Porque é que o endireitamento de peças no fabrico de chapas metálicas é tão crucial? Imagine um carro com as rodas a abanar. Da mesma forma, as peças metálicas irregulares podem levar a ineficiências e defeitos na produção. Este artigo explora a forma como as máquinas de endireitar trabalham para remover tensões internas, garantindo peças planas e sem tensões. Ficará a conhecer o processo, os desafios e os benefícios, como o aumento da eficiência e a redução do desperdício nas operações de fabrico. Mergulhe para compreender como a precisão nas peças metálicas pode melhorar significativamente a qualidade e a consistência da produção.
Como mostra a Figura 1, a peça da esquerda apresenta uma forma de mola e não está completamente plana, enquanto a peça da direita foi aplanada por uma máquina de nivelamento de peças.
As peças planas e sem tensões podem aumentar a eficiência da produção de dobragem e soldadura, garantindo a satisfação do cliente.
Embora chapas metálicas As peças ou materiais que são entregues na fábrica de chapas metálicas parecem suficientemente planos, mas as aparências podem ser enganadoras, especialmente no caso dos materiais metálicos. Materiais ou peças que parecem planas podem tornar-se não planas durante o processo de maquinagem devido a tensões de maquinagem.
Por conseguinte, é essencial compreender o que acontece às matérias-primas antes de serem enviadas para a fábrica de chapas metálicas. A chapa metálica tem origem em bobinas laminadas.
Nos centros de serviços de processamento de metais, estas bobinas são desenroladas, endireitadas e finalmente cortadas num comprimento específico. Embora a chapa pareça plana, ainda existem tensões internas (nomeadamente na microestrutura do metal).
Ao efetuar o corte térmico (como o corte a laser ou corte por plasma) sobre estes materiais, a tensão é libertada, tornando as peças irregulares. Isto aplica-se tanto a peças metálicas finas como a peças metálicas espessas.
Isto aplica-se tanto a peças metálicas ferrosas como não ferrosas. Durante o processo de corte, a utilização de gases de proteção desempenha um papel importante.
Por exemplo, quando o oxigénio é utilizado para cortar aço-carbono, ocorre uma reação exotérmica entre o oxigénio e o metal. Isto introduz uma quantidade substancial de calor na área de corte, permitindo um corte mais rápido (um subproduto desta reação química é uma aresta oxidada, que necessita de ser limpa antes da pintura).
No entanto, o calor adicional também liberta mais tensão do metal. Em comparação com o oxigénio, o corte com um gás inerte como o nitrogénio pode reduzir a entrada de calor, mas mesmo com processos mais suaves, a tensão continua a ser libertada.
À medida que a tensão é libertada, as peças tornam-se irregulares. Este facto coloca desafios às oficinas de produção que utilizam corte a laser tecnologias.
Durante o corte a laser, algumas peças podem inclinar-se ou saltar sobre a grelha, podendo colidir com a cabeça de corte e danificá-la, especialmente quando as velocidades de corte atingem 30m/min ou mais e as acelerações excedem 2m/s2que se tornou uma norma do sector.
Um componente muito dispendioso do equipamento de corte a laser pode ser danificado por peças que se desprendem devido à tensão.
Qualquer processo de corte pode libertar as tensões geradas durante o enrolamento do material. Esta tensão é evidente no fenómeno de retorno elástico do metal após o corte ou puncionamento (o puncionamento pode introduzir novas tensões devido ao endurecimento por trabalho, visível nas peças puncionadas).
Como é que uma fábrica de chapas metálicas lida com as tensões introduzidas durante o enrolamento e libertadas após o corte ou estampagem? As máquinas de nivelamento de peças podem ser extremamente úteis.
As máquinas de nivelamento de peças podem fornecer às fábricas de chapas metálicas e aos seus processos de fabrico a jusante as peças planas necessárias, garantindo uma maior eficiência de produção e reduzindo o desperdício nas operações de dobragem e soldadura.
As máquinas de nivelamento de peças (como se vê na Figura 2) atingem o nivelamento aplicando forças de flexão repetitivas à chapa ou peça de metal através de um conjunto de rolos de nivelamento.
À medida que o material metálico passa pela máquina de nivelamento, os rolos exercem pressão sobre ele. A tensão aplicada ao metal reduz e, eventualmente, elimina as suas tensões internas.
Como é que estes rolos de nivelamento estão dispostos? Depende do tipo de metal material, a sua espessura e o nível de planicidade pretendido.
As variáveis da máquina de nivelamento de peças incluem o número de rolos de nivelamento; o distância do centro entre os rolos; disposição dos rolos e método de apoio; rigidez da estrutura dos rolos e de toda a máquina; apoio dos rolos (comprimento e disposição dos rolos de apoio); sistema de controlo da folga e sua capacidade de manter uma folga constante; e consumo de energia.
É também crucial considerar a facilidade de limpeza dos rolos de nivelamento e de apoio e a manutenção da máquina.
À medida que os rolos de nivelamento aplicam gradualmente pressão e aplanam as peças, a estrutura de rolos, accionada por um motor, pode ser movida para fora da máquina-ferramenta. Dependendo do tamanho da peça que está a ser nivelada, a pressão de nivelamento é determinada pelo diâmetro dos rolos de nivelamento. O diâmetro de cada rolo, combinado com a sua posição, o design da estrutura da máquina, os rolos de suporte e a própria estrutura da máquina, tem a sua janela de visualização operacional correspondente.
Em geral, os diâmetros mais pequenos dos rolos são utilizados para materiais mais finos, enquanto os diâmetros maiores são utilizados para materiais mais espessos.
As máquinas de nivelamento podem normalmente lidar com peças que variam em espessura de 0,2 mm a quase 70 mm.
A precisão da planicidade proporcionada pelo nivelamento baseia-se na aplicação da material metálico e varia consoante a sua espessura e o seu tipo.
Por exemplo, para peças metálicas utilizadas no fabrico de gruas e equipamento mineiro, uma planicidade de 0,5 mm a 1 mm fornecida por uma máquina de nivelamento é considerada excelente. No entanto, para os fabricantes de lâminas de serra que exigem uma planicidade de 0,1 mm/m ou superior, essa planicidade seria inadequada.
Felizmente, uma máquina de nivelamento de peças de alta precisão pode fornecer peças planas para fabricantes de equipamento pesado e produzir peças com tolerâncias mais apertadas para fabricantes de lâminas de serra.
Por exemplo, as empresas de fabrico aeroespacial utilizam normalmente materiais de alumínio. 5 mm é considerado uma peça relativamente espessa para estas empresas, mas para os fabricantes de equipamento mineiro, esta espessura é demasiado fina.
Este material de alumínio é frequentemente tratado termicamente para obter uma maior resistência. Após o tratamento térmico, o alumínio torna-se macio e é armazenado a -18°C.
Se essas peças forem imediatamente niveladas após o puncionamento, a máquina de nivelamento enfrenta dois desafios principais.
Em primeiro lugar, uma vez que o material é macio, os rolos de nivelamento devem manuseá-lo com cuidado para evitar deformações.
Em segundo lugar, quando as peças congeladas entram em contacto com uma temperatura ambiente mais elevada, forma-se condensação na superfície da peça. Assim, os componentes da máquina de nivelamento devem ser feitos de aço inoxidável ou aço revestido para evitar a corrosão.
O resultado de uma máquina de nivelamento de peças é simples: peças planas. No entanto, são máquinas complexas, capazes de gerir deformações de material difíceis de corrigir, como as dos materiais perfurados e tratados termicamente.
Estes materiais apresentam frequentemente deformações de onda média ou deformações de onda de borda. A correção destas peças ou chapas requer medidas e técnicas especializadas.
Para alguns materiais perfurados e tratados termicamente, o nivelamento avançado dobragem de rolos O controlo pode aumentar especificamente a pressão de nivelamento em certas áreas de uma peça ou folha, enquanto a reduz noutras.
Através deste método de nivelamento controlado, o material é alongado longitudinalmente conforme necessário, o que pode reduzir ou mesmo eliminar as deformações das ondas intermédias e das ondas laterais.
Os materiais de elevada resistência à tração são outro tipo de material difícil de manusear.
O processamento de tais materiais requer uma máquina de alta potência, utilizando rolos de nivelamento de diâmetro muito grande combinados com o espaçamento correspondente dos rolos, para reduzir a tensão do material e proporcionar uma boa planicidade, eliminando simultaneamente as deformações das ondas intermédias e dos bordos.
Qualquer equipamento de fabrico avançado requer um operador qualificado, com uma vasta experiência. Mais importante ainda, um operador curioso e em busca de conhecimento pode realmente fazer a diferença nos resultados.
Se estiverem dispostos a gastar tempo a ajustar e testar as peças para um nivelamento ótimo, a fábrica pode conseguir um nivelamento eficiente das peças e produtos de maior qualidade nos processos de fabrico a jusante.
Teoricamente, o nivelamento é uma tarefa simples. Para além da velocidade dos rolos de nivelamento, o operador só precisa de ajustar dois outros parâmetros: a folga de nivelamento na entrada e na saída e o ângulo em que a peça entra na máquina. Ao encontrar a combinação certa, os operadores podem otimizar os resultados do nivelamento.
Naturalmente, as ferramentas computacionais incorporadas no sistema de controlo do equipamento podem ajudar. Depois de introduzir a espessura, limite de elasticidadee o tipo de material, o sistema de controlo emite parâmetros de nivelamento sugeridos.
Normalmente, estes parâmetros já garantem bons resultados de nivelamento. Se os operadores procurarem resultados ainda melhores, estas definições de nivelamento podem servir como ponto de partida para os ajustes.
O nivelamento de peças pode ajudar as fábricas de chapas metálicas a aumentar a produção e a produtividade.
Relatórios de fábricas de chapas metálicas indicam que a integração de máquinas de nivelamento de peças no seu processo de produção aumenta as taxas de produção da operação de quinagem em cerca de 25% após as peças serem niveladas.
As peças planas dobram-se com mais precisão, o que significa menos retrabalhos e uma maior consistência da qualidade do produto.
No departamento de soldadura, isto traduz-se numa simplificação significativa dos gabaritos e acessórios, numa maior precisão de montagem e na valorização dos soldadores. Há uma redução significativa dos defeitos, o que leva a uma maior produtividade.
Isto é especialmente verdadeiro para a soldadura robotizada. Soldaduras mais apertadas e consistentes significam a utilização de menos material de enchimento, linhas de produção de soldadura mais suaves e processos de automatização mais rápidos.
As máquinas de nivelamento de peças também podem abrir novas oportunidades de negócio para uma empresa.
Por exemplo, se uma empresa pretende servir clientes no sector da construção, os tectos e as fachadas que fornece devem ser perfeitamente planos. Todas as chapas devem manter esta consistência, uma vez que qualquer chapa não conforme pode interromper os projectos de instalação.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
PT 
EN 
DE 
ES 
FR 
NL 
RU 