Aplicação
As curvas de limite de conformação são utilizadas no planeamento de métodos e no fabrico de ferramentas para otimizar as ferramentas de conformação e as geometrias dos componentes. Com a ajuda da análise de deformação em pontos críticos de um componente e a comparação com a FLC, é possível avaliar de forma fiável o comportamento de falha de um material de chapa metálica. Assim, antes da colocação em funcionamento de ferramentas de prensagem na conformação de chapas, os processos de conformação podem ser optimizados especificamente no que diz respeito às geometrias da peça bruta e da ferramenta, à pressão do porta-blocos, à lubrificação e ao material, de modo a evitar rejeições na produção. Outra área importante de aplicação do FLD é a simulação assistida por computador de processos de conformação. O FLC do material de chapa utilizado é incluído no cálculo como um importante parâmetro de material.
Ensaios de limite de conformação especificados como norma
> ISO/WD 12004:2004 E – Determinação das curvas de limite de conformação < é o nome de uma norma internacional para a determinação das curvas de limite de conformação para produtos de chapa metálica semi-acabados de 0,4 mm a 4,0 mm de espessura. Para cumprir com esta norma, as curvas de limite de conformação são geralmente determinadas pelo fabricante do material usando o método Nakazima ou Marciniak. Isto pode ser utilizado para definir claramente a qualidade do material e assim facilitar ao utilizador a escolha do material correto.
Ensaio Nakajima
Método de ensaio
O método mais comum para determinar a curva limite de conformação de um material em folha é o ensaio Nakazima. O princípio baseia-se na conformação de chapas metálicas de diferentes geometrias até à rutura com um punção hemisférico. Através da variação da largura do provete (pelo menos cinco provetes), são estabelecidas condições de deformação profunda e de estiramento muito diferentes, que vão desde a deformação bi-axial uniforme à deformação uni-axial na superfície da chapa. As alterações caraterísticas e máximas alcançáveis na forma (imediatamente antes da fissuração) das várias formas dos provetes são determinadas e, assim, definem o FLC do material.
Ensaio Marciniak
Método de ensaio
O ensaio de Marciniak descrito na norma difere do ensaio de Nakajima apenas pelo facto de ser utilizado um punção cilíndrico em vez de um punção hemisférico e de ser utilizada uma geometria de ferramenta diferente. Além disso, é utilizada uma placa de suporte perfurada em vez de folhas deslizantes de plástico (PE e PTFE), a fim de reduzir o atrito.
Test principle of the FLC-Tests according to ISO 12004
Os sistemas de medição ótica substituem a lupa e o microscópio
Até agora, o registo de uma curva limite de enformação tem sido geralmente feito através da marcação das chapas com redes circulares ou de linhas antes da enformação. Durante o carregamento da chapa metálica, os círculos aplicados deformam-se em elipses cujos eixos principais representam as deformações na superfície do componente nas direcções principal e secundária. Após a conformação, os padrões de linhas >deformados< são medidos manualmente com a ajuda de lupas de medição, microscópios de medição e tiras de medição flexíveis. Este método é limitado pela nitidez do contorno da grelha formada, pela avaliação demorada, pela baixa resolução espacial e pelo registo subjetivo e dependente do utilizador dos valores de medição. O tempo necessário para a criação convencional de um FLD pode ser de até 45 minutos por qualidade de material.
A preparação de amostras, o processo de moldagem e a determinação dos valores caraterísticos podem ser efectuados de forma muito mais fácil e rápida com sistemas de medição ópticos. Assim, estes satisfazem claramente os requisitos actuais, também em termos de precisão, reprodutibilidade e eficiência. Devido à grande economia de tempo, os custos de teste por curva limite de conformação diminuem consideravelmente. Os valores de medição determinados são apresentados como um gráfico de secção 3D e num diagrama de deformação.
Ao determinar parâmetros de material precisos e práticos, não é apenas uma questão de selecionar o método de teste apropriado. Igualmente importante é a seleção e configuração do equipamento de ensaio adequado. Aqui é particularmente importante controlar ou regular eletronicamente as forças aplicadas pelo sistema hidráulico de acordo com os parâmetros de ensaio desejados. Além disso, é necessário registar, processar e avaliar os dados de medição com um sistema de PC concebido para este fim. As deformações das amostras são preferencialmente determinadas com a ajuda de reconhecimento ótico de imagem ou métodos laser especiais.
Equipamento de teste ERICHSEN
As máquinas de ensaio de chapas metálicas da ERICHSEN são adequadas para um grande número de ensaios de conformação (ensaios de escavação Erichsen, ensaios de estiramento profundo, ensaios de abaulamento, ensaios FLC, etc.).
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