EXTRUSÁO 20.3

(1)

CONFORMAÇÃO DOS METAIS

usinagem laminação Lingotamento contínuo Peça EXTRUSÃO _TREFILAÇÃO FORJAMENTO LAMINAÇÃO

(2)

Prof. M.Sc. Antonio Fernando de Carvalho Mota

PROCESSO DE EXTRUSÃO

Die

Extrusion

(3)

O que é: na extrusão o material é forçado através de

uma matriz, de forma similar ao aperto de um tubo de

pasta de dentes.

Formas

resultantes: Praticamente qualquer forma de seção

transversal vazada ou cheia pode ser produzida por extrusão. Como a geometria da matriz permanece inalterada, os produtos extrudados têm seção transversal constante.

(4)

EXTRUSÃO

A extrusão é um processo de

conformação onde a força predominante é a compressão indireta

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EXTRUSÃO

Método muito comum

que faz parte do

processo produtivo de

filmes plásticos,

chapas, barras e peças

de metal e até mesmo

de alimentos

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6 O QUE É ?

• _{Conformação de metais por deformação}

plástica

• _{Altas pressões Hidráulicas}

• _{Materiais de elevada plasticidade}

PROCESSO DE EXTRUSÃO

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PROCESSO DE EXTRUSÃO

Tarugo Perfil extrudado Pressão Câmara _Matriz Ao Af

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PROCESSO DE EXTRUSÃO

Portão Búzios

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EXTRUSÃO DIRETA

EXTRUSÃO INDIRETA OU INVERSA

TIPOS DE EXTRUSÃO: DIRETA E INDIRETA

Indirect extrusion Câmara Punção Disco de pressão Tarug o Fixador de Matriz Matriz Direct extrusion Extruded product Containe Die Bilet Ram Extrusion Câmara Material extrudado Matriz

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EXTRUSÃO INDIRETA - APLICAÇÕES

Aquecimento de pastilhas de zinco Produção de copos de zinco (extrusão) Corte de copos De zinco Matriz

Bloco _{Barra extrudada}

Êmbolo Material a ser extrudado Material escoado pela extrusão Câmara Material extrudado Matriz Estampagem profunda

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EXTRUSÃO DIRETA

ZONAS MORTAS RECIPIENTE DA EXTRUSÃO FERRAMENTA BARRA EXTRUDADA PISTÃO TARUGO

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EXTRUSÃO DIRETA PARA ALTAS TEMPERATURAS

PISTÃO FALSO PISTÃO MATERIAL SUPLEMENTAR (GRAFITE) TARUGO _MATRIZ CILINDRO DE EXTRUSÃO SUPORTE DA_MATRIZ

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DEFEITOS NA EXTRUSÃO

Trincas internas:

O centro do tarugo pode desenvolver fissuras que são conhecidas como trincas centrais, fratura tipo ponta de flecha ou chevron. Ilustração do efeito de falta de coesão interna na forma de V

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EXTRUSÃO DE TUBOS

Na extrusão de tubos um mandril é preso à extremidade do êmbolo, de modo a conformar o diâmetro interno do tubo.

Êmbolo Câmara Tubo extrudado Mandril Tarugo

Pressão

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15

Cálculo da Força de extrusão, F

K = constante de extrusão, depende do material e da Temperatura.



_R

= ln lf/lo = ln Ao/Af

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MÁQUINA EXTRUSORA E PRODUTOS EXTRUDADOS

MATERIAIS COM ALTA EXTRUDABILIDADE:

Razão de Extrusão = área da seção transversal do tarugo área da seção transversal do perfil

Características Anisotrópicas (resistência na seção

longitudinal diferente da seção transversal )

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EXTRUSÃO A QUENTE

Temperatura elevada Redução das forças

Desgaste excessivo da matriz Deformações não-uniformes

Tarugo coberto por filme de óxido (exceto quando aquecido em atmosfera inerte)

Pobre acabamento superficial

Grandes reduções de seção numa só etapa

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EXTRUSÃO A FRIO

Melhor acabamento Elimina a oxidação do material Melhores propriedades mecânicas Melhor controle das tolerâncias Requer pouca ou nenhuma operação posterior de acabamento e melhor acabamento superficial Pequenas reduções de seção em vários estágios

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EXTRUSÃO DE TUBOS

As dimensões da parede do

tubo são determinadas pela

folga entre o mandril e o

orifício da matriz.

Na extrusão de tubos um

mandril

é

preso

à

extremidade do êmbolo, de

modo a conformar o diâmetro

interno do tubo.

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O que é: na extrusão o material é forçado através de

uma matriz, de forma similar ao aperto de um tubo de

pasta de dentes.

Formas

resultantes: Praticamente qualquer forma de seção

transversal vazada ou cheia pode ser produzida por extrusão. Como a geometria da matriz permanece inalterada, os produtos extrudados têm seção transversal constante.

(22)

CRITÉRIOS PARA ESCOLHA DO PROCESSO

• Ductilidade da peça

• Custo

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PARÂMETROS GEOMÉTRICOS DA EXTRUSÃO

Semi-ângulo da Matriz

α.

Relação de extrusão

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ALIMENTAÇÃO DA EXTRUSORA

TARUGOS:

 Os tarugos de alumínio são leves apresentam excelente resistência à corrosão e mecânica, porém com alto grau de conformabilidade. Trata-se de um material atóxico, que não é magnético, e não gera faíscas quando exposto a atrito.

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CORTE DO TARUGO

O corte é feito em

dimensões padronizadas na setup pela hot shear

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FORNO DE ENVELHECIMENTO

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TRIAGEM DO PERFIL

 Esticado  Cortado  Empilhado

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ELEMENTOS PRINCIPAIS NO PROCESSO DE EXTRUSÃO (DE ALUMÍNIO) Bilete Bolster Backer Ring Liner Container Stem (êmbolo) Matriz Dummy block

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EXTRUSÃO - FLUXO DO METAL NO CONTAINER

Zonas “mortas” 1. Zonas “mortas” 2. Fluxo directo 3. Fluxo na zona de deformação do bilete

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TEMPERATURA, TEMPERATURA, TEMPERATURA

T e m p e ra tu ra ( °C ) 440-500°C Pre-aquecimento Arrefecimento _{Envelhecimento} 185°C ~580°C Vaza-mento (Casting) 2-3 hrs 5 hrs Tempo ~700°C ~ 250°C 600 500 400 300 200 0 100 700 Homogeneização Extrusão Gama crítica de temperatura no processo de extrusão em relação à precipitação de partículas grosseiras de Mg₂Si T_solvus

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TEMPERATURA, TEMPERATURA, TEMPERATURA

T e m p e ra tu ra ( °C ) 440-500°C Pre-aquecimento Arrefecimento _{Envelhecimento} 185°C ~580°C Vaza-mento (Casting) 2-3 hrs 5 hrs Tempo ~700°C ~ 250°C 600 500 400 300 200 0 100 700 Homogeneização Extrusão

Gama crítica de temperatura no processo de extrusão em relação à precipitação de partículas

grosseiras de Mg₂Si

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MASTRO EXTRUDADO EM ALUMÍNIO

O tubo tem a mesma área da barra, mas maior

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EXTRUSÃO - INOVAÇÃO

EXTRUSÃO HIDROSTÁTICA

O diâmetro do tarugo é menor que o diâmetro da câmara, que é preenchida por um fluido.

A pressão é transmitida ao tarugo através de um pistão. Não há fricção nas paredes da câmara

Pode-se também trabalhar em alta temperatura. Neste caso ceras, polímeros ou vidro são usados como fluido que também tem a função de manter o

isolamento térmico do tarugo durante o procedimento de extrusão. Pistão

Matriz Fluído

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CONFORMAÇÃO HIDROSTÁTICA- AUTOPEÇAS

HIDROCONFORMAÇÃO • _{Indústria Automobilística;} • _{Indústria Aeronáutica;} • _{Indústria Militar;} • _{Bicicletas e Motos;} • _{Tubos Cladeados;}

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ESTAMPAGEM POR EXPLOSÃO ● Como funciona?

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ESTAMPAGEM POR EXPLOSÃO

● Estimando a pressão máxima

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ESTAMPAGEM POR EXPLOSÃO

 _{3D-Metal Forming}

Cockpit fabricado para a

Airbus. Geometria complexa com tolerância rigorosa

Adornamento arquitetônico de alumínio para substituir estrutura de poliéster

Misturador dos gases de escapamento de uma turbina, com 1 m de diâmetro, em peça única

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Estrutura da Perovskita

Moldagem. Secagem.

Tratamento térmico.

(42)

Mosaico Não perde a cor Mesma dimensão LADRILHO

HIDRÁULICO

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EXTRUSORA DE POLIMÉROS

Esquema do processo de extrusão:1-rosca sem fim; 2-alimentador; 3-matriz; 4-produto extrudado

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A extrusora pode ser dividida em três partes: acionamento, plastificação e conformação .

• Acionamento - compreende o conjunto formado pelo motor e redutor.

Plastificação – Cilindro de aquecimento e Parafuso de plastificação. Conformação - Matriz de conformação com refrigeração

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Conjunto Rosca-cilindro

Tubos de PVC Comercializados

Mini Extrusora de PVC

EXTRUSORA DE PVC

Silo dosador Cabeçote

O cabeçote também é aquecido com resistência elétrica e vale como câmara de extrusão do processo metálico com mesma metodologia.

A Matriz fica posicionado no final do cabeçote podendo tanto extrudar perfis como tubos

180°C a 200°C. Torque nominal de 1300 N.m

Dentro do conjunto acontece uma reação química transformando o material em uma

massa de PVC pastosa devido a pressão e temperatura, liberando como resíduo ácido clorídrico que é retirado por um processo de degasagem.

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DEVER DE CASA

ELETROEROSÃO POR PENETRAÇÃO

TRATAMENTO TÉRMICO TÊMPERA E REVENIMENTO USINAGEM AÇO ESPECIAL FURADEIRA DE COLUNA COM FERRAMENTA CBN

1º) QUAL O PROCESSO DE USINAGEM PARA MATERIAIS ENDURECIDOS?

(47)

DEVER DE CASA

(48)

DEVER DE CASA

3°) Qual o processo de fabricação dos Rolamentos?

Aplicação

Avaliação: Qual o rolamento radial? Qual o rolamento axial?

Qual o rolamento autocompensador?

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R$ 799,00

DEVER DE CASA

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(51)

O MAIOR PRODUTOR DE AÇO DO MUNDO: ArcelorMittal S.A. http://www.scribd.com/doc/33313032/ISSUU-Acos-Ligas-Especiais-Isbn8521203829#scribd Leitura complementar: OBRIGADO ArcelorMittal

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“Estampagem e Rebordeamento é a operação de

furação sem a criação de cavaco e ao mesmo tempo a

conformação do furo, através de uma prensa, utilizando

matriz macho e fêmea de múltipla função (corte e

conformação plástica).”

PARAFUSOS DE FIXAÇÃO E AJUSTE GUIA EIXO MANDRIL BITS CHAPA FURADEIRA RADIAL FURAÇÃO

ESTAMPAGEM E REBORDEAMENTO

BAILARINA

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Expansão de Tubos: consiste em expandir o diâmetro na extremidade do tubo, prensando contra a parede no furo dos espelhos, afim de ocasionar uma vedação

sem soldagem.” FERRAMENTA / FURADEIRA

REBORDEAMENTO E EXPANSÃO DE TUBOS

REBORDEAMENTO Mandril / Furadeira