Faculdade de Tecnologia de
Pindamonhangaba
Curso
de Tecnologia em Soldagem
EMBUTIMENTO
ANA
JÚLIA DAS GRAÇAS CARVALHO
THIAGO
DA SILVA RODRIGUES
VITÓRIA
SIMPLÍCIO DE OLIVEIRA
Faculdade de Tecnologia de
Pindamonhangaba
Curso
de Tecnologia em Soldagem
EMBUTIMENTO
ANA
JÚLIA DAS GRAÇAS CARVALHO
THIAGO
DA SILVA RODRIGUES
VITÓRIA
SIMPLÍCIO DE OLIVEIRA
RESUMO
Este
trabalho tem por finalidade apresentar um processo de conformação mecânica,
denominado embutimento. Bem como ampliar nosso conhecimento em relação a processos
de fabricação.
Ficará
no mesmo registrado o conceito desta conformação, como ela se desenvolve e suas
aplicações. Além de identificar suas propriedades mecânicas.
Sendo
assim, propiciará o conhecimento básico necessário da área mecânica para a
compreensão do conteúdo existente no curso de tecnologia em soldagem.
ABSTRACT
This work aims at presenting a method of metal
forming, called cupping. As well as broaden our knowledge concerning the
manufacturing processes.
Will be recorded in the same conformation of this
concept, as it develops and its applications. In addition to identifying their
mechanical properties.
So, will provide the basic knowledge necessary
mechanical area for the understanding of the content of the course in welding
technology.
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO
Durante
muitos anos, o homem buscou aprimorar seus conhecimentos para sempre atender
suas necessidades. Na antiguidade, martelava-se e moldava-se armaduras,
espadas, fazendo com que se desse início o processo de forjamento.
O
que não se sabia era que esses conhecimentos e aprimoramentos se desenvolvessem
tanto, a ponto de obter variados processos com o mesmo fim, modificar a
estrutura geométrica inicial criando utensílios cotidianos.
A
partir disso nascia a conformação mecânica, uma modificação da forma de um
corpo para outra, pré-definida, com geometria e dimensões controladas, pela
aplicação de esforço mecânico.
Tendo-se
esse conceito, será possível a total compreensão do assunto abordado a diante,
a conformação mecânica por embutimento. Gerando peças variadas de acordo com
seus esforços e propriedades mecânicas.
Desse
modo, o desenvolvimento deste tema implicará num conhecimento prévio da área
mecânica para nossa qualificação enquanto estudantes e futuros tecnólogos em
soldagem, intensamente vinculado a mecânica e suas aplicações.
2. EMBUTIMENTO
O
embutimento, também conhecido como repuxo ou estampagem profunda é um processo
de conformação mecânica em que chapas planas são conformadas no formato de um
copo. Ele é realizado a frio e, dependendo da característica do produto, em uma
ou mais fases de conformação. Por esse
processo, produzem-se panelas, partes das latarias de carros como paralamas,
capôs, portas, e peças como cartuchos e refletores parabólicos.
No
embutimento, a chapa metálica sofre alongamento em ao menos uma direção e
compressão em outra direção. Geralmente, um compensa o outro e não há mudança
na espessura da chapa. Assim como no dobramento, a estampagem profunda também é
realizada com o auxílio de estampos formados por um punção, uma matriz e um sujeitador
presos a prensas mecânicas ou hidráulicas.
A
chapa, já cortada nas dimensões determinadas, é presa entre a matriz e o sujeitador
que mantém sobre ela uma pressão constante durante a estampagem profunda. Isso
evita que ocorra o enrugamento da superfície da peça. O punção é acionado,
desce e força a chapa para baixo, através da matriz, figura 1. Nessa operação,
também é necessário um controle sobre a folga entre o punção e a matriz.
Figura 1: Representação da estampagem profunda.
Quando
a profundidade do embutimento é grande, ou seja, tem a altura maior que o
diâmetro da peça, figura 2, e são necessárias várias operações sucessivas para
obtê-la, tem-se a reestampagem. Isso pode ser feito com o mesmo punção, ou com
punções diferentes quando o perfil da peça deve ser alterado numa segunda ou
terceira estampagem.
Figura
2: Representação da profundidade de embutimento grande.
A
ferramenta deve ter uma superfície lisa e bem acabada para minimizar o atrito
entre matriz-chapa-punção e, desse modo, diminuir o esforço de compressão e o
desgaste da ferramenta. Para diminuir o atrito pode-se usar também um lubrificante.
3. EMBUTIMENTO METALOGRÁFICO
O
processo de embutimento metalográfico pode ser dividido em dois grupos,
embutimento a quente no qual é utilizado baquelite e uma embutidora
metalográfica e o embutimento a frio que são utilizados dois produtos resina e
catalisador, ambos os métodos visam obter a amostra embutida para conseguir um
bom resultado na preparação metalográfica.
3.1. Embutimento metalográfico a frio
O
trabalho a frio é acompanhado do encruamento do metal, que é ocasionado pela
interação das discordâncias entre si e com outras barreiras – tais como
contornos de grão – que impedem o seu movimento através da rede cristalina. A
deformação plástica produz também um aumento no numero de discordâncias, as
quais, em virtude de sua interação, resultam num elevado estado de tensão
interna da rede cristalina.
Um
metal cristalino contem em média 106 a 108 cm de
discordância por cm3, enquanto que um metal severamente encruado
apresenta cerca de 1012 cm de discordância por cm3. A
estrutura características do estado encruado examinada ao microscópio eletrônico
apresenta dentro de cada grão, regiões pobres em discordâncias, cercadas por um
emaranhado altamente denso de discordância nos planos de deslizamento.
Esse
embutimento é recomendado para materiais sensíveis ao calor e pressão. Não
requer equipamento – embutidora – e é usado para preparo de amostras avulsas. A
resina, composta de dois componentes e vertido num molde onde esta a peça.
3.2. Processos do embutimento metalográfico
A
amostra é colocada em um molde. A quantia correta de dois componentes são
medidas cuidadosamente pelo volume ou pelo peso. Então, eles são bem misturados
e colocados sobre a amostra.
• Epóxi
As
resinas epóxi possuem a contração mais baixa de todas as resinas para
embutimento a frio. O tempo de cura é relativamente longo, mas a aderência à
maioria dos materiais é excelente. Elas também são utilizadas para impregnação
a vácuo. As resinas epóxi se polimerizam através de uma reação química, após
terem sido misturadas nas proporções corretas. O epóxi endurecido é
duroplástico, e não é afetado pelo calor moderado ou substâncias químicas. É
recomendado para embutimento a vácuo para peças porosas e excelente retenção de
borda.
Não
contrai, tempo de cura relativamente longo, porém aderência nos materiais excepcionais.
• Acrílica
Os
acrílicos são resinas de fácil uso, com curtos tempos de cura e de contração
desprezível. Eles possuem componentes de autopolimerização, que endurecem com a
adição de um catalisador. O acrílico endurecido é um termoplástico e
quimicamente resistente. Acrílico tem tempo de cura curto, de fácil de uso.
Contração
muito limitada e propriedades gerais excelentes. Bom para embutir um número
grande em série de materiais diversos para trabalhos de rotina.
3.3. Impregnação a Vácuo
Materiais
porosos, como cerâmicos ou revestimentos em spray, necessitam impregnação a
vácuo. Todos os poros ligados à superfície são preenchidos com resina. Consequentemente,
a resina reforça estes materiais mais frágeis. Os artefatos da preparação podem
ser minimizados, tais como arrancamentos, fissuras ou porosidade entreaberta.
Somente
as resinas epóxi podem ser utilizadas para a impregnação a vácuo, devido as
suas baixas viscosidades e suas baixas pressões de vapor. A Epodye, uma tinta
fluorescente, pode ser misturada com o epóxi, permitindo uma fácil identificação
de todos os poros preenchidos à luz fluorescente.
4. ENSAIO DE EMBUTIMENTO
O
ensaio de embutimento tem como objetivo avaliar a estampabilidade de chapas e/ou
tiras metálicas, relacionando características mecânicas e estruturais da peça
com as máximas deformações possíveis de ser realizadas sem que ocorra ruptura
[ASTM E643-84].
Um
dos possíveis ensaios de embutimento é o Ensaio Swift, o qual consiste na
deformação de um disco metálico (blank) preso em uma matriz com um punção na
forma cilíndrica. Nesse caso, o resultado é obtido por meio da relação entre o
diâmetro máximo do disco e o diâmetro do punção que provoca a ruptura da peça.
Desse modo, esse método de ensaio exige a utilização de diversos
corpos-de-prova, sendo muito utilizado para análise de casos de estampagem
profunda (deep.drawing).
4.1. Ensaio Swift
Na
estampagem profunda, um disco metálico (blank) é colocado sobre uma matriz e é
comprimido para o seu interior através de um punção, geralmente de forma
cilíndrica.
O
objetivo da análise da estampagem profunda é determinar as relações geométricas
entre o máximo diâmetro do disco e o mínimo diâmetro do punção possível para se
conformar um copo cilíndrico sem que ocorra ruptura ou falhas superficiais. A
figura 3 mostra um esboço do ensaio Swift.
Figura 3: Ensaio de
estampagem profunda (Swift).
Ao
longo do processo de estampagem, o blank é submetido a diferentes tipos de deformação,
até atingir a forma final. Na conformação, à medida que o punção avança sobre o
blank, o metal em contato com o punção, acomoda-se em torno do seu perfil,
reduzindo a espessura da chapa. Essa região, que será o fundo do copo após a
conformação, estará sujeita a um estado biaxial (radial) de tensões de tração.
O
metal situado ao redor da base do punção é deformado radialmente para o
interior da matriz, reduzindo assim, seu diâmetro original Db até o diâmetro de
conformação, que corresponde ao do punção Dp. Assim, o metal sofre esforços de
compressão na direção circunferencial, e tração na direção radial.
5. CONCLUSÃO
Notamos,
a partir da execução desse seminário, cujo tema desenvolvido foi o embutimento,
que cada vez mais se faz necessário o elo entre técnicas de produção e
tecnologia. Avaliamos que, junto do assunto abordado absorvemos uma reflexão,
reflexão essa que se faz motivadora mediante nossas intenções profissionais.
Ou
seja, a técnica já desenvolvida há muitos anos requer cada vez mais de
atributos tecnológicos que possam aprimorá-la ou reinventá-la. Os processos de
conformação mecânica podem ser também facilmente adaptados a partir da
constante evolução tecnológica, gerando-se produtos mais qualitativos e
rentáveis.
Nosso
olhar enquanto tecnólogos deve-se fixar não somente em reconhecer determinado
processo, mas sim viabilizá-lo e modernizá-los, fazê-lo com que esteja ao novo
alcance, permitindo-nos ser os autores de tal transformação.
Certamente,
o homem prospera quando deixa sua mente liberta de paradigmas e livre para
criar.
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
- http://www.pessoal.utfpr.edu.br/jmario/arquivos/Apostila%20%20Fabio%20Martins.pdf,
acesso em 17 de março de 2014.
- http://sites.poli.usp.br/pmr/lefa/download/PMR2202-Estampagem.pdf,
acesso em 24 de março de 2013.
- http://www.struers.com/default.asp?doc_id=193&admin_language=9&top_id=3&main_id=9&sub_id=10,
acesso em 13 de abril de 2014.
- http://www.struers.com/default.asp?top_id=3&main_id=93&sub_id=136&doc_id=867,
acesso em 13 de abril de 2014.
- http://www.struers.com/default.asp?top_id=3&main_id=9&doc_id=181&target=_self&admin_language=9&collapse=1,
acesso em 13 de abril de 2014.
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