Métodos de dobramento

Diferentes métodos de dobramento de metal requerem diferentes tonelagens. Por exemplo, no dobramento a ar, a tonelagem pode ser aumentada ou diminuída alterando a largura de abertura da matriz.

O raio de curvatura afeta a largura de abertura da matriz. Neste caso, o fator do método deve ser adicionado à fórmula. Ao usar dobramento de fundo e impressão, a tonelagem necessária é maior do que no dobramento a ar.

Se você calcular a tonelagem para a dobra de fundo, precisa multiplicar a tonelagem por polegada de dobra a ar por pelo menos cinco. Se você usar estampagem, a tonelagem necessária pode ser ainda maior do que para a dobra de fundo.

Largura da Matriz

Já aprendemos que no dobramento a ar, a tonelagem necessária diminui à medida que o tamanho da abertura da matriz aumenta e aumenta à medida que o tamanho da abertura diminui.

Isso porque a largura da abertura da matriz determina o raio de curvatura interno, e um raio de matriz menor requer mais tonelagem.

No dobramento a ar, a proporção da matriz é tipicamente 8:1, significando que a distância de abertura da matriz é oito vezes a espessura do material. Neste caso, a espessura do material é igual ao raio de curvatura interno.

Atrito e Velocidade

No dobramento a ar, o punção precisa passar pela abertura da matriz inferior para dobrar a chapa de metal. Se a superfície da chapa de metal não estiver lubrificada, o atrito entre a matriz e a chapa de metal aumenta, requerendo mais tonelagem para dobrar a chapa de metal e reduzindo o retorno elástico do material.

Por outro lado, se a superfície da chapa de metal for lisa e lubrificada, o atrito entre a matriz e a chapa de metal diminui, reduzindo a tonelagem necessária para dobrar a chapa de metal. No entanto, isso aumentará o retorno elástico da chapa de metal.

A velocidade de dobramento também afeta a tonelagem necessária. À medida que a velocidade de dobramento aumenta, a tonelagem necessária diminui. Aumentar a velocidade também reduz o atrito entre a matriz e a chapa, mas isso também aumenta o retorno elástico da chapa.

Propriedades do Material

Tonelagem refere-se à força que a prensa dobradeira aplica à chapa de metal. Portanto, a gama de forças de dobra depende da espessura e da resistência à tração da chapa de metal que está sendo dobrada.

Tipo de Material

Um fator é o tipo de material que está sendo dobrado. Materiais com maiores resistências à tração, como aço inoxidável ou ligas de alta resistência, requerem mais força para dobrar do que metais mais macios, como alumínio ou cobre. Por exemplo

• Aço inoxidável (grau 316): resistência à tração ~620 MPa; resistência ao escoamento ~290 MPa.
• Cobre: resistência à tração ~210 MPa; resistência ao escoamento ~69 MPa.

Materiais mais macios, como alumínio, exibem menos resistência, o que reduz os requisitos de tonelagem, mas aumenta o potencial de retorno elástico.

Resistência à Tração e Resistência ao Escoamento

Diferentes materiais têm diferentes resistências à tração, o que afeta diretamente a força necessária para dobrar. Por exemplo, aço inoxidável geralmente requer mais tonelagem do que aço suave ou alumínio.

Resistência à tração é a tensão máxima que um material pode suportar sob uma carga constante. Se essa tensão for aplicada e mantida, o material eventualmente quebrará. Resistência ao escoamento, por outro lado, é a tensão na qual um material começa a se deformar plasticamente.

Resistências à tração típicas de alguns materiais

Espessura do material

Outro fator importante é a espessura da chapa de metal. Quanto mais espesso o material, mais tonelagem é necessária, e vice-versa. Materiais mais espessos requerem várias vezes mais tonelagem devido à sua maior resistência à deformação.

Por exemplo, dobrar a espessura da chapa de metal dobrará a força necessária. Geralmente falando, quanto mais espesso o material, mais tonelagem ou força é necessária para formá-lo.

A tabela mostra que

1. À medida que a espessura do material aumenta, a tonelagem necessária para todos os materiais aumenta significativamente. Dobrar a espessura de 1 mm para 2 mm aumenta a tonelagem em quatro vezes.
2. O alumínio requer cerca de 45% mais tonelagem do que o aço macio da mesma espessura, e o aço inoxidável requer cerca de 45% mais tonelagem do que o aço macio.
3. Reduzir o raio interno da curva mantendo a espessura constante aumenta a tonelagem necessária. Reduzir o raio pela metade de 2 mm para 1 mm aumenta a tonelagem em 50%.
4. O multiplicador de tonelagem varia de acordo com o tipo de material e a resistência à tração. Neste exemplo, é 1.0 para aço macio, 0.45 para alumínio 5052-H32 e 1.45 para aço inoxidável 304.

Recuo elástico

Após a dobra, os materiais tendem a recuar ligeiramente em direção à sua forma original. Materiais de alta resistência terão mais recuo elástico, então a tonelagem e as ferramentas precisam ser ajustadas para alcançar ângulos precisos.

Comprimento e Ângulo de Dobra

Comprimento de Dobra

O comprimento de dobra da mesa da prensa dobradeira é o comprimento máximo que uma chapa de metal pode ser dobrada. O comprimento de dobra da prensa dobradeira deve ser ligeiramente maior do que o material sendo dobrado.

Se o comprimento da mesa estiver incorreto, pode ocorrer danos à matriz ou outros componentes. Uma calculadora de carga de dobra pode ajudar a determinar a tonelagem necessária com base na espessura do material e outros fatores como comprimento de dobra e largura de abertura V.

Ângulo de Dobra

Quanto maior o ângulo, maior a tonelagem necessária devido ao aumento da compressão do material no ponto de dobra. Por outro lado, ângulos maiores requerem menos força, mas podem resultar em dobras menos precisas.

Fatores de Ferramentaria

Os punções da prensa dobradeira também são um fator a considerar. Esses punções também têm limitações de carga de dobra. Punções em V de ângulo reto podem suportar cargas de tonelagem maiores.

Como as matrizes de ângulo agudo têm um ângulo menor e são feitas com menos material, como matrizes pescoço de ganso, elas não estão tão inclinadas a suportar cargas pesadas.

Ao usar diferentes matrizes, sua força de dobra máxima não deve ser excedida. Além disso, o raio da matriz e o raio de dobra também afetam os requisitos de tonelagem.

Um raio de matriz maior pode resultar em um aumento na força de dobra necessária. Da mesma forma, quanto maior o raio de dobra, maior a tonelagem necessária.

A relação entre a largura de abertura da matriz e a espessura do material é outro fator a considerar. Para materiais mais finos, uma relação de matriz menor (como 6 para 1) é recomendada.

Materiais mais espessos podem requerer uma relação de matriz maior (como 10 para 1 ou 12 para 1) para reduzir a força de dobra e manter a aplicação dentro das capacidades da máquina de dobra.

Desgaste de ferramenta a longo prazo

• Desgaste gradual:

Com o tempo, operações repetidas de alta pressão fazem com que as ferramentas percam sua afiação e integridade estrutural. Se não for resolvido, esse desgaste pode levar a dobras inconsistentes e reduzir a qualidade da peça.

• Impacto na vida útil da ferramenta:

Sobrecarregar uma ferramenta além de sua capacidade nominal (por exemplo, usinar placa grossa com uma matriz estreita) pode causar micro rachaduras ou falha catastrófica durante a operação. Inspeções regulares são essenciais para evitar tempo de inatividade inesperado ou riscos de segurança.

• Requisitos de manutenção:

Ferramentas que são sobrecarregadas requerem manutenção ou substituição mais frequentes, aumentando os custos operacionais. Sistemas de monitoramento ou software de manutenção preditiva podem ajudar a identificar padrões de desgaste precocemente e otimizar o uso da ferramenta.