Dicas de Design Especializadas para Dobra de Chapa Metálica: Forma, Resistência e Precisão

A dobra é uma forma de deformação, um dos três processos primários na fabricação de chapa metálica; os outros dois sendo corte e união. A dobra é feita mantendo a peça em posição usando grampos ou matrizes e aplicando estrategicamente força numa área da peça. A força aplicada deve exceder o limite de escoamento do material para causar a deformação plástica da peça. Este processo resulta numa forma em V, U ou canal sobre um eixo, criando uma nova geometria da peça. A dobra muda a forma mas o volume da peça permanece o mesmo.

Tipos de Dobra de Chapa Metálica

Existem vários métodos para dobra de chapa metálica. São eles:

Dobra a ar (Air bending): Utiliza duas matrizes; a matriz superior (também conhecida como punção) e a matriz inferior. A matriz inferior tem uma abertura em forma de V. A punção força a chapa metálica na matriz inferior. A dobra a ar não é tão precisa como outros métodos.

Bottoming: Neste método, a chapa metálica é pressionada contra a superfície da matriz pela punção. O metal assume então o ângulo final, igual ao da matriz. Para chapas com cerca de 3 mm de espessura, a largura ideal para a abertura da matriz em V é 6x a espessura do material e cerca de 12x a espessura do material para chapas de 12 mm de espessura.

Cunhagem (Coining): É semelhante à dobra a ar. No entanto, a força usada é geralmente 5 a 30 vezes a força para dobra a ar. Isto dá uma precisão muito maior.

Dobramento (Folding): Vigas de fixação são usadas para segurar o lado mais longo do metal. A viga é livre para subir e dobrar a chapa em torno de um perfil de dobra. Ângulos de dobra negativos e positivos são possíveis.

Limpeza (Wiping): O lado mais longo da chapa é fixado, e uma ferramenta move-se para cima e para baixo, dobrando o metal em torno do perfil de dobra. O wiping é relativamente mais rápido que o folding mas tem maior tendência a produzir riscos ou danificar a chapa.

Dobra rotativa (Rotary bending): A matriz superior é feita de um cilindro livre para rodar. A forma final para a dobra é cortada nele, e uma matriz inferior correspondente. À medida que os rolos contactam a chapa, esta roda. O processo dobra a chapa.

Dobra escalonada (Joggle bending): Esta é uma dobra de deslocamento. As duas dobras opostas são inferiores a 90 graus cada. Uma alma neutra separa as dobras opostas.

Dicas de Design para Dobra

Para garantir uma dobra sem problemas e evitar deformação, as seguintes 10 dicas são vitais ao desenhar.

1. Espessura da peça

As peças devem ter espessura de parede uniforme ao longo de todo o comprimento. A Xometry Europa é capaz de fabricar peças de chapa metálica dobrada até 6,35 mm de espessura, mas esta tolerância depende principalmente da geometria.

2. Folga para furos e ranhuras

A distância dos furos à dobra deve ser pelo menos 2,5x a espessura do material. As ranhuras requerem mais folga. As ranhuras devem ser colocadas a uma distância de pelo menos 4x a espessura do material das bordas da dobra. Isto porque furos e ranhuras tendem a deformar quando colocados perto de uma dobra. Além disso, para evitar efeito de abaulamento, coloque estas características a uma distância de pelo menos 2x a espessura do material das bordas da peça.

3. Raio de dobra

O raio das dobras deve ser no mínimo 1x a espessura do material para evitar que as peças fraturem ou distorçam. Além disso, o raio de dobra deve ser mantido consistente para minimizar custos.

Todas as dobras no mesmo plano devem ser desenhadas numa direção para evitar reorientação da peça. Isto poupa tanto dinheiro como tempo.

Peças grandes e grossas não devem ter dobras pequenas devido à alta tendência de se tornarem imprecisas. Como regra geral, o raio de dobra interno deve ser pelo menos igual à espessura do material.

4. Curvas (Curls)

O raio externo das curvas deve ser pelo menos duas vezes a espessura do material.

Além disso, a distância dos furos das curvas deve ser pelo menos igual ao raio da curva mais a espessura do material. Outras dobras devem ser colocadas afastadas da curva a uma distância de pelo menos 6x a espessura do material mais o raio da curva.

5. Folga para escareamento

Escareamentos em peças de chapa metálica são geralmente produzidos com ferramentas manuais. Não devem ser mais profundos que 0,6x a espessura do material. Isto significa que a profundidade máxima de um escareamento num material de 10 mm de espessura deve ser 6 mm.

Além disso, os escareamentos devem ter distância mínima de 3x a espessura do material de uma dobra, 4x de uma borda, e 8x uns dos outros.

6. Bainhas (Hems)

Bainhas são dobras criadas na borda das peças para criar uma borda segura e arredondada. Existem três desenhos de bainha com diferentes regras de desenho.

Para bainhas abertas, o diâmetro interno mínimo deve ser pelo menos igual à espessura do material, pois diâmetros maiores causarão perda de circularidade. Para garantir uma dobra perfeita, o comprimento de retorno deve ser 4x a espessura do material.

Bainhas em gota (teardrop hems) devem também ter diâmetro interno mínimo igual à espessura do material. A abertura deve ser mínima de ¼x a espessura do material, enquanto o comprimento de execução deve ser pelo menos 4x a espessura do material seguindo o raio.

7. Lados chanfrados

Chanfros em flanges devem deixar espaço suficiente para dobras para evitar peças deformadas.

8. Dobras adjacentes

Dobras sucessivas devem ser evitadas exceto quando absolutamente necessárias. Um problema comum para dobras sucessivas é a dificuldade de encaixar as peças já dobradas na matriz. No entanto, quando inevitável, a peça intermédia deve ser mais longa que as flanges.

9. Folga para entalhes e abas

A distância do entalhe à dobra deve ser pelo menos 3x a espessura do material mais o raio da dobra. Abas, por outro lado, devem estar a 1 mm ou a espessura do material de distância umas das outras, o valor que for maior.

10. Cortes de alívio

Cortes de alívio são essenciais para evitar abaulamento e rasgamento nas dobras. A largura dos cortes de alívio deve ser pelo menos igual à espessura do material, e o comprimento deve ser maior que o raio da dobra.

Cálculo da Força de Dobra Necessária

Diferentes fatores estão envolvidos na criação da dobra correta numa peça. Estes incluem:

• Resistência à dobra do material
• Grau de dobra
• Espessura da peça
• Ângulo de dobra
• Raio interno
• Abertura da matriz em V
• Borda interna mínima

O gráfico abaixo pode ser usado para calcular a força de dobra necessária para dobrar em V aço doce S235 de diferentes espessuras, em diferentes formas, num ângulo de 90°. O aço doce S235 tem resistência à dobra de 42 kg/mm². Os parâmetros variáveis são os seguintes.

• S (mm) – Espessura da peça
• V (mm) – Abertura da matriz em V
• B (mm) – Borda interna mínima
• Ri (mm) – Raio interno

Conclusão

Na Xometry Europa, oferecemos serviços de dobra e fabricação de chapa metálica de alta precisão, rápidos e de qualidade para a criação de peças a partir de chapa metálica como alumínio, aço, ligas de cobre e muitas outras. Usando técnicas de dobra automatizadas, garantimos alta precisão e qualidade de peças prontas.

Também realizamos pós-processamento mediante pedido. Para obter uma cotação instantânea, carregue os seus modelos na nossa plataforma de cotação instantânea.