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Instituto Tecnológico de Aeronáutica
Divisão de Engenharia Mecânica
MT-717: Introdução a materiais e processos de fabricação
Introdução
Dr. Ronnie Rego
Dr. Alfredo R. de Faria
2
Fechamentos4.
Classificação dos Processos3.
Processos de Conformação2.
Introdução1.
Agenda
3
Aplicações na Indústria Aeronáutica
Motivação: Contexto Tecnológico Específico
4
Desafios na Indústria Aeronáutica
Fonte: Mitsubishi
Motivação: Contexto Tecnológico-Científico
5
Processos de Fabricação: Classificação dos Processos
Fonte: DIN8550 (2013)
DIN 8580 – Processos de ManufaturaCriação de
volume Alteração de forma Alteração de Propriedade
Criação de volume Volume constante Aumento de VolumeRedução de Volume
Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 Grupo 4 Grupo 6Grupo 5
6
Processos de Fabricação: Conformação
Como fabricar elementos de máquinas de grande volume?
7
https://www.youtube.com/watch?v=AuuP8L-WppI
Processos de Fabricação: Conformação
8
https://www.youtube.com/watch?v=7dK1VVtja5c
Processos de Fabricação: Conformação
9
https://www.youtube.com/watch?v=N5AYZxsnDuM
Processos de Fabricação: Soldagem a Ponto
10
Processos de Fabricação I (MT-717): Estrutura do Curso
Plasticidade Fundamentos da Conformação
Tecnologias de Conformação
Processos Não-Convencionais
Comportamento mecânico
Tipos de Falhas Análise de tensão
e deformação Relações plásticas Escoamento
plástico
Classificação Modelos
preditivos Influências: atrito,
temperatura; taxa de deformação e anisotropia.
Ensaios de conformabilidade
Trefilação Laminação Forjamento Extrusão Estampagem Estiramento Repuxamento
Soldagem a Ponto Metalurgia do Pó
F
dx
11
1. DIETER, G. E. Mechanical Metallurgy - SI Metric Edition. Mc Graw-Hill Book Co., Singapore, 1988.
2. CETLIN, P.R.; HELMAN, H. Fundamentos da conformação mecânica dos metais. 2.ed. Artliber editora, São Paulo, 2015.
3. HOSFORD, W.F.; CADDELL, R.M. Metal Forming Mechanics and Metallurgy. Prentice-Hall Inc., Toronto, 1983.
4. DOEGE, E.; BEHRENS, B. Handbuch Umformtechnik – Grundlagen, Technologien, Maschinen. Springer, Berlin, 2010.
5. DOWLING, N.E. Mechanical Behavior of Materials: Engineering Methods for Deformation, Fracture and Fatigue. 4.ed. Pearson Education Limited, Essex, 2013.
Processos de Fabricação I (MT-717): Literatura de Referência
1 2 3 4 5
12
Fechamentos4.
Classificação dos Processos3.
Processos de Conformação2.
Introdução1.
Agenda
13
Processos de Fabricação: Estrutura do Curso
Plasticidade Fundamentos da Conformação
Tecnologias de Conformação
Processos Não-Convencionais
Comportamento mecânico
Tipos de Falhas Análise de tensão
e deformação Relações plásticas Escoamento
plástico
Classificação Modelos
preditivos Influências: atrito,
temperatura; taxa de deformação e anisotropia.
Ensaios de conformabilidade
Trefilação Laminação Forjamento Extrusão Estampagem Estiramento Repuxamento
Soldagem a Ponto Metalurgia do Pó
F
dx
14
1. Introdução
2. Comportamento dos Materiais Metálicos
3. Tipos de Falhas
4. Laminação e Trefilação
5. Extrusão e Forjamento
6. Relações Tensão Deformação
7. Escoamento Plástico
8. Conformação de Chapas
9. Fabricação de Componentes Aeronáuticos
10. Introdução a Compósitos
Tópicos
15
Introduzir os conceitos fundamentais sobre processos de conformação mecânica dos metais
Objetivos Específicos1. Apresentar os processos de conformação de maior importância
2. Definir como são classificados os processos de conformação
Objetivo da aula
16
Classificação dos Processos
Esforço no material
Movimento da ferramentaMovimento do material
Forjamento ExtrusãoLaminação Trefilação
DobramentoCisalhamento
Alteração de forma com volume e massa conservados
EstiramentoEmbutimento(Estampagem profunda)
Calandragem
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Classificação dos Processos
Esforço no material
Movimento da ferramentaMovimento do material
Forjamento (Matriz aberta)
18
Classificação dos Processos
Esforço no material
Movimento da ferramentaMovimento do material
Forjamento (Matriz fechada)
19
Classificação dos Processos
Esforço no material
Movimento da ferramentaMovimento do material
Laminação
20
Classificação dos Processos
Esforço no material
Movimento da ferramentaMovimento do material
Trefilação
21
Classificação dos Processos
Esforço no material
Movimento da ferramentaMovimento do material
Calandragem
22
Classificação dos Processos
Esforço no material
Movimento da ferramentaMovimento do material
Extrusão
23
Classificação dos Processos
Esforço no material
Movimento da ferramentaMovimento do material
Embutimento (Estampagem Profunda)
24
Classificação dos Processos
Esforço no material
Movimento da ferramentaMovimento do material
Estiramento
25
Classificação dos Processos
Esforço no material
Movimento da ferramentaMovimento do material
Dobramento
26
Classificação dos Processos
Esforço no material
Movimento da ferramentaMovimento do material
Cisalhamento (Corte)
27
Fechamentos4.
Classificação dos Processos3.
Processos de Conformação2.
Introdução1.
Agenda
28
1. Temperatura
2. Estado de Tensões
3. Deformação
4. Natureza da Deformação
5. Aplicação
6. Tipo de Força
Classificação dos Processos
29
1. Temperatura A quente: Tmat > ≈ 0,6 Tfusão.
A frio: Tmat <≈ 0,5 Tfusão.
A morno: 0,5 Tfusão <Tmat< 0,6 Tfusão
Classificação dos Processos
Quente, Frio ou Morno?
30
1. Temperatura A quente: Tmat > ≈ 0,6 Tfusão
A frio: Tmat <≈ 0,5 Tfusão
A morno: 0,5 Tfusão <Tmat< 0,6 Tfusão
Fenômenos microestruturais
– Recuperação: reorganização das discordâncias de sinal oposto (aniquilação)
– Recristalização: formação de novos grãos (↑ Ductilidade e ↓ Resistência Mecânica)
– Crescimento de Grão: aumento do tamanho de grão
Classificação dos Processos
31
2. Estado de tensões Simples: Tração (estiramento); Tração/Compressão (dobramento);
Cisalhamento (corte);
Complexo: Tração e compressão em vários pontos (estampagem); Tração e compressão em pontos diferentes (trefilação).
Classificação dos Processos
σy σy
σxσzSimples Complexo
32
3. Deformação Local: concentrada em uma região (Corte, dobramento)
Geral: observada em todo o material (Laminação, extrusão)
Classificação dos Processos
33
Classificação dos Processos
4. Natureza da deformação Uniforme (ou estacionário):
velocidade e tensão não variam
– Laminação, extrusão, trefilação
Não-uniforme: Distribuição de tensão e deformação variam
– Forjamento, estampagem profunda
34
5. Aplicação Primário: produção de tarugos/lingotes ->
barras/chapas
– Laminação, forjamento, extrusão
Secundário: produção de formas acabadas
– Estampagem profunda, trefilação
Classificação dos Processos
35
6. Tipo de força Compressão direta: material escoa
perpendicularmente à direção de compressão
Compressão indireta: forças desenvolvidas pela reação da matriz
Trativo: material abraça uma geometria de molde enquanto é tracionado
Dobramento: momento de flexão da chapa
Cisalhamento: força de cisalhamento é alta o suficiente para romper no plano de cisalhamento
Classificação dos Processos
36
Exemplo: Forjamento (matriz fechada)
Classificação dos Processos
# Critério Classificação
1 Temperatura
2 Estado de Tensões
3 Deformação
4 Natureza da Deformação
5 Aplicação
6 Tipo de Força
Quente (usualmente)
Complexo
Geral
Não-uniforme
Primária
Compressão Direta
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Fechamentos4.
Classificação dos Processos3.
Processos de Conformação2.
Introdução1.
Agenda
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Objetivos Específicos
Apresentação dos Processos
1
Classificação dos Processos
2