Quais são as vantagens do processo a frio quando comparado com o processo a quente?

Conformação a frio: Introdução

A conformação a frio é um processo de fabricação que deforma plasticamente o metal utilizando matrizes. Permite alta velocidade de produção, pouco ou nenhum desperdício de material comparado à usinagem convencional, e cria um produto final mais forte devido ao endurecimento no trabalho do material.

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 Vantagens / Desvantagens

Vantagens

1. Utilização de material de alta eficiência (alto rendimento)  

A alta utilização do material forjado a frio permite reduções significativas no desperdício de material (sucata) em comparação com a usinagem para a mesma geometria. ■ Taxa de rendimento do material (exemplo de rebite de múltiplas etapas)

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2. Maior velocidade, produção mais eficiente  

A conformação a frio permite a fabricação em alta velocidade (cerca de 100 peças/minuto) enquanto ainda mantém a alta precisão e as geometrias complexas do produto. Não é necessário o aquecimento do material. ■ Velocidade de produção (exemplo de rebite em várias etapas)

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3. Melhoria da força do produto através do endurecimento pelo trabalho  

O projeto do processo de conformação a frio leva em conta as linhas de fluxo de fibras (a estrutura cristalina dos metais), permitindo peças mais resistentes e duráveis. ■ Linhas de fluxo de fibra (exemplo de rebite de múltiplas etapas)

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4. Redução de custos através de processos de fabricação personalizados  

Se um projeto do cliente (tolerância, geometria, número de componentes necessários, etc.) for prático usando a conformação a frio, são possíveis melhorias significativas no custo unitário da peça e redução da complexidade do processo. ■ Exemplo de nosso Valor agregado(VA) / Valor de engenharia (VE) através da conformação a frio

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Desvantagens

  1. É necessário fazer matrizes de formação (custo inicial e de execução)
  2. Tempo necessário para montar e ajustar o equipamento de produção de uma determinada peça, portanto não adequado a pequenas séries de produção (melhor para produção em massa)
  3. Por natureza, a conformação a frio deixa raios na maioria dos cantos e a precisão não é tão alta como na usinagem.

 Conformação a frio versus usinagem

  Usinagem Conformação a frio
Matrizes

Não necessário

Necessário

Rendimento do material ✔✔
Velocidade de processamento ✔✔
Força ✔✔
Precisão do processo ✔✔
Produção em grande escala ✔✔
Produção em pequena escala ✔✔
Produção de Protótipos ✔✔
Produção em massa ✔✔

 Comparação entre formação a frio, quente e morno

  Conformação a quente Conformação morna Conformação a frio
Características

Conformação com material aquecido acima de sua temperatura de recristalização.

Conformação feita a temperaturas entre as de conformação a quente e a frio.

Conformação feita à/perto da temperatura ambiente.

Conformação
Temperatura
1100°C ~1250°C
(2012°F ~ 2282°F)
300°C~850°C
(572°F ~ 1562°F)
Conformação feita a
temperatura.
Cargas Necessárias Cargas de baixa formação necessárias Cargas médias necessárias Grandes cargas necessárias
Nível de Precisão ✔✔
Qualidade do
Acabamento da superfície
✔✔
Nível de Geometria
Complexidade
✔✔
Produção Ideal
Quantidade
Melhor para produção em pequena e média escala Melhor para produção em média escala Melhor para produção em larga escala
Prós / Contras Como o material é aquecido acima de sua temperatura de recristalização, são necessárias cargas menores para formar o material. Também é possível uma deformação maior, permitindo geometrias muito grandes ou altamente complexas. Entretanto, o acabamento superficial é muitas vezes pobre para produtos de aço em comparação com a conformação a quente e a frio porque a oxidação e descarbonatação da superfície ocorre acima de 900℃(1652°F). O nível de precisão alcançável também é pobre devido à expansão /contração do metal, pois ele é aquecido e resfriado. A conformação morna visa combinar os pontos fortes da conformação a quente e a frio. Ela permite melhores acabamentos de superfície do que a conformação a quente, mas o controle de temperatura é difícil. Geometrias mais complexas são possíveis do que com conformação a frio, mas a precisão não é tão alta. Como não há adição de calor ao material, a conformação a frio permite alta precisão, acabamento superficial de alta qualidade e alta velocidade de produção. Entretanto, em comparação com a conformação a quente, as cargas necessárias para deformar o material são altas e a deformabilidade do material é baixa, exigindo assim um alto grau de experiência de fabricação para alcançar geometrias complexas. A vida útil do ferramental varia de acordo com o produto, mas é comum que o ferramental dure na faixa de 10.000 peças ou mais.

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Processo de laminação

No processo de laminação, um branco é colocado entre duas matrizes e enrolado até que o padrão na matriz seja impresso no espaço. Normalmente usado como processo secundário, a laminação é usada para criar muitas geometrias diferentes, incluindo roscas, ranhuras, serrilhas em diamante e muito mais. A laminação difere da conformação a frio com outros tipos de máquinas, mas como matrizes são usadas para deformar plasticamente a peça, ainda é considerada um tipo de conformação a frio.

Algumas Geometrias Possíveis com Laminação

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Parafuso
Roscas

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Sulcos
 

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Extremidades pontiagudas

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Extremidades
arredondadas

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Retos
Serrilhado

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Diamante
Serrilhado

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Espiralado
Serrilhado

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Parafusos
de chumbo

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 Roscas usinadas versus laminadas

As roscas laminadas permitem a formação de roscas de alta velocidade sem perda de material para sucata e um produto mais forte em geral porque, ao contrário das roscas usinadas, as linhas de fluxo de fibras do material são deixadas intactas. A laminação também permite custos mais baixos e melhor tempo de retorno do que a usinagem.

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Roscas usinadas
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Roscas formadas a frio

Processos Primários

Formação de precisão personalizada

Formação de precisão para peças personalizadas com diâmetros de eixo de até 25 mm (aprox. 1 pol.).

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Embutimento

Desenho profundo para peças com baixa espessura ou furos profundos que de outra forma seriam difíceis de formar a partir de material circular.

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Processos Secundários

Usinagem

Combinando usinagem com conformação a frio para alcançar alta precisão difícil com apenas conformação.

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Laminação

De engrenagens sem-fim e serrilhadas a geometrias laminadas exclusivas.

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Dobrar / Aplanar / Aparar

Uma grande variedade de processos secundários, tais como dobrar, achatar e aparar.

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Fixação / Encaixe de prensa / Moldagem de plástico

Fabricação composta que combina diferentes materiais através de crimpagem, encaixe de prensa e/ou moldagem de plástico.

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 Capacidades de processamento

Recalque

Ferro puro, aço carbono, aço inoxidável, cobre, latão, alumínio, titânio, Kovar, e várias ligas. Muitos outros metais são possíveis. Nota: Também somos capazes de realizar testes para ver se um material fornecido pelo cliente é forjável.

Gama de Tamanhos de Material Base Possíveis

Diâmetros do material do fio base entre 0,2mm e 23mm (0,008 pol. a 0,90 pol.)
 

Comprimento possível das peças

São possíveis comprimentos de peça entre 1mm (0,04 pol) e 1.200 mm (47,2 pol).
Nota: Entre e m contato conosco se sua peça for particularmente longa.

Tolerâncias/Precisões possíveis

Tolerâncias na faixa de μm (micrômetro) são possíveis.Nota: As tolerâncias possíveis dependem muito da geometria e do material da peça.

Qual a vantagem no processo de conformação a frio sobre o processo a quente?

Na conformação a frio temos a vantagem de ter um melhor acabamento final na peça, e o material da peça fica encruado, isso ajuda a aumentar a resistência mecânica, mas diminui a ductilidade.

Quais as vantagens da conformação a frio?

A conformação a frio apresenta vantagens e desvantagens em sua aplicação, tem-se como vantagens: Menor quantidade de matéria-prima requerida: a peça pode ser obtida muito próxima do produto final; Redução de operações subsequentes; Melhoria nas propriedades mecânicas da peça, possibilitando o aumento do limite de ...

Qual a vantagem em unir características do trabalho a quente com oa frio?

Ao aquecer o tarugo, a sua resistência diminui e sua ductilidade aumenta, tornando possível uma conformação mais fácil, sem a necessidade de um maquinário secundário. Além disso, ela requer menos energia para deformar a peça, diminui a probabilidade de aparecimento de trincas e elimina bolhas e poros.

Qual a vantagem do forjamento a frio?

Vantagens do processo de forjamento a frio As principais vantagens do processo residem na elevada qualidade dimensional, bom acabamento superficial, poupança de matéria-prima e maior produtividade, evitando efeitos colaterais do trabalho a quente, como a oxidação, a descarburação e a contração térmica.