Sheet hydroformingEdit
Este processo é baseado na patente de hidromoldagem dos anos 50 de Fred Leuthesser, Jr. e John Fox da Schaible Company de Cincinnati, Ohio, nos Estados Unidos. Foi originalmente utilizado na produção de bicos de cozinha. Isto foi feito porque além do reforço do metal, a hidromoldagem também produziu peças menos “granuladas”, permitindo um acabamento mais fácil do metal. Na hidromoldagem da chapa há a formação da bexiga (onde há uma bexiga que contém o líquido; nenhum líquido entra em contato com a chapa) e a hidromoldagem onde o líquido entra em contato com a chapa (nenhuma bexiga). A formação da bexiga é às vezes chamada flexformação. A flexformação é usada principalmente para produções de baixo volume, como no campo aeroespacial. A formação com o fluido em contato direto com a peça pode ser feita com um punção macho sólido (esta versão é às vezes chamada de desenho hidro-mecânico profundo) ou com uma matriz sólida fêmea. No desenho hidro-mecânico profundo, uma peça de trabalho é colocada em um anel de desenho (suporte em branco) sobre um punção macho, em seguida, uma câmara hidráulica envolve a peça de trabalho e uma pressão inicial relativamente baixa senta a peça de trabalho contra o punção. O punção então é elevado para a câmara hidráulica e a pressão é aumentada até 100 MPa (15000 psi) que forma a peça ao redor do punção. Em seguida, a pressão é liberada e punção retraído, câmara hidráulica levantada, e o processo é completo.
Antes destas técnicas, o teste hidráulico de bojo permite um maior endurecimento do trabalho de material de chapa por operações de estiramento distintas e proporciona uma melhor precisão de forma para peças complexas. Assim, ao selecionar o material adequado e os parâmetros de conformação para o estudo do abaulamento da chapa hidráulica, pode-se determinar as Curvas de Limite de Conformação (FLCs).
Significado
- Teste de abaulamento hidráulico é mais apropriado para operações de conformação de chapas, pois o modo de deformação é bi-axial em vez de uniaxial. Também fornece curvas de fluxo para os materiais com uma gama alargada de níveis de tensão plástica até 70% antes de ocorrer o rebentamento.
- É útil gerar os FLCs, que serão de confiança para a entrada de referência para o solver explícito como o LS-DYNA. Estes FLCs obtidos são usados como entrada de curva de carga para tais solvers para análise.
- FLCs também servem melhor para identificar a zona exata para operações de conformação sem ser afetado com pescoço localizado e outros possíveis defeitos durante a conformação.
- Testes hidráulicos de dilatação seriam úteis para calcular o coeficiente de endurecimento de deformação – “n” (ou seja coeficiente de têmpera de trabalho) do material, para determinar a capacidade do material a ser formado.
- Uma abordagem simples e versátil.
- Uma distribuição controlada da pressão sobre a superfície da peça durante a conformação pode ser usada para “controlar” a espessura da chapa e adiar o gargalo localizado.
- O uso de apenas ferramentas de superfície de forma única, o que poupa tempo e despesas na fabricação de ferramentas. A ausência de contato rígido da ferramenta em uma superfície também reduz o atrito superficial e, portanto, os defeitos superficiais, resultando em um bom acabamento superficial.
Nomes alternativos, outras variantes e processos similaresEditar
- Hydromec (Hydromechanical deep drawing)
- Aquadraw
- Bulge forming
- Explosive forming
- Para peças grandes, A hidroconformação explosiva pode gerar a pressão de formação ao simplesmente explodir uma carga acima da peça (completa com molde evacuado) que está imersa em uma piscina de água. O ferramental pode ser muito mais barato do que o que seria necessário para qualquer processo do tipo press-type. O processo de hidroformação em molde também funciona usando apenas uma onda de choque no ar como meio de pressurização. Particularmente quando os explosivos estão perto da peça, os efeitos de inércia tornam o resultado mais complicado do que a conformação apenas por pressão hidrostática.
- Formação de almofada de borracha
Hidromoldagem em tuboEditar
Na hidromoldagem em tubo há duas práticas principais: alta pressão e baixa pressão.Com o processo de alta pressão o tubo é completamente fechado em um molde antes da pressurização do tubo. Em baixa pressão, o tubo é ligeiramente pressurizado a um volume fixo durante o fechamento do molde (isto costumava ser chamado de processo Variform). Historicamente, o processo foi patenteado nos anos 50, mas foi difundido industrialmente nos anos 70 para a produção de grandes juntas em forma de T para a indústria de petróleo e gás. Hoje é utilizado principalmente no setor automotivo, onde muitas aplicações industriais podem ser encontradas. É também um método de escolha para vários membros tubulares de bicicletas. Em tubos a pressão de hidroformação é aplicada no interior de um tubo que é segurado por matrizes com as secções e formas transversais desejadas. Quando as matrizes são fechadas, as extremidades dos tubos são seladas por punções axiais e o tubo é preenchido com fluido hidráulico. A pressão interna pode ir até alguns milhares de bar e faz com que o tubo se calibre contra as matrizes. O fluido é injetado no tubo através de um dos dois puncionadores axiais. Os punções axiais são móveis e sua ação é necessária para fornecer compressão axial e para alimentar o material em direção ao centro do tubo saliente. Punções transversais também podem ser incorporadas na matriz formadora para formar protuberâncias com pequena relação diâmetro/comprimento. Os contrapunções transversais também podem ser utilizados para furar a peça de trabalho no final do processo de conformação.
Desenhar o processo tem sido, no passado, uma tarefa desafiadora, já que a modelagem analítica inicial só é possível para casos limitados. Os avanços na FEA e FEM nos últimos anos permitiram que os processos de hidroformagem fossem mais amplamente projetados para variedades de peças e materiais. Muitas vezes as simulações FEM devem ser realizadas para encontrar uma solução de processo viável e para definir as curvas de carga corretas: pressão vs. tempo e alimentação axial vs. tempo. No caso de peças hidroformadas de tubos mais complexos, o tubo deve ser pré-curvado antes do carregamento na matriz hidroformadora. A dobra é feita sequencialmente ao longo do comprimento do tubo, com o tubo sendo dobrado ao redor de discos de dobra (ou matrizes) à medida que o comprimento do tubo é alimentado. A curvatura pode ser feita com ou sem mandris. Esta complexidade adicional do processo aumenta ainda mais a confiança no FEM para projetar e avaliar os processos de fabricação. A viabilidade de um processo de hidroconformação deve levar em consideração as propriedades iniciais do material do tubo e seu potencial de variação, juntamente com o processo de dobra, pressão hidráulica durante todo o processo de conformação, incluindo ou não a alimentação axial, a fim de prever a formabilidade do metal.
