Conformação de Alta Taxa de Energia (HERF): Moldagem Rápida e Precisa para Manufatura Avançada

O que é Conformação de Alta Taxa de Energia (HERF)?

HERF (High Energy Rate Forming) é o processo de conformar materiais fornecendo energia rapidamente a eles por breves períodos. Existem vários métodos HERF, a maioria dependente da fonte de energia usada para atingir altas velocidades.

Nestes processos, grande quantidade de energia é aplicada por intervalo de tempo muito curto.

Embora a maioria das prensas não opere em altas velocidades, a forjagem é feita em altas taxas de impacto em algumas ocasiões. Isso difere da forjagem a martelo porque os golpes não são repetidos.

Uma grande contribuição para operações de forjagem convencionais é sua alta velocidade de impacto, que é 2 a 10 vezes maior que velocidades convencionais. Na prática convencional, o termo massa foi tornado cada vez maior para obter forças de forjagem maiores, enquanto na forjagem de alta velocidade o termo velocidade foi aumentado.

Funcionamento da Conformação de Alta Taxa de Energia (HERF)

Máquinas de forjagem de alta taxa de energia, às vezes chamadas de forjagem de alta velocidade (HVF), são máquinas de fluxo contrário vertical usadas principalmente para forjagem a quente, embora também possam ser usadas para conformação a frio, fabricação de peças de metal pulverizado e conformação profunda de chapas. Máquinas HERF, exceto uma que usa gás explodido, são operadas pela liberação súbita de nitrogênio comprimido.

Este gás impulsiona o martelo (ram) que é pressionado contra um anel de vedação no topo. Gás de alta pressão suficiente é admitido na área dentro do anel para deslocar o pistão. O cilindro de alta pressão então atua sobre toda a área do pistão e impulsiona o martelo para baixo em alta velocidade, variando entre 9 e 20 m/s. A maioria das peças é formada com um único golpe.

Nestas altas velocidades, o metal flui plasticamente pois pode ser trabalhado mais a altas temperaturas. Isso ocorre porque a forjagem não dá tempo ao metal para resfriar muito em contato com a matriz e o calor não tem tempo para escapar. Assim, peças profundas, de paredes retas, podem ser feitas com ângulo de saída zero ou pequeno, significando muito menos metal para usinar depois. Paredes muito mais finas podem ser forjadas.

Seções tão finas quanto 3,8 mm foram feitas em experimentos. Tolerâncias de ±0,25 mm e às vezes menos foram alcançadas. Materiais forjados com sucesso incluem aços de baixa liga, alumínio e aços de níquel.

Máquinas HERF são listadas com capacidades de 2.850 a 343.520 kgfm (28.500 a 3.435.200 J de energia), ajustáveis em ampla faixa em cada máquina. Importante notar que são realmente menos caras e não requerem fundações tão pesadas quanto outras forjadoras. Mas lubrificação adequada é muito importante para boa vida útil da matriz.

Vantagens da Conformação de Alta Taxa de Energia

As principais vantagens do HERF são:

1. Peças podem ser formadas que não podem ser formadas por métodos convencionais
2. Metais exóticos, que não se adaptam facilmente a processos convencionais, podem ser formados em ampla gama de tamanhos e configurações
3. O método é excelente para operações de re-golpe (re-strike)
4. Recuo elástico (spring back) após conformação é reduzido ao mínimo
5. Tolerâncias dimensionais são geralmente excelentes
6. Variações de peça para peça são mantidas ao mínimo
7. Taxa de sucata é baixa
8. Menos equipamentos e menos matrizes reduzem o tempo de preparação de produção