Dominando a Conformação de Chapas Metálicas: Técnicas e Aplicações

O Que É Conformação de Chapas Metálicas?

Conformação de chapas metálicas, também conhecida como fabricação ou manufatura de metal, é técnica pela qual chapa é soldada, queimada, cortada ou trabalhada em componente utilizável. Objetivo primário: deslocar ou dobrar metal para alcançar forma desejada sem danificar resistência ou consistência do produto.

Conformação de chapas metálicas é metal moldado em pequenas peças lisas por processo industrial. Uma das formas básicas em metalurgia é chapa metálica, podendo ser cortada e torcida em várias formas. Inúmeros itens comuns feitos de chapa. Espessuras diferem significativamente; folha ou lâmina (foil/leaf) são chapas extremamente finas, enquanto partes acima de 6 mm (0,25 pol) consideradas chapa de aço estrutural ou 'aço estrutural'.

Aplicações da Conformação de Chapas Metálicas

Chapa metálica disponível em seções planas ou tiras enroladas. Chapa contínua via slitter de rolo produz bobinas. Espessura consistentemente definida em milímetros na maior parte do mundo. Nos EUA, cálculo não-linear padrão conhecido como gauge (bitola) define espessura. Quanto maior número de gauge, mais fina a liga.

Aço para chapas comumente usado varia de 30 a cerca de 7 gauge. Metais ferrosos (base ferro) e não-ferrosos como alumínio ou cobre variam por gauge. Ex: espessura de cobre medida em onças, refletindo peso de cobre em área de um pé quadrado. Para desempenho ideal, peças de chapa devem reter espessura padronizada.

Diversos metais podem ser feitos em chapa: alumínio, latão, cobre, bronze, estanho, níquel, titânio. Alguns importantes como prata para fins cosméticos.

O Advento da Conformação de Chapas Metálicas

Para fins decorativos, chapas marteladas à mão usadas desde tempos antigos. Final do século 17, moinhos de laminação movidos a água substituíram operação manual. Grandes cilindros de ferro rotativos prensavam peças em chapas necessários para achatar. Metais ideais: chumbo, cobre, zinco.

Chapas para telhas, tetos ornamentais estampados, fachadas externas, originaram-se nos EUA nos anos 1870. Tetos de chapa só popularmente chamados "tetos de estanho" (tin ceilings) depois, termo não usado por produtores da época. Produção generalizada estimulada pelo sucesso de telhas e tetos.

Perspectiva de ser barato, robusto, simples de montar, leve e à prova de fogo, com desenvolvimentos na manufatura de chapa de aço nos anos 1890, deu à classe média grande demanda por bens de chapa. Não foi até anos 1930 e 2ª Guerra que indústria começou a declinar e metais escassearam. Empresas americanas como W.F. Norman Co. continuaram operando fabricando outros itens até renascimento de chapa ornamental ajudado por programas de restauração histórica.

Indústrias que Beneficiam-se da Conformação de Chapas Metálicas

Vários setores beneficiam-se. Na indústria automotiva, solda de metal constrói para-lamas, capôs, portas. Também para freezers, capôs, pias em eletrodomésticos.

Processos para moldar chapa. Assim como processo ajuda muitas indústrias, muitos métodos completam manufatura: fiação (spinning), ou moldagem por rotação, usa disco de metal para fazer forma precisa de metal girado em velocidades extremamente altas. Dobra, usa forças fortes para dobrar metal na forma desejada. Laminação por rolos (roll forming), método que usa série de estações de rolos para laminar metal em várias posições e moldá-lo. Cada estação responsável por laminar peça diferente para contribuir à forma maior.

Outro método: conformação a frio, abaixo da temperatura de recristalização. Processos típicos de ruptura e extrusão (ex: parafusos, porcas, rebites) incluem estes, mas também cunhagem, hobbing a frio, laminação de rosca, processos de trefilação (arame, tubo, perfil).

Por fim, solda a quente, processo acima da temperatura de recristalização. Inclui forjamento a quente em matriz fechada, processos auxiliares (aquecimento/resfriamento, corte/desempenho), extrusão (upsetting, dobra, laminação de forjamento, laminação de cunha transversal).

Moldagem de Chapa e Conformação de Chapas Metálicas

Veja abaixo algumas técnicas envolvidas no processo:

● Forjamento a Matriz Aberta (Open Die Forging)

Processos de formação por conformação local repetida usando matrizes geometricamente simples que se deslocam relativas à peça, sob a qual forma da peça muda gradualmente (passo a passo). Forjamento a matriz aberta envolve cogging, forjamento radial, swaging rotativo, forjamento de casca, forjamento rotacional parcial, entre outros.

● Laminação por Rotação (Moving Rolling)

Processos de formação entre dois ou mais matrizes rotativas onde substância produzida (rolos). Exemplos: laminação plana e de perfil, torneamento, moldagem por fluxo, redução por laminação.

● Anel de Laminação Móvel (Moving Loop Ring)

Metodologia especial de laminação para produção de anéis lisos com sub-métodos: laminação de anel radial, radial-axial, axial de matriz fechada.

Tratamento de Conformação de Chapas Metálicas

Métodos onde peças metálicas brevemente usadas (principalmente aço). Em corpos de carros/caminhões, fuselagens/asas de aviões, mesas cirúrgicas, telhados (arquitetura), chapas usadas. Chapas de ferro e materiais de alta permeabilidade magnética — núcleos de aço laminado — usados em transformadores e dispositivos elétricos. Historicamente, chapa usada significativamente em armaduras de cavalaria, e continua com aplicações decorativas, incluindo arreios. Termo originado de martelamento de costuras de painéis ao construir telhados de estanho, trabalhadores de chapa frequentemente chamados "tin bashers" (batidores de estanho) ou "tin knockers".