Máquinas de Conformação a Frio: Como Moldam Arame em Temperatura Ambiente

O Que É uma Máquina de Conformação a Frio?

Uma máquina de conformação a frio, também chamada de máquina de conformação a frio por rolos (cold roll forming), é projetada para forjamento a frio e deformação do arame enrolado sob alta pressão, operada em temperatura ambiente. O arame será cortado no comprimento desejado e transportado para a área de ferramentas, passando sucessivamente através de uma série de matrizes. Também conhecida como máquina de forjamento a frio ou prensa de forjamento a frio.

Materiais que podem ser moldados e deformados variam em diâmetros e comprimentos. Máquinas gerais têm capacidade de comprimento variando de 2 mm a 30 cm ou mais. Também estão disponíveis para arames enrolados com diâmetros de 0,2 cm a 5 cm. Com variedade de ferramentas e matrizes para formar formas dos metais, você pode escolher apenas cisalhar quantidades relativamente pequenas de material por perfuração ou corte.

Como Funciona uma Máquina de Conformação a Frio?

Conforme peças são posicionadas corretamente, a máquina começará a empurrar matrizes de conformação superiores, inferiores ou placas para trabalhar contra as peças metálicas com alta pressão. Subsequentemente, materiais serão espremidos para criar forma primária e então completar conformação seguinte através de série de ferramentas, retendo forma processada após removidas da máquina.

Durante o processo, materiais são forçados ao limite elástico mas não além da resistência à tração, ou os metais fraturarão. A máquina geralmente é em forma horizontal, e todo processo operado em temperatura ambiente, que é a distinção mais óbvia de processos de conformação a quente/morno.

Espremer, dobrar, estampar e cisalhar, que são diferentes técnicas de conformação usadas em máquinas a frio, são mais fáceis e custo-eficientes que em máquinas de trabalho a quente.

Tipos de alimentador e transportador também variam, e a escolha depende do uso e tipos de metal. Máquinas de conformação a frio são populares em muitas indústrias, amplamente aplicadas à produção de componentes de automóveis ou máquinas.

Por Que Usar Conformação a Frio?

Conformação a frio é o método mais amplamente usado para melhor acabamento superficial, melhor controle dimensional e menores custos devido à eliminação de aquecimento e processos mais limpos. Diferente de outros processos de corte que também visam moldar peças, nenhum cavaco é criado no processo de conformação a frio.

Por definição, é prensar e moldar materiais sem aquecer continuamente e operar em alta temperatura e também não requer aquecimento do slug inicial. "Frio" e "sem aquecimento" aqui não incluem processo de recozimento (annealing), que refere-se ao tratamento térmico que aumenta ductilidade e alivia dureza dos metais. Recozimento processa principalmente em estágios intermediários na conformação a frio.

Comparado a trabalho a quente/morno, conformação a frio tem melhor precisão dimensional. Também, carepas e cavacos não são criados. Esta característica garante contaminações eliminadas ou minimizadas. Além disso, sem cavacos, também reduz desperdício com ferramentas near-net shape. Economia de matéria-prima torna-se grande vantagem, especialmente ao produzir volumes maiores de peças conformadas a frio ou processar metais relativamente caros como ouro, níquel, cobre, tântalo e paládio.

Peso das matérias-primas tipicamente limitado a máximo de 22 kg. Em máquinas comuns, materiais pesam menos de 5 kg. Metais adequados incluem aços de liga, aços carbono, alumínio, latão, cobre, chumbo, aços níquel, bronze e também metais preciosos.

Outra vantagem é que o processo não apenas economiza materiais mas também reduz significativamente tempo de trabalho. Ciclo de produção é muito mais rápido, especialmente em produção de múltiplas estações. Característica e benefícios acima tornam máquinas de conformação a frio dispositivos populares.

Desvantagens das Máquinas de Conformação a Frio

Embora existam muitos benefícios, o processo é menos adequado para formar produtos plásticos devido às características dos fluxos plásticos, pois operador pode precisar de pressões mais altas para realizar técnicas. Requisitos de matrizes mais duras e máquinas mais pesadas tornam máquinas apenas adequadas para produção em massa de formas relativamente simples. Se operadores precisam produzir perfis personalizados, níveis de conformação alcançáveis são limitados comparados a outros métodos de usinagem.

Outra desvantagem é o retorno elástico (spring back) que ocorre após peças processadas e removidas das máquinas. Metais com baixa ductilidade são menos adequados em deformação de metal a frio.