A conformação de rolos é uma operação de dobra contínua na qual uma longa tira de chapa metálica, normalmente aço enrolado, é passada através de conjuntos consecutivos de rolos, ou suportes, com cada conjunto realizando uma parte incremental da dobra até que o perfil de seção transversal desejado seja obtido. .
É uma técnica altamente eficiente e amplamente utilizada na fabricação devido à sua capacidade de produzir peças consistentes e de alta qualidade com tolerâncias precisas.
Processo de laminação
Preparação de Material
– Seleção de materiais: O processo começa com a seleção do material apropriado, normalmente aço, alumínio ou outros metais, com base nas propriedades exigidas do produto final.
– Manuseio de bobinas: O material selecionado normalmente está em forma de bobina. As bobinas são carregadas em um desbobinador, que alimenta o material na linha de perfilagem.
Alimentando
– Mecanismo de alimentação: O material é alimentado da bobina para a máquina perfiladeira. Um alimentador garante que a tira seja alimentada em uma taxa consistente e devidamente alinhada.
– Nivelamento: O material pode passar por uma unidade de nivelamento para remover qualquer conjunto de bobinas ou curvatura, garantindo que esteja plano antes de entrar na perfiladeira.
Perfiladeira
– Suportes de rolos: O coração do processo de conformação de rolos consiste em uma série de suportes de rolos, cada um contendo um par de rolos. Esses suportes são dispostos em sequência para moldar progressivamente o material.
– Projeto do rolo: Cada conjunto de rolos é projetado para realizar uma dobra ou formato específico de forma incremental. O desenho dos rolos depende da secção final desejada.
– Dobragem Incremental: À medida que a tira passa por cada conjunto de rolos, ela sofre flexão incremental. Essa deformação gradual ajuda a minimizar o estresse no material e evita rachaduras ou outros defeitos.
Operações Auxiliares
– Puncionamento e entalhe: Algumas linhas de perfilagem incluem estações de puncionamento ou entalhe onde furos ou outras características são adicionadas à tira antes ou depois da conformação.
– Corte: A tira contínua é cortada no comprimento desejado usando uma máquina de corte voadora que se move em sincronia com a tira para fazer cortes precisos sem parar a linha.
Acabamento
– Endireitamento: As peças conformadas podem passar por uma unidade de endireitamento para corrigir pequenas distorções.
– Tratamento de Superfície: Dependendo da aplicação, as peças podem sofrer tratamentos de superfície como pintura, revestimento ou galvanização.
Materiais usados na conformação de rolos
Vários metais são empregados na perfilagem devido às suas propriedades e benefícios distintos.
Uma ampla categoria inclui o aço em suas diversas formas: aço carbono, aço inoxidável e aço galvanizado. O aço carbono é preferido por sua resistência, o aço inoxidável por sua resistência à corrosão e o aço galvanizado por seu revestimento protetor adicional.
O alumínio é freqüentemente usado por sua leveza e excelente resistência à corrosão.
O cobre é outra opção, valorizado pela sua condutividade elétrica e durabilidade.
Várias ligas também são empregadas, combinando diferentes metais para melhorar propriedades específicas.
Ferramentas e Equipamentos
Projeto de ferramentas de rolo
Perfil do rolo: O perfil do rolo desempenha um papel crítico na definição da forma final do material laminado. Inclui o contorno e as dimensões necessárias para moldar o metal com precisão.
Material dos rolos: Os rolos geralmente são feitos de materiais de alta resistência, como aço temperado ou metal duro. Esses materiais garantem durabilidade e longa vida útil, mesmo sob uso contínuo e de alta pressão.
Alinhamento do rolo: O alinhamento adequado dos rolos é crucial para a produção de produtos uniformes e sem defeitos. O desalinhamento pode levar a formatos inconsistentes e aumento do desgaste das ferramentas.
Equipamentos auxiliares
Sistemas de Lubrificação: A lubrificação minimiza o atrito entre os rolos e o material que está sendo moldado. Isto reduz o desgaste das ferramentas e evita defeitos no produto final.
Unidades de soldagem: As unidades de soldagem são integradas para unir seções do material laminado. Eles fornecem conexões robustas e contínuas, essenciais para aplicações estruturais.
Unidades de perfuração e entalhe: Essas unidades adicionam funcionalidade criando furos, ranhuras e entalhes no material laminado. Eles são frequentemente usados em aplicações que exigem padrões ou acessórios específicos.
Considerações sobre design
Design de produto para perfilagem
Formas transversais: A perfilagem permite uma variedade de formatos de seções transversais, incluindo geometrias complexas. O projeto deve considerar a quantidade de estandes necessários e o material
flexibilidade. Formas mais simples geralmente exigem menos processos, reduzindo custos.
Tolerâncias e especificações: Cada formato vem com tolerâncias específicas. Eles devem ser definidos com precisão para garantir uma qualidade consistente. Tolerâncias restritas podem aumentar os custos e o tempo de produção, portanto é necessária uma consideração cuidadosa.
CAD/CAM em perfilagem
As ferramentas CAD/CAM são essenciais no projeto de perfilagem. Eles ajudam na criação de modelos detalhados e simulações do processo de conformação. Isto garante que as ferramentas e processos projetados atingirão a forma desejada sem defeitos. Os sistemas CAD/CAM também podem ajudar no ajuste rápido dos parâmetros do projeto.
Simulação e Prototipagem
A simulação é uma etapa crucial na verificação do projeto de perfilagem. Software avançado pode prever problemas potenciais, como deformação do material e pontos de tensão.
A prototipagem, por outro lado, auxilia na validação dessas simulações e na realização dos ajustes necessários antes da produção em massa.
Um processo de perfilagem bem projetado leva a uma produção eficiente, desperdício mínimo e produtos de alta qualidade.
Vantagens e Limitações
Benefícios
- Alta eficiência e velocidade: A perfilagem oferece capacidades de produção em alta velocidade. Este processo pode lidar com pedidos de grandes volumes, reduzindo significativamente o tempo de fabricação.
- Consistência e Precisão: A perfilagem garante produtos com qualidade consistente e dimensões precisas. Essa precisão reduz erros e desperdício de material.
- Versatilidade em Formas e Tamanhos: O processo permite a criação de uma grande variedade de formas e tamanhos. A perfilagem é adaptável a diferentes requisitos de projeto, desde perfis simples até perfis complexos.
Desafios
- Custos iniciais de configuração: O custo inicial para configuração do equipamento perfilador pode ser alto. Este investimento inclui máquinas, ferramentas e configuração de projeto.
- Limitações de material: Certos materiais podem não ser adequados para perfilagem. O processo funciona melhor com metais dúcteis, limitando as opções para outros tipos de materiais.
- Complexidade nas ferramentas: As ferramentas necessárias para a perfilagem podem ser complexas. Cada formato exclusivo geralmente exige designs de ferramentas personalizados, o que aumenta a complexidade e o custo.
Tipos de processos de perfilagem
1. Formação de rolo padrão:
– Este é o tipo mais comum, onde a tira de metal é alimentada através de uma série de matrizes de rolos para atingir o formato desejado.
2. Formação de rolo pré-cortado:
– Neste processo, a tira de metal é cortada no comprimento certo antes de ser alimentada na máquina perfiladeira. Isto é útil para produzir peças com comprimentos específicos e minimiza o desperdício de material.
3. Formação de rolo pós-corte:
– Aqui, a tira de metal é alimentada continuamente através da máquina perfiladeira e depois cortada no comprimento desejado após o processo de conformação. Isso é eficiente para produção de alto volume.
4. Formação de rolo duplex:
– Isto envolve duas máquinas perfiladeiras trabalhando em conjunto. É usado para perfis complexos que requerem vários estágios de conformação.
5. Formação de rolos em linha:
– Processos adicionais como puncionamento, entalhe ou soldagem são integrados à linha de perfilagem, permitindo um processo de produção mais eficiente e contínuo.
6. Formação de rolo flexível:
– Este método avançado utiliza rolos programáveis que podem mudar de posição rapidamente, permitindo a produção de seções transversais variáveis ao longo do comprimento da tira de metal.
7. Formação de rolo de perfuração rotativa:
– Neste processo, unidades de puncionamento rotativo são integradas à linha de perfilagem para criar furos ou outras características na tira de metal sem parar a linha de produção.
8. Conformação de Rolos Assistida por Hidroformação:
– Combina hidroformação com perfilagem para produzir formas complexas com alta resistência e precisão.
9. Formação de rolo em relevo:
– Este processo adiciona texturas ou padrões à superfície da tira de metal à medida que ela é formada.
10. Formação de rolos de dobra:
– Esta é uma forma especializada de perfilagem usada para criar dobras ou curvas na tira de metal.
Cada tipo de processo de perfilagem tem suas aplicações e vantagens específicas, dependendo da complexidade do perfil, das propriedades do material e dos requisitos de produção.
A conformação de rolos é diferente de outros processos de fabricação de metal?
| Aspecto | Forjar | Extrusão | Formação do elenco | Perfiladeira |
|---|---|---|---|---|
| Definição | Deformação de metal usando forças compressivas | Forçando o metal através de uma matriz para criar formas | Derramando metal fundido em um molde | Flexão contínua de uma longa tira de metal |
| Estado material | Sólido | Sólido | Líquido | Sólido |
| Temperatura | Frequentemente alto (forjamento a quente), pode ser frio | Pode ser quente ou frio | Alto (estado fundido) | Normalmente temperatura ambiente |
| Ferramentas. | Matrizes, martelos, prensas | Morre | moldes | rolos |
| Velocidade | Moderado | Moderado a alto | Moderado | Alta |
| Complexidade de Formas | Médio a alto | Médio a alto | Alta | Simples a moderadamente complexo |
| Resíduos de materiais | Baixo a moderado | Baixo a moderado | Baixo a moderado | Muito baixo |
| Força do Produto | Alto devido ao alinhamento da estrutura de grãos | Alta | Variável, pode ter defeitos internos | Moderado a alto |
| Revestimento de superfície | Bom a excelente | Bom a excelente | Variável, muitas vezes requer acabamento | Bom a excelente |
| Aplicações | Automotivo, aeroespacial, ferramentas | Canos, tubos, componentes estruturais | Blocos de motor, formas complexas | Telhados, peças automotivas, eletrodomésticos |
| Custo | Alta devido a equipamentos e ferramentas | Moderado a alto | Baixo a moderado | Baixo a moderado |
Aplicações de perfilagem
Telhado e revestimento: A perfilagem é usada para produzir telhas metálicas, painéis de parede e materiais de revestimento.
Componentes estruturais: Vigas, terças, pinos e trilhos usados em estruturas de construção são frequentemente formados por rolo.
Calhas e calhas: Esses componentes são essenciais para sistemas de drenagem de água em edifícios.
Conclusão
As inovações na perfilagem continuam a aprimorar suas aplicações em vários setores. Espera-se que os avanços na automação e nos projetos auxiliados por computador melhorem a precisão e reduzam o tempo de produção. A crescente demanda por soluções metálicas personalizadas provavelmente impulsionará uma maior evolução nas tecnologias de perfilagem.
