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

May 26, 2023

FIGURA 1. Quando se trata de furação, uma 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, especialmente quando se trata de furação em chapas metálicas. Na década de 1990, a puncionadeira era o único caminho a seguir, até que o surgimento da máquina de corte a laser CO2 mudou a natureza da conversa.

Na década de 2000, a tecnologia de corte a laser estava pronta para decolar. Durante os primeiros anos do século 21, as puncionadeiras ainda continuavam sendo uma opção competitiva para fábricas, especialmente se entregassem uma infinidade de furos em chapas metálicas e formas que só pudessem ser duplicadas em uma prensa ou prensa dobradeira.

Somente com o advento da tecnologia de corte a laser de fibra na década de 2010 é que os fabricantes de longa data tiveram que repensar novamente sua abordagem à fabricação de furos. 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 a velocidades que poucos esperariam quando a tecnologia foi lançada. Espera-se que as vendas de laser cresçam em ritmo acelerado nos próximos anos, à medida que as empresas fabricantes de metal tentam acompanhar os avanços tecnológicos. Mas onde fica a puncionadeira quando se trata de fazer furos?

Claro, o soco ainda tem o seu lugar. É versátil. As lojas podem criar formas como venezianas 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 furações nas aplicações em que pequenos furos precisam ser criados de forma consistente e rápida (veja a Figura 1). Para esses tipos de aplicações, a puncionamento pode ser a forma mais econômica de produzir furos.

Consideremos a produção de telas perfuradas, por exemplo. Ferramentas de agrupamento normalmente são usadas para perfurar esses padrões de furos, já que vários punções podem ser usados ​​em uma ferramenta, maximizando o número de furos criados em um único golpe (veja a Figura 2). Imagine um punção com até 234 pinos e criando tantos furos com apenas um golpe! Já foi feito.

Muitos designs de punção e áreas de agrupamento diferentes também estão disponíveis, proporcionando muitas opções de puncionamento. Por exemplo, você pode usar uma ferramenta com formato hexagonal para criar padrões de furos com ângulos e adicionar interesse visual à tela.

Tenha em mente que para puncionamento em grupo, a puncionadeira deve ser capaz de fornecer a quantidade necessária de força de puncionamento para a aplicação. A força máxima de puncionamento recomendada não deve exceder 75% da capacidade da prensa. A seguinte fórmula pode ser usada para estimar a força de punção necessária:

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

FIGURA 2. Um punção cluster é uma maneira eficaz de fazer furos com um único 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 conjunto. O perímetro do 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 devido à quantidade de força e tensão aplicada na área perfurada (veja a Figura 3). Para este cenário, você pode usar matrizes em forma de cúpula que ajudarão a neutralizar a ondulação. Como é que isso funciona? Um stripper com formato côncavo se move para baixo com o golpe e, na verdade, flexiona a folha para baixo sobre a matriz em forma de cúpula, 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 (ver Figura 4). Ao repetir o padrão, uma área pode ser preenchida com furos com o mesmo número de traços, mas sem que seja aplicada pressão extrema a uma área para completar um padrão de furo.