Fabricação de peças metálicas:como fazer peças metálicas personalizadas

A fabricação de peças metálicas tornou-se parte integrante do processo de fabricação. De clipes de papel a peças de avião, é amplamente utilizado na criação de peças para vários setores. Toda vez que você entra no carro pegando o celular ou manuseando uma ferramenta, está usando um produto que é resultado da fabricação de peças metálicas. Nosso sistema conta com essas peças metálicas e sem elas não poderíamos criar nossas casas, construir aparelhos eletrônicos ou manter nossos veículos funcionando.

Este artigo traz um guia completo de fabricação de metal, explicando tudo o que você precisa saber. Desde a definição de fabricações metálicas, tipos, aplicação até suas opções de acabamento superficial. Além disso, este guia irá atendê-lo com todos os aspectos da fabricação de peças metálicas. No final, você terá uma melhor compreensão desse processo crucial e poderá tomar decisões de acordo.

O que é fabricação de metal?

A fabricação de metal é um termo amplo que pode se referir ao processo de fabricação de peças de metal, como dobrar, cortar, montar, moldar ou moldar metais na estrutura desejada. Você também pode chamar esse processo de processo de agregação de valor envolvendo a criação de peças, máquinas e outras estruturas a partir de matérias-primas.

Na fabricação de peças metálicas, em vez de montar componentes prontos para obter o produto final, você fabrica o produto final a partir da matéria-prima ou semi-prima. O processo emprega chapas, varetas, tarugos e barras de estoque de metal para produzir as novas peças de metal.

Tipos de materiais metálicos – uma visão geral

Todos os dias nos deparamos com dezenas de metais diferentes em nossa vida. Existem muitos tipos diferentes de metal por aí e eles têm duas categorias diferentes. Vamos dar uma olhada em ambos.

• Metal Duro :Este tipo de metal consiste na matriz metálica que usa material duro para manter juntos, o que os torna mais resistentes em comparação com ligas, metais puros ou aço endurecido. Esses metais são mais duros, mas também frágeis. Além disso, metais duros são usados ​​na produção de materiais de corte como brocas, fresas, cinzéis, etc. Além disso, ferramentas de puncionamento e conformação podem usar metais duros. A resistência à temperatura dos metais duros é significativamente maior do que a de outros metais. Alguns dos exemplos de metais duros são tungstênio, aço, titânio e cromo.

• Metal macio :Esta é a classe especial de material metálico que possui baixa dureza. O material macio é um material de engenharia de superfície e pode ser um lubrificante sólido para aplicações de rolamento e deslizamento. Esses metais macios reduzem o atrito em componentes mecânicos e melhoram a capacidade antidesgaste. Além disso, eles podem melhorar e aumentar a vida útil do equipamento.  Ouro, chumbo, prata, tório, magnésio, zinco, estanho, alumínio, cobre, latão e bronze são exemplos de metais macios.

Como fabricar peças de metal

A fabricação de peças metálicas varia significativamente para diferentes tipos de metais. Cada tipo de fabricação tem sua força e compatibilidades. Para fornecer uma melhor compreensão da variedade de diferentes métodos de produção e ajudá-lo a tomar a melhor decisão, apresentamos abaixo uma visão geral dos processos de fabricação de metal.

Usinagem CNC:remoção de material

A usinagem CNC é um processo de fabricação de controle por computador para cortar a matéria-prima na forma desejada através do processo de remoção de material. Existem muitos tipos diferentes de operações de usinagem na usinagem CNC de precisão, você pode empregar qualquer uma delas dependendo da complexidade da geometria e da textura da superfície que você deseja. Consequentemente, é a opção ideal de fabricação de peças metálicas para complexidade e volume de baixa a média.

A usinagem CNC é o processo principal para muitas indústrias. As duas principais categorias da técnica são torneamento CNC e fresamento.

A fresadora possui uma ferramenta de corte multiponto. O processo de fresagem utiliza esta fresa rotativa para remover o material indesejado do estoque de metal (peça) e obter a forma desejada da peça metálica. Isto é conseguido pela rotação multi-eixos da ferramenta de corte. Além disso, no torneamento CNC, uma única aresta de corte remove o excesso de metal da peça rotativa para produzir uma estrutura cilíndrica na peça metálica. A peça de trabalho rotativa é alimentada à ferramenta de corte móvel lentamente em uma direção paralela ao eixo de rotação da peça de metal.

Aplicações de peças de metal usinadas CNC

Quase todas as indústrias no mundo de hoje usam peças de metal torneadas e fresadas CNC. Essas peças são os cavalos de batalha das indústrias modernas. Com a ajuda do torneamento CNC, o automotivo , telecomunicações, elétrica, máquinas e indústria eletrônica produzem vários componentes. Por exemplo, o torneamento CNC ajuda a criar buchas, eixos, pinos, hastes, caixas de engrenagens e cabeçotes.

A fresagem CNC também é uma operação de usinagem bem conhecida para fabricação de metal. Aeroespacial estruturas, modelos de carros, componentes médicos e praticamente qualquer peça de metal que você possa imaginar pode ser usinada a partir de fresagem CNC.

Extrusão:empurrando metais em uma matriz

Este processo envolve empurrar metal aquecido em um molde. A matriz cria a forma em um tubo ou em forma de L. O metal pode ser estruturado em formas mais complexas através desta técnica. As peças metálicas produzidas por extrusão requerem pós-acabamento, como perfuração, corte e usinagem. Este é um processo ideal que precisa de seções transversais constantes. A extrusão a quente pode produzir peças maiores e de extrema complexidade. Em contraste, a extrusão a frio fabrica peças menores com menos complexidade.

Neste processo, uma bala cilíndrica é forçada a fluir através de uma cavidade fechada da qual é uma matriz da seção transversal desejada. Essas seções transversais perfilam as peças metálicas e as forçam para fora com uma prensa hidráulica ou mecânica. A parte metálica sai com a forma desejada.

A extrusão inclui três tipos de operações diferentes, extrusão a quente, extrusão a frio e fricção. Cabos de extrusão a quente em alta temperatura para evitar que o material endureça. A extrusão a frio envolve temperatura ambiente porque o material pode ter menos oxidação, tolerância mais próxima e ser mais forte. Por fim, o processo de fricção requer força para empurrar a carga contra a matriz.

Aplicações de peças metálicas extrudadas

A extrusão proporciona uma superfície lisa para as tintas e acabamentos. Essa característica o torna ideal para peças cosméticas e de precisão. As indústrias aeroespacial e automotiva usam esse processo para seus componentes. Também é útil em aplicações de janelas, guarda-corpos e pisos.

Estampagem:Corte e dobra de peças

O processo de estampagem pode formar formas, imagens e letras em chapas metálicas. Prensas hidráulicas e mecânicas são dois tipos de estampagem. Esta técnica dobra, perfura e corta a folha de metal para trazê-la na forma desejada. Através deste processo, chapas de ¼ de espessura podem ser moldadas em certos tamanhos e formas. A operação de estampagem inclui blanking, cunhagem de metal e formação de quatro slides. Este processo é altamente escalável para grandes volumes e complexidade com baixos custos unitários.

A estampagem envolve várias técnicas para o processo de fabricação de chapas metálicas, incluindo puncionamento, dobra, gravação, cunhagem e flangeamento. Esta pode ser uma operação de estágio único em que você pressiona o metal para produzir a forma desejada na folha para uma operação de vários estágios. Este processo normalmente utiliza uma folha de metal fria.

Aplicações de peças de metal estampadas

A estampagem é o processo de fabricação de milhões de peças nas indústrias eletrônica, de eletrodomésticos e automotiva a cada ano. Este método é adequado para fazer peças funcionais de alto volume, como gabinetes, suportes e chassis. É também uma opção ideal para a indústria robótica.

Forjando:moldando o metal

É um processo de fabricação que usa forças de compressão localizadas para moldar o metal. Para colocar em palavras simples, este é o processo de aquecimento e modelagem de metais. Além disso, é um processo industrial automatizado popular. As peças forjáveis ​​variam de quilogramas a cem toneladas métricas. As indústrias modernas usam máquinas de forja de alto impacto para moldar metais em estruturas desejáveis. O forjamento produz componentes metálicos mais fortes do que a fundição e a usinagem. Este processo é econômico e produz menos resíduos.

É um processo simples que inclui cinco etapas:aquecimento, execução, forjamento, resfriamento e acabamento. Além disso, este processo não requer uma redução do metal em líquido, o aquecimento do metal até um estado maleável é suficiente para o forjamento, o que torna a peça metálica mais forte.

Aplicações de peças de metal forjado

Indústrias difundidas em todo o mundo têm a necessidade de componentes de metal forjado. A indústria automotiva utiliza esses componentes para aplicações de choque e tensão, como fusos de rodas, pinos mestres, eixos, esferas de torção, etc. Essas peças têm aplicações em ferramentas cirúrgicas, transmissão elétrica, ferragens domésticas e equipamentos industriais em geral.

Fundição:processo de fabricação consagrado pelo tempo

É um dos processos de fabricação de peças metálicas mais flexíveis. A fundição é ideal para uma ampla gama de estruturas metálicas de formato complexo. Você pode dizer que é a solução econômica para os problemas de fabricação de metal que, de outra forma, exigiriam vários métodos para resolver. O processo despeja o material líquido em um molde que é uma cavidade oca pré-construída da estrutura desejada. Em seguida, ele pode resfriar o material e, em seguida, ejetar solidamente do molde para obter a peça de metal fundido.

Existem dois métodos bem conhecidos de fundição. Vamos dar uma olhada em ambos.

• Fundição de investimento :A microfusão utiliza o modelo de cera do produto final. A cera é revestida com cerâmica, uma vez que a cerâmica é endurecida, a cera é aquecida e drenada. A casca endurecida de cerâmica torna-se o molde para a peça metálica desejada. O metal fundido é derramado no molde e deixado para esfriar e separar do molde. Este processo garante a produção de peças detalhadas e complexas. A fundição por microfusão pode atender a pequenas necessidades de produção.

• Fundição em molde :Este processo força o metal líquido em um molde com a ajuda da pressão hidráulica. Os moldes de aço são fabricados de forma a produzir formas complexas que garantem repetibilidade e precisão com eficácia. Consequentemente, a fundição sob pressão é adequada para grandes séries de peças fundidas de pequeno e médio porte com a maior complexidade.

Aplicações de peças de metal fundido

Este processo é capaz de fazer quase todos os dispositivos mecânicos fabricados comercialmente nos dias de hoje. Além disso, em termos de produção, a fundição supera a usinagem CNC em custo e outros aspectos. Este método de fabricação de metal fabrica máquinas de lavar, tubos de metal e componentes de automóveis regularmente.

Moldagem por injeção de metal:processo de produção de grande volume

Neste processo, o metal é finamente pulverizado e depois misturado com material aglutinante para criar a matéria-prima. Em seguida, a matéria-prima é solidificada e moldada no produto final. Essa técnica é ideal para produção de grande volume e também econômica que, de outra forma, seria muito cara para fabricar por outros métodos.

A moldagem por injeção de metal é diferente da fundição sob pressão, pois usa uma alimentação de mistura polímero-metal. A mistura de metal e polímero é criada na primeira etapa. Depois disso, o processo derreterá e, em seguida, injetará a matéria-prima em pó no molde e depois esfriará e solidificará para tomar a forma do molde. Na última etapa, ejete a peça moldada do molde e limpe-a.

Aplicativos de peças de metal moldadas por injeção

Esse processo é uma tecnologia inovadora na fabricação de peças metálicas que tem a capacidade de produzir peças complexas em grande número com consistência. Existem muitas peças que utilizam esta técnica para produzir na indústria automotiva. Este processo de fabricação também fabrica muitos outros produtos de aviões, equipamentos médicos, acessórios, ornamentos, computadores, produtos de escritório e componentes de eletrodomésticos.

Nota:Para a fabricação de dispositivos médicos, a técnica de moldagem por injeção de plástico também é uma maneira incrivelmente eficaz.

Impressão 3D de metal:geometrias complexas e peças de baixo volume

A impressão 3D de metal usa tecnologia a laser para produzir peças de metal. Este método é comum em protótipos e como substituto para fundição de baixo volume. A técnica é ideal quando se trata de peças de baixo volume de alta complexidade com baixo custo e menor lead time. A impressão 3D de metal também é reconhecida por sua capacidade de produzir conjuntos e geometrias tudo-em-um com áreas inacessíveis que são quase impossíveis com ferramentas padrão.

Neste processo, as partículas metálicas são impressas em 3D passo a passo. Na impressão 3D de metal, a câmara onde esta operação é realizada é preenchida com gás inerte (por exemplo, argônio) para reduzir a oxidação do pó metálico e depois aquecida. Depois disso, espalhe uma fina camada de pó de metal sobre a plataforma de construção e um laser varre a seção transversal dos componentes fundindo as partículas de metal para criar uma camada. Toda a área do modelo é escaneada e a parte totalmente sólida é construída desta forma. Agora a peça final impressa em metal 3D está pronta para uso.

Aplicativos de peças metálicas impressas em 3D

Metal 3D printing allows quick and inexpensive manufacturing of the different industrial parts. However, it is famous for the mass production of custom tools and the low volume production of specialized instruments. Thus, the technique is a great way to produce fully functional prototypes, rigid housing, ductwork, spare parts, production tools, surgical and dental implants, jewelry and decorative items, and many other components into different modern industries.

Surface Finish Options for Metal Parts

This is the final process in the manufacturing operation. Surface finishing provides environmental protection and aesthetics to metal fabricated parts. In addition, this process improves the features such as surface roughness and corrosion resistance which is beyond the capacity of machining operations. On top of that, some treatments can also increase the mechanical and electrical properties of the metal parts.

Below mentioned are some of the surface finishing options for metal parts.

• Electroplating
• Electroless Plating
• Anodic Oxidation
• Chemical Treatment
• Vacuum Plating
• Hot Dipping
• Painting
• Thermal Spraying

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C onclusion

It is imperative that metal is an extremely important material for many industries and household items that have given us so impressive equipment that made our life easier and better. In this article, we have discussed metal parts manufacturing and its fabrication options due to their highly detailed and unique characteristics. This guide can help you grasp various metal processing methods.