Stretch Forming - O Guia Definitivo

A fabricação de peças metálicas geralmente envolve a moldagem de peças brutas em um processo denominado conformação. A conformação por estiramento, uma das variações deste procedimento, é obtida de várias maneiras e envolve principalmente a deformação mecânica do material antes de moldá-lo. O método utilizado difere dependendo do material utilizado.

O que é Stretch Forming?

Processo de formação de estiramento

Este processo envolve a utilização de uma matriz com o formato desejado que auxilia no desenho de contornos lisos e sem rugas. O metal é puxado além do seu ponto de escoamento e contorcido sobre a matriz que deforma o material na forma desejada.

Vantagens do processo de conformação por estiramento

Máquina formadora de estiramento hidráulico

Existem vários benefícios que você pode obter ao usar esse processo de conformação. Essas vantagens incluem;

Este método de conformação de metal permite o projeto de chapas metálicas expansivas, bem como extrusões em designs complexos.
Formas complexas podem ser projetadas em um único ciclo, o que o torna ideal para a produção de peças grandes.
O endurecimento por trabalho que ocorre durante a formação de produtos usando este método aumenta a resistência à tração de seus produtos.
A tensão consistente mantida durante este processo garante que haja pouca ou nenhuma imperfeição no produto final.
Este processo utiliza uma única matriz para produtos semelhantes, o que ajuda a economizar no custo de ferramentas.
Com um acabamento mais liso típico deste processo, a necessidade de acabamento secundário é minimizada.

Limitações da conformação por estiramento de chapa metálica

Ao usar este processo de formação, existem algumas limitações que você provavelmente encontrará. Estas desvantagens incluem;

Existem fatores, incluindo as propriedades do material e sua relação de tensão, que limitam a deformação máxima que é vital neste processo de formação. Esses fatores influenciam diretamente a fratura e a localização que por sua vez desestabilizam o material.
Este processo de conformação utiliza matrizes para o processo de conformação e, portanto, não é ideal para produção em massa de designs variados, pois serão necessárias ferramentas diferentes.
Para ambientes industriais, este processo de conformação incorre em um custo mais elevado de ferramental dependendo das peças necessárias, bem como de seus tamanhos.

Metais adequados para processo de conformação por estiramento

Os metais que são compatíveis com este processo de formação podem reter as formas recortadas durante o processo de formação, que podem incorporar diferentes designs intrincados.

Os materiais utilizados neste processo também apresentam ductilidade e maleabilidade aprimoradas, ideais para a produção de peças com integridade estrutural e elevada precisão.

Os metais mais adequados para o processo de conformação por estiramento incluem;

Alumínio extrusões que são leves e têm uma resistência aprimorada à corrosão.
Aço é outro metal cuja principal vantagem é a sua elevada resistência à tração.
Metais Revestidos variam em composição e são compostos de metais fundidos com qualidades desejadas
Titânio é um material de qualidade que não só é resistente à corrosão, mas também apresenta maior resistência e ao mesmo tempo é leve.
Aço inoxidável é um amálgama de aço que incorpora maior resistência à corrosão e é muito
Ligas de Níquel apresentam resistência elevada e resistência a temperaturas extremas.
Latão é muito maleável e pode ser facilmente utilizado neste processo de formação
Cobre tem condutividade elevada e também é maleável

Tipos de equipamentos e máquinas para conformação por estiramento de metal

Processo de conformação por estiramento de metal

· Braço oscilante Stretch Wrap V-Press

Esta variação da máquina formadora de estiramento consiste em uma matriz montada em uma mesa com molduras. A máquina também contém um par de braços que sustentam um carro móvel equipado com uma mandíbula de preensão e um cilindro de tensão hidráulica. Seu carro móvel tem uma permissão de movimento de noventa graus, o que resulta em um movimento oscilante

As mandíbulas de preensão são usadas para segurar o material a ser moldado. Seu carro move a mandíbula de preensão para criar as formas desejadas na seção desejada. O material é então esticado pelos braços com a ajuda do cilindro de tensão hidráulica sobre a matriz

· T Press ou Transversal Press

As prensas transversais, também conhecidas como prensas em T, consistem em mesas estreitas usadas para montar matrizes que são posicionadas perpendicularmente às suas longas vigas. É equipado com carrinhos que possuem cangas fixadas com mandíbulas paralelas fixadas às cangas.

As mandíbulas são usadas para segurar o metal normalmente em forma de folha e esticá-lo sobre a matriz posicionada. O carro pode ser utilizado para manipular as culatras para melhor posicionar o material. Sua matriz é empurrada contra o material até que os resultados desejados sejam alcançados.

· L-Press ou Longitudinal Press

Esta máquina está equipada com uma matriz montada sobre uma mesa colocada perpendicularmente à mandíbula da máquina. A mesa possui longas vigas de suporte e sua mandíbula apresenta movimento de rotação, oscilação, curvatura e controle de tensão. É equipado com carrinhos que ajudam a movimentar os braços e, por sua vez, movimentar a linha do queixo.

Ao utilizar este equipamento, o material é fixado por meio de garras de preensão. O material é puxado e enrolado na matriz montada para criar as diferentes formas.

· Imprensa Versal Transversal/Longitudinal

Esta variação combina as propriedades de trabalho do equipamento de alongamento transversal e longitudinal

· Prensa Stretch Draw

Esta máquina está equipada com matrizes correspondentes com mesas baixas para montagem, posicionamento e suporte das matrizes. Essas mesas são chamadas de placas e estão localizadas acima e abaixo da matriz e operam com a ajuda de um cilindro hidráulico. Também é equipado com braços que contêm mandíbulas usadas para mover e puxar o material.

O material é fixado pelas mandíbulas e puxado pelos braços. As matrizes correspondentes são então usadas para estirar e deformar o material esticado no formato desejado.

· Sorteio Rotativo

Este equipamento possui mandíbulas montadas em mesa rotativa nas quais a matriz é montada. O design apresenta uma mandíbula móvel linear de tensão. A mandíbula é usada para esticar o material, após o que a mesa gira envolvendo o material provocado na matriz. Este equipamento também possui um limpador que tem a função de pressionar uma sapata de perfil idêntico contra a seção desejada.

Processo passo a passo de conformação por estiramento em chapa metálica

Estiramento formando metais

Este processo é realizado nas seguintes etapas;

O primeiro passo é preparar o material que deseja moldar. Este processo é feito colocando o metal em bruto na posição e garantindo que esteja seguramente preso pela mandíbula que é suportada por carros.
Segue-se o estiramento do material realizado pelos braços do equipamento. Sua peça bruta deve ser puxada além do seu ponto de escoamento, o que é feito com a ajuda de cilindros de tensão hidráulica
Enquanto a mandíbula mantém a tensão do material, a matriz é inserida no material esticado no próximo processo que é a formação. O material é deformado à medida que a força de tração é elevada durante o processo de moldagem, o que resulta na forma desejada.
O material é então removido da máquina após a conclusão do processo de formação.

Comparando Stretch Forming e Stretch Wrap Forming

A corporação de conformação por estiramento é um procedimento que requer o posicionamento do material sobre uma matriz com o auxílio de mandíbulas de preensão. As mandíbulas seguram firmemente a chapa à medida que ela é puxada até ultrapassar seu limite de escoamento usando a mesa montada com uma matriz acionada por pistões hidráulicos. Este processo deforma as folhas em branco criando as formas desejadas.

O envoltório do estiramento O procedimento, por outro lado, envolve dois procedimentos separados, sendo que o primeiro implica o alongamento do material escolhido. Depois que o material ultrapassa seu ponto de escoamento e fica plano, ele é enrolado na matriz. Este processo requer dois conjuntos de mandíbulas de preensão, uma fixa e outra fixada ao cilindro de tensão em uma torre, permitindo que ele se mova.

Aplicações de conformação por estiramento

Com as diferentes variações deste processo de conformação, este método possui uma ampla gama de aplicações. As diferentes peças produzidas e os diferentes metais adequados para este método de conformação são utilizados para as seguintes aplicações:

Indústria aeroespacial
Indústria automobilística
Construção e arquitetura
Indústria de vagões ferroviários
Fabricação geral

Conclusão

É importante compreender as vantagens e limitações, bem como os materiais adequados para o processo de conformação por estiramento. Esses fatores o ajudarão a determinar se esse método de conformação de metal é mais adequado às suas necessidades. Compreender os diferentes tipos de máquinas e métodos envolvidos também é essencial no seu processo de tomada de decisão.

Mais recursos:

Conformação Superplástica – Fonte: TSINFA

Desenho profundo – Fonte: TSINFA

O que é hidroformação – Fonte: TSINFA

Stretch Forming – O guia definitivo