Um guia para processos de fabricação de chapas metálicas:corte, dobra e além

A fabricação de chapas metálicas é um método valioso de prototipagem e produção para a fabricação de peças funcionais robustas, como painéis, suportes e gabinetes.

No entanto, ao contrário de outras técnicas de fabricação, a fabricação de chapas metálicas compreende muitos processos diferentes, todos os quais manipulam a chapa metálica de maneiras diferentes. Esses diferentes processos podem envolver cortar a chapa metálica, moldá-la ou unir diferentes peças dela.

Este guia aborda os principais processos de fabricação de chapas metálicas e explica como eles funcionam e para que são usados.

O que é fabricação de chapas metálicas?

A fabricação de chapas metálicas é um conjunto de processos de fabricação para transformar chapas metálicas em peças funcionais. Para este guia, dividimos os processos em três categorias:corte, deformação e montagem.

As chapas de metal comuns incluem aço, aço inoxidável, alumínio, zinco e cobre, e esses materiais geralmente vêm em calibres entre 0,006 e 0,25 polegadas (0,015 e 0,635 centímetros) de espessura. Calibres mais finos são mais maleáveis, enquanto os mais grossos podem ser mais adequados para peças pesadas com aplicações extenuantes.

Para peças parcialmente planas ou ocas, a fabricação de chapas metálicas pode ser uma alternativa econômica para processos como fundição e usinagem. O processo também é rápido e produz um desperdício mínimo de material.

A fabricação de chapas metálicas é amplamente utilizada para peças industriais e de consumo e em indústrias especializadas como automotiva, aeroespacial, energia e robótica.

Fabricação de chapas metálicas:corte

Uma das três principais maneiras de manipular chapas metálicas é cortá-las. Nesse sentido, a fabricação de chapas metálicas pode ser considerada um processo de fabricação subtrativo (como a usinagem CNC), pois as peças utilizáveis ​​podem ser feitas simplesmente removendo seções de material.

Os fabricantes podem cortar chapas metálicas usando uma variedade de máquinas diferentes, algumas das quais são exclusivas da fabricação de chapas metálicas.

Um dos principais métodos para cortar chapas de metal é o corte a laser . Um cortador a laser usa um poderoso laser intensificado com uma lente ou espelho. É uma máquina precisa e energeticamente eficiente, adequada para espessuras finas ou médias de chapas metálicas, mas pode ter dificuldade para penetrar nos materiais mais duros.

Outro processo de corte de chapa metálica é o corte a jato de água . O corte a jato de água é um método de fabricação de chapas metálicas que usa um jato de água de alta pressão (misturado com uma substância abrasiva) para cortar o metal. Os cortadores de jato de água são particularmente úteis para cortar chapas com baixo ponto de fusão, pois não geram calor que poderia deformar indevidamente o metal.

Uma terceira opção de corte de chapa metálica é o corte a plasma . Um cortador de plasma cria um canal elétrico de gás ionizado que forma um jato de plasma quente que penetra facilmente até mesmo em espessuras de chapas metálicas. Embora menos precisos que os cortadores a laser ou jato de água, os cortadores a plasma são rápidos e poderosos com baixos custos de configuração.

Essas três máquinas de corte podem ser utilizadas em outros materiais além de chapas metálicas, mas existem algumas técnicas utilizadas exclusivamente para a fabricação de chapas metálicas.

O processo de perfurar (às vezes chamado de piercing ), por exemplo, cria furos precisos em chapas metálicas usando punção e matriz. A chapa de metal é colocada entre os dois componentes, e o punção se força através do metal para alcançar a matriz. No processo de puncionamento, as peças circulares puncionadas do material removido são transformadas em sucata, mas essas peças circulares também podem ser usadas como novas peças de trabalho:isso é chamado de blanking .

Ao criar muitos furos, equipamentos semelhantes podem ser usados ​​para a perfuração da chapa metálica.

Fabricação de chapas metálicas:Deformação

Outra categoria importante de processos de fabricação de chapas metálicas é a deformação de chapas metálicas. Este grupo de processos contém inúmeras maneiras de alterar e manipular chapas metálicas sem cortá-las.

Um dos principais processos de deformação é a flexão de chapas metálicas . Usando uma máquina chamada freio, uma empresa de chapas metálicas pode dobrar chapas metálicas em formas em V, formas em U e canais em um ângulo de até 120 graus. Calibres mais finos de chapas metálicas são mais fáceis de dobrar. Também é possível fazer o contrário:os fabricantes de chapas metálicas podem remover a dobra horizontal de peças em forma de tiras de chapas metálicas com o processo de descamação .

O processo de carimbar é outro processo de deformação, mas também pode ser pensado como uma subcategoria própria. Envolve o uso de uma prensa de estampagem hidráulica ou mecânica equipada com ferramenta e matriz, e sua operação é semelhante à puncionamento - embora o material não precise necessariamente ser removido. A estampagem pode ser usada para tarefas específicas como enrolar , desenho , gravação , flange , e bainha .

Girando é um processo de fabricação de chapas metálicas, ao contrário de outras técnicas de deformação, pois usa um torno para girar a chapa metálica à medida que é pressionada contra uma ferramenta. O processo é semelhante ao torneamento CNC ou mesmo à fiação de cerâmica, e é útil para criar peças de chapa metálica arredondadas:cones, cilindros, etc.

Processos de deformação de chapa metálica menos comuns incluem roda , que é usado para fazer curvas compostas em chapas metálicas e rolando , em que a folha de metal é alimentada entre um par de rolos para reduzir sua espessura (e/ou aumentar a consistência na espessura).

Alguns processos ficam a meio caminho entre o corte e a deformação. Por exemplo, o processo de folha de metal expansão envolve cortar várias fendas no metal e depois esticar a folha aberta como um acordeão.

Fabricação de chapas metálicas:Montagem

Corte e deformação de chapas metálicas são duas maneiras de formar chapas metálicas. Uma terceira maneira é a montagem, usando fixadores comuns ou por outros métodos.

Embora nem sempre seja considerado um processo de fabricação, a montagem de componentes díspares de peças de chapa metálica usando fixadores parafusos, parafusos e rebites é uma parte importante do processo geral de fabricação. Outros processos de fabricação de chapas metálicas, como perfuração, podem ser realizados explicitamente para fazer furos para rebites e outros fixadores.

Componentes de chapas metálicas também podem ser unidos usando o processo de soldagem , em que o calor é aplicado para derreter uma seção do metal onde se une a outro componente. O metal derretido dos dois componentes se fundiu para formar uma conexão sólida. As chapas de metal comuns como aço inoxidável e alumínio têm boa soldabilidade, embora metais diferentes possam soldar melhor com certos tipos de soldagem:arco, feixe de elétrons, resistência, etc.

Escolhendo os processos corretos de fabricação de chapas metálicas

Se você já projetou peças de chapa metálica, é provável que tenha uma boa ideia dos processos de fabricação que serão usados ​​para realizar o projeto. Na verdade, alguns utilitários de CAD, como o Autodesk Fusion 360 e o Dassault Systemes Solidworks, permitem criar recursos que se correlacionam com processos físicos de fabricação de chapas metálicas, como dobra e estampagem.

Independentemente do seu nível de experiência, os especialistas em chapas metálicas da 3ERP podem ajudá-lo a finalizar seus projetos e escolher entre processos semelhantes, como corte a laser e corte a jato de água.

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