar as ferramentas sob medida, mas isso será mais caro. Portanto, é mais barato adaptar o projeto às ferramentas existentes. Trabalhe com seus especialistas e o fabricante da ferramenta para encontrar a melhor solução.
Prototipagem
Amostras de protótipos são produzidas antes do início da produção em massa. Ao testar as amostras, você pode descobrir erros no projeto. Esses erros não são visíveis na tela do computador. Esta é uma etapa muito importante para garantir que suas peças funcionem corretamente na vida real.
Quais são as questões de segurança que devo ter em mente ao usar uma prensa de estampagem de metal?
Métodos de fabricação de metal que utilizam peças móveis, bordas metálicas afiadas e forças de compressão podem ser perigosos para os trabalhadores. Entre eles, choques elétricos, pontos de esmagamento, ruído e objetos em movimento.
Aqueles que realizam trabalhos perigosos devem sempre usar os equipamentos de proteção individual (EPI) corretos, como calçados de segurança, óculos de proteção, luvas e protetores auriculares. Ao utilizar ferramentas de estampagem de metal, a segurança deve vir em primeiro lugar. Um fator importante na prevenção de lesões pessoais é a educação do operador.