Tipos de Matrizes na Manufatura: Estampagem, Trefilação e Fundição Explicados

O que é Matriz na Manufatura?

Uma matriz (die) é uma ferramenta de máquina especializada usada nas indústrias de manufatura para cortar e/ou conformar material em uma forma ou perfil desejado. Matrizes de estampagem são usadas com uma prensa, ao contrário de matrizes de trefilação (usadas na fabricação de fios) e matrizes de fundição (usadas em moldagem) que não são. Como moldes, matrizes são geralmente personalizadas para o item que são usadas para criar.

Produtos feitos com matrizes variam de clipes de papel simples a peças complexas usadas em tecnologia avançada. Corte a laser de alimentação contínua pode deslocar o processo análogo baseado em matrizes na indústria automotiva, entre outras.

Como as Matrizes São Usadas na Indústria de Manufatura?

Matrizes são uma ferramenta essencial usada na indústria de manufatura. Elas funcionam como moldes para criar objetos em formas personalizadas e frequentemente complexas. De pequenos fixadores e pontas de ferramentas a grandes componentes automotivos e peças de máquinas, matrizes são usadas para criar uma variedade de produtos.

As Várias Partes de um Conjunto de Matriz

Um conjunto de matriz típico contém quase uma dúzia de partes diferentes, algumas das quais incluem o seguinte:

• Placa de Punção (Punch Plate)
• Bloco de Matriz (Die Block)
• Punção de Branco (Blank Punch)
• Pino de Perfuração (Pierce Pinch)
• Haste (Shank)
• Pino Guia (Dowel pin)
• Punção de Perfuração (Pierce Punch)
• Piloto (Pilot)
• Placa Deslizante (Stripper Plate)

As Matrizes São o Mesmo que Moldes?

Matrizes são frequentemente confundidas com moldes, com muitas pessoas acreditando que são a mesma coisa. Embora ambos os processos envolvam a manipulação do tamanho e forma de um material bruto usando uma cavidade, eles não são os mesmos.

Moldes são geralmente cavidades ocas nas quais o material bruto é derramado, enquanto matrizes consistem em um produto sólido com uma cavidade pré-fabricada que é usada para estampar o material bruto.

Processos nos Quais as Matrizes São Usadas

Existem na verdade numerosos processos de manufatura que envolvem o uso de uma matriz. Corte (blanking), por exemplo, requer o uso de uma matriz para cortar um pedaço de metal plano, tipicamente chapa metálica, no tamanho e forma desejados. Cunhagem (coining), por outro lado, envolve o uso de uma matriz para criar objetos com diferentes designs ou características em cada tamanho.

Esperamos que isso lhe dê uma melhor compreensão de matrizes e como elas são usadas na indústria de manufatura. Para recapitular, uma matriz é uma ferramenta pré-moldada que é usada com uma prensa para manipular o tamanho e forma de materiais brutos. É como um molde, com a única exceção de que ela estampa o material bruto.

Tipos de Matrizes

Para diferentes propósitos, principalmente os seguintes tipos de matrizes são usados:

• Matriz simples
• Matriz composta
• Matrizes combinadas
• Matriz progressiva
• Matriz de transferência
• Matriz múltipla
• Matriz redonda partida
• Matriz ajustável
• Porca de matriz (Die Nut)
• Matriz de tubo
• Matriz Acron

1. Matrizes Simples

Também conhecida como matriz de operação única, uma matriz simples é uma ferramenta de conformação que realiza uma operação por curso do deslizamento da prensa. Este tipo de matriz é tipicamente usado para aplicações menores no local de trabalho. Por exemplo, pode ser útil para a manufatura de peças metálicas simples.

O benefício de uma matriz simples é que é uma excelente opção se você procura uma ferramenta que possa lidar com trabalhos de corte e perfuração. Consiste em um bloco de matriz e placa deslizante, que seguram a chapa metálica enquanto o punção corta um furo e remove os brancos. A principal desvantagem é que a matriz simples é menos eficiente e menos adequada para aplicações maiores que outras matrizes.

2. Matrizes Compostas

Para aplicações de corte e perfuração mais exigentes ou complexas, uma matriz composta pode fazer o trabalho mais rápido. Em vez de lidar com apenas uma operação por vez, a matriz composta pode completar simultaneamente os processos de corte e perfuração.

A matriz composta é menos útil para operações de dobra e conformação, e tende a requerer um nível mais alto de força que algumas das outras opções. Dito isso, é uma opção mais econômica que a matriz simples quando se trata de fabricar arruelas e outras peças metálicas planas. Se você procura tipos de punções e matrizes que pode usar em aplicações gerais de corte, a matriz composta pode ser a solução que você precisa.

Vantagens das Matrizes Compostas:

• Um componente é produzido por curso. Portanto, a taxa de produção é alta.

Limitação das Matrizes Compostas:

• Ambos os métodos de redução da força do punção não podem ser usados. Portanto, a força requerida para a matriz composta será maior.
• Design e fabricação de combinação de punção e matriz é difícil se o número de operações for maior que 3.

3. Matrizes Combinadas

A matriz combinada é similar à matriz composta em termos de design e eficiência. Ela pode lidar com mais de uma operação de uma vez, o que permite entregar resultados mais rápidos e confiáveis. Como bônus adicional, a matriz combinada é bem adequada para aplicações de corte e conformação.

Se você precisa completar uma operação de corte ou perfuração combinada com uma operação de dobra, a matriz combinada o cobrirá. Esta ferramenta versátil pode desempenhar um papel em todos os tipos de aplicações de metalurgia, desde manufatura de equipamentos de mineração até desenvolvimento de eletrônicos e eletrodomésticos.

Exemplo:

• Corte combinado com estampagem profunda
• Perfuração combinada com estampagem profunda
• Corte combinado com dobra, etc.

Vantagens da Matriz Combinada:

• Devido à presença de operações de corte e conformação ao mesmo tempo no material de trabalho, a taxa de produção é muito alta comparada a outras matrizes.

4. Matrizes Progressivas

Matrizes progressivas também conhecidas como matrizes sequenciais têm uma série de operações. Em cada estação na peça, uma operação é realizada durante o curso da prensa. No entanto, entre as duas prensas, a peça é transferida para a próxima estação e trabalhada lá. Nesta operação, assim, cada operação de prensa desenvolve uma peça acabada.

A chapa metálica inicial é alimentada como uma tira de bobina e na mesma estação, diferentes operações como perfuração, corte, entalhe, etc. ocorrem com cada curso de série de punções.

O punção de perfuração corta um furo no curso, enquanto o punção de corte remove uma porção de metal na qual o furo foi perfurado na estação anterior. Assim, com cada primeiro curso, quando um furo será perfurado, cada curso da prensa produz uma arruela acabada.

Vantagens da Matriz Progressiva:

• Nisto também, um componente é produzido por curso. Portanto, a taxa de produção é a mesma que a da matriz composta.
• Além disso, seja fornecendo cisalhamento ou pela metodologia de escalonar os punções, a força requerida será reduzida.
• Além disso, como a operação é realizada em diferentes estágios, o design e fabricação de combinação de punção e matriz é mais fácil com qualquer que seja o número de operações.

Desvantagens da Matriz Progressiva:

• O único problema é o balanceamento de forças na cabeça do punção é difícil.
• Requerem procedimentos de configuração e alinhamento de precisão.
• A remoção do conjunto de matriz inteiro acontecerá quando houver dano em uma única estação.
• Comparadas às matrizes de estação única, são muito mais pesadas.

5. Matrizes de Transferência

Matrizes de transferência têm um fenômeno de funcionamento similar às matrizes progressivas. Aqui também o curso é alimentado progressivamente de uma estação para outra. No entanto, aqui os brancos já cortados são alimentados mecanicamente para outras estações. Assim, matrizes de transferência fornecem diferentes estações para operações. Aqui, a peça é progressivamente modificada em cada estação até que a operação final ejetem a peça acabada.

Vantagens da Matriz de Transferência:

• A produção é mais econômica comparada à matriz progressiva.
• Mais Versátil
• Peças grandes serão manuseadas e transferidas entre múltiplas prensas para completar a operação.

Desvantagens da Matriz de Transferência:

• Quando comparada à matriz progressiva, o branco tem que ser posicionado em cada estágio mas qualquer tipo de layout de tira-cinta é possível de implementar.
• São frequentemente bastante custosas.
• Mais sensores de proteção de matriz são requeridos.

6. Matrizes Múltiplas

Matrizes múltiplas também conhecidas como matrizes gang são aquelas matrizes que produzem duas ou mais peças a cada curso da prensa. Nestes matrizes, um número de matrizes simples são agrupadas juntas para produzir duas ou mais peças via cada curso da prensa.

Vantagens da Matriz Múltipla:

• Mais componentes são produzidos devido à presença de mais matrizes.
• O tempo requerido é muito menor.
• Alta taxa de produção.

Aplicações da Matriz Múltipla:

• Para produzir 10 arruelas por curso, 10 matrizes compostas ou 10 matrizes progressivas são mantidas em paralelo chamadas matrizes múltiplas.
• Então, esta é uma explicação detalhada de diferentes tipos de matrizes usadas em operações de chapa metálica. Espero que você tenha gostado do artigo, se sim não esqueça de compartilhar seus pensamentos na seção de comentários e também espalhar o conhecimento na sua plataforma de mídia social favorita.

7. Matriz Redonda Partida:

Estas também são conhecidas como matriz deslizante (slide Die). Esta é uma matriz de uma peça, que é cortada de uma extremidade. Esta matriz é ajustada no suporte de matriz de forma que todos os três parafusos do suporte são ajustados no assento construído nela.

Isso impede a matriz de rotacionar no suporte. Após ajustá-la no trabalho, o parafuso central é apertado antes de cortar roscas. Estas matrizes são usadas para pequenos trabalhos. Uma matriz redonda partida foi mostrada na figura.

8. Matriz Ajustável:

Esta matriz é em duas peças. Em ambas, as roscas das peças são cortadas por dentro. Nestes roscas, sulcos redondos são cortados que servem como aresta de corte. Estas peças carregam Números 1 ou 2. Há uma provisionamento para distância ajustável entre elas com o parafuso externo. Para este propósito, há um assento do parafuso.

Roscas podem ser cortadas em trabalhos de haste com esta matriz. Primeiro roscas altas são cortadas apertando levemente ambas as peças e após apertá-las mais, roscas profundas são cortadas. Este tipo de matriz foi mostrado na figura.

9. Porca de Matriz (Die Nut):

Sua forma é quadrada ou como uma porca de seis faces como mostrado na figura. Nas roscas cortadas dentro dela, quatro ou seis canais são cortados que fazem uma aresta de corte. É usada para reparar roscas antigas. Pode ser movida com uma chave comum.

10. Matriz de Tubo

Esta matriz é especialmente usada para cortar roscas em tubos de água, gás e óleo, etc. Matriz de duas a quatro peças são usadas nela, que são ajustadas em diferentes tipos de cabos de matriz como mostrado na figura.

Um parafuso de ajuste é fornecido no suporte ou cabo para ajustar a matriz. Um guia é ajustado neste suporte ou cabo, que guia a matriz a mover na direção reta do tubo. Roscas cortadas com esta matriz são de um tipo especial porque esta matriz corta roscas no cone. É por isso que os soquetes ajustados nestes tubos tornam-se à prova de gás e líquido.

11. Matriz Acron

Esta é a forma moderna da matriz. Este tipo de matriz é usado para cortar roscas externas em um tubo ajustado em um sulco ou furo.

Esta matriz também é como uma porca na qual roscas são cortadas por dentro e é cortada intermitentemente como mostrado na figura. Para o propósito de conveniência, esta é cônica de uma extremidade. É movida segurando-a em um suporte de tipo especial.