Furação em chapas metálicas: Máquinas de corte ou puncionamento a laser?

FIGURA 1. Quando se trata de furação, a puncionadeira ainda se destaca pela capacidade de gerar um grande número de furos em um curto espaço de tempo.

Muita coisa mudou na fabricação de metais nos últimos 30 anos, principalmente quando se trata de furação em chapas metálicas. Na década de 1990, a máquina de perfuração era o único caminho a percorrer, até que o surgimento da máquina de corte a laser de CO2 mudou a natureza da conversa.

Nos anos 2000, a tecnologia de corte a laser estava pronta para decolar. Durante os primeiros anos do século 21, as máquinas de puncionar ainda eram uma opção competitiva para as fábricas, especialmente se elas produziam uma infinidade de furos em uma chapa metálica bruta e formas que poderiam ser duplicadas apenas em uma prensa ou prensa dobradeira.

Não foi até o advento da tecnologia de corte a laser de fibra na década de 2010 que os fabricantes de longa data tiveram que repensar sua abordagem para furação novamente. Esses lasers de estado sólido podiam rasgar chapas finas de metal a uma velocidade que fazia os lasers de CO2 parecerem antiquados.

Agora, os lasers de fibra atingiram 20 kW de potência e estão cortando materiais mais espessos em velocidades que poucos esperariam quando a tecnologia estreou. Espera-se que as vendas de laser cresçam em ritmo acelerado nos próximos anos, à medida que as empresas metalúrgicas tentam acompanhar os avanços da tecnologia. Mas onde isso deixa a máquina de perfuração quando se trata de fazer furos?

Claro, socar ainda tem seu lugar. É versátil. As oficinas podem criar formas como persianas e relevos sem precisar movê-las para outra máquina. Uma máquina de perfuração também é geralmente mais barata do que uma máquina de corte a laser de fibra.

Mas as puncionadeiras ainda se destacam como burros de carga para usinagem de furos para aquelas aplicações em que pequenos furos precisam ser criados de forma consistente e rápida (consulte a Figura 1). Para esses tipos de aplicações, a puncionamento pode ser a forma mais econômica de produzir furos.

Considere a produção de telas perfuradas, por exemplo. As ferramentas de cluster normalmente são usadas para puncionar esses padrões de furos, pois vários puncionamentos podem ser usados ​​em uma ferramenta, maximizando o número de furos criados em um único golpe (consulte a Figura 2). Imagine um soco com até 234 pinos e criando tantos furos com apenas um golpe! Já foi feito.

Muitos projetos diferentes de perfuração e áreas de cluster também estão disponíveis, oferecendo muitas opções de perfuração. Por exemplo, você pode usar uma ferramenta com formato hexagonal para criar padrões de furos com ângulos e adicionar interesse visual à tela.

Lembre-se de que, para puncionamento em cluster, a puncionadeira deve ser capaz de fornecer a quantidade necessária de força de puncionamento para a aplicação. A força de perfuração máxima recomendada não deve exceder 75% da capacidade da prensa. A seguinte fórmula pode ser usada para estimar a força de perfuração necessária:

Comprimento linear do corte x Espessura do material x Resistência ao cisalhamento = Força de punção em toneladas

FIGURA 2. Um punção em grupo é uma maneira eficaz de perfurar furos com um golpe. Este é um conjunto de cluster totalmente guiado de 234 pinos.

O comprimento linear do corte é igual ao perímetro do furo multiplicado pelo número de punções no grupo. O perímetro do furo para um furo redondo é 3,14 vezes o diâmetro. O perímetro do furo para um furo moldado, como o hexágono, é a soma dos comprimentos dos lados.

Quando você está perfurando uma folha com muitos furos, a folha vai querer enrolar para cima por causa da quantidade de força e estresse colocados nela na área perfurada (consulte a Figura 3). Para este cenário, você pode usar matrizes abobadadas que ajudarão a neutralizar a ondulação. Como é que isso funciona? Um decapador com formato côncavo se move para baixo com o golpe e, na verdade, flexiona a folha para baixo sobre a matriz abobadada, o que neutraliza a curvatura para cima que vem com o punção.

Para maior uniformidade e ao mesmo tempo ajudando a manter as folhas planas, o padrão de perfuração pode ser alterado para evitar a concentração de todos os furos em uma área (consulte a Figura 4). Repetindo o padrão, uma área pode ser preenchida com furos com o mesmo número de golpes, mas sem que a pressão extrema seja aplicada a uma área para completar um padrão de furo.