SMM SELEÇÃO DE MATERIAIS PARA PROJETO MECÂNICO. Prof. José B. Marcomini

Transcrição

1 SMM SELEÇÃO DE MATERIAIS PARA PROJETO MECÂNICO Prof. José B. Marcomini

2 Processos e Seleção de Processos

3 LAMINAÇÃO

4 VISÃO GERAL DA LAMINAÇÃO

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10 CALIBRAÇÃO

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15 LAMINAÇÃO

16 LAMINAÇÃO

17 ENCRUAMENTO/ ATMOSFERAS DE COTTRELL DESENVOLVIMENTO DO PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE BARRAS DE PROTENSÃO.

18 ENCRUAMENTO/ ATMOSFERAS DE COTTRELL

19 ENCRUAMENTO/ ATMOSFERAS DE COTTRELL

20 ENCRUAMENTO/ ATMOSFERAS DE COTTRELL

21 ENCRUAMENTO/ ATMOSFERAS DE COTTRELL

22 TREFILAÇÃO E EXTRUSÃO

23 TREFILAÇÃO: ESTADO COMPRESSIVO DA FIEIRA-TENSÃO RESIDUAL NO CENTRO É COMPRESSIVA. MATERIAL TREFILADO NÃO É ADEQUADO PARA FORJAMENTO

24 Processos: Conformação de Pós

25 METALURGIA DO PÓ É a técnica de produção de peças metálicas a partir de metais e suas ligas transformados em pó.

26 METALURGIA DO PÓ HISTÓRICO 3000 AC - Egito Armas de aglomerado de pó de Ferro; 300 DC - Índia - Coluna de 6,5 t de pó de Ferro; 1800 s - Consolidação do pó de Platina por trabalho a quente - Rússia e Inglaterra; Filamentos de Carbono (4 lumens/w); Filamentos de Tungstênio ( 8 lumens/w); 1930 s - Bronze poroso, Prata/Grafite e Carbetos; 1940 s - Ligas de Tungstênio, Ferro e metais refratários;

27 METALURGIA DO PÓ APLICAÇÃO DA METALURGIA DO PÓ Ligas de Ferro com grande precisão e elevada qualidade estrutural; Materiais de difícil processamento, com alta densidade e microestrutura uniforme; Materiais com elevado ponto de fusão; Ligas especiais de materiais compostos; Materiais com forma ou ingredientes pouco comuns; Materiais porosos.

28 SINTERIZAÇÃO

29 LAMINAÇÃO/SINTERIZAÇÃO Introdução aos Processos de Fabricação de Produtos Metálicos Claudio Shyinti Kiminami / Walman Benício de Castro / Marcelo Falcão de Oliveira

30 Processos: Fabricação de Compósitos

31 Processos: Sistemas de Prototipagem Rápida

32 Processos: Usinagem

33 TENSÃO RESIDUAL CASO DA PONTA DE EIXO 33

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36 PERFIL DA MARCA DE USINAGEM 36

37 Processos de União

38 1. Fissuração na cratera; 2. fissuração transversal na ZF; 3. fissuração transversal na ZTA; 4. fissuração longitudinal na ZF; 5. fissuração na margem da solda; 6. fissuração sob o cordão; 7. fissuração na linha de fusão; 8. fissuração na raiz da solda;

39 SOLDABILIDADE EX: AÇOS QUANTO MENOR O TEOR DE CARBONO E COM QUANTIDADE ÓTIMA DE ELEMENTOS DE LIGA MELHOR SOLDABILIDADE (TEORES DE S, P, ETC). A DUREZA DA ZAC TAMBÉM DEVE SER ANALIZADA. 39

40 Algumas Combinações: METAL BASE Aço Cobre METAL CLADEADO Ligas de Cobre Aço Carbono Latão Alumínio Ligas de Niquel Aço Inoxidável Aço Ligado Titânio Cobre-Niquel Ligas de Niquel Latão Alumínio

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44 Metal cladeado Folga Padrão Ondulad o Ponto de Colisão Jat Jat o Metal Base

45 MICROESTRUTURAS DO METAL BASE E CLADD POR EXPLOSÃO.

46 COLAMINAÇÃO A QUENTE. 46

47 Processos de Acabamento

48 ASPERSÃO TÉRMICA (METALIZAÇÃO) A liga é aquecida até a fusão e projetada por meio de ar comprimido.

49 MÉTODOS DE APLICAÇÃO DOS REVESTIMENTOS METÁLICOS ELETRODEPOSIÇÃO DE COBRE, NÍQUEL, ETC É o oposto da corrosão. O ânodo de cobre é corroído e libera o cátion Cu +2 (aumentando a concentração da solução) que deposita no cátodo, que é a peça a ser revestida. e fonte de corrente Cobre Peça Cu +2 As reações eletrolíticas são: No eletrodo de cobre (ânodo): Cu Cu e Na peça (cátodo) : Cu e Cu

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51 Processos de Acabamento

52 Seleção Sistemática do Processo A estratégia é similar ao da escolha de materiais; Todos os processos são candidatos; Os passos são: Tradução, Triagem, Classificação e Procura de Informações Suporte. PROCESSOS TRADUÇÃO DOS REQUISITOS DO PROJETO Identificar Classe do Material, Classe da Forma e os Atributos do Processo TRIAGEM USANDO AS RESTRIÇÕES Elimina os processos que não podem atender a tradução dos requisitos SELEÇÃO USANDO O OBJETIVO Ordenar: a) pelo tamanho da carga ou b) pelo custo relativo BUSCA POR INFORMAÇÕES DE SUPORTE Busca do histórico familiar daqueles listados no topo ESCOLHA FINAL DO PROCESSO FINAL

53 FUNÇÃO: O que o processo deve fazer? (Forma? União? Acabamento) RESTRIÇÕES: Qual o material, forma, tamanho, precisão, etc, deve ele fornecer? OBJETIVO: O que deve ser minimizado ou maximizado? (Custo? Tempo? Qualidade? VARIÁVEIS LIVRES: Escolha de Processo Opções de Cadeia de Processamento Na Tradução as exigências de projeto são expressas como restrições sobre o material, tamanho, forma, tolerância, rugosidade e outros parâmetros relacionados ao processo. Utilizando os diagramas de seleção de processos, as Restrições são utilizadas para selecionar os processos que são incapazes de atende-las. Os processos selecionados são então ranqueados por medidas econômicas. Os processos do topo da lista são explorados em profundidade. Cartas de Seleção Cada processo é caracterizado por um conjunto de atributos, apresentados como matrizes ou gráfico de barras;

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55 TOLERÂNCIA DE BARRA TREFILADA: h11 TOLERÂNCIA PARA BARRA RETIFICADA: h8/h7 55

56 Matriz Processo-Material A matriz mostra a correspondência entre material e classes de processo. Processos que não podem conformar o material de escolha estão fora da seleção.

57 Matriz Processo-Forma É o atributo mais difícil de caracterizar. É possível combinar mais que um processo, formando a cadeia de processo que adiciona características adicionais, como por exemplo a fundição antecede a usinagem. Toda adição de processo envolve mais custos.

58 Muitos processos envolvem o rotacionamento ou translação da ferramenta ou peça (simetria axial, simetria translacional, uniformidade de seção) Rotacionamento cria formas circulares Extrusão, trefilação e laminação criam formas prismáticas Processos de conformação de chapas produz formas planas (estampagem e formas côncavas). Certos processos podem executar formas 3D

59 Mapa Processo-Massa Mostra o típico intervalo de massa de componentes que cada processo pode produzir. É um das 04 restrições, permitindo aplicação da restrição no tamanho (medido por massa), espessura da seção, tolerância e rugosidade superficial. Grandes componentes podem ser construído pela soldagem de pequenas partes. Os processos são agrupados pelas classes de materiais que eles podem lidar, permitindo a descrimina

60 Mapa Processo-Espessura da Seção Tensão superficial e fluxo de calor limitam a seção mínima e a esbeltez das forma produzidas por fundição por gravidade (pode ser aumentada pela pressão ou pré aquecimento do molde). Os processos de conformação plástica permitem um intervalo maior Usinagem pode produzir peças delgadas e assim por diante.

61 Mapa Processo-Tolerância/Acabamento

62 Mapa Processo-Rugosidade/Acabamento

63 FIM 63