Forjados muitas vezes não são retos ou simétricos. Para esses componentes, é caro produzir pré-formas com eficiência de material. O Instituto de Produção Integrada Hanover (IPH – Institut für Integrierte Produktion Hannover), provedor de serviços de pesquisa e consultoria para tecnologia de produção baseado em Hannover, Alemanha, está testando o que é conhecido como laminação não circular em um novo projeto de pesquisa: ele pode ser usado para produzir formas elípticas e excêntricas.
Da peça bruta cilíndrica ao eixo do rotor acabado, do braço de suspensão ou eixo de comando: Ao conformar componentes sólidos, são necessárias várias etapas nas quais o material é gradualmente moldado. Quanto mais a pré-forma se assemelha à forma acabada, menos energia e material são necessários para a conformação final.
O processo de laminação cruzada transversal (cross wedge rolling) já está estabelecido na indústria de forja para a produção de pré-formas. As pré-formas são usadas, entre outras coisas, para reduzir a quantidade de rebarbas e a energia necessária para forjar, economizando custos. A laminação cruzada é particularmente eficiente em termos de material porque não há rebarbas. E geralmente produz pré-formas redondas e simétricas. Os estudos de viabilidade já mostraram que formas não circulares e excêntricas são possíveis, mas ainda não foram completamente pesquisadas. Os cientistas do IPH em Hannover estão agora assumindo esta tarefa: estão recebendo financiamento da Fundação Alemã de Pesquisa (DFG – Deutschen Forschungsgemeinschaft) para o projeto “Laminação não circular”.
Seu objetivo é produzir seções transversais não circulares – por exemplo, na forma de uma elipse – sem esticar a peça e, assim, produzir um excesso de material. Eles também desejam produzir seções excêntricas: O centro de uma pequena parte da peça forjada é deslocado enquanto a área da superfície é mantida. Isso pode ser imaginado como dois tijolos que são pressionados um contra o outro e depois deslizados para cima ou para baixo. Os pesquisadores desejam combinar os dois movimentos e mover excentricamente as seções elípticas da peça forjada.
Os pesquisadores querem investigar as possibilidades para a produção simultânea de várias seções transversais excêntricas não circulares. Para esse fim, as investigações são simuladas primeiro usando o método dos elementos finitos (FEM – Finite-Elemente-Methode). Os pesquisadores desejam produzir uma ferramenta modular que possa ser usada para investigar experimentalmente diferentes combinações de parâmetros.
Laminadores de cunha cruzada com garra plana consistem em duas placas de ferramentas que se movem uma contra a outra. Um produto semi-acabado cilíndrico é laminado entre as duas placas e a massa é redistribuída. Um perfilado garante que o componente role e não deslize. A laminação não circular funcionará de maneira muito semelhante.
O resultado da conformação depende de vários parâmetros: por exemplo, a largura do perfilado, a forma da elipse, o ângulo de deslocamento e muitos outros parâmetros. Os engenheiros do IPH querem descobrir quais parâmetros influenciam a laminação não circular de que maneira e, assim, definir a janela do processo para um processo de conformação estável.
O objetivo a longo prazo dos pesquisadores é: Forjadores que já usam forjas rotativas poderiam empregá-las utilizando novos insertos de ferramentas para a produção de pré-
formas excêntricas e não circulares. Isso resulta em menos rebarbas no processo de forjamento final e as empresas economizam material. Além disso, os engenheiros assumem que as pré-formas excêntricas e não circulares podem ser processadas em peças acabadas com menos etapas de forjamento – isso economiza tempo e energia e permite uma produção mais econômica de peças forjadas complexas.
Para mais informações, acesse www.unrundwalzen.iph-hannover.de
Imagem: O IPH está pesquisando um novo processo de conformação: com laminação não circular, componentes forjados complexos como virabrequins podem ser fabricados mais rapidamente e com menos material.
Fonte – crédito: Ralf Buechler (divulgação)
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