Processo de ensaio da deformação de chapas
Boas propriedades de conformação são especialmente desejadas para chapas finas. Na tecnologia de conformação, as chapas são processadas por diversos métodos de fabricação, como laminação, forjamento livre, extrusão, extrusão por impacto, embutimento ou dobra. Nisso, um corte plano de chapa de aço é transformado para obter a forma definitiva do componente.
As máquinas de ensaio para conformação de chapas metálicas da ZwickRoell ensaiam as propriedades exigidas para o processamento de chapas, aplicando forças de tração de até 1.000 kN. Os métodos de ensaio de conformação de chapas fornecem parâmetros para o processamento e a usinagem de metais, e incluem ensaios como o de embutimento, o de estampagem de copos e o de expansão de furos.
A tecnologia de tráfego e principalmente a 1indústria automotiva são os principais propulsores da inovação. O aumento das exigências sobre os materiais de chapa, dentro do conceito de construção leve, levou ao desenvolvimento de aços de alta e ultralta resistência. No entanto, esses materiais apresentam menor capacidade de deformação e maior retorno elástico, o que impõe novos desafios à conformação de chapas e ao controle do processo.
Ensaios de embutimento Ensaios de estampagem tipo copinho Ensaios de expansão de furo Outros métodos de ensaio Solicitar orientação
Métodos de ensaio típicos na deformação de chapas
Os métodos de ensaio típicos na conformação de chapas incluem os clássicos ensaios de embutimento Erichsen (ISO 20482) e Olsen (ISO 20482), o ensaio de estampagem de copinho para verificação do efeito de orelhamento (ISO 11531 / EN 1669) e os ensaios de expansão de furos conforme a ISO 16630, utilizados com frequência crescente em aços de alta resistência.
Especial importância é dada à determinação da curva limite de conformação, conforme a ISO 12004, por meio da qual, em um experimento de duas etapas, são geradas deformações críticas em ensaios e posteriormente comparadas e avaliadas com as deformações observadas em peças reais. A definição da FLC (forming limit curve = curva limite de formação) ajuda a otimizar a deformação da chapa no projeto do componente, acelerando assim o processo de desenvolvimento.
Outros métodos de ensaio da deformação de chapas
Para garantir que os materiais possuam as propriedades exigidas e que os processos de conformação ocorram corretamente, são utilizados não apenas ensaios específicos de conformação de chapas, mas também métodos de ensaio padronizados, como ensaios de tração e de flexão.
Ensaio de tração Ensaio de tração biaxial Ensaio Draw-Bead Ensaio de flexão de 3 pontos Ensaio de flexão em pequenos pratos Ensaio de flexão em U
Ensaio de tração incluindo R-Value & N-value
As chapas finas são especialmente requeridas por apresentarem boa conformabilidade combinada com alta resistência. Para caracterizar as propriedades de conformação de chapas, no ensaio de tração são determinados r-value e n-value.
O r-value descreve a anisotropia vertical. Para o valor r, a alteração de largura da amostra de tração também é medida.
O n-value descreve o encruamento — o aumento da tensão — durante a deformação plástica até o alongamento uniforme, sendo determinado a partir dos dados de tensão de tração e dos valores de deformação.
Para a determinação dos parâmetros a partir do ensaio de tração, a ZwickRoell oferece uma ampla gama de sistemas de ensaio padrão de até 2.500 kN, com os quais os ensaios podem ser realizados com grande precisão, mesmo sob altas forças.
Ensaio de tração ISO 6892-1 Ensaio de tração ASTM E8 Determinação do r-value Determinação do -value
Teste de tração biaxial
Uma particularidade é o ensaio de tração biaxial. Com ele, são determinadas as propriedades de deformação do material. Este ensaio é utilizado principalmente em pesquisa e desenvolvimento, pois permite definir e analisar valores de tensão no ponto de interseção da amostra.
A ZwickRoell fabrica essas máquinas de ensaio biaxial sob medida, conforme as especificações do cliente. A medição da deformação é efetuada, na maioria dos casos, de forma visual. Aqui a ZwickRoell oferece diferentes soluções. Para medir a distribuição de deformação com alta resolução, a ZwickRoell trabalha em parceria com empresas especializadas.
Ensaio Draw-Bead
Este ensaio tem como objetivo determinar o coeficiente de atrito entre a chapa de aço e a ferramenta de embutimento, a fim de identificar o lubrificante ideal para esse processo de conformação. Isto evita a formação de fissuras e dobras e garante um processo de embutimento ideal.
O dispositivo Draw-Bead pode ser facilmente instalado em uma máquina de ensaio padrão. Para que o ensaio seja efetuado, fixa-se uma tira de chapa com as dimensões típicas(300 mm x 30 mm x 2 mm) no apoio de amostras padrão superior de forma axial e fecha-se a ferramenta Draw-Bead. Em seguida, a tira de chapa é puxada através da ferramenta Draw-Bead. Este processo pode ser repetido de forma automática. O número de repetições pode ser regulado.
Valores de medição precisos e reproduzíveis são garantidos pela força de aperto do dispositivo draw-bead controlada digitalmente. As matrizes da ferramenta podem ser rapidamente trocadas, de modo a abranger diferentes especificações de ensaio.
Ensaio de flexão
O ensaio de flexão em três pontos serve, além da determinação das propriedades de flexão, também para a avaliação visual da aresta de dobra. Em particular, o comportamento das soldas é avaliado visualmente no ensaio de flexão. A ZwickRoell soluciona este problema ao oferecer diferentes opções de equipamentos de ensaio de flexão e adaptação aos apoios de amostras existentes.
Ensaio de flexão em pequenos pratos
O ensaio de flexão em pequenos pratos é utilizado para determinar o ângulo de flexão de chapas metálicas de carroceria com o objetivo de obter conclusões quanto ao comportamento de conformação e à suscetibilidade a falhas de materiais metálicos em processos de conformação com partes de flexão dominantes (por ex. operações de dobragem) ou exposição à carga em caso de colisão.
Estes ensaios podem ser realizado em máquinas para ensaio com dispositivos especiais no ensaio de flexão de 3 ou de 4 pontos em todas as máquinas de ensaio AllroundLine.
Ensaio de flexão em forma de U
O ensaio de flexão em forma de U é utilizado para ensaiar pinturas e revestimentos de chapas metálicas. Ele é realizado com uma máquina de ensaio de conformação de chapas BUP.
Conformação a quente
- A moldagem por têmpera como método de produção na conformação a quente se tornou significativamente mais importante no decorrer dos últimos anos para atender requisitos específicos quanto a um peso geral menor com proteção de colisão maior.
- O objetivo desse método é alcançar com a utilização de material reduzida as mesmas resistências de peças de chapa metálica moldadas ou maiores do que poderiam ser alcançadas com tecnologias de conformação convencionais.
- Números fabricantes de automóveis utilizam esses processos para produzir peças estruturais da carroceria como por ex. colunas A e B, túnel da caixa de mudanças, suportes dos para-choques dianteiros e traseiros, soleiras, reforços da porta, longarinas, racks de teto e estruturas de teto.
- A conformação a quente é em comparação à conformação convencional mais complexa por natureza e permite produzir componentes de alta resistência, grande complexidade geométrica e efeitos de resiliência minimizados em tempo menor. As amostras são tomadas do produto final e além do ensaio de dureza clássico também é determinada no ensaio de tração e de flexão sua resistência.
