Defeitos de estampagem de metal: causas e como preveni-los?

segurança Estamparia de metal produz peças complexas em grandes volumes a preços competitivos. No entanto, esse processo não é livre do risco de defeitos. Qualquer erro nos parâmetros de estampagem, baixa qualidade do material, ferramental de matriz incorreto e outros fatores podem causar defeitos em peças de metal estampadas.

Entender os possíveis defeitos, consequências e causas por trás deles ajuda a entender sua natureza e a criar estratégias de prevenção eficazes. 

Vamos discutir em detalhes os defeitos comuns, suas causas e como você pode evitá-los.

Quais são os defeitos comuns no processo de estampagem de metal?

Os defeitos de estampagem estão relacionados a erros dimensionais, defeitos de material, qualidade de deformação, etc. Qualquer um desses defeitos em peças metálicas estampadas leva a uma maior taxa de rejeição e aumento do custo de produção.

Vamos entender brevemente todos os possíveis defeitos de estampagem de metal;

Defeito de rebarba

Defeito de rebarba

Rebarbas são pequenas e excessivas fixações de material nas bordas associadas à folga da matriz e do punção. Uma folga apertada às vezes resiste ao corte total da chapa e deixa bordas e rebarbas elevadas. A consequência do defeito da rebarba é um requisito para processamento posterior (por exemplo, rebarbação, retificação, etc.). Caso contrário, a rebarba influencia a funcionalidade do componente. 

Rachaduras e vincos no material 

Rachadura na peça de estampagem

O material da folha alimentado na matriz de estampagem pode ser rachado em cantos, bordas e qualquer seção deformada localizada. Normalmente, a força de pressão maior leva a rachaduras em áreas concentradas. Além disso, a baixa qualidade do material também pode causar rachaduras. 

Defeitos de enrugamento são superfícies irregulares, vincadas ou dobradas em peças estampadas. As principais causas são o fluxo inadequado de material durante a conformação. Além disso, enrugamento é mais propenso a seções curvas de peças estampadas.

Furos Deformados

Furo deformado na parte de estampagem

Os furos de peças de estampagem podem perder o formato, tamanho ou alinhamento pretendidos, normalmente devido a estresse excessivo ou atrito entre a matriz e a peça de trabalho. Os defeitos de furo deformados comprometem a funcionalidade, a precisão e a montagem da peça. 

Também pode resultar de projeto de ferramental inadequado, aplicação incorreta de pressão ou retorno elástico do material.

Desgaste em matriz e punção

Socos de carimbo gastos

Após certo tempo de estampagem, a superfície da matriz, cavidades e bordas afiadas podem se desgastar devido ao estresse contínuo do punção. Às vezes, esse desgaste é visível a olho nu ou, às vezes, pode ser difícil de notar. Esse desgaste impacta diretamente a precisão dimensional das peças. 

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Marcas de afundamento e outros recuos 

recuo de superfície

Marcas de afundamento são depressões rasas na superfície devido ao resfriamento irregular após a deformação. Marcas menores afetam a estética das peças estampadas, enquanto marcas mais profundas influenciam o desempenho pretendido. Especialmente designs com seções de espessura variada são mais propensos a marcas de afundamento.

Outras marcas na superfície podem ser vistas nas peças estampadas se impurezas e poeira forem pressionadas junto com o material. 

Defeito de retorno elástico 

Retorno elástico na estampagem 

Springback é um defeito comum na estampagem, onde o material retorna parcialmente à sua forma original após a conformação devido à recuperação elástica. Isso causa imprecisões dimensionais e geométricas. 

Este fenômeno ocorre quando o material de trabalho sofre deformação elástica e plástica durante a flexão, e a porção elástica faz com que a peça “Primavera de volta"uma vez que a força é removida.

Borda e furo escovado 

Buraco estourando 

Bordas e furos podem ser danificados durante a estampagem, reduzindo a integridade estrutural e a resistência mecânica das peças. Se o alto estresse estiver concentrado nessas características, o material pode estourar em áreas mais fracas. 

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Causas de defeitos na estampagem de chapas metálicas

A seguir, estão as principais causas de defeitos na estampagem de peças metálicas; 

Alta tensão

Tensão refere-se ao comprimento de deformação da dimensão causada pela pressão de estampagem aplicada. A alta tensão, quando a força aplicada, cruza a resistência à tração final da folha de material, dobra linhas ou bordas até rasgar e rachar. 

Baixa qualidade do material ou defeitos nas chapas

Baixa qualidade do material ou seleção inadequada de material é outra causa de defeitos de estampagem. Se a qualidade não estiver de acordo com o padrão, eles podem não suportar a força de deformação aplicada, causando rachaduras. Consequentemente, se já houver defeitos em folhas em branco, eles permanecerão nas peças de estampagem. 

Problemas com matrizes e ferramentas 

Matrizes, punções e acessórios relacionados podem ter problemas de design ou instalação se os itens estampados estiverem de alguma forma com defeito. Isso inclui embotamento do punção, material desgastado, desalinhamentos ou design de matriz defeituoso com distribuição desigual de tensão.

Velocidade e força de soco incorretas 

Velocidade de punção incorreta, força de pressão e outros parâmetros de estampagem causam vários defeitos, desde inconsistência dimensional até conformação incompleta. 

• Alta velocidade de perfuração → Risco de rachaduras e rasgos. 
• Baixa velocidade de perfuração → Formação incompleta e rugas.
• Alta força de prensagem → Rachaduras no material, desgaste da ferramenta e distorção da peça.
• Baixa força de prensagem → Moldagem inadequada e defeito de retorno elástico.

Contaminação e Falta de Lubrificação 

Poeira, graxa, detritos ou outras contaminações em superfícies de chapas metálicas ou na cavidade da matriz levam a imperfeições visuais em peças de estampagem. Consequentemente, a falta de lubrificação causa alto atrito, o que pode resultar em rachaduras e dobras do material nas bordas.

Lacuna inconsistente entre o lado côncavo e convexo do molde 

A folga irregular inconsistente ou desalinhamento entre as superfícies da matriz superior (convexa) e inferior (côncava) interrompe a distribuição de força e o fluxo de material. Isso causa defeitos de estampagem de metal, como flanges inconsistentes e rugas. 

Como os defeitos materiais afetam o processo de estampagem de metal

Se a chapa metálica que você está usando como matéria-prima para estampagem em si envolve defeitos, ela passará esses defeitos para as peças de metal estampadas. Os problemas de material também podem causar outros defeitos no processo de estampagem, como rachaduras ou falha completa do material. 

Arranhões em chapa metálica em branco

Portanto, procure pelo seguinte defeito de material na estampagem de metal. Então, garanta que suas folhas em branco para estampagem estejam livres de qualquer tipo de defeito antes da estampagem;

• Defeitos superficiais como ferrugem, arranhões, marcas ou detritos.
• Presença de impurezas não metálicas, como óxidos ou escórias.
• Pequenos vazios causando porosidade 
• Espessura variada na seção transversal da chapa.
• Estruturas de grãos grosseiros ou irregulares devido a tratamento térmico ou laminação inadequados.

Qualquer um dos defeitos de material acima na estampagem interrompe o processo e causa distribuição de estresse desigual. Também afeta a matriz e a ferramenta de punção — uma inspeção e teste detalhados da folha de material, juntamente com outras etapas durante a seleção do material, são essenciais.

Como evitar defeitos em estampagem de metal personalizada?

Evitar possíveis defeitos na estampagem de metal personalizada requer diversas considerações desde o início do processo: verificação da instalação, controle de qualidade em processo e inspeções pós-produção.

1. Projeto de ferramentas de matriz

O design do seu molde de estampagem deve ser compatível com sua técnica de produção, então otimize o design do ferramental do molde para DMF. Consequentemente, ele deve incluir todos os recursos necessários, e o material do molde deve ser escolhido com base na geometria e no material das peças de estampagem. 

2. Instalação correta da matriz e parâmetros de estampagem corretos 

Instale a matriz na prensa de punção com alinhamento correto. Você pode usar o instrumento de calibração após a configuração para garantir isso. Em seguida, insira os parâmetros como velocidade, tonelagem, altura de fechamento, folga da matriz e contrapressão na máquina de estampagem CNC com base na espessura, tamanho e complexidade da peça projetada.

3. Pré-aquecimento e Lubrificação 

Pré-aqueça a chapa e a matriz para evitar rachaduras, pois melhora a plasticidade do metal. Em seguida, deve-se aplicar lubrificação à matriz e à folha de trabalho em branco para reduzir o atrito devido à pressão repetitiva. 

4. Manutenção regular de equipamentos e ferramentas 

Manter o equipamento de estampagem CNC, ferramentas de estampagem de metal, e sistemas auxiliares regularmente. Você pode seguir as diretrizes do fabricante ou desenvolver um novo plano de manutenção periódica incorporando essa diretriz.

5. Use materiais que aliviem o estresse 

Escolha folhas de material tratadas termicamente (recozidas); elas aumentam a conformabilidade e previnem o risco de deformação do material e retorno elástico. Além disso, você pode considerar o fator de retorno elástico durante o projeto da peça. 

Como posso evitar empenamento e distorção em peças estampadas?

A seleção correta do material é um dos métodos para evitar empenamento e distorção em peças estampadas. Escolha o tipo certo de chapa metálica com espessura uniforme. Além disso, você pode aplicar tratamentos de recozimento ou alívio de tensão antes da estampagem. Então, reduz as tensões internas e aumenta a ductilidade. 

Ajuste a velocidade e a pressão e mantenha uma aplicação de pressão uniforme em uma peça para evitar deformação irregular. Além disso, estampagem progressiva, ou estampagem em vários estágios, distribui o estresse de forma mais uniforme e reduz o risco de empenamento e distorção.

Controle de qualidade em estampagem de metais: como identificar e tratar defeitos

Controle de qualidade em estampagem 

O controle de qualidade é uma abordagem sistemática para inspeção, medição e análise na fabricação de estampagem. Elas são feitas antes, depois e durante o processo de estampagem com diferentes metodologias e instrumentos. Em cada estágio, os defeitos são identificados e tratados imediatamente.

Inspeção de Materiais 

Primeiro, os metais brutos são inspecionados para espessura consistente, rachaduras superficiais, impurezas e marcas. Paquímetros, micrômetros, testes ultrassônicos e vários outros instrumentos podem ser usados ​​para isso. O principal objetivo desta etapa é garantir material sem defeitos para estampagem.

Controle de qualidade em processo 

Instrumentos automatizados monitoram de perto o processo de estampagem para identificar os defeitos no processo de estampagem de chapas metálicas e agir sobre eles prontamente. Normalmente, sistemas de monitoramento em tempo real são usados ​​para isso, fornecendo dados relacionados à pressão, alinhamento, velocidade e desgaste da ferramenta. O processo pode ser ajustado para garantir a qualidade se algum erro for encontrado. 

Controle de qualidade pós-estampagem

As inspeções e análises finais garantem que as peças acabadas atendam aos padrões de qualidade. Técnicas avançadas como máquinas de medição por coordenadas (CMM) e testadores de rugosidade de superfície são usadas para isso. Se alguma peça defeituosa for identificada, os casos são analisados ​​e as ações de prevenção são adaptadas no próximo ciclo para refinamento da produção.

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Resumindo

O processo de estampagem pode produzir peças com defeitos como recuo estético, rugas, bordas rachadas, cantos deslocados, etc. Você precisa entender as causas raiz desses defeitos para criar estratégias preventivas; os motivos podem ser configuração inadequada, desgaste na matriz, velocidade incorreta do punção, planilha contaminada, etc. Então, a ação preventiva correta pode ser tomada. 

Perguntas Frequentes 

1. Quais são os defeitos mais comuns na estampagem de metais?

Rasgos e rachaduras no material, rebarbas, rugas e marcas na superfície são alguns defeitos típicos no processo de estampagem de chapas metálicas.

2. Como os defeitos de material afetam a estampagem de metal?

Suponha que uma folha de material contenha defeitos, como espessura não uniforme, impurezas de óxido ou baixa conformabilidade. Nesse caso, isso causa defeitos como rachaduras em peças de estampagem e também leva a ferramenta rápida vestem. 

3. Como posso evitar defeitos na estampagem de metal personalizada?

Para evitar defeitos na estampagem de metais;

• Use materiais de qualidade 
• Faça manutenção regular do equipamento e da configuração da matriz
• Comemore a configuração para alinhamento antes de carimbar
• Adote monitoramento em tempo real e medidas rigorosas de controle de qualidade

4. O que causa defeitos superficiais na estampagem de metal?

As principais causas de defeitos superficiais na estampagem de metais são instalação incorreta da matriz e parâmetros de estampagem, contaminações externas, lubrificação inadequada e falta de manutenção frequente.

5. Como a manutenção de ferramentas e matrizes pode reduzir defeitos de estampagem?

A manutenção de ferramentas e matrizes é crítica para reduzir e prevenir possíveis defeitos de estampagem de metal. Limpeza periódica, lubrificação e inspeções de desgaste ajudam a evitar problemas como lascas, bordas cegas e rasgos de material.