Compreendendo as matrizes fluidas:a chave para componentes metálicos fortes e leves

Uma matriz fluida é uma ferramenta de precisão que usa pressão fluida, ou pressão hidráulica, para formar metal. O processo de utilização de pressão hidráulica e uma matriz fluida é denominado hidroformação. Este processo permite que o metal seja moldado em formas complexas que são fortes e leves. Componentes metálicos formados usando uma matriz fluida e pressão hidráulica são frequentemente usados ​​na fabricação de automóveis, bicicletas e outros produtos que requerem componentes estruturais complexos.

Na conformação de metal, a matriz é customizada para o produto final a ser fabricado. Alguns podem ter inserções ou acréscimos que podem ser usados ​​para produzir variações do produto final básico. As matrizes podem ser fabricadas em vários tamanhos, desde pequenas matrizes usadas na fabricação de joias até matrizes do tamanho de carros usadas para criar a estrutura de um veículo. A matriz geralmente é mantida em uma sapata para aumentar a precisão no processo de fabricação. A montagem de matrizes e sapatas é conhecida como conjunto de matrizes.

Matrizes simples têm sido usadas na conformação de metais há milhares de anos. Nos primeiros estágios da fabricação de metal, folhas de metal macio eram marteladas em formas de pedra ou madeira, permitindo ao artesão criar múltiplas peças quase idênticas de tamanhos e formas precisas. Essas matrizes simples e rudimentares foram eventualmente substituídas por matrizes de metal mais fortes e duráveis. Em meados de 1800, os fabricantes começaram a usar matrizes emparelhadas, também chamadas de matrizes de conformação macho e fêmea, para moldar o metal com mais precisão. Nesse processo, as duas matrizes são forçadas juntas em torno de uma chapa metálica, também chamada de peça bruta, por meio de pressão.

As matrizes conformadas emparelhadas só podem formar formatos limitados, porque as matrizes devem poder ser encaixadas e separadas. Embora as matrizes emparelhadas possam formar formas complexas e detalhadas, como faces de moedas, elas não podem ser usadas para formar tubos complexos ou outras formas fechadas sem múltiplas etapas e matrizes complexas. É por isso que os fabricantes desenvolveram a técnica de usar uma matriz fluida para hidroconformação.

No processo de hidroformação, uma peça metálica em bruto é selada entre múltiplas matrizes fluidas. A peça bruta é pressurizada internamente com fluido, expandindo a peça bruta nos contornos formados pelas matrizes. A peça bruta é selada, de modo que o fluido pressiona a peça bruta para fora, também chamada de protuberância, e a molda para caber nas matrizes. Uma matriz fluida pode ser usada para criar uma forma simples, como um tubo de junção em T, a partir de um único tubo, ou pode ser usada para formar as formas complexas necessárias para uma estrutura monobloco de automóvel.

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