1.3 De la stabilité des complexes excitoniques
2.1.3 Saturation d’absorption d’un système à deux niveaux
Uma vez que a matéria-prima representa cerca de 60% do preço final de uma peça, é muito importante que o desperdício seja minimizado de modo a que nos tornemos mais competitivos quando estas peças forem orçamentadas.
Também será importante obtermos as dimensões que o esboço terá na banda de chapa para podermos determinar o preço da ferramenta que permitirá o fabrico de uma determinada peça.
4.1.1 – Componente a estudar.
A peça a estudar trata-se de uma peça simples dobrada com um pequeno embutido no centro, quatro furos no plano horizontal e um num plano vertical. O material que a constitui é um aço JSH270C, semelhante ao aço EN DD11, e tem uma espessura de 2,3 mm.
Figura 25 - Peça a estudar vista nos dois softwares usados, Catia e AutoForm. Tabela 4 - Composição química do aço JSH270C [Keytometals].
Elemento Máximo C 0,1500 Mn 0,6000 P 0,0500 S 0,0500 Si 0,0500 Ti 0,1000 B 0,1000 Al 0,1000 Nb 0,1000
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Tabela 5 - Propriedades mecânicas do aço JSH270C [Keytometals].
Min. Max.
Espessura de chapa: 1,2 ≤ t < 1,6 (t=espessura)
Limite de escoamento Rp0,2 (MPa) 205 325
Resist. à tração Rm (MPa) 270 -
Alongamento A (%) 35,0 49,0
Espessura de chapa: 1,6 ≤ t < 2,0 (t=espessura)
Limite de escoamento Rp0,2 (MPa) 195 315
Resist. à tração Rm (MPa) 270 -
Alongamento A (%) 36,0 50,0
Espessura de chapa: 2,0 ≤ t < 2,5 (t=espessura)
Limite de escoamento Rp0,2 (MPa) 185 305
Resist. à tração Rm (MPa) 270 -
Alongamento A (%) 37,0 51,0
Espessura de chapa: 2,5 ≤ t < 3,2 (t=espessura)
Limite de escoamento Rp0,2 (MPa) 185 305
Resist. à tração Rm (MPa) 270 -
Alongamento A (%) 37,0 51,0
Espessura de chapa: 3,2 ≤ t < 4,0 (t=espessura)
Limite de escoamento Rp0,2 (MPa) 175 295
Resist. à tração Rm (MPa) 270 -
Alongamento A (%) 38,0 52,0
4.1.2 – Cálculo da área mínima de chapa consumida.
Para calcularmos a área mínima de chapa necessária para a realização da peça em estudo, recorremos a uma das ferramentas do software AutoForm, denominada Blank Generator. Com este software apenas necessitamos de importar uma superfície que caracterize a peça na totalidade, fazer com que o AutoForm reconheça as suas fronteiras e furos, tapar esses mesmos furos (uma vez que a peça só será furada depois de conformada) e posicionar a peça de maneira correta (a direção de trabalho no AutoForm é sempre no eixo dos ZZ e no sentido negativo, é essencial que a peça esteja colocada em relação aos eixos de
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prensa consoante o que aconteceria na realidade) para que este nos calcule um formato representativo da área necessária para que uma dada peça seja realizada.
Figura 26 - Tratamento da superfície da peça no AutoForm.
Figura 27 - Ferramenta Blank Generator antes e depois do cálculo do planificado.
Após todos os dados introduzidos, estamos em condições para iniciar o cálculo de área. Como podemos ver pala figura, a área resultante é de 20.6x103 mm2.
Falta agora perceber como este formato se irá posicionar na banda de chapa que irá ser alimentada na ferramenta de maneira a que seja obtida uma ótima utilização de chapa, ou seja, de modo a minimizar o desperdício. Para tal podemos também usar o AutoForm, bastando para isso escolhermos o separador “Embed Nest”.
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Neste separador foi pedido que fossem organizados os formatos para uma peça por golpe. O AutoForm forneceu uma solução que ele próprio calculou, automaticamente, como sendo aquela em que o desperdício seria minimizado; no entanto este software não reconhece por onde se deseja levar a peça a ser conformada, e nem sempre nos fornece uma solução factível. Quando tal acontece, como foi o caso, devemos recorrer ao modo semiautomático, que nos permite ajustar o angulo das peças de maneira a que estas deixem livre a zona pela qual as pretendemos agarrar.
Na Figura 27 está apresentada uma solução após ajustamento dos ângulos de posicionamento do formato. Esta solução permite um aproveitamento de chapa muito aceitável (≈67%), no entanto tem um valor de passo muito elevado (cerca de 241 mm).
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Figura 29 - Resultado para o posicionamento dos formatos obtido automaticamente.
Figura 30 - Nova solução que liberta a zona pela qual queremos levar a peça.
Este valor de passo dever ser tido em conta, uma vez que este vai influenciar diretamente o comprimento final da ferramenta que será criada para a realização da peça. Para se obter uma estimativa do comprimento de ferramenta basta multiplicarmos o valor de passo obtido (241 mm) pelo número de operações necessárias para realizar a peça (neste casso, e prevendo que o processo se vai realizar numa ferramenta progressiva, o mínimo seria de 13 operações); com estes valores podemos estimar que, posicionando a peça desta maneira, seria necessária uma ferramenta de 3133 mm de comprimento. Este valor de
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comprimento de ferramenta, quando muito elevado, conduz a um preço de ferramenta, também ele, bastante alto (uma vez que o comprimento da ferramenta influencia mais o seu custo final do que a largura) e pode mesmo não haver prensas nas instalações fabris que consigam albergar uma ferramenta tão comprida.
Com isto em mente, teremos então de procurar uma solução que consiga satisfazer estas duas necessidades, garantir que podemos levar a peça amarrada ao esqueleto por onde pretendemos e também tornar o passo o mais pequeno possível sem que isto interfira demasiado com a utilização de chapa.
Após novas tentativas chegamos à solução apresentada na Figura 30. Nesta nova solução houve uma redução na utilização de chapa (passou para cerca de 56%) e houve um aumento de cerca de 100 mm na largura de banda, no então valor de passo foi reduzido em 76 mm, o que leva a uma redução no comprimento da ferramenta de cerca de 988 mm.
Falta agora acrescentar ao desenho da banda as folgas mínimas para os punções de corte, de dobra e também para a grade à qual se vão agarrar as peças até à separação no último passo da ferramenta progressiva.
Figura 31 - Resultado que permite levar a peça e não provoca um passo demasiado longo.
Teoricamente deve ser garantida uma margem mínima de 8 mm para os punções de corte, de 20 mm para os punções de dobra, de modo a que estes tenham um mínimo de robustez e não sejam danificados, ou mesmo partidos, durante o trabalho em prensa, e uma largura mínima de grade de 18 mm.
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Figura 32 - Folgas que devem ser aplicadas de modo a garantir a robustez dos punções e a presença da grade.
4.1.3 – Resultados
Após todos os cálculos efetuados e após terem sido em conta todas as condições mínimas para que seja possível obter a peça com a máxima qualidade e robustez, chegamos a uma banda que terá de largura 265 mm e de passo 180 mm, que resultaria numa ferramenta com um mínimo de 988 mm de comprimento.
Figura 33 - Aspeto final da banda de chapa representativa do passo e da largura.
Assim foi possível prever o consumo de chapa que esta peça irá necessitar e qual a messa de prensa mínima para que esta se realize de uma maneira rápida e eficiente. Com estes dados mais certos logo no momento da primeira orçamentação, vamos fazer com que esta se torne mais competitiva.
Apos termos obtido o formato mínimo da chapa, poderemos partir para simulações do processo idealizado, de modo a garantir com certeza que o processo idealizado permite que as peças saiam com a qualidade requerida; tal como será feito na etapa seguinte.
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