Estampagem Explicada: Tipos, Processos e Aplicações

O que é Estampagem?

Estampagem ou conformação é um processo de fabricação que transforma chapas metálicas planas em formas finais. Uma chapa plana, seja na forma de blank ou bobina, é colocada em uma prensa de estampagem onde uma ferramenta e matriz conformam o metal na forma desejada.

A estampagem abrange diversos processos de conformação de chapas, como furação com prensa, recorte, repujado, dobra, flangeamento e cunhagem. Pode ser um processo de uma etapa, onde cada curso da prensa cria a forma desejada, ou uma série de etapas. Geralmente realizado em chapas metálicas a frio, também pode ser aplicado a outros materiais, como poliestireno.

Matrizes progressivas são comumente alimentadas por bobinas de aço: desenrolador, endireitador, alimentador que avança o material na prensa e matrizes com comprimento de avanço predeterminado. O número de estações na matriz depende da complexidade da peça.

Veja Forjamento para operações de conformação a quente.

Breve Histórico

Acredita-se que as primeiras moedas surgiram no século VII a.C., cunhadas pelos lídios na atual Turquia. A cunhagem por martelo permaneceu o principal método até 1550. Marx Schwab, na Alemanha, desenvolveu novo processo de estampagem onde até 12 homens giravam uma grande roda para prensar metal em moedas. O processo de furação foi inovado nos anos 1880.

Peças estampadas foram usadas em bicicletas produzidas em massa nos anos 1880. A estampagem substituiu forjamento em matriz e usinagem, reduzindo drasticamente os custos. Embora não tão resistentes quanto peças forjadas, eram de qualidade suficiente.

Em 1890, peças estampadas de bicicletas foram importadas da Alemanha para os EUA. Empresas americanas passaram a fabricar suas próprias máquinas de estampagem. Por meio de P&D, a Western Wheel conseguiu estampar a maioria das peças de bicicletas.

Vários fabricantes de automóveis adotaram a estampagem de peças. Henry Ford resistiu às recomendações de seus engenheiros, mas quando sua empresa não conseguiu atender à demanda com forjamento em matriz, foi forçado a usar peças estampadas.

Na história da estampagem, forjamento e estampagem profunda, prensas de todos os tipos são a espinha dorsal da fabricação metálica. Os processos são aprimorados movendo mais metal em um único curso da prensa. Prensas e automação interconectada aumentam taxas de produção, reduzem custos de mão de obra e proporcionam mais segurança.

Hoje, controles como I-PRESS com Connected Enterprise registram histórico, enviam relatórios, e o controle I-PRESS & Automation pode ser visualizado remotamente. Nova tendência na coleta de dados de produção para histórico.

Tipos de Estampagem Metálica

Existem três tipos principais de técnicas de estampagem: progressiva, four-slide e deep draw (estampagem profunda).

1. Estampagem com Matriz Progressiva

A estampagem progressiva possui várias estações, cada uma com função única. A tira de metal é alimentada na prensa progressiva. A tira desenrola-se da bobina e entra na matriz, onde cada estação realiza corte, furação ou dobra diferentes. As ações de cada estação somam-se às anteriores, resultando em peça completa.

Um fabricante teria que trocar repetidamente a ferramenta em uma única prensa ou ocupar várias prensas, cada uma realizando uma ação. Mesmo com múltiplas prensas, serviços de usinagem secundários eram frequentemente necessários. Por isso, a estampagem progressiva é a solução ideal para peças metálicas com geometria complexa, atendendo a:

• Tempo de resposta mais rápido
• Menor custo de mão de obra
• Comprimento de corrida menor
• Maior repetibilidade

2. Estampagem Four-Slide (Quatro Deslizamentos)

Four-slide, ou multi-slide, envolve alinhamento horizontal e quatro deslizamentos diferentes; ou seja, quatro ferramentas são usadas simultaneamente para conformar a peça. Permite cortes intrincados e dobras complexas, desenvolvendo até as peças mais complexas.

Oferece vantagens sobre a estampagem em prensa tradicional:

• Versatilidade para peças mais complexas
• Mais flexibilidade para alterações de design

Como o nome indica, um four-slide tem quatro deslizamentos, permitindo até quatro ferramentas diferentes, uma por deslizamento, para realizar múltiplas dobras simultaneamente. À medida que o material avança, é dobrado em rápida sucessão por cada eixo equipado com ferramenta.

3. Estampagem Profunda (Deep Draw)

A estampagem profunda envolve puxar um blank de chapa metálica para dentro da matriz por meio de um punção, conformando-o. O método é chamado de "estampagem profunda" quando a profundidade da peça estampada excede seu diâmetro.

Este tipo de conformação é ideal para criar componentes que necessitam de várias séries de diâmetros e é uma alternativa econômica aos processos de torneamento, que normalmente requerem mais matéria-prima. Aplicações e produtos comuns:

• Componentes automotivos
• Peças aeroespaciais
• Relés eletrônicos
• Utensílios e panelas

Estampagem de Curta Série (Short Run)

A estampagem de curta série requer custos iniciais mínimos de ferramentaria e é ideal para protótipos ou pequenos projetos. Após a criação do blank, os fabricantes usam combinação de componentes de ferramentas personalizados e inserts de matriz para dobrar, furar ou perfurar a peça.

As operações de conformação personalizadas e o menor tamanho de lote podem resultar em custo por peça mais alto, mas a ausência de custos de ferramentaria torna a curta série mais eficiente para muitos projetos, especialmente os que exigem resposta rápida.

Operações de Estampagem

Estampagem, também chamada prensagem, envolve colocar chapa metálica plana, em bobina ou blank, na prensa. Na prensa, ferramenta e matriz conformam o metal. Furação, recorte, dobra, cunhagem, repujado e flangeamento são técnicas usadas.

• Dobra – o material é deformado ou dobrado ao longo de uma linha reta.
• Flangeamento – o material é dobrado ao longo de uma linha curva.
• Repujado – o material é esticado em uma depressão rasa. Usado principalmente para adicionar padrões decorativos. Ver também Repoussé e chasing.
• Recorte (Blanking) – uma peça é cortada de uma chapa, geralmente para fazer um blank para processamento posterior.
• Cunhagem (Coining) – um padrão é comprimido no material. Tradicionalmente usado para fazer moedas.
• Estiramento (Drawing) – a área superficial de um blank é esticada em forma alternativa via fluxo controlado de material. Ver também estampagem profunda.
• Estiramento (Stretching) – a área superficial de um blank é aumentada por tensão, sem movimento interno da borda. Frequentemente usado para fazer peças lisas de carroceria automotiva.
• Alisamento (Ironing) – o material é comprimido e reduzido em espessura ao longo de uma parede vertical. Usado para latas de bebida e cartuchos de munição.
• Redução/Estreitamento (Reducing/Necking) – usado para reduzir gradualmente o diâmetro da extremidade aberta de um vaso ou tubo.
• Enrolamento (Curling) – deformação do material em perfil tubular. Dobradiças de porta são exemplo comum.
• Reforço de borda (Hemming) – dobra de uma borda sobre si mesma para adicionar espessura. Bordas de portas de automóveis geralmente são reforçadas.

Furação e corte também podem ser realizados em prensas de estampagem. Estampagem progressiva é uma combinação dos métodos acima feitos com um conjunto de matrizes em fileira, por onde a tira de material passa etapa a etapa.

Benefícios da Estampagem Metálica

Se você precisa criar uma peça, componente ou produto metálico, há muitas vantagens em parceria com uma empresa que oferece serviços de máquinas de estampagem.

1. Precisão

Se seu produto precisa ser cortado com alta precisão, uma empresa de estampagem terá ferramentas e processos para isso. Cortar uma forma com tal precisão pode ser um grande gasto, e é tentador reduzir custos negligenciando essa área. Uma empresa de estampagem permite produto de maior qualidade a menor preço.

2. Consistência

Alguns diriam que precisão consistente só é garantida cortando peças uma a uma, mas as principais empresas de metal concordam que não é verdade. Consistência em produção em massa pode ser alcançada controlando cuidadosamente todo o processo, começando com design assistido por computador (CAD) preciso, ferramentaria adequada, máquinas de estampagem operadas profissionalmente e controle de qualidade para inspecionar cada peça e garantir uniformidade.

3. Produção em Massa

Precisa de grande número de produtos de qualidade? Contrate uma empresa com maquinário e ferramentas para gerenciar seu projeto de forma rápida e eficiente.

4. Espaço de Trabalho

Se você terceiriza sua estampagem, não precisa alocar tempo e espaço em seu próprio negócio para fabricar esses produtos. Além disso, permite focar em outros aspectos do seu negócio sem se envolver nas complexidades da produção.

Aplicação da Estampagem Metálica

A estampagem metálica pode ser aplicada a uma variedade de materiais com base em suas qualidades metalúrgicas únicas para diversas aplicações em ampla gama de indústrias. Pode requerer conformação e processamento de metais comuns a ligas raras para vantagens específicas.

Algumas indústrias requerem condutividade elétrica ou térmica do cobre-berílio em áreas como aeroespacial, elétrica e defesa, ou a alta resistência do aço e suas ligas para a indústria automotiva.

Indústrias que empregam empresas de estampagem incluem (mas não se limitam a):

• Automotiva
• Máquinas Industriais
• Eletrônicos de Consumo
• Aeroespacial
• Elétrica
• Telecomunicações