Estampagem incremental de ponto simples : uma análise de conformabilidade baseada em mediação de força, desgaste de ferramenta e aquecimento

Abstract

A estampagem incremental de ponto simples (SPIF) trata de um processo produtivo que permite uma alta flexibilidade com baixo custo para produção de médios e pequenos lotes. Enquanto apresenta amplo espectro de implicação, erros dimensional e fissuras que ocorrem na peça que está sendo produzida, prejudicam o resultado esperado e limitam a disseminação da técnica na indústria. Uma das dificuldades de melhoria do processo e motivadores desse estudo é a carência na literatura de análises sobre os esforços envolvidos na estampagem incremental, o desgaste de ferramenta e as técnicas de melhoria do processo, visando a redução dos erros dimensionais e a melhoria da qualidade do produto. Esta tese apresenta um estudo visando a produção de qualidade e otimização da SPIF, por meio de experimentos e análise estatística em três frentes: análise de força, análise do desgaste da ferramenta e efeitos da adição de calor ao processo. Para análise de força foi desenvolvido um dispositivo de fixação que, acoplado a um dispositivo pie- zoelétrico Kistler modelo 9265B, possibilitando a medição das forças XYZ envolvidas. Após 41 ensaios, realizando uma regressão múltipla com os resultados de medição de força, foi possível chegar em uma formulação matemática capaz de prever as forças de conformação em relação aos parâmetros de processamento. O desgaste da ferramenta foi avaliado por intermédio de 27 execuções de peças, para definição do tempo de vida da ferramenta em relação ao seu desgaste para o SPIF. Os ensaios utilizaram ferramentas fabricada em aço SAE 1045, conformando chapas de aço galvanizados com 0,95mm de espessura. Com a análise do desgaste da ferramenta após cada ensaio, foi possível a definição de um modelo matemático de predição de vida de ferramenta. A análise de desgaste de ferramenta é relevante para a melhoria do processo, para se evitar que o desgaste ocorrido na ferramenta venha a ser um fator de inserção erro na estampagem. Por fim, foi desenvolvido um dispositivo de adição de calor para realização de estampagem incremental com aquecimento, aumentando a conformabilidade do material e permitir também uma melhoria da qualidade superficial da peça final. Com a realização de 26 ensaios com aquecimento, foram analisados os efeitos da adição do calor ao processo de conformação de peças simples e complexas. Sendo demonstrado o potencial da estampagem a com aquecimento na conformação de peças complexas que n˜ao puderam ser conformadas a frio.