Fiel to Form:O valor da fiação de metal e hidroformagem

As quantidades de suas peças são muito baixas para uma matriz de conformação? Você só precisa de um protótipo? Aqui estão duas alternativas para estampagem e estampagem profunda que merecem atenção:fiação de metal e hidroformagem.

Peças em forma de cartola, tigelas e cones de nariz de foguete são fáceis de fazer, mas produzir grandes quantidades deles normalmente significa investir em uma matriz de formação. Isso pode adicionar custos significativos a um projeto que pode precisar apenas de um punhado de peças – e semanas ou meses para o prazo de entrega.

A boa notícia é que existem opções:hidroformagem e fiação de metais são processos de usinagem maduros e previsíveis, embora geralmente não sejam bem compreendidos.

Ambas as abordagens metalúrgicas são capazes de competir em trabalho de menor volume que, de outra forma, exigiria ferramentas dedicadas e fornecer peças que de outra forma seriam impraticáveis ​​de produzir. Aqui está o que você precisa saber sobre fiação de metal e hidroformagem.

O que é a fiação de metal na fabricação?

Para aqueles maquinistas que citam peças que lembram tigelas e cartolas e se perguntam como essas peças são feitas, isso é para você. A fiação de metal funciona forçando suavemente as folhas de metal sobre um mandril usinado na mesma forma e tamanho do interior da peça de trabalho desejada.

Geralmente, é um processo “frio” que o ajuda a fluir para áreas apertadas e cantos ou onde o endurecimento do trabalho é uma preocupação. Tome nota:um maçarico pode ser usado para tornar o metal mais maleável.

Qualquer metal dúctil é adequado para fiação de metais, incluindo alumínio, cobre, latão, carbono e aços inoxidáveis, e superligas, como titânio e Inconel.

Se você deseja fazer um sino de aço inoxidável, por exemplo, você deve primeiro montar um mandril em forma de sino em um fuso de torno. O mandril pode ser feito de madeira, plástico rígido ou metal para trabalhos de maior volume.

Um disco ligeiramente maior que o comprimento máximo da superfície externa do sino é necessário e é bastante fino - aproximadamente 1/8 de polegada, mas depende do tamanho do sino. Algumas lojas especializadas sugerem que materiais de até 1 polegada ou mais espessos podem ser fiados.

Veja a fiação de metal em ação. Fonte:Boa Máquina

O disco é então posicionado na extremidade do mandril e pressionado contra ele com uma almofada de pressão rotativa semelhante a um centro ativo montado no cabeçote móvel. Uma vez que o fuso do torno está engatado, uma ferramenta apropriadamente chamada de “colher” é usada para aplicar pressão, forçando gradualmente o metal na forma desejada.

Muitas vezes é um processo manual. Os artesãos fiam peças de metal desde que existem tornos e braços fortes. No entanto, também estão disponíveis máquinas de fiar CNC que oferecem maior precisão e produtividade. Neste caso, uma ferramenta estilo rolo seria usada.

Há muito pouco desperdício com a fiação de metal.

No exemplo do sino, o único fragmento seria um anel estreito ao redor da base do sino que é cortado após a formação. Espessuras de parede uniformes com precisão de +/-0,015” são possíveis com CNC, assim como acabamentos espelhados, assumindo que uma colher ou ferramenta de rolo do tipo polimento seja aplicada. Caso contrário, algumas marcas de ferramentas podem estar visíveis.

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O que é hidroformagem na fabricação?

A hidroformagem compartilha algumas semelhanças com a fiação de metal, mas o mecanismo de deslocamento é bem diferente. Por exemplo, uma peça em bruto ligeiramente maior do que a peça acabada é usada como ponto de partida.

Não precisa ser redondo – a hidroformagem pode produzir polígonos e peças de formato irregular, desde que os cantos sejam arredondados. Uma grande variedade de metais dúcteis pode ser formada, semelhante à fiação de metal; no entanto, a hidroformagem favorece materiais de calibre mais finos e geometrias de peças mais complexas.

Há um mandril envolvido, mas não gira e não há necessidade de uma colher ou ferramenta de rolo. Em vez disso, o mandril é colocado no leito de uma máquina que se parece muito com qualquer outra prensa de conformação. Neste caso, pense no mandril como um soco masculino.

Tome nota:você pode usar vários mandris de uma só vez, incluindo aqueles com formas diferentes. A diferença é a presença de uma bexiga elastomérica que funciona como uma matriz.

Veja hidroformagem em ação. Fonte:Jones Metal Products

Técnicas de Hidroformagem:Formação de Células Fluidas

Existem várias técnicas de hidroformagem, incluindo hidroformagem de células fluidas, hidroformagem de tubos, hidroformagem por estampagem profunda e outras. Todos contam com pressão hidráulica, mas alguns permitem o uso de mandris fêmeas como fazem na fiação de metais. Outros tipos usam um mecanismo para prender as bordas do material para evitar enrugamento, e alguns movem o mandril em vez da bexiga.

Para ilustrar a hidroformagem em ação, vejamos a hidroformagem de células fluidas.

Uma vez que a peça em bruto tenha sido posicionada sobre os mandris, o aríete cai no lugar, envolvendo o espaço de trabalho, e milhares de libras de pressão hidráulica são aplicadas. Isso força a bexiga contra o material e se forma nas formas masculinas abaixo.

Pense nisso como um processo de desenho profundo. Pode ser uma simplificação excessiva, mas é um processo complexo – e pode envolver muitas outras etapas, dependendo da técnica de hidroformagem usada.

Precisa de mais eixos para produzir mais peças? Aprenda como. Leia “ É hora de adotar a usinagem de alto desempenho? ”

Quais são os benefícios da fiação de metal e hidroformagem?

A fiação de metal e a hidroformagem são excelentes alternativas à estampagem profunda tradicional porque o investimento em ferramentas é uma fração menor dos processos tradicionais de conformação. Os tempos de configuração também são mais curtos e a flexibilidade é aumentada.

Essas tecnologias também podem ser competitivas em cenários de alto volume, especialmente em hidroformagem. É amplamente utilizado nas indústrias aeroespacial e automotiva para uma variedade de componentes complexos em nível de produção.

Quais desvantagens ou vantagens você encontra na estampagem profunda? Já avaliou a fiação ou hidroformagem? Converse com seus colegas no fórum de metalurgia. [registro obrigatório]