Fabricação de metais

A fabricação de metais é a criação de estruturas metálicas por meio de processos de corte, dobra e montagem. É um processo de valor agregado ^[1] que envolve a criação de máquinas, peças e estruturas a partir de várias matérias-primas.

Normalmente, uma oficina de fabricação faz um lance para um trabalho, geralmente com base em desenhos de engenharia , e se ganha o contrato, constrói o produto. Grandes oficinas de fabricação empregam uma infinidade de processos de valor agregado, incluindo soldagem, corte, conformação e usinagem.

Assim como em outros processos de fabricação, tanto o trabalho humano quanto a automação são comumente usados. Um produto fabricado pode ser chamado de fabricação , e as lojas especializadas neste tipo de trabalho são chamadas de fab shops . Os produtos finais de outros tipos comuns de metalurgia, como usinagem , estampagem de metal , forjamento e fundição , podem ser semelhantes em forma e função, mas esses processos não são classificados como fabricação.

• O corte é feito por serragem , ^[2] cisalhamento ou cinzelamento (todos com variantes manuais e elétricas ); queima com maçaricos portáteis (como maçaricos de oxi-combustível ou maçaricos de plasma ); e por meio de cortadores de controle numérico (CNC) (usando um laser , brocas de fresa , maçarico ou jato de água ). ^[3]
• A dobra é feita por martelamento (manual ou elétrico) ou por meio de freios de prensa , dobradores de tubos e ferramentas semelhantes. Os fabricantes de metal modernos usam freios de prensa para cunhar ou dobrar chapas de metal no formato. Os batentes traseiros controlados por CNC usam batentes rígidos para posicionar peças cortadas para colocar linhas de dobra em posições específicas.
• A montagem (união de peças) é feita por soldagem , colagem com adesivos , rebitagem , fixadores roscados ou dobra adicional na forma de costuras frisadas. Aço estrutural e chapa metálica são os materiais usuais para fabricação; arame de solda, fluxo e/ou fixadores são usados ​​para unir as peças cortadas.

A fabricação compreende ou se sobrepõe a várias especialidades de metalurgia:

• As oficinas de fabricação e as oficinas de usinagem têm capacidades sobrepostas, mas as oficinas de fabricação geralmente se concentram na preparação e montagem de metais (conforme descrito acima). As oficinas de usinagem cortam metais, mas se concentram principalmente na usinagem de peças em máquinas-ferramentas . Algumas empresas fazem tanto trabalho de fabricação quanto usinagem.
• A ferraria sempre envolveu fabricação, embora esse termo nem sempre tenha sido usado.
• Produtos produzidos por soldadores , geralmente chamados de soldagens , são exemplos de fabricação.
• Os caldeireiros originalmente se especializaram na fabricação de caldeiras , mas agora o termo é usado de forma mais ampla.
• Os mecânicos de moinhos eram originalmente especializados na instalação de moinhos de grãos e serrarias, mas agora realizam uma ampla variedade de trabalhos de fabricação.
• Trabalhadores de ferro , também conhecidos como montadores de aço , também se envolvem na fabricação. Eles geralmente trabalham com segmentos pré-fabricados, produzidos em oficinas de fabricação, que são entregues no local.

Os materiais padrão de fabricação de metal são:

• Placa de metal
• Metal formado e expandido
  • Estoque de tubo
• Arame de solda/vareta de solda
• Fundição

Uma variedade de ferramentas são usadas para cortar matéria-prima. O método de corte mais comum é o cisalhamento .

Serras de fita especiais para cortar metal têm lâminas endurecidas e mecanismos de avanço para corte uniforme. Serras de corte abrasivas, também conhecidas como serras de corte, são semelhantes às serras de esquadria , mas têm discos abrasivos de corte de aço. Os maçaricos de corte podem cortar grandes seções de aço com pouco esforço.

Mesas de queima são tochas de corte CNC (operadas por computador), geralmente alimentadas por gás natural. Mesas de corte a plasma e a laser , e cortadores a jato de água , também são comuns. A chapa de aço é carregada na mesa e as peças são cortadas conforme programado. A mesa de suporte consiste em uma grade de barras que podem ser substituídas quando desgastadas. Mesas de queima de ponta podem incluir capacidade de punção CNC usando um carrossel de punções e machos. Na fabricação de aço estrutural por corte a plasma e a laser , os robôs movem a cabeça de corte em três dimensões ao redor do material cortado.

A conformação converte chapas metálicas planas em peças tridimensionais ^[4] aplicando força sem adicionar ou remover material. ^[5] A força deve ser grande o suficiente para alterar a forma inicial do metal. A conformação pode ser controlada com ferramentas como punções e matrizes. A maquinaria pode regular a magnitude e a direção da força. A conformação baseada em máquina pode combinar conformação e soldagem para produzir comprimentos de chapas fabricadas (por exemplo, grades lineares para drenagem de água). ^[6] A maioria dos materiais metálicos, sendo pelo menos um pouco dúcteis e capazes de deformação permanente considerável sem rachar ou quebrar, se prestam particularmente bem a essas técnicas. ^[7]

O design e o uso adequados de ferramentas com máquinas criam uma forma repetível que pode ser usada para criar produtos para muitos setores, incluindo joalheria, aeroespacial, automotivo, construção, civil e arquitetônico.

Usinagem é um comércio especializado de remoção de material de um bloco de metal para torná-lo no formato desejado. As oficinas de fabricação geralmente têm alguma capacidade de usinagem, usando tornos de metal , fresas , brocas e outras ferramentas de usinagem portáteis. A maioria dos componentes sólidos, como engrenagens, parafusos, porcas e parafusos, são usinados.

A soldagem é o foco principal da fabricação de aço. ^[8] As peças formadas e usinadas são montadas e soldadas por pontos no lugar, depois verificadas novamente quanto à precisão. Se várias soldagens foram encomendadas, um acessório pode ser usado para localizar as peças para soldagem. Um soldador então termina o trabalho de acordo com os desenhos de engenharia (para soldagem detalhada) ou por sua própria experiência e julgamento (se nenhum detalhe for fornecido).

Medidas especiais podem ser necessárias para evitar ou corrigir a deformação de soldagens devido ao calor. Isso pode incluir redesenhar a peça para exigir menos soldagem, empregar soldagem escalonada, usar um acessório robusto, cobrir a soldagem com areia enquanto ela esfria e endireitar após a soldagem.

O endireitamento de soldagens de aço empenadas é feito com um maçarico de oxiacetileno . Neste trabalho altamente especializado, o calor é aplicado seletivamente ao aço em uma varredura lenta e linear, fazendo com que o aço se contraia na direção da varredura à medida que esfria. Um soldador altamente qualificado pode remover empenamento significativo dessa forma.

Soldagens de aço são ocasionalmente recozidas em um forno de baixa temperatura para aliviar tensões residuais . Tais soldagens, particularmente aquelas para blocos de motor, podem ser furadas em linha após tratamento térmico.

Após a soldagem ter esfriado, as costuras são geralmente retificadas e limpas, e a montagem pode ser jateada , preparada e pintada. Qualquer fabricação adicional é então realizada, e o produto final é inspecionado e enviado.

Muitas oficinas de fabricação oferecem processos especializados, incluindo:

• Fundição
• Revestimento em pó
• Metalurgia do pó
• Soldagem
• Usinagem

• Fabricação sob contrato
• Usinagem por descarga elétrica
• Forma, ajuste e função
• Peças intercambiáveis
• Engenharia de fabricação