Natal Pasqualetti Neto*

 

Os modernos sistemas de estampagem de peças metálicas utilizam engenharia de diversas áreas. Eu, em particular, que comecei a trabalhar com prensas e equipamentos para estampagem em 1984, tive o privilégio de acompanhar a evolução desses sistemas com o passar dos anos. 

 

 

Área de materiais

 

Na parte dos materiais a serem conformados, sobretudo para a indústria automobilística, temos hoje chapas de aço com diversas resistências que são usadas em diferentes partes dos automóveis, e até chapas especiais com espessuras e resistências diferentes que são soldadas a laser. Além do aço, temos o uso de alumínio.

 

 

Na parte estrutural podemos destacar as massas em movimento de sistemas transfer ou sistemas robóticos em que há necessidade de redução da massa. Neste caso, temos aplicações de ligas de alumínio, ligas de magnésio, fibras carbono etc.

 

Laser

 

Temos também a aplicação de laser, sendo um exemplo o uso de equipamentos de corte a laser para o processamento da chapa a ser estampada (blank). Este sistema proporciona a obtenção de chapas com formatos mais complexos a partir de programação feita por software.

 

 

Eletromagnetismo (ímãs)

 

É muito comum no sistema de entrada e alimentação de materiais a utilização de sistemas de ímãs separadores para separar as chapas de uma pilha e evitar que ocorra a alimentação de chapa dupla. Após a separação é comum também utilizar sistemas com ímãs para a movimentação da chapa. Este caso é válido apenas se a chapa (blank) a ser alimentada for de aço. Para o alumínio são utilizados sopradores de ar e ventosas.

 

 

Óptica

 

Na área de óptica temos os sistemas de reconhecimento para verificar se a chapa (blank) está na posição correta, antes de ser enviada para a prensa. Temos também câmeras de monitoramento espalhadas pelo sistema, o que proporciona o monitoramento visual de todo o processo.

 

 

Estrutura

 

É necessário fazer o cálculo estrutural de todas as partes do sistema, especialmente no que tange à estrutura da prensa devido à alta carga aplicada. Além da resistência mecânica, a estrutura deve ter sua deformação limitada devido à precisão da ferramenta.

 

 

Armazenamento mecânico de energia

 

As prensas mecânicas tradicionais funcionam por armazenamento mecânico de energia, utilizando uma grande massa girante (volante). O armazenamento mecânico de energia sempre passou despercebido, mas atualmente tenho visto muitas pesquisas para encontrar uma solução na armazenagem de energia eólica e solar.

 

 

 

Cinemática de mecanismos

 

No caso de prensas mecânicas tradicionais, a primeira máquina da linha costuma ter um mecanismo articulado que altera o movimento do martelo para fins de repuxo de peças.

 

 

 

Temos também sistemas de movimentação de chapas e/ou peças como braços articulados.

Elementos de máquinas

 

Nas prensas mecânicas temos trem de engrenagens helicoidais duplas com correção de perfil, correias de alto desempenho, mancais altamente solicitados, fusos, conjunto coroa com sem-fim etc.

 

Nos sistemas transfer e robóticos temos a utilização de elementos sem folga e de alta precisão, tais como guias, articulações, acoplamentos  etc. Em todo sistema – entrada, estampagem e saída – temos diversos tipos de correias de acionamento e transportadoras.

 

 

Usinagem

 

Todo o sistema mecânico requer peças usinadas, mas o sistema de estampagem requer o uso de ferramental (estampos). Eu considero o trabalho dos ferramenteiros uma obra de arte; além do conhecimento técnico é muito importante a habilidade do profissional. Antigamente era um trabalho artesanal, e atualmente temos à disposição as máquinas de usinagem em 3D, o que facilita o serviço.

 

 

Pneumática

 

São diversos os sistemas pneumáticos usados, e muitos deles são automatizados, apresentando, por exemplo, ajuste automático e monitoramento. Além dos sistemas pneumáticos convencionais, temos sistemas a vácuo como ventosas para movimentação de chapas/peças e sopradores para a separação delas, e para limpeza da ferramenta durante a estampagem.

 

 

 

Hidráulica e lubrificação

 

 

São diversos os sistemas hidráulicos, mesmo quando as prensas são mecânicas. Um dos sistemas mais complexos é o dispositivo de repuxo hidráulico inteligente. Este dispositivo apresenta controle da força do prensa-chapas na operação de repuxo e proporciona, em frações de segundo, a alteração da força várias vezes durante o curso do repuxo. 

 

Motores elétricos

 

Os sistemas de estampagem utilizam os mais diversos motores e controladores; entre eles podemos destacar os servomotores com ímãs permanentes usados em transfers, braços robóticos etc. Além disso, temos na servo prensa o torque motor, que consiste em um motor especial de altíssimo torque que dispensa a necessidade de volante no acionamento da prensa.

 

 

 

Automação e robótica

 

A automatização dos sistemas modernos de estampagem é de um nível muito alto. Além da automatização individual de máquinas e equipamentos, a integração de tudo requer um conhecimento de vários controladores programáveis e de diversas redes de comunicação. A cada dia que passa a exigência de conhecimento aumenta mais, pois com a “Indústria 4.0” os dados do sistema têm de ser enviados para o ambiente externo.

Segurança

 

Devido ao alto risco de acidentes que podem ocorrer durante a operação do sistema de estampagem, os dispositivos de segurança têm de atender à categoria 4 das normas de segurança em máquinas. Isso significa que o circuito elétrico e de controle terão de ser projetados e montados conforme esta categoria.

 

 

Vibrações

 

As vibrações geradas pelo sistema em funcionamento necessitam ser controladas para evitar que se propaguem pelo prédio e para máquinas e equipamentos nas proximidades.

 

 

 

Fundação

 

O piso onde será instalado o sistema tem que ser construído de forma a suportar a carga estática e dinâmica.

 

 

 

Transporte, movimentação e montagem

 

Devido às dimensões e ao grande peso dos componentes, há necessidade de um estudo e planejamento detalhado, desde o início do projeto do sistema, de todas as fases de transporte, movimentação e montagem. Este serviço requer pessoal altamente especializado e veículos e equipamentos especiais.

 

 

 

 

 

 

*Natal Pasqualetti Neto é engenheiro mecânico pós-graduado em Automação Industrial pelo Centro Universitário FEI (São Bernardo do Campo, SP). Sócio Proprietário da NATAL Treinamento e Consultoria – www.natal.eng.br.

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