Estampagem incremental utilizada para prototipagem de peças de aço ABNT 1008 e ABNT 304

Abstract

A estampagem convencional é o procedimento usual para fabricação de peças de metal utilizando chapas, entretanto trata de um processo complexo, demorado e extremamente oneroso quando se trata de produção de pequenos lotes ou de peças únicas ou personalizadas. Assim, nota-se uma necessidade crescente de desenvolvimento de técnicas de produção adequadas ao processo de fabricação de peças não seriadas, cada dia mais demandadas pelo mercado. Para suprir tais necessidades o processo de estampagem incremental tem sido recente objeto de estudo e a sua aplicabilidade é consensual no que diz respeito à produção de pequenos lotes e de protótipos em componentes de chapa metálica. O processo desenvolve-se à temperatura ambiente e requer um centro de usinagem CNC, uma ferramenta de ponta esférica e uma estrutura simples para suporte e fixação de chapa a conformar. Para confecção de peças por estampagem incremental é necessário definir os parâmetros do processo para evitar a indevido rompimento ou irregularidades da peça a ser produzida, já que os mesmos ainda não estão disponíveis em bibliografia. O presente trabalho apresenta os procedimentos de caracterização utilizados para determinar os parâmetros do processo (rotação, avanço nos eixos em X e Y e incremento em Z) para a fabricação de uma peça de geometria complexa em chapa de aço ABNT 1008 e Inox 304 com espessura de 0.9 mm. Testes práticos foram realizados para definição do maior ângulo que pode ser utilizado para estampagem incremental de uma peça modelo. Definidos os parâmetros, é demonstrado que com o processo utilizado é possível realizar a estampagem incremental para fabricação da peça modelo de geometria complexa, de dimensões 162,1 x 422,0 x 43,7 mm. Adotando os parâmetros definidos, a conformação da peça em sua plenitude somente foi obtida com a chapa ABNT 1008, pois com a chapa de Inox 304 a profundidade conformação máxima foi de 14mm, enquanto que a profundidade da peça modelo é de 43,7mm. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

The conventional forming is the usual procedure for the manufacture of parts using metal sheets, however this is a complex, time consuming and extremely expensive when it comes to production of small batches or single items or custom. Thus, there is an increasingly demanding need for the development of agile manufacturing techniques that can easily be adaptable to process of parts not serial. To meet these needs the incremental stamping process has been recent object of study and its applicability is consensus regarding the production of small batches and prototypes in sheet metal components. The process is carried out at room temperature and requires a CNC machining center, a ball end tool and a simple structure for support and mounting plate to conform. To produce garments for incremental stamping is necessary to define the process parameters to avoid undue disruption or irregularity of the part being produced, since they are not yet available in literature. This paper presents the characterization procedures used to determine the process parameters (speed, feed on the axes X and Y and Z-increment) to manufacture a piece of complex geometry in ABNT 1008 steel sheet and stainless steel with a thickness of 304 of 0.9 mm. Practice tests were performed to define the largest angle that can be used for stamping a piece of incremental model. Defined parameters, it is shown that the process used it is possible to perform incremental stamping manufacture of the part model complex geometry, dimensions of 162.1 x 422.0 x 43.7 mm. Adopting the parameters defined, the conformation of the piece in its entirety only was obtained with the plate ABNT 1008, because with 304 stainless sheet conformation maximum depth was 14 mm, while the depth of the part model is 43.7 mm.