"Em fabricação de chapas metálicas, a dobra de alumínio é a técnica mais comumente empregada para produção em larga escala. A fidelidade do alumínio reside na sua facilidade de fabricação e conformabilidade.”
O alumínio é um dos materiais mais utilizados na metalurgia. Chapas e barras de alumínio são manipuladas nas peças desejadas usando diferentes técnicas de fabricação; dobrar é um deles. No entanto, não é tão simples quanto parece, pois existem vários desafios associados ao processo. Para dobrar alumínio, você precisa considerar certas coisas. Por exemplo, a classe com a qual você está trabalhando e a tolerância de dobra ideal que você procura.
Por que o alumínio é o material preferido para dobra de chapa de metal projetos? A resposta está na sua conformabilidade superior. O alumínio é conhecido por sua flexibilidade, leveza e tremenda usinabilidade.
Este artigo abordará as cinco técnicas eficientes de dobra de alumínio, ligas e classes comuns, desafios para dobrar chapas de alumínio, etc.
Dobragem de chapa de alumínio: o processo
O processo de dobra começa selecionando a matriz e determinando os requisitos reais de dobra. Os fabricantes calculam os parâmetros críticos do projeto, como a margem de dobra necessária, os raios de dobra, a espessura do material, a força e o ponto a partir do qual dobrar a chapa. A matriz usada também é uma consideração importante. As matrizes mais comumente usadas incluem matrizes de 90° e matrizes de ângulo agudo.
Depois de considerar cuidadosamente esses fatores-chave, a configuração da prensa de freio CNC é iniciada. Dependendo da complexidade do projeto, do material e dos requisitos ideais de base, existem várias maneiras de dobrar. A escolha da matriz e da ferramenta corretas é consideravelmente importante para operar a prensa de freio. As informações do CNC são inseridas no freio. Isso ajuda a máquina a testar a força necessária para flexão.
Dobra de chapa de alumínio
Em seguida, alinhe a folha plana de alumínio entre uma ferramenta e uma matriz. Opere a máquina para dobrar a folha AI de acordo com a dobra de saída necessária. Por último, retire a folha e envie-a para posterior processamento.
("Observação: As matrizes usadas para dobrar alumínio são comumente feitas de carbonetos e aço.”)
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Técnicas eficazes para dobrar chapas de alumínio
A seguir, vamos discutir como dobrar chapas de alumínio. A maioria dos fabricantes normalmente emprega cinco técnicas de dobra de precisão para obter a curvatura desejada. Vamos descobrir como esses tipos de dobra se aplicam ao alumínio.
1. Pressione o freio
Prensa de freio para dobrar chapas metálicas
Uma folha de alumínio é colocada entre as duas matrizes e prensada para criar dobras. A principal vantagem de usar uma prensa dobradeira está em sua precisão. Ajuda a moldar folhas de alumínio planas e quadradas. A dobra por prensa usa uma prensa para dobrar o alumínio na geometria desejada. Uma prensa de freio geralmente é implementada para curvas e dobras lineares. Esta técnica vital é equipada com uma ferramenta dobrável, uma matriz, que é colocada na prensa. Devido à montagem de alta pressão hidráulica, as dobradeiras podem acomodar espessuras de material de 0.5 a aproximadamente 15 mm.
2. Dobragem da bobina
A dobra de bobina também é conhecida como dobra de rolo ou dobra de três rolos. Esta abordagem utiliza um rolo rotativo cilíndrico para dobrar o alumínio em formas curvas e arredondadas. Os rolos aplicam pressão na folha de alumínio para transformá-la no formato desejado.
O cilindro rotativo pode ser ajustável e posicionado para obter tolerâncias ainda mais rigorosas com giro mínimo. Esta técnica é preferida para formas curvas e atinge tolerâncias mais estreitas de até + 0.01- 0, x.
3. Máquina de laminação
Dobragem de alumínio rolante
As laminadoras, também conhecidas como laminadoras ou laminadoras, vêm em duas formas: manual e automatizada. A escolha depende do volume de produção e da curvatura de flexão desejada. O material (folha de alumínio) é deformado durante a operação para atingir o resultado desejado. As laminadoras são adequadas para moldar curvas cônicas ou cilíndricas em chapas de alumínio. Tubos, tanques de ar e chaminés são algumas das principais aplicações das laminadoras.
Em termos de capacidade, costuma dobrar chapas de alumínio de múltiplas espessuras variando entre 1 mm e 50 mm aprox.
4. Flexão por compressão
Esta dobra usa uma matriz ou punção para aplicar tensão mecânica em uma folha de alumínio para fazer uma dobra. Como ele realiza operações de dobra?
Primeiro, o técnico coloca a folha de alumínio entre um punção e uma matriz. Em seguida, eles operam a máquina e, por fim, o punção aplica pressão para dobrar a folha no formato desejado. A dobra por compressão é usada para chapas metálicas de espessura menor a média. No entanto, é difícil fazer dobras em chapas de maior espessura utilizando esta técnica.
5. Dobrar
Dobrar metal com máquinas dobradeiras envolve colocar uma folha de metal na máquina, alinhando-a precisamente para obter um ângulo fixo e, em seguida, aplicando força de uma borda para dobrar a folha no formato desejado. Este método é particularmente útil quando se trabalha com folhas grandes ou quando é necessária uma produção em grande volume.
Melhor uso de ligas de alumínio para aplicações de dobra
Ligas de alumínio para dobra
Durante a seleção da liga de alumínio, vários fatores precisam ser considerados. Por exemplo; conformabilidade, porcentagem de alongamento, trabalhabilidade e tratamentos termomecânicos. Entre os tipos de alumínio, principalmente as ligas de alumínio da série 3xxx são usadas em aplicações de dobra devido à sua alta conformabilidade.
Aqui estão exemplos de alguns tipos de alumínio sólidos, conhecidos por sua excelente capacidade de fabricação.
alumínio 5052
- O alumínio 5052 é um tipo de alumínio de alta resistência amplamente utilizado para flexão.
- Esta liga é usada principalmente junto com o magnésio.
- AA5052 é conhecido por sua alta porcentagem de alongamento.
- Esta liga é usada em equipamentos marítimos, ferramentas médicas e sinalização, por sua maior capacidade de resistência à corrosão.
alumínio 3003
- Al 3003 possui excelente trabalhabilidade, soldabilidade e um bom percentual de alongamento.
- Estas ligas são enriquecidas com teor de manganês. O magnésio confere habilidades estruturais para torná-los sólidos para aplicações de flexão.
- Você pode torcer essas ligas com força ou pressão mínima.
- Os usos comuns dessas ligas são; tapume, tanques de armazenamento, telhados e máquinas químicas.
alumínio 6061
- AA6061 compreende magnésio e silício e geralmente vem em duas formas; 6061-T4 e 6061-T6.
- Apresenta resistência estrutural superior, rigidez e uma boa porcentagem de alongamento. No entanto, a rigidez do AI6061 resulta em fissuras quando utilizado em operações de flexão.
- Possui menor flexibilidade do que AA3003 e 5052.
- Os fabricantes dobram o alumínio 6061 para diversas aplicações nos setores estruturais das indústrias automotiva e aeroespacial.
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Dobra de chapa de alumínio: coisas a considerar
Na fabricação de chapas metálicas, alguns aspectos importantes devem ser considerados para obter as melhores curvas e geometrias possíveis.
1. Formabilidade
A conformabilidade refere-se à flexibilidade ou elasticidade do metal alumínio quando sofre deformação ou compressão sem ser amassado. A conformabilidade do alumínio varia de classe para classe. Os fatores dependem da espessura, têmpera, temperatura e endurecimento do trabalho.
2. Direção de dobra
A direção de dobra desempenha um papel fundamental na dobra de chapas de alumínio. É consideravelmente perpendicular à direção da chapa metálica para evitar problemas relacionados a trincas. A direção paralela apresenta o problema de trincas na dobra do material alvo.
3. Folga de flexão
Deve haver uma folga entre o punção e a matriz para evitar falhas de flexão. Se não houver folga de flexão, poderá ocorrer interferência.
4. Raio de curvatura e espessura
O grau de curvatura determina a espessura da folha de alumínio. Principalmente, as pessoas ficam confusas sobre a regra prática entre os raios e a relação de flexão. Ambos têm relações inversas. Isso significa que quanto maior a espessura, menores serão os raios. Da mesma forma, folhas de alumínio mais finas possuem raios pequenos. Normalmente, chapas de alumínio mais espessas com raios menores requerem maior força para dobrar em comparação com chapas mais finas com raios pequenos.
5. Nível de alongamento
A percentagem de alongamento determina a capacidade de travagem da chapa de alumínio. Geralmente representa a elasticidade da chapa metálica. Quanto maior a porcentagem de alongamento, mais fácil será dobrar as chapas de alumínio.
Problemas comuns encontrados durante a dobra de chapas de alumínio?
Os fabricantes frequentemente enfrentam vários problemas durante a operação de dobra de chapas metálicas de alumínio. Alguns problemas comuns incluem; formação de rebarbas, rachaduras, interferência de flexão, indentação, deslizamento e protuberância. Vamos descobrir detalhadamente esses problemas comuns de flexão;
1. Rachadura
É o defeito mais comum na dobra de chapas de alumínio. Normalmente, as trincas por flexão aparecem devido ao desalinhamento das chapas metálicas, raios de curvatura menores, superfície tensionada, pressão inadequada e rebarbas não removidas das bordas da peça. Para evitar estes problemas de fissuração, os fabricantes devem utilizar furos ou ranhuras para tornar a operação de dobra suave e sem fissuras.
2. Interferência de Dobra
Certos determinantes causam o problema, como o formato e o tamanho da peça e a matriz selecionada. Esses problemas podem ser minimizados considerando os projetos das matrizes de dobra, a sequência e as dimensões das dobras.
3. Indentação de flexão
A indentação por flexão ocorre frequentemente nas superfícies internas das chapas metálicas. Normalmente, a forte pressão contra as chapas metálicas cria atrito que acaba resultando em marcas visíveis na chapa. Para evitar isso, podem ser usadas esferas de borracha anti-indentação ou matrizes de rolamento de esferas. Essas bolas anti-indentação erradicam o problema por meio do isolamento físico.
4. Divisões e rugas
Em alguns casos, as chapas metálicas de alumínio apresentam problemas de estrangulamento ou divisão. Esses problemas são causados devido à flexão excessiva quando folhas finas de alumínio são empurradas acima do seu limite de trabalhabilidade. Para evitar esses problemas, os operadores devem examinar a espessura e os raios da chapa antes da dobra. Por outro lado, as rugas são causadas pela aplicação de alto estiramento ou compressão às folhas de alumínio.
Quais são as vantagens de usar alumínio para peças dobradas personalizadas?
O alumínio apresenta várias vantagens quando utilizado para aplicações de dobra e peças complexas personalizadas. Aqui estão algumas das vantagens notáveis do alumínio;
- Alta durabilidade: O alumínio é altamente durável e flexível quando dobrado para diferentes geometrias complexas. Suas características de maleabilidade fazem com que pareça suportar alto estresse mecânico. Além disso, possui uma propriedade distinta de não corrosividade.
- Liga econômica: O alumínio oferece diversas vantagens econômicas quando usado em aplicações de dobra. Não produz resíduos durante as operações de dobra e tem um custo mínimo em comparação com outras ligas metálicas, como aço, ferro fundido, titânio e latão.
- Propriedade leve: A principal característica do alumínio é a sua leveza. Esta propriedade, aliada à sua alta resistência e usinabilidade, torna-o uma escolha ideal para aplicações de dobra.
- Trabalhabilidade: Em relação à trabalhabilidade, o alumínio está no topo da lista. É muito mais fácil cortar alumínio do que aço. Suas propriedades de alta adaptabilidade e maleabilidade fazem com que os fabricantes possam fazer dobras mais simples a complexas.
- Alta tolerância ao calor: Comparado a outros metais, o alumínio ganhou atenção significativa devido à sua alta tolerância ao calor. Peças feitas de alumínio podem suportar altas taxas de calor e estanques tolerâncias são notavelmente importantes.
- Versatilidade: A ductilidade dos metais desempenha um papel fundamental na flexão. Ele determina quão bem o metal pode suportar cisalhamento e tensão mecânica. O alumínio, por sua alta ductilidade, é adequado para trabalhos de dobra. Além disso, o alumínio dobrado suporta altos impulsos sem ser danificado.
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A dobra de chapa metálica geralmente vem com vários detalhes técnicos. Às vezes, as peças levam à deformação, empenamento e encolhimento. Mas graças à nossa tecnologia de dobra de ponta. Nós aqui da prolea ajudamos as empresas a alcançar tolerâncias ainda mais rigorosas abaixo de ±1. Dê uma olhada em nossa abordagem de flexão;
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Resumindo
A dobra de chapa metálica é um processo versátil de fabricação de metal. Oferece vantagens únicas e econômicas quando empregado para volumes de produção de médio a grande porte. No entanto, vários determinantes importantes precisam ser considerados para curvas suaves e precisas.
A principal vantagem desta tremenda técnica é que ela não requer nenhuma ferramenta ou molde para sua operação. Além das aplicações de chapas de alumínio, elas estão difundidas em todo o mundo, desde produtos automotivos, aeroespaciais e de consumo até eletrodomésticos de fabricação personalizada.
Embora existam alguns desafios associados dobrar alumínio operações, manter a solução alternativa ou as informações fornecidas neste guia o ajudará a tornar seu processo de dobra mais uniforme e com relativamente poucos erros. Além disso, este artigo envolve conhecimentos básicos sobre fabricação de chapas metálicas e ajuda você nas operações de dobra.
Para obter o melhor resultado ideal para suas necessidades de dobra, consulte profissionais para otimizar o desempenho pretendido para as aplicações desejadas.
Perguntas Frequentes
Q1. Tipos de fabricação de chapas metálicas?
Existem certos tipos de fabricação de chapas metálicas comumente praticados nas indústrias de transformação; como; anulação da chapa metálica, dobra de chapa de metal, piercing e soco.
Q2. Quais metais são comumente usados para metalurgia?
Principalmente, aço, alumínio, latão e carbono são usados nas indústrias de fabricação de metal. Esses materiais são adequados para aplicações de corte, cisalhamento e perfuração.
Q3. Por que o alumínio é altamente utilizado na fabricação?
O alumínio, devido à sua excepcional conformabilidade e propriedades de leveza, é considerado o melhor para aplicações de fabricação de metal.
Q4. O que é alongamento de ligas de alumínio?
O nível de alongamento das chapas de alumínio indica o nível mais alto de estiramento até a deformação das chapas de alumínio. Quanto maior o alongamento, maior será a eficiência de flexão.
Recursos
- A-Pradeau (2016), Previsão de falha na flexão de uma liga de chapa de alumínio, International Journal of Mechanical Sciences, Volume 119: Recuperado de: Ciência Direta
- Ida Westerman (1 de julho de 2011): Flexão de três pontos de ligas de alumínio: influência de microestruturas e texturas na dobrabilidade e no comportamento de fratura: recuperado de: Springer