Revista Forge - Jan a Abr/2013 by SF Editora

A Revista Internacional da Forjaria www.revistaFORGE.com.br | www.Forgemag.com

Jan a Abr 2013

O Futuro da Simulação na Forja Impressão 3D: Opção à Forja? Materiais para Forjamento - Parte IV Têmpera por Indução de Grandes Peças Aproveitamento de Calor Residual do Forjado Cálculo de Esforço Compressivo no Forjamento Destaque: Guia Comercial de Forjarias

New machines

Assembly/ Disassembly

Second hand machines

Overhauling

Transport

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When it comes to forging: We fit the pieces together.

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Conteúdo

A R T I G O S

NÚMERO 10 • Janeiro a Abril de 2013

Manufatura Aditiva é uma Ameaça a Indústria de Forjamento As técnicas de manufatura aditiva já não estão mais em sua infância. As forjarias devem manter um olhar atento sobre o desdobramento desta tecnologia, tanto como um concorrente quanto como uma oportunidade.

Materiais para Forjamento (Parte IV): Ligas de Titânio A série de artigos em materiais para forjamento continua com outro metal não-ferroso – o titânio. Será feita uma descrição geral das ligas de titânio, seguida por detalhes da sua composição química e microestrutura.

Têmpera por Indução de Anéis e Mancais de Grande Porte Mancais e anéis muito grandes são necessários para transportar cargas pesadas e os seus torques resultantes. Estes componentes são submetidos a tensões altas e, portanto, são temperados por indução para aumentar a sua resistência.

Qual o Próximo Passo no Desenvolvimento da Simulação de Forjamento?

A simulação computacional de processos de forjamento é uma técnica promissora na concepção e execução de projetos. Saiba para onde esta tecnologia esta sendo direcionada.

31 35

Termoeletricidade de Seebeck Aplicada no Forjamento a Quente Este artigo apresenta uma revisão sobre esta nova tecnologia que tem a perspectiva de reduzir os custos energéticos e diminuir o impacto ambiental causado pela liberação de calor residual em processos industriais.

Uso do Método dos Tubos para Calcular Esforços Compressivos no Forjamento em Matriz Fechada

O artigo procura mostrar cálculos e as interações realizadas para a construção de um modelo matemático a partir da TEP para o processo de forjamento em matriz fechada. 4

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40 42

Conteúdo COLUNAS

SEÇÕES

Editoriais 08 Competitividade na Fabricação

Índice de anunciantes...................................... 05 Eventos............................................................. 11 Novidades........................................................ 12 Produtos........................................................... 14 Guia de Comercial de Forjaria........................ 47

Por Dean M. Peters - EUA Com o declínio da manufatura dos EUA, como poderemos melhorar a competitividade de uma forma que realmente faça a diferença?

10 Passado e Futuro

Por Udo Fiorini - Brasil Esta é a primeira revista FORGE em português editada unicamente no formato digital. Ao invés de duas, ela passa a ter três edições ao ano com mais matérias nacionais.

NA CAPA A Revista Internacional da Forjaria

Jan a Abr 2013

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16 Coluna: Ambiente Gerencial Novo!

Feiras de Negócios - Preparando-se para Obter Melhores Resultados Por Wagner Aneas Surpreenda seus clientes, permaneça em suas lembranças. Para muitos, feira de negócios é sinônimo de festa. Grande engano. Feira é investimento, é trabalho.

O Futuro da Simulação na Forja Impressão 3D: Opção à Forja? Materiais para Forjamento - Parte IV Têmpera por Indução de Grandes Peças Aproveitamento de Calor Resídual do Forjado Cálculo de Esforço Compressivo no Forjamento Destaque: Guia Comercial de Forjarias

17 Coluna: Inovação

Tendências do Forjado a Frio Near Net Shape no Cenário Mundial Por Iris Bento da Silva Essa possibilidade permite uma resposta inovadora da forjaria aos seus clientes, mostrando melhores níveis de tecnologia, como a aplicação do forjamento a frio no produto.

18 Coluna: Pesquisa e Desenvolvimento Novo!

Simulação Numérica da Evolução Microestrutural Durante Forjamento a Quente Por Alberto Moreira Guerreiro Brito A indústria de forjaria é obrigada a investir na otimização de seus processos. Programas de simulação numérica do processo de forjamento podem ser uma ferramenta poderosa.

20 Coluna: Sindforja

A Difícil Situação do Setor de Forjados Nacional Por Udo Fiorini Transcrição da palestra do Presidente do sindicato do Sindiforja, Sr. Harry Eugen Josef Kahn, por ocasião da abertura do 32º congresso Senafor, realizado de 22 a 24 de outubro de 2012 em Porto Alegre/RS.

21 Coluna: Você Sabia?

Tecnologia na Redução do Peso de Veículo Automotivo O que você sabe sobre os esforços atuais que têm sido feitos para se produzir veículos mais leves, agora e no futuro?

22 Coluna: Pioneiros

Por Udo Fiorini Pedro David Schmitt Na coluna desta edição, contamos um pouco da história Pedro David Schmitt, grande apoiador no desenvolvivemento do SENAFOR através de parcerias com a Europa.

Demonstrativo da simulação na forja. A simulação computacional de processos de forjamento tornou-se dominante na concepção e execução de projetos de forjamentos. Isso irá permear o mundo dos projetos para um futuro previsível. Pesquisadores e analistas estão buscando novas capacidades para além de seus limites.

ÍNDICE DE ANUNCIANTES Página

Empresa

Site

Ajax Ceco

www.ajax-ceco.com

3º Capa

Champwil

jjsimmelink@gmail.com

Cor-met

www.cor-met.com

Eurothermo

www.eurothermo.ind.br

Feimafe

www.feimafe.com.br

Forge Fair

www.forgefair.org

Forgelube

www.forgelube.com

Forind NE

www.forindne.com.br

Fuchs do Brasil

www.fuchsbr.com.br

Intermach

feiras.messebrasil.com.br/intermach

Jamo Equipamentos

www.jamo.ind.br

Lanzhou Lanshi Heavy Industry

www.lzlszg.com

Mac & Tools

www.feiramactools.com.br

Max Gear Auto Peças

www.maxgear.com.br

Moldes

www.abmbrasil.com.br/seminarios/ moldes/2013

Senafor

www.senafor.com

Presstrade

www.presstrade.com

4º Capa

2º Capa

Jan a Abr 2013 - www.revistaFORGE.com.br 5

33º SENAFOR 09 a 11 outubro de 2013 - Porto Alegre/RS 17ª Conferência Internacional de Forjamento 16ª Conferência Nacional de Conformação de Chapas 3ª Conferência Internacional de Conformação de Chapas 10° Encontro de Metalurgia do Pó 4ª COMEP - Conferência Internacional de Metalurgia do Pó – Brasil – RS 3ª RenoMat - Conferência Internacional de Materiais e Processos para Energias Renováveis

A revista FORGE, mídia oficial do Senafor, traz informações sobre como participar e apresentar trabalhos, além de oferecer oportunidades de patrocínio para as empresas interessadas em ter sua marca divulgada no evento que mais se destaca no setor.

O Evento O 33º SENAFOR será realizado de 09 a 11 outubro de 2013, no Centro de Eventos Plaza São Rafael, na cidade de Porto Alegre, Rio Grande do Sul. Desde sua primeira edição, em 1982, o evento destaca-se como um dos mais importantes na tecnologia de conformação de metais na América Latina. O número de empresas, bem como o número de participantes por empresa, aumenta a cada ano, mostrando que as atividades desenvolvidas durante o SENAFOR são de interesse de quem busca o conhecimento para o desenvolvimento profissional e, especialmente, a atualização e inovação tecnológica. O SENAFOR visa promover um contato mais próximo entre a universidade, a indústria e aqueles que confiam na pesquisa, fornecer uma visão geral sobre onde encontrar os fornecedores, além de facilitar a comunicação entre fabricante e consumidor. Sobre este efeito, o showroom foi ampliado e abriu apresentações de pôsteres e de palestras. O evento é uma excelente oportunidade para mostrar produtos, serviços e pesquisa. Portanto, o nosso convite: junte-se a nós. Estaremos esperando por você em outubro!

Tema Central de 2013 Inovação, Produtividade e Eficiência Energética.

Datas Importantes Envio de resumos 31/Maio/2013 Notificação de aceite dos resumos 10/Junho/2013 Envio de trabalhos completos 15/Julho/2013

Coordenação e Organização UFRGS - LdTM - Porto Alegre - RS – Brasil Telefone: +55 (51) 3308 6134 Prof. Dr. -Ing. Lirio Schaeffer, Coordenador E-mail: schaefer@ufrgs.br Prof. Dr. Alexandre Rocha, Coordenador E-mail: alexandre.rocha@ufrgs.br

Revista Oficial

Agatha Bittencourt, Secretária

A FORGE, mídia oficial do evento, trará na edição de Maio a Agosto um especial sobre o Senafor 2013. Será um caderno apresentando o evento, seu conteúdo e as empresas patrocinadoras, que terão a oportunidade de anunciar na edição com desconto especial. Aproveite, participe! Entre em contato conosco:

E-mail: ldtm@ufrgs.br

www.revistaFORGE.com.br - FORGE@revistaFORGE.com.br 6

- Jan a Abr 2013

Secretaria SECRETARIAT Secretaria para Eventos Lourdes Grings E-mail: senafor@senafor.com.br Telefones: +55 (51) 3342-4316 / 9981-2841

Oportunidades de Patrocínio

Tópicos abordados FORJAMENTO • Forjamento a quente, a frio e a morno de aços e ligas leves: alumínio, titânio e magnésio; • Simulação computacional do processo de forjamento; • Otimização de processos; • Processos especiais: laminação de anéis, forjamento em matriz aberta, extrusão, processo near-net-shape, processo flashless, tixoforjamento, entre outros; • Processos para obtenção de preformas: recalcamento, eletro-recalcamento, estiramento, prensagem, forjamento em rolos, laminação transversal, entre outros; • Indústria de insumos e equipamentos correlatos: softwares, lubrificantes, prensas, tratamentos térmicos de ferramentas e peças forjadas, aços especiais, controle de processo. METALURGIA DO PÓ • Produção de pós metálicos (atomização e moagem); • Conformação; • Sinter-forjamento; • Injeção de pós metálicos (PIM); • Sinterização; • Materiais magnéticos; • Metal duro; • Compósitos; • Materiais porosos (filtros e buchas autolubrificantes). CONFORMAÇÃO DE CHAPAS • Estampagem / Embutimento / Repuxo; • Estampagem a quente / Processos especiais; • Hidroconformação; • Simulação dos processos de conformação; • Corte a laser / Corte fino; • União de chapas (por conformação, soldagem e rebitagem). MATERIAIS E PROCESSOS PARA ENERGIAS RENOVÁVEIS • Materiais e processos de fabricação para energias: eólica, hidráulica, biomassa, geotérmica, solar, maremotriz, do hidrogênio; • Produção do biodiesel; • Armazenamento de energia; • Monitoramento de sistemas de energia. Veja a lista completa dos temas acessando www.senafor.com

Inscrições Formato

Até 30/09/13

Após 30/09/13

R$ 500,00

R$ 600,00

R$ 450,00/cada

R$ 500,00/cada

R$ 500,00

R$ 600,00

Estudantes de graduação

R$ 80,00

R$ 100,00

Estudantes de pós-graduação

R$ 150,00

R$ 200,00

Extra: Jantar

a confirmar

Extra: Visita Técnica

a confirmar

Extra: Treinamento

R$ 100,00

R$ 120,00

Empresas - 1 inscrição Empresas - 2 ou mais inscrições Profissionais

OURO: • Estande com 6m² com montagem básica; • 10 inscrições no evento – para distribuição aos seus funcionários, representantes, clientes e fornecedores - com direito a crachá e demais itens de credenciamento, inclusive convite para o coquetel e jantar; • Logomarca no material de divulgação: programa, cartazes, newsletter e site; • Logomarca nos materiais de sinalização: fundo de palco, faixas e banners na entrada da sala; • Prospecto/folder na pasta dos participantes; • Espaço na programação para apresentação de paper.

PRATA: • Estande com 4m² com montagem básica; • 7 inscrições no evento – para distribuição aos seus funcionários, representantes, clientes e fornecedores - com direito a crachá e demais itens de credenciamento, inclusive convite para o coquetel e jantar; • Logomarca nos materiais de divulgação: programas científicos, cartazes, newsletter e site; • Prospecto/folder na pasta dos participantes.

BRONZE: • Estande com 4m² com montagem básica; • 4 inscrições no evento – para distribuição aos seus funcionários, representantes, clientes e fornecedores - com direito a crachá e demais itens de credenciamento, inclusive convite para o coquetel e jantar; • Logomarca nos materiais de divulgação: programa científico, cartazes, newsletter e site; • Prospecto/folder na pasta dos participantes.

WORKSHOP: Atividade inserida na programação do SENAFOR. A programação desta atividade, despesas com palestrantes, coffee break e brindes são da responsabilidade do patrocinador. A Comissão Organizadora coloca à disposição a infraestrutura necessária, a saber: sala com os equipamentos de som/projeção, operador e recepcionista/assistente de sala.

PASTAS, BLOCOS E CANETAS: Patrocinador único. Com a logomarca do evento e institucional da empresa patrocinadora.

CRACHÁ: Patrocinador único.

EXPOSIÇÃO: Opção 1 Estande com 6m² com montagem básica.

Opção 2 Estande com 4m² com montagem básica. Entre em contato conosco para mais informações:

(19) 3288-0437 - FORGE@revistaFORGE.com.br Jan a Abr 2013 - www.revistaFORGE.com.br 7

Editorial

Equipe de Edição Brasileira S+F Editora - Campinas/SP www.revistaFORGE.com.br - FORGE@revistaFORGE.com.br ISSN 2178-0102

Competitividade na Fabricação DEAN M. PETERS, EDITOR NOS EUA

Udo Fiorini - Editor udo@revistaFORGE.com.br • (19) 9205-5789

Sunniva Simmelink - Diretora Comercial sunniva@revistaFORGE.com.br • (19) 9229-2137

enho olhado para o setor manufatureiro dos EUA em relação ao encolhimento da sua participação no PIB e ao declínio da sua participação na economia como um todo. A manufatura dos EUA tem experimentado um declínio de base ampla e sistêmica durante as últimas décadas. Mesmo em uma condição enfraquecida, o setor manufatureiro dos EUA é uma potência global, mas a ideia é de que isso se mantenha desta forma e de que haja uma reversão nas tendências que anunciam um declínio. E é aqui que entra a competitividade. Um estudo realizado em 2011 por uma empresa de consultoria em gestão global, a Booz & Company, em conjunto com o Tauber Institute for Global Operations da Universidade de Michigan, mostrou que cerca de 75% dos produtos consumidos nos EUA são fabricados internamente. Esse número, me soa um pouco alto, mas o ponto a ser salientado deste relatório é que este número pode ser aumentado ou diminuído de forma significativa com base nas ações tomadas pelas empresas líderes e pelas autoridades públicas em um futuro próximo. O relatório conclui que ações tomadas para melhorar a competitividade poderiam elevar esse percentual substancialmente; é verdadeiro que o contrário também poderia acontecer se a nossa base manufatureira permanecer negligenciada. Como poderemos melhorar a competitividade de uma forma que realmente faça a diferença? O Georgia Tech (Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA, EUA) e o Conselho sobre Competitividade (Council on Competitiveness, Washington, DC, EUA) examinaram esta questão em uma conferência e em um relatório posterior publicado no início deste ano, intitulado “Iniciativa de Competitividade Manufatureira dos EUA: Diálogo sobre a nova geração de redes de suprimentos e de logística”. Este relatório afirma que “do ponto de vista da cadeia de fornecimento, o impedi8

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mento mais visível para a expansão global de fabricação americana e da capacidade de exportação é a crescente inadequação da sua infraestrutura”. O sistema rodoviário interestadual dos EUA, cujo desenvolvimento inicial é creditado à administração Eisenhower na década de 1950, é a “espinha dorsal” do setor de transporte rodoviário dos EUA, responsável pelo transporte de 97% de todos os bens de consumo e de 70% de todos os bens em peso. Há algumas estimativas de que cerca de 35.000 a 40.000 pontes no país necessitam de reparos. Estradas precárias produzem desperdícios, congestionamento e prazos de entrega ineficientes. Como esta infraestrutura é utilizada para interligar as atividades portuárias, a nossa capacidade de crescimento no mercado de exportação também está em jogo. O executivo e legislativo, que respondem por isso, estão frequentemente em desacordo. Podemos ainda acrescentar o fator humano de produção - uma oferta adequada de trabalhadores treinados e competentes. Além disso, juntando-se a este caminho confuso, podemos cair nas questões de meio ambiente favorável e processos sustentáveis de produção. E, finalmente, podemos lançar a necessidade de obtenção lucro neste lamaçal da fabricação. Considerando todos os fatores citados, podemos compreender a razão pela qual, em casos extremos, algumas pessoas de negócios optam por enviar a fabricação para outros países. Acompanharei a mudança na manufatura e nos problemas que precisam ser abordados para que ela possa recuperar a sua importância.

Dean M. Peters, Editor da Forge nos EUA

Luiz José Tonelli Prendin - Diagramação Paula Fernanda da Silva Farina - Tradução Larissa Lowchinovscy - Revisão de textos redacao@revistaFORGE.com.br

Escritório Corporativo nos EUA BNP Media 2401 W. Big Beaver Road, Suite 700, Troy, MI 48084 www.bnpmedia.com

Pittsburgh Office Manor Oak One, Suite 450 1910 Cochran Road, Pittsburgh, PA 15220 Phone: (+1 412) 531-3370 • Fax: (+1 412) 531-3375

Doug Glenn Diretor de Núcleo doug@FORGEmag.com • +1 412-306-4351

Reed Miller Editor Mundial reed@FORGEmag.com • +1 412-306-4360

Edição e Produção nos EUA Dean M. Peters Editor Colaborador ForgeEditor@FORGEmag.com • +1 330-562-0709

Bill Mayer Editor Associado bill@FORGEmag.com • +1 412-306-4350

Beth McClelland Gerente de Produção beth@industrialheating.com • +1 412-306-4354

Brent Miller Diretor de Arte millerb@bnpmedia.com • +1 412-306-4356

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kathy@FORGEmag.com

Diretores Corporativos

Edição Edição Edição Desenv. de Mercado Custom Media Estratégia Corporativa Tecnologia Informação Produção Finanças Criação Marketing Guias Recursos Humanos Conferências & Eventos

Timothy A. Fausch David M. Lurie John R. Schrei Christine A. Baloga Steve M. Beyer Rita M. Foumia Scott Kesler Vincent M. Miconi Lisa L. Paulus Michael T. Powell Douglas B. Siwek Nikki Smith Marlene Witthoft Scott A. Wolters

Editorial

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Editorial

Passado e Futuro UDO FIORINI, EDITOR

uem está no ramo da informação, principalmente da mídia impressa, acompanha já há algum tempo com especial interesse a discussão sobre os rumos futuros de jornais e revistas. As publicações continuarão a ser impressas e também digitais, ou serão apenas digitais? Qual a tendência do mercado? Nós da S+F Editora não fugimos à regra. Seguindo a dúvida expressa em notícias veiculadas nos diferentes órgãos da imprensa internacional, também estamos continuamente discutindo internamente como serão as coisas a curto prazo. Com a rapidez com que as coisas estão acontecendo, nem falamos mais no médio prazo. E um fato é inegável. A evolução da tecnologia do meio digital traz tamanha facilidade de produção e distribuição da informação que é inútil tentar comparar com a impressa, seja na qualidade, rapidez e também nos custos envolvidos. Gostaríamos de ampliar a frequência das edições, mas os custos de impressão e distribuição não permitiam. E ao mesmo tempo queremos aumentar o tamanho da revista, temos boa oferta de artigos técnicos para apresentar. Como resolver isso? Seguimos a nossa filosofia implantada desde o início de nossa atividade e decidimos continuar investindo em tecnologia para aumentar o fluxo de informação aos nossos leitores. Não há como investir em melhorar ainda mais a qualidade na impressão, pois trabalhamos com o que o mercado tem de melhor para oferecer. Na entrega sim, podemos melhorar. Mas estamos limitados pela extensão continental de nosso país e pelo obsoletismo do monopólio estatal de entrega de correspondência. Assim, esta é a primeira revista FORGE em português editada unicamente no formato digital. Ao invés de duas, ela passa a ter três edições no ano. Ao mesmo tempo em que aumentamos o tamanho da revista, estamos ampliando o espaço dedicado aos colunistas e às matérias nacionais. Temos nesta edição a presença de três colunistas novos, três nomes consagrados no nosso mercado que saudamos com entusiasmo: Wagner Anneas, Iris Bento da Silva e Alberto Moreira Guerreiro Brito. Dois artigos do LdTM, o Laboratório de Transformação Mecânica da UFRGS, liderada pelo Professor Lirio

Schaeffer, retratando novas tecnologias também ajudam a elevar o nível do conteúdo editorial desta revista. E por falar em tecnologia, passado, futuro, lhe recomendo em especial a leitura do artigo sobre a Manufatura Aditiva. O termo é sinônimo de impressão 3D, rototipagem rápida ou manufatura digital. Trata-se de uma técnica de fabricação de peças em que ela é produzida camada por camada a partir da fusão de pós de plástico ou de metal, dependendo do que se quer produzir. O que até agora se limitava à modelagem (conheci pessoalmente esta tecnologia anos atrás em uma empresa do ramo de fabricação de aviões, onde era empregada para simular em plástico como seriam peças estruturais de grande envergadura), hoje virou uma séria concorrente dos tradicionais equipamentos de manufatura, sejam fornos de fusão, tornos e prensas de forjamento. O autor do artigo é devastador quando informa que estudos indicam que “dentro dos próximos 10 a 15 anos, a fabricação aditiva deverá se tornar um componente integral dos processos disponíveis de produção de peças metálicas, representado agora por forjamento, fundição e usinagem.” Interessante notar que de todas as empresas citadas no artigo, nenhuma menção se faz ao Brasil, embora tenhamos aqui empresas atuando neste setor, seja representando fabricantes ou prestando serviços. Nós que temos tradição em tornearias, e porque não dizer em fundições e forjarias, deveríamos olhar com mais atenção a propensão para o futuro. Se o ambiente atual é o da subtração de material, o futuro diz que a tendência deve ser a adição. Tenha uma boa leitura.

Udo Fiorini, Editor da Forge no Brasil

Confira em: www.revistaFORGE.com.br FIQUE CONECTADO Agora ficou mais fácil do que nunca manter contato com a melhor fonte de novidades e tecnologias da indústria da Forjaria! 10

- Jan a Abr 2013

Eventos Março 26-28 Forge Fair 2013 - Greater Columbus Convention Center Columbus/OH - EUA - www.forgefair.org

Abril 2-4 Petrotech - Centro de Exposições Imigrantes, São Paulo/SP www.petrotech.com.br

11-12 Treinamento - Tecnologia e desenvolvimento do

processo de forjamento

Objetivo Apresentar os princípios básicos dos processos de conformação mecânica por Forjamento, com ênfase na importância das variáveis técnicas dos processos, análise e avaliação da forjabilidade. Apresentar informações importantes para o projeto de forjados envolvendo matéria- prima e processos. Serão Abordados temas relacionados ao Forjamento em matriz fechada com rebarba e de precisão (quente, morno, semi-quente e frio). Público-Alvo Técnicos e engenheiros da indústria (Diretores, projetistas e área operacional), estudantes de graduação e pós – graduação das áreas de Mecânica, Metalurgia e Materiais. Ministrantes - Prof. Dr. Lirio Schaeffer, Engenheiro Mecânico, Mestrado pela UFRGS, Doutor pela Universidade Técnica de Aachen/ Alemanha. Professor Titular da UFRGS e Coordenador do Laboratório de Transformação Mecânica (LdTM) da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Tecnólogo, Doutorando da UFRGS e ex-colaborador da Dana - Gravataí/RS - Eng. MSC Tiago Colombo, Pesquisador Doutorando da UFRGS - Engª Angela Selau, Tecnológa, Mestranda da UFRGS, ex-colaboradora da MKS/São Leopoldo - Eng. Fabio Corrêa, Mestrando da UFRGS

Informações sobre o evento: Local: Prédio do Centro de Tecnologia da UFRGS- Porto Alegre, RS forging@ufrgs.br

LUBRIFICANTES PARA MATRIZES DE FORJA FORJADOS DE QUALIDADE • Análise profunda junto com o forjador sobre o processo de forja e suas necessidades • Criteriosa seleção do lubrificante para forja • Assistência e suporte na identificação das necessidades relacionadas ao armazenamento e aplicação do lubrificante nas matrizes

FORJADOS ECONÔMICOS • Assistência técnica superior • Suprimento em tempo • Produtos altamente diluíveis em água

PRODUTIVIDADE DO PROCESSO DE FORJA MELHORADO • Moderna tecnologia de produção de lubrificantes • Produtos grafitados e não grafitados que não prejudicam o meio ambiente • Comprometimento total

16-20 11ª AUTOMEC - Feira Internacional de Autopeças, Equi-

Entre em contato conosco e veja como é possível obter forjados de qualidade, com baixa incidência nos custos e aumento na produtividade de sua operação de forja a quente.

São Paulo/SP - www.automecfeira.com.br

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15-18 ForInd Nordeste 2013 - Centro de Convenções de Pernambuco, Olinda/PE - www.forindne.com.br

pamentos e Serviços - Pavilhão de Exposições do Anhembi

Junho 3-8 FEIMAFE | Qualidade - Anhembi - São Paulo/SP

F OR G E L UB E

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18-21 Mac & Tools - Ex R. 4, nº 1.400, Centro - Goiânia/GO www.feiramactools.com.br

26-28 22º Congresso Brasileiro do Aço & Expoaço - Transamérica Expocenter - São Paulo/ SP - www.expoaco.org.br

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Jan a Abr 2013 - www.revistaFORGE.com.br 11

Novidades da Indústria Lanshi desenvolve máquina de forja radial A fabricante de equipamentos de conformação Lanzhou LS Heavy Machinery, mais conhecida pela sua marca comercial, Lanshi, com fábrica na província de Gansu, na China, informa ter desenvolvido sua Máquina Radial de Forja. O projeto do equipamento baseou-se em sua experiência de mais de 30 anos fabricando equipamentos de grande porte para forja como prensas e manipuladores, e da vantagem técnica adquirida no desenvolvimento da prensa de forja de alta velocidade. Devidamente patenteada, a máquina de forja radial utiliza o conceito dos quatro martelos de forja. É especialmente indicada para aplicações em aço de alta liga, ligas de titânio, aço refratário com baixa ductibilidade e elevada resistência, tal como Tungstênio, Nióbio, Zircônio e Molibdênio.

OMZ Rússia funde lingote de forja de enormes proporções A divisão Special Steels do grupo russo Uralmash-Izhora (OMZ) recentemente fundiu em sua planta Izhorkiye Zavody, situada em São Petersburgo, um lingote especial para forja pesando 124,2 toneladas. O lingote foi moldado através do método do sifão em que o metal fundido é sifonado a partir do fundo da cavidade do molde. O método relativamente não turbulento de enchimento melhora a qualidade do lingote de aço. Através do uso de atmosfera inerte com pressão negativa de argônio foi prevenida a oxidação do metal, sem necessidade de utilização de um processo a vácuo.

Bifrangi instala forjaria na Inglaterra Bifrangi UK, a operação inglesa da forjaria italiana Bifrangi, recebeu aprovação de autoridades locais para iniciar a construção de sua forjaria planejada para ser instalada em Lincoln, Midlands, Reino Unido. O investimento de 79 milhões de dólares é uma expansão de sua planta em Lincoln, sendo prevista a criação de mais de 100 vagas de empregos. A empresa se dedica à forja de peças para a indústria de geração de energia e a expansão deve incluir a instalação de uma das maiores prensas parafuso do mundo, a ser utilizada na fabricação de virabrequins de motores de grandes proporções.

Kobe Steel inicia forja de alumínio na China Um joint venture entre as japonesas Kobe Steel, Toyota Tsusho e Mitsui completou o primeiro estágio de construção de sua planta na China e informa que iniciou a produção de forjados de alumínio. Kobe Aluminum Automotive Products China (KAAP China) está localizada na cidade de Suzhou, na província de Jiangsu. A fábrica produz forjados de alumínio para a suspensão automotiva em resposta à crescente demanda por veículos mais leves. A finalização da construção da planta está prevista para Março de 2013. 12

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Sheffield Forgemasters expande através de subsidiária A tradicional empresa inglesa Sheffield Forgemasters criou uma nova companhia, a RD26 Ltd., para dar assistência às atividades internas da empresa e com o objetivo de assumir parte do crescente volume de contratos externos. A empresa é chefiada pelo Prof. Jesus Talamantes Silva, que comanda um time altamente qualificado de profissionais. Ele decidiu liberar sua divisão de pesquisa e desenvolvimento para oferecer seus serviços externamente à empresa, que contará também com a força de trabalho de estudantes de PhD e de graduados de universidades inglesas. CEO da Sheffield Forgemasters International Ltda, (SFIL), o Dr. Graham Honeyman diz que “pesquisa e desenvolvimento são as áreas de mais rápido crescimento desta empresa e são fundamentais dentro da estratégia de seu negócio. A inauguração da RD26 define o próximo estágio de crescimento da Sheffield.” A RD26 deve continuar fornecendo pesquisa e desenvolvimento como apoio aos acordos de transferência de tecnologia da SFIL com economias emergentes.

Alcoa instala forjaria de rodas na China A divisão Wheel and Transportation da Alcoa abriu uma nova planta em Suzhou, na China, no final de ano passado. A fábrica é totalmente integrada, com forjaria, distribuição, vendas e assistência técnica. A fábrica utiliza a tecnologia de forja de rodas de alumínio mais leves, econômicos e mais resistentes da Alcoa para ônibus, caminhões e trailers na China. Esta é a primeira fábrica de rodas da empresa na China, somando-se às outras plantas instaladas nos EUA, Europa e Japão.

AAM investe em Michigan AAM - American Axle and Manufacturing anunciou que está investindo mais de 100 milhões de dólares em sua fábrica instalada na cidade de Three Rivers, no estado de Michigan, nos EUA. O investimento deve ser completado até Dezembro de 2013, criará mais de 500 novos postos de trabalho e significa uma maior diversificação da linha de produtos e clientes da AAM nos Estados Unidos. Com o investimento devem ser instaladas novas linhas de produção, várias estações de montagem, modificações em linhas de pintura, aumento da capacidade de recebimento e expedição de produtos e incrementos na área de escritórios da planta.

Mesa redonda sobre simulação em conformação de metais Organizada pela empresa Simufact, a 14º round table simulating metal forming será promovida entre 9 a 12 de Abril. O local provável do evento é o hotel Palatin Kongresshotel, na cidade de Wiesloch, em Heidelberg, na Alemanha. Desde o primeiro Round Table em 1998, o fórum de discussões sobre simulações na conformação metalmecânica tornou-se um evento internacional que atrai mais de 200 participantes anualmente. A língua oficial da série de palestras é o inglês. O programa completo e os detalhes para inscrição estão disponíveis em www.roundtable.simufact.eu.

Novidades da IndĂşstria

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Produtos Forno à vácuo e de atmosfera controlada O forno apresenta quatro situações diferenciadas no mesmo equipamento: Mufla Simples - Sob Vácuo - Com Atmosfera Controlada (injeção de qualquer gás nobre) e Sob Vácuo + Atmosfera Controlada. Equipado com controlador microprocessado, modelo EDGCON – 10P, que possibilita até 10 ciclos completos independentes e programáveis, dotado da interface RS 232 para comunicação a microcomputador, não fornecido, e software gráfico viabilizando ciclos completos e impressão parcial e/ou total de relatórios. Dimensões internas: Modelo PQ : L 250 x A 250 x P 400mm / 25 Litros e Modelo IS : L 400 x A 400 x P 600mm / 96 Litros. www.edg.com.br

Flanges As flanges são produzidas para a norma API 605 ou ASME B16.47/B mas também podem ser feitas sob desenho técnico do cliente, até o máximo de OD 6.000 mm e 30 toneladas. Elas são fornecidas acabadas (com um processo de usinagem interno) ou não acabadas e com todas as certificações pedidas pelo cliente. Possuem as seguintes classes: 150-300 lbs de 30” até 60” ; 600 lbs de 16” até 60” ; 900 lbs de 14" ate´48”; 1500 lbs de 8” até 24” e 2500 lbs de 6” até 12. www.forjadosalfatrading.com

Aquecimento indutivo para o tratamento térmico de normalização Utilizado na indústria automobilística para a normalização na região da solda em aros para cremalheira de volante, o sistema é composto por 3 indutores independentes que podem operar com diversos tipos de cremalheiras simultaneamente. O equipamento dispões de um refinado software de controle de potência e temperatura permitindo uma flexibilidade no tratamento térmico desejado. Tem 180kW de potência e está adequado as normas NR-10 e NR-12 com ART. www.jamo.ind.br

Martelo hidráulico de forja Adequada para todos os tipos de forjados e tendo aplicações em peças forjadas para automóveis, motocicletas, equipamentos, ferramentas manuais, utensílios de mesa em inox, aeronáutica, possui baixo ruído e vibração quando em operação, quadro em “U” 14

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sólido que produz menos ruído. Fornecida em dois tipos: martelo hidráulico forjamento livre e forjamento martelo hidráulico moldes. Forjamento livre possui dois tipos: um martelo é de braço duplo, Forjamento por Moldes, é com um único martelo. Vantagens, design e funcionalidade da estrutura do martelo hidráulico: Conservação da energia e proteção ambiental, operação com conveniência e agilidade, sistema de segurança do trabalho com trava de segurança, estrutura especial com mais segurança. www.msaucer.com.br

Forjaria com soluções em ligas especiais A empresa fabrica peças e equipamentos conforme desenhos e normas internacionais. Nacionalização de peças em ligas especiais é nosso diferencial. As peças e equipamentos podem ser utilizados para os mais diversos segmentos, tais como petroquímico, óleo e gás, mineração, entre outros. www.multialloy.com.br

Indicador universal O indicador universal - N1540 pode ser configurado através do teclado e da interface USB, facilitando enormemente a tarefa de configuração do indicador. Permite, por exemplo, a multiplicação de uma configuração padrão com extrema facilidade. A interface USB permite também monitorar o valor medido pelo instrumento através do computador. Seu gabinete tem apenas 33 mm de profundidade, o que facilita a instalação em painéis elétricos. Possui até dois relés de alarme e fonte de 24 V para alimentação de transmissores. Possui características como: display com 14 mm de altura, fonte de tensão auxiliar de 24 Vcc, certificado CE e UL, dimensões de 96x48x40 mm, taxa de leitura de até 50 medidas por segundo e uma alimentação: 100~240 Vca/cc ±10%. www.novus.com.br

Luva de eixo Cardan É aplicável nos veículos comerciais leves da marca Toyota. É forjada a quente numa prensa de fricção FICEP de 1.450 toneladas, rebarbada, tratada e pré-usinada em centro de usinagem horizontal e torno CNC. Usa um tratamento térmico temperado e revenido 229-269 Hb, tem um acabamento de pré-usinagem e usa SAE 1141 como matérial básico. www.taurus.com.br

Fundição de alta qualidade em aços especiais A Engemasa é uma fundição de alta qualidade especializada em aços especiais, aços inoxidáveis e super ligas, podendo fornecer produtos fundidos ou fundidos e usinados, barras forjadas, fibras metálicas, válvulas

Produtos de segurança e alívio, serpentinas de pirólise, tubos de reforma e suporte para tubos. A Engemasa é certificada pela ISO 9001:2008 pela SGS e AD 2000 - Merkblatt W0 pela TÜV Nord Institute, entre outras certificações, com o objetivo de atender as exigências do mercado nacional e internacional. www.engemasa.com.br

Máquina de jateamento com mesas roletadas As novas máquinas de jateamento com mesas roletadas da CMV foram desenvolvidascom foco nas necessidades dos fabricantes de estruturas metálicas, otimizando a área ocupada, o custo operacional e de manutenção, podendo facilmente integrar-se às linhas de produção (automática ou semi-automática), garantindo além de uma altíssima eficiência produtiva, o atendimento às normas de segurança e saúde ocupacional. www.cmv.com.br

Módulos isolantes O sistema de módulos Anchor-Loc® faz parte de uma família de produtos desenvolvidos para atender a uma ampla variedade de aplicações em isolamento de equipamentos de processamento térmico. Produzido a partir de Fibras Durablanket® ou Fibermax®, é feito em diversas configurações e pode ser facilmente instalado através dos variados sistemas de fixação oferecidos. A escolha do sistema de fixação será definida de acordo com as particularidades de cada aplicação. As mantas cerâmicas são fixadas a ancoragem por meio de dois tubos de aço inoxidável. www.unifrax.com.br

forming são: Interface usuário Microsoft Windows intuitiva, fácil de usar (arrastar e soltar), facíl aprendizado, utiliza terminologia da tecnologia da conformação, estrutura clara com uma área do objeto (ferramental, prensas, materiais, etc), área de processo (operações de conformação) e uma área de resultados gráficos, de modelagem. Todos os objetos podem ser fornecidos por base de dados, uso de modelos, baseado na comprovada tecnologia de soluções MSC. Marc e MSC.Dytran e ambiente de trabalho para simulação em 2D (axial-simétrico) e 3D. www.simufact-americas.com

Calandra hidráulica 4 rolos Calandra para trabalho pesado, dobrando chapas de até 11 polegadas de espessura e 3000 mm de largura. Desenvolvida e fabricada na China por Lanzhou LS Heavy Machinery, e comercializada internacionalmente com a marca Lanshi, a calandra W12LSG280x300 é atualmente a maior calandra de quatro rolos produzida na Ásia. Está capacitada para atender produções em cilindros e em formato de cone, podendo operar com sequencias de resfriamento / aquecimento, pré-calandragem, corrigindo diferentes diâmetros de circularidade e diferentes espessuras e tipos de aço. en.lzlszg.com

Software de simulação de processos de conformação Simufact.forming é um software para simulação de processos de manufatura. Com o auxilio de várias funções, o usuário experiente está apto a modelar todos os processos possíveis, não importando sua complexidade. Todos os procedimentos são contemplados: forjamento em matriz, conformação a frio, conformação de chapa, qualquer método de conformação por rolo, forja em matriz aberta, união mecânica bem como simulação da microestrutura – para nomear somente os mais importantes. As propriedades essenciais de Simufact. Jan a Abr 2013 - www.revistaFORGE.com.br 15

Coluna: Ambiente Gerencial Wagner Aneas é destaque nas mídias sociais no setor metal-mecânico. É diretor da W.ANnex Consultoria e Representações. É consultor da Câmara Setorial de Ferramentarias e Modelações - CSFM da ABIMAQ e membro da Comissão Organizadora do Moldes ABM - Encontro Anual da Cadeia Produtiva de Ferramentas, Moldes e Matrizes (Coordenador das edições 2008 e 2009). wagneraneas@ig.com.br

Feiras de Negócios - Preparando-se para Obter Melhores Resultados

WAGNER ANEAS

ais um ano e diversas empresas já estão se preparando para expor nas inúmeras feiras de negócios que estão por vir. Ou melhor, muitas estarão presentes, mas receio que algumas não estão de fato se preparando. Tenho a impressão ao visitar estes importantes eventos que, para certas organizações, basta apenas estar lá para que todo o resto naturalmente aconteça (entenda “todo o resto” como “resultado” ou para ser mais explícito; “vendas”). Parece até que não há planejamento, metas, nem tão pouco a capacitação dos colaboradores escalados. Digo isto porque é muito comum vermos estandes mal finalizados, sem uma comunicação visual objetiva e com pessoal, por exemplo, não preparado (sem falarmos em “não comprometidos”). Triste e frustrante! Em tempos de economia globalizada e internet, feira (ainda) é uma ferramenta fantástica para alavancar os negócios e, certamente, muito mais do que “apenas” gerar vendas durante o período em que ela ocorre. Aspectos fundamentais para o sucesso de qualquer empreendimento, tais como, encontrar novos prospectos, divulgar novos produtos e serviços, fortalecer sua marca e, principalmente, construir e consolidar relacionamentos, devem estar no foco de todo gestor afim de otimizar ao máximo este investimento – de tempo e dinheiro. O volume de recursos é limitado? Sempre é (exceto para aquele que rasga dinheiro). Porém, esta não pode ser a desculpa. É preciso inserir o custo desta preparação ao vislumbrar a participação em um evento deste porte e importância. Em último caso - em especial, para as pequenas e médias empresas - se não for possível contratar um profissional especializado para uma consultoria, o próprio gestor do projeto deve reunir o grupo e estabelecer metas, objetivos e encaminhamentos. A força de vontade e a determinação dos pequenos, por vezes, supera o pomposo comportamento dos grandes. Vamos começar a pensar grande. Não faça da gambiarra e do improviso a norma. O jogo é global. Seu vizinho, aqui no Brasil, pode até agir assim, contudo seu concorrente internacional agora está no estande ao lado. E possivelmente, ele não atravessou o oceano à turismo! No mundo de hoje, há cada vez menos espaço, para amadores. Vamos agrupar as reflexões e ações possíveis em três partes: no período que antecede, durante e após o evento. Há para se fazer muita coisa e, entre tantas, faça um check list para assim não se esquecer de nada (isto será útil para edições futuras). Em seguida, dedique-se a comunicação, ou seja, chame seus clientes. Mas não saia disparando o convite para seu “mailing”, por exemplo, sem avisar seu pessoal de linha de frente, muito menos lançar uma promoção especial sem antes alertar seus vendedores. Ok, o Marketing conta com um pessoal criativo, dinâmico, cheio de energia mas não custa combinar com o Departamento de Vendas. Inclusive a telefonista ou a recepcionista (figuras, geralmente, 16

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sempre esquecidas), precisam estar devidamente orientadas em como proceder, ao receberem uma ligação de um prospecto: “Feira, que feira? Tô sabendo, não.”, ela diz. Um horror. Insira na assinatura eletrônica dos e-mails algo como: “Visite-nos na Expo XYZ”. Isso é muito simples de ser feito, ou com um pouco mais de elaboração, insira uma máscara em seu site que aponte para os detalhes de sua participação, link para inscrições, etc. Vale também, respeitando a especificidade de cada canal, utiliza-se das redes sociais: Twitter, Facebook, LinkedIn, entre outros. Além disso, deverão ser discutido pontos como estratégias de abordagem, o registro da demanda de cada visitante (para que estas informações sejam de conhecimento da organização e não apenas daquele que recepcionou o visitante), o tempo dedicado ao atendimento, os critérios para distribuição de brindes e até estabelecer formas de mensurar a produtividade (que corresponde a mexer em um vespeiro mas, precisa ser feito). Quanto ao espaço físico, tente fixar-se em uma boa localização quando houver possibilidade de escolha. Dependendo do tamanho da área, monte uma pequena sala para um atendimento personalizado. Deixe o local bem iluminado e humanizado. É a sua empresa, sua marca que está lá. Para muitos, será o primeiro contato. Promova uma boa impressão. Caso seu objetivo não seja torturar alguém, não permita que seu estande lembre uma masmorra. Comunique-se claramente também durante o evento. Aponte o que você faz, seu diferencial, uma inovação. Afinal, se nem todos os habitantes do planeta conhecem os Beatles, por que deveriam conhecer sua empresa? Não acredite tanto no óbvio. Então, “Don’t let me down baby”. Não se esqueça das coisas mais simples, tais como, escala para almoço e revezamentos diários para que o estande não fique sem seus dois técnicos ao mesmo tempo. Azar do cliente potencial, que chegou bem no momento em que não havia ninguém para esclarecer suas dúvidas, não é mesmo? Azar do cliente? Será? E, já que tocamos neste assunto em relação à equipe que estará no pavilhão, promova a capacitação destas pessoas, esclareça as estratégias e sobretudo, procure motivá-las. Estabeleça alguma premiação, para a melhor performance, por exemplo. Deixe o time com cara de time. Com gravata ou camisa pólo, invista em uma apresentação adequada (a região, ao tema, a natureza do negócio). Transmita profissionalismo e seriedade. Após o evento, faça um levantamento das visitas. Novamente, comunique-se. Entre em contato, agradeça pela presença, agende uma nova reunião para dar sequencia às consultas. Ligue para aquele que não apareceu e diga que sentiu sua falta. Relacione-se, continuamente. Surpreenda seus clientes, permaneça em suas lembranças. Para muitos, feira de negócios é sinônimo de festa. Grande engano. Feira é investimento, é trabalho. É assunto para um livro inteiro.

Coluna: Inovação Iris Bento da Silva é Engenheiro Mecânico pela Escola de Engenharia de São Carlos da USP, exerceu cargos diretivos por mais de 30 anos na indústria de autopeças, atualmente é Professor de Engenharia Mecânica na Escola de Engenharia de São Carlos da USP. ibs@sc.usp.br

Tendências do Forjado a Frio Near Net Shape no Cenário Mundial

IRIS BENTO DA SILVA

extrusão a frio, como parte do forjamento a frio, aplicada em aço, passou a ser destacada na década de 30, na Alemanha. Até a década anterior, somente era possível trabalhar a frio chumbo, estanho, zinco, cobre, latão, bronze e alumínio para fabricação de tubos e cartuchos para munições. Na atualidade, é um importante processo, utilizado em diferentes segmentos industriais. Pode-se aplicar, no ramo automotivo, a conformação a frio de eixos e engrenagens para caixas de câmbio, indústria de parafusos, pinos e mancais de direção hidráulica, tubos e buchas para freios a disco, amortecedores, cubos de rodas, componentes de motores entre outros [1] [2]. A extrusão a frio faz com que o metal, em regra geral na temperatura ambiente, flua plasticamente, por intermédio de matrizes, com predominância da compressão, obtendo-se formas projetadas. O processo segue as seguintes operações: cortar a barra (formando-se o tarugo), recozer o tarugo (baixando-se a sua dureza), decapar mecanicaFigura 1. Defeito interno na extrusão mente o tarugo (limpeza a frio de um eixo - Chevron [1] da superfície), lubrificar o tarugo (aplicação de sabão sólido com fosfato de zinco ou bissulfeto de molibdênio), forjar (prensas mecânicas ou hidráulicas), ensaiar o forjado com ultrassom (verificação de defeitos internos – chevron, vide Figura 1). Os principais aspectos que se destacam nesse processo são: formato da peça, composição química do material, microestrutura e lubrificação [3]. Na fabricação das ferramentas destaca-se a matriz. Ela é obtida a partir de uma barra de aço-ferramenta, que por sua vez é torneada. Em seguida, a matriz é tratada termicamente por meio de têmpera e revenido. Após, a matriz é retificada nas superfícies indicadas. Recomenda-se, também a aplicação de um alívio de tensões à baixa temperatura (250 ºC) durante 12 horas. Por fim, a matriz de extrusão é lapidada nos seus diâmetros internos (polimento) para propiciar o escoamento do metal na conformação [4]. Para se calcular os esforços na extrusão a frio, indicam-se diferentes métodos, que consideram três trabalhos: da deformação homogênea (trabalho para deformar uniformemente o tarugo, sem considerar perdas), de atrito (trabalho relativo as perdas por atrito na interface tarugo-matriz ocasionando o aumento na força de extrusão) e redundante (trabalho relativo ao atrito interno, ocasionado pela não uniformidade da deformação do material, quando da sua passagem pela matriz de extrusão) [4]. Os principais métodos de cálculo dos esforços são: da energia uniforme, da divisão em elementos, das linhas de deslizamento e o do limite superior (Avitzur). A simulação pelo método de elementos fi-

nitos é comumente utilizada para otimizar a vida das ferramentas [5] [6]. As tolerâncias dimensionais e geométricas dos produtos obtidos no forjamento a frio são estreitas, com baixa rugosidade superficial, similar a retificação. Esse fato proporciona economia de matéria-prima, reduzindo-se o tempo de operações subsequentes, tal como a usinagem [7]. O forjado a frio near net shape é uma tendência no cenário mundial? Em primeiro lugar, o que é near net shape? Pode-se dizer que é um produto próximo da sua forma líquida (quase na forma final) ou em outras palavras é um processo lean design (projeto enxuto) que agrega valor e procura sistematicamente substituir operações subsequentes. Pode-se ver, na Figura 2, engrenagens forjadas near net com dentes forjados e acabados. Modernizar sistema e máquinas, qualificar a mão-de-obra, criar mecanismos de controle, con-

Figura 2. Engrenagens e sincronizados near net shape classeDin7 ([8], [9], O-Oka)

seguir envolvimento dos fornecedores e colaboradores tornaram-se medidas necessárias para que se possa desenvolver tecnologia near net shape. Dessa forma, essa tecnologia é um dos caminhos para atingir a competitividade das indústrias usuárias destes tipos de forjados [9] [10]. Essa possível direção leva a uma reflexão sobre o papel da inovação na chamada revolução tecnocientífica, que sucedeu à revolução industrial. Elas são aplicações da ciência e do conhecimento, evoluindo para o aperfeiçoamento tecnológico e incorporando, cada vez mais, valor ao produto. Essa possibilidade permite que seja dada uma resposta inovadora da forjaria aos seus clientes, mostrando-lhes melhore nível de tecnologia, tal como a aplicação do forjamento a frio no produto near net shape. Referências As referências desta coluna encontram-se online, em http://www.revistaforge.com.br/coluna/tendencias-do-forjado-a-frio-near-net-shape-no-cenario-mundial/ Jan a Abr 2013 - www.revistaFORGE.com.br 17

Coluna: Pesquisa e Desenvolvimento Alberto Moreira Guerreiro Brito é Engenheiro Metalúrgico, Doutor em Engenharia, pesquisador do Laboratório de Transformação Mecânica da UFRGS, tendo participado ou coordenado projetos na área de conformação mecânica de aços e ligas leves de uso aeronáutico - brito@ufrgs.br

Simulação Numérica da Evolução Microestrutural durante Forjamento a Quente ALBERTO MOREIRA GUERREIRO BRITO

forjamento é um processo de manufatura amplamente usado, pois dependendo do tipo e de suas características, pode gerar mínima perda de material, boa precisão dimensional e melhorar as propriedades mecânicas da peça conformada. Entretanto, o desenho da sequência de produção de uma nova peça não é tarefa simples e requer muitos testes e ajustes até atingir uma condição de produção satisfatória. Tradicionalmente o desenvolvimento de novos processos é feito nas forjarias através do método de “tentativa e erro”. Esse método é caro e consome muito tempo. Nos últimos tempos a competitividade do produto forjado vem sendo ameaçada, pois a diferença entre sua performance superior e a performance de peças obtidas por outros processos vem diminuindo continuamente. Este fato, tem obrigado a indústria de forjaria a investir na otimização de seus processos, economia de matérias-primas e energia. Isto somente pode ser obtido através do entendimento dos fenômenos físicos envolvidos no forjamento. Nesse sentido programas de simulação numérica do processo de forjamento podem ser uma ferramenta poderosa. A partir de meados da década de 80, esse tipo de programa atingiu um grau de sofisticação no qual é capaz de prever o fluxo de metal, o preenchimento das cavidades das matrizes, a força e energia necessárias a deformação plástica e a distribuição de variáveis pontuais como temperatura, deformação e velocidade de deformação. Essas previsões podem ser muito precisas, mas dependem das propriedades do material e das condições de contorno do processo introduzidas no programa. Entre as propriedades do material, necessárias a simulação estão a curva de escoamento, o módulo de elasticidade, o coeficiente de Poison, a densidade, o calor específico e a condutibilidade térmica. As principais condições de contorno do processo são uma descrição realista do atrito (coeficiente de atrito, fator de atrito ou uma combinação de ambos) e os coeficientes que descrevem as trocas térmicas entre peça e matrizes e entre estas e o ambiente. Embora para materiais muito específicos essas propriedades possam ser difíceis de serem localizadas, para materiais mais comuns as mesmas podem ser encontradas nos bancos de dados da maioria dos programas de simulação atualmente existentes no mercado. Entretanto, a atual geração de programas de simulação traz implementados modelos para previsão da evolução microestrutural, do dano acumulado e do desgaste de matrizes. Tais recursos são, no entanto, dificilmente utilizados pois os dados necessários a simulação dos mesmos não estão disponíveis ou são muito raros, mesmo para materiais mais comuns como aços carbono e baixa liga. A obtenção desses dados tem sido uma linha de trabalho permanente do Laboratório de Transformação Mecânica (LdTM) da Escola de Engenharia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Recentemente, com recursos de projeto financiado pelo Conselho Nacional 18

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de Pesquisa Científica e Tecnológica (CNPq), foi realizado um estudo de natureza teórico-experimental envolvendo a previsão da evolução microestrutural e do dano acumulado, através de simulação numérica e física, em processos de forjamento de um aço 16MnCr5 (AISI 5115, DIN 1.7131), realizados a frio, a morno ou a quente. A utilização de tais dados em programas de simulação pode ajudar a reduzir o tempo de desenvolvimento dos processos e refugo de peças (principalmente o refugo decorrente do surgimento de trincas e fissuras durante a fabricação). Pode também permitir a melhorar as propriedades finais da peça forjada, através da especificação prévia de um ciclo termomecânico destinado à obtenção de determinada microestrutura. Com isto, a eficiência geral dos processos pode ser melhorada e a competitividade da indústria de forjaria aumentada. Os fundamentos teóricos e tecnologia envolvida no levantamento dos dados experimentais para previsão de dano podem ser encontrada em [BRITO, 2006] e em diversos outros trabalhos. Já os fundamentos teóricos e a metodologia para o levantamento de dados para a simulação microestrutural durante processos de confor-

Figura 1. Simulação da compressão de um corpo de prova cilíndrico de um aço 16MnCr5. São mostradas as distribuições de tamanho de grão ASTM, temperatura, deformação equivalente e velocidade de deformação equivalente

Coluna: Pesquisa e Desenvolvimento

Figura 2. Microestruturas obtidas experimentalmente em um ensaio nas mesmas condições do ensaio simulado na Figura 1. As micrografias A, B e C são equivalentes às três regiões indicadas na Figura 1. Nos três casos observa-se uma estrutura composta por ferrita e perlita

mação a quente é mais complicado devido a complexidade dos fenômenos metalúrgicos (recuperação, recristalização, crescimento de grão, etc.) envolvidos. Um apanhado geral da teoria envolvida pode ser encontrado em [PADILHA, 2005]. A determinação dos parâmetros experimentais necessários é realizada através de um procedimento de calibração inversa, envolvendo o levantamento e análise de curvas de escoamento, simulações da conformação de geometrias simples (por exemplo, corpos de prova cilíndricos) e técnicas de metalografia quantitativa. A Figura 1 mostra o resultado da simulação da compressão de um corpo de prova

cilíndrico de um aço 16MnCr5, com diâmetro inicial de 15 mm e altura inicial de 30 mm. O corpo de prova foi deformado cerca de 50% em altura (deformação verdadeira ou logarítmica igual a 0,7), à temperatura de 1000ºC e velocidade de deformação (strain rate ou taxa de deformação) constante igual a 1,0/s. Na parte superior direita do corpo de prova simulado é mostrado o tamanho de grão final, dinamicamente recristalizado, em três regiões do corpo de prova. Nas outras partes do corpo de prova simulado (Figura 1) são mostradas a distribuição da temperatura (inferior direita), da deformação verdadeira (superior esquerda) e da velocidade ou taxa de deformação (in-

ferior direita). Na Figura 2 são mostradas as microestruturas obtidas experimentalmente em um ensaio nas mesmas condições, onde o corpo de prova foi resfriado rapidamente para reter a temperatura ambiente a microestrutura existente, a alta temperatura, ao final do ensaio. As micrografias A, B e C da Figura 2 são equivalentes às três regiões indicadas na Figura 1 (regiões A, B e C do corpo de prova simulado). Os resultados experimentais e simulados apresentam boa concordância. Na região A observa-se tamanho de grão ASTM médios igual a 5,5. Os tamanhos de grão (ASTM) observados nas regiões B e C são, respectivamente, 7 e 8. Nos três casos observa-se uma estrutura composta por ferrita e perlita. Referência [BRITO, 2006]. Brito, A. M. G. Análise Teórico-Experimental dos Processos de Expansão, Redução e Inversão de Extremidades de Tubos de Parede Fina em Matriz. Tese de Doutoramento. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Minas, Metalúrgica e de Materiais, UFRGS, 2006. [PADILHA, 2005]. PADILHA, A. F.; SICILIANO JUNIOR, F. Encruamento, Recristalização, Crescimento de Grão e Textura. 3a edição. São Paulo: ABM Livros, 2005

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Coluna: Sindiforja Udo Fiorini | udo@revistaFORGE.com.br

A Difícil Situação do Setor de Forjados Nacional

ranscrição da palestra do Presidente do sindicato do Sindiforja, Sr. Harry Eugen Josef Kahn, por ocasião da abertura do 32º congresso Senafor, realizado de 22 a 24 de outubro de 2012 em Porto Alegre/RS. “Boa noite senhores e senhoras e demais autoridades presentes. É com grande alegria que participo hoje do 32º Senafor, representando o Sindiforja. Meu nome é Harry Kahn, sou presidente do Sindiforja e Diretor da Cinpal, uma forjaria em Taboão da Serra, em São Paulo. Trouxemos também o Sr. Celso Caputo, nosso secretário executivo. É do conhecimento de todos que o segmento de autopeças e particularmente o setor de forjaria vem passando por grandes dificuldades para concorrer no mercado interno. Principalmente por causa da politica cambial do governo federal brasileiro, que favorece importações muitas vezes de países que se utilizam de seus câmbios desvalorizados para incentivar sua indústria local de matérias-primas e componentes. Não quero ser deselegante, mas estão aí os chineses que podem confirmar isso. No nosso segmento, esses produtos importados são utilizados principalmente pelas montadoras e sistemistas, e também no mercado de reposição, mascarando a participação do conteúdo local. Só para exemplificar, a nossa empresa perdeu mais de 50% de participação contra os importados. E dos 50% que ficaram, tivemos que fazer reduções dramáticas no preço para tentar manter alguma coisa operando em nossa empresa. O Sindiforja vem contratando consultorias especializadas, que permitiram que o mesmo oferecesse sugestões ao MDIC (Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior), ao BNDES (Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social) e ao MTE (Ministério do Trabalho e Emprego) conforme passamos a relatar. Em decorrência dessas ações, o Sindiforja vem tentando alertar as autoridades, principalmente no segmento dos pesados, que aqui

envolve caminhões, tratores, ônibus, a participação nacional não tem alcançado a porcentagem necessária para obtenção dos financiamentos pelo Finame, que exige 60% de participação de componentes nacionais. Hoje, com juros subsidiados a 2,5%, foram apresentados ao BNDES pelo Sindiforja, trabalhos demonstrativos dessa situação, com o compromisso de que eles estudariam alterações. Conforme levantamentos preliminares Palestrante Harry Eugen Josef Kahn não oficiais, essa participação nacional hoje, dentro de um veiculo como caminhão, não ultrapassa 22%, efetivamente, quando deveria ser 60%. Temos hoje o decreto nº 7819 de 3 de outubro, chamado de Inovar Auto, que ainda não está claro que contempla necessidade de como exigirá a participação de componentes nacionais, principalmente nos segmentos de pesados, no qual os forjados são mais representativos. O Sindiforja tem procurado ir de encontro às necessidades do setor e ultimamente tem feito sugestões ao MTE referente à NR 12, flexibilização e dilatação de prazos e também referente à NR 15, que trata de atividades insalubres, tendo também apresentado sugestões de alteração ao texto atual. Agradecemos particularmente ao Professor Lirio Schaffer, pela oportunidade do Sindiforja estar presente e participar de mais um Senafor. Muito Obrigado.”

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Coluna: Você Sabia?

Tecnologia na Redução do Peso de Veículo Automotivo

que você sabe sobre os esforços atuais que têm sido feitos para se produzir veículos mais leves, agora e no futuro? Nós pensávamos que em relação aos nossos problemas automotivos era somente uma questão de tempo para que acontecesse uma atualização. Mas o que está direcionando o movimento rumo a veículos mais leves? Obviamente, o preço mais alto da gasolina está criando um mercado para os veículos mais leves, que tenham uma melhor economia de combustível. No último ano a APA (www.apa.ca) anunciou uma nova classificação média de economia de combustível de 23,5 km/l para 2025, a qual praticamente dobra os padrões de economia de combustível correntes. A remoção de 10% do peso de um veículo aumenta a sua economia de energia entre 6 e 8%. Antecipando a necessidade de se colocar os carros em uma “dieta”, a organização World Auto Steel (www.worldautosteel.org) vem trabalhando neste problema há mais de uma década. As soluções desenvolvidas atingiram uma redução de peso na estrutura do veículo de 25% ou mais devido a aplicação de aços avançados de alta resistência (AHSS). O programa deles intitulado de Future Steel Vehicle recentemente anunciou projetos de estruturas que reduzem a massa em mais de 35%. Como resultado do desenvolvimento e utilização dos materiais AHSS, as indústrias automotivas foram capazes de estreitar a relação aço / alumínio de 28 em 2002 para 9% em 2008. Mais de 20 novas classes de AHSS foram desenvolvidas e espera-se que estejam disponíveis comercialmente entre 2015 e 2020. Alguns exemplos de veículos utilizando este conceito são o Ford Focus 2012, o qual utiliza 55% de HSS (aços de alta resistência) na sua carcaça e o Dodge Dart 2013 que é um líder na indústria utilizando 68% de HSS na sua estrutura. O novo Dart será fábricado na planta da Chrysler em Ilinois. A Volkswagen (VW) está utilizando chapas de HSS para esta “levantada” em carros pequenos, os quais pesam menos de uma tonelada com uma economia de combustível de mais de 20 km/l. O conceito de se utilizar os aços HSS para diminuir o peso é o método mais rentável atualmente e o único que pode ser utilizado para os correntes métodos de alta produção. Outras indústrias automobilísticas estão procurando reduzir o peso de seus veículos pela utilização de outros materiais que não sejam o aço. A Porsche, por exemplo, está utilizando uma carcaça de alumínio e aço. A Mercedes, a Ferrari, a Tesla e a Lotus estão utilizando carcaças inteiramente de alumínio em alguns de seus modelos. A maioria dos fabricantes que produz modelos elétricos trabalha com carcaças de alumínio ou até mesmo de fibra de carbono. A VW, por exemplo, adotou o alumínio para o seu veículo elétrico. A BMW e a McLaren estão utilizando fibra de carbono em seus modelos atuais e futuros. A BMW utiliza fibra de carbono em cerca de 30% da carcaça do seu carro elétrico, o “i3”, previsto para ser lançado em 2013. Muitos destes fabricantes lidam com baixos volumes de produção, os quais permitem o uso de uma velocidade de produção mais lenta utilizando o alumínio (30 unidades por dia) contra as 60 unidades por hora necessárias para a maioria das fábricas automotivas. As estruturas com fibra de carbo-

no são produzidas ainda mais lentamente (uma unidade por dia), no entanto, estão ocorrendo avanços. Os preços mais altos destes modelos também fazem com que seja mais fácil para as montadoras absorverem o custo mais alto do alumínio e da fibra de carbono em relação ao aço. O Magnésio é outro metal leve que vem sendo utilizado pela indústria automotiva. O magnésio é mais resistente e mais leve do que o aço ou o alumínio. Ele é 33% mais leve que o alumínio, 60% mais leve que o titânio e 75% mais leve que o aço. Na North American Auto Show em 2012, realizada em Detroit, o Cadillac ATS bem como o Porsche 911 Carrera e o Carrera S Couples em exposição possuíam magnésio em suas carcaças. A Ford anunciou que a próxima geração dos caminhões da Série-F terão alumínio e magnésio para diminuição de seus pesos. A utilização de mais materiais, como o alumínio e a fibra de carbono, estão mudando a forma de como a montagem das carcaças dos automóveis são feitas. Hoje a soldagem é o método mais utilizado, mas também o epóxi, e é previsto que no futuro haja mais ligantes do que a solda. O reparo em casos de acidentes é uma razão constrangedora para se manter as carcaças na estrutura já bem conhecida e confiável em aço. Provavelmente alguns de nós já tenha visto os resultados de um acidente envolvendo um carro com carcaça em fibra de vidro. O compósito de fibra de carbono também quebraria com o impacto. Ao mesmo tempo em que o reparo de uma carcaça em alumínio é mais barato do que de uma em fibra de carbono, nada compete com o reparo das carcaças em aço danificadas em um acidente. Enquanto as tecnologias estão melhorando para o uso de materiais que não sejam o aço nas carcaças de automóveis, os aços continuam tendo sua relação resistência / peso melhoradas. Devido ao seu custo mais baixo, capacidade de produção mais alta e de sua relativa facilidade para reparos, o aço continua sendo a promessa para ser o material primário nas carcaças de automóveis na maioria dos novos carros em um futuro previsível. Agora você sabe o que está acontecendo no mundo dos materiais automotivos.

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Coluna: Pioneiros Udo Fiorini | udo@revistaFORGE.com.br

Pedro David Schmitt "Nós forjamos hoje no Brasil a mesma tonelagem dos anos 80, quando produzíamos 1 milhão de automóveis. Só que hoje estamos produzindo 4 milhões."

edro Schmitt formou-se em 1976 em Engenharia Mecânica pela UFSC, Universidade Federal de Santa Catarina. Ele conta que quando estava prestes a concluir o curso procurou a empresa Irmãos Zen, hoje Zen S.A., para solicitar estágio. Foi contratado pelos Srs. Nelson e Hilário Zen e começou a trabalhar com extrusão a frio, uma das áreas de atuação da empresa. Trabalhou por alguns anos na Zen e em 1982 iniciou a própria empresa de fabricação de peças forjadas a frio, a Açopeças Indústria de Peças de Aço Ltda, inicialmente em Brusque, depois transferida para o município de Guabiruba, no Vale do Itajaí, em Santa Catarina. A linha de produtos da empresa se divide em quatro categorias principais: Forjaria, Freios, Suspensão e Transmissão. De descendência alemã, Pedro tem es-

pecial interesse em estreitar os laços com o país de onde vieram os seus antepassados, a Alemanha. Assim, participa ativamente da ACIC, Associação Catarinense de Intercâmbio e Cultura, entidade fundada por descendentes alemães com o objetivo de “conhecer também as nossas raízes e toda a história cultural, social e econômica que ela está envolvida, expandindo fronteiras e permitindo troca de informações, idéias e contatos”, como bem explica o institucional de seu site na internet. A associação é presidida atualmente por Valdir Riffel, também sócio da Açopeças. Grande parte dos alemães que imigraram para Santa Catarina, como por exemplo, os antepassados de Pedro Schmitt, vieram da região de Baden, na Alemanha. Por esta razão a ACIC tem contato naquele país com uma entidade co-irmã, a BSG, Badisch-Südbrasilianische Gesellschaft, que como

explicado em língua portuguesa em seu site, dedica-se “ao tema da emigração para o Brasil”. Ao longo dos tempos Pedro Schmitt aprofundou os contatos com a Alemanha, sendo eleito pela BSG representante para o estado de Santa Catarina. Ele é importante elo de ligação entre empresários alemães interessados em instalar empresas no Brasil e líderes políticos em seu estado. O senador e ex-governador de Santa Catarina, Luiz Henrique da Silveira, conta, por exemplo, algumas passagens que teve neste sentido com o empresário em seu artigo “Os alemães estão voltando”. Já em 2001, pelas informações do ex-governador, ele foi levado à Alemanha por Pedro Schmitt para contatos comerciais naquele país, que resultaram na instalação de subsidiárias no Brasil. Estes contatos se fortaleceram a ponto de Luiz Henrique, ao lado de Pedro Sch-

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Coluna: Pioneiros Udo Fiorini | udo@revistaFORGE.com.br mitt, estarem presentes e assinarem o ato de fundação da Badisch-Südbrasilianische Gesellschaft, em Março de 2007. O presidente da entidade, Egon Klefenz, ex-prefeito de Karlsdorf, foi convidado por Luiz Henrique para ser o representante honorário de Santa Catarina em seu país, por seu bom trânsito e credibilidade no cenário empresarial alemão. Ainda de acordo com o artigo, além de outras empresas que já tomaram a decisão de iniciar sua produção local, foi também a partir deste convite que surgiu a oportunidade da montadora alemã de automóveis BMW instalar em Santa Catarina a sua fábrica, em terreno já adquirido no município de Araquari. Seu relacionamento com o mundo acadêmico na Alemanha foi de grande auxílio para o desenvolvimento do SENAFOR. Ele tem desde 1981 bastante envolvimento com a Universidade de Stutttgart, onde fez cursos complementares. Pedro comenta que o SENAFOR cresceu quando começou a buscar europeus, através dos contatos que seus membros tinham no exterior: “Em 1982 foi o primeiro SENAFOR, dentro da Universidade. Em 1983, o Regner começou a congregar indústrias. Na época era pouca gente, ele fez o contato com indústrias, mas nas primeiras edições, 70% dos participantes eram estudantes. Aí começou a vir o pessoal da indústria. Começamos a buscar europeus através dos contatos que tínhamos e em 1994 trouxemos Manfred Kammerer, da Universidade de Stuttgart; em 1995 veio Prof. Dr. Ing. Dr. h.c. Kurt Lange, o papa do setor na época. Em 1996 já veio o Dr. Rolf Geiger, presidente da Presta na ocasião, e aí começou a vir cada vez mais gente de fora. Hoje podemos dizer, sem medo de errar, que este é um dos seminários de forjamento mais importantes do mundo”. Em 1987, um grande susto na vida de Pedro Schmitt. Ele conta: “Em 15 de Outubro, por volta de 4h da tarde, estávamos na Itália para a feira EMO, com todas as nossas malas pois o avião sairia às 6h rumo a Alemanha. Lá estava o Sr. Hauser com sua secretária, uma senhora de idade.. Ele falava português, pois foi diretor da Schuler aqui no Brasil durante muito tempo. Virou para mim e disse: "Pedro, vamos amanhã?". Aquilo não me agradou muito. A minha mulher estava na Alemanha, eu não consegui responder para ele. A secretária, muito eficiente, já estava ligando para o hotel e disse: "Tem dois quartos disponíveis, que é que eu faço?". Aí ele disse: "Reserva, que vamos voltar para o hotel". Contra a

vontade voltei para o hotel. Depois soubemos que o avião em que a gente ia voar caiu 15 minutos após a decolagem. Tinha meu nome na lista. Não houve sobreviventes." Além de fabricante, Pedro durante muito tempo trabalhou como consultor na área de forjamento a frio. Ainda hoje fornece consultoria para uma empresa na Itália, onde vai a cada 90 dias. Com sua vivência no mercado internacional, ele tem preocupação com os rumos do mercado de forjados em nosso país: “Nós forjamos hoje no Brasil a mesma tonelagem dos anos 80, quando produzíamos 1 milhão de automóveis. Só

que hoje estamos produzindo 4 milhões de automóveis. E por que? Por causa do preço do aço, que é hoje a nossa grande dificuldade no Brasil. No mundo hoje, no forjado 50% é matéria prima. Como nosso material custa o dobro do que o de lá de fora, então praticamente o preço de nossa matéria prima é o preço da peça. Porque a matéria prima deles custa 50%, metade do preço da nossa. Aliás, até menos da metade. Se a situação do aço não se mudar, daqui a 10 ou 15 anos não teremos mais forjaria no Brasil. Não haverá mais razão para ter”. Jan a Abr 2013 - www.revistaFORGE.com.br 23

Fabricação Aditiva Figura 1. A Optomec utiliza um laser para fundir as camadas de pó metálico para a produção incremental de uma peça metálica Cortesia da Optomec.

Manufatura Aditiva é uma Ameaça à Indústria de Forjamento? Jon D. Tirpak, PE, FASM – SCRA Applied R&D, Charleston, Carolina do Sul, EUA As técnicas de manufatura aditiva, conhecidas por alguns como estereolitografia, impressão 3-D ou prototipagem rápida, já não estão mais em sua infância. Elas estão emergindo rapidamente para sérias opções de produção de peças metálicas. As forjarias devem manter um olhar atento sobre o desdobramento desta tecnologia, tanto como um concorrente quanto como uma oportunidade

heque o seis” é uma gíria da aviação utilizada para verificar um ataque que está na posição 6 horas ou um quarto a ré. No mundo cão da manufatura, as forjarias estão constantemente incomodando ou mesmo sendo atacadas por forças competitivas - fundição, usinagem de alta velocidade e, agora, a manufatura aditiva. Este artigo é destinado a dar uma luz sobre a ameaça de manufatura por aditivos, a qual pode estar muito próxima da indústria de forjamento. A manufatura aditiva é uma dessas tecnologias na qual principalmente os forjadores com matrizes de impressão precisam estar atentos. O objetivo deste artigo não é um aprofundamento nos vários processos de manufatura aditiva, mas sim alertar a comunidade de forjamento que vários processos estão sendo desenvolvidos rapidamente e implantados, alguns dos quais são diretamente relevantes para as forjarias. “

Descrição da Tecnologia A manufatura aditiva (AM – Additive Manufacturing) é uma tecnologia demolidora que evoluiu durante os últimos 30 anos. Ela evolui uda criação de peças de plástico utilizando uma tecnologia de prototipagem muito rápida para a criação de peças de metal através da

evolução de várias tecnologias de deposição de metal. A manufatura aditiva é essencialmente a manufatura de componentes camada por camada sem o uso de ferramentas ou utensílios. Exemplos de processos que incluem a manufatura aditiva são os métodos de escoamento de pós e o de leito de pó. No caso do método de escoamento de pós, o pó metálico é depositado e simultaneamente fundido, tipicamente com um laser. O sistema LENS (Laser Engineered Net Shaping) da Optomec exemplifica este processo (Figura 1). No método com leito de pós, a fusão da partícula ocorre pela varredura de um laser ou feixe de elétrons por um leito plano de pó metálico (Figura 2). Outros processos estão sendo desenvolvidos e implantados no mercado com variações nas resistências e fragilidades. O que é comum a todos estes processos é a noção de que uma peça é feita de forma incremental, camada por camada, com a fusão de partículas discretas de metal para formar uma única peça. A manufatura aditiva é uma tecnologia excitante que permite a produção de uma “única vez”, prototipando ou a produção em curtos prazos de um componente metálico sem o custo das matrizes de forjamento. A Tabela 1 identifica algumas destas tecnologias AM para materiais metálicos considerando a sua origem, nome comercial, fonte de energia, matéria-prima e ligas.

Tabela 1. Empresas e tecnologias de manufatura aditiva selecionadas Empresa

Nome

Energia

Matéria-Prima

Ligas

Laser

Alimentação de pó

Aços Inoxidáveis, Ni, Ligas de Ti e aços ferramenta

Sinterização a laser

Leito de pó

Aços Martensita e outros

Laser

Pó

Aços Inoxidáveis, aços para trabalho a quente, Ni e Ti

Optomec

LENS™

EOS

EOSINT M280

CONCEPTLASER

M1, M2, M3 LaserCUSING

Arcam AB

A2 EBM

Feixe de elétrons

Leito de pó

Ti, Co-Cr e outros

Phenix™

PXL, PXM, PXS

Sinterização a laser

Leito de pó

316L, aços maraging, Cr-Co

3DSystems

sPro™ 125 ou 250 Direct Metal

Sinterização a laser

Pó

Pós de FuraFormTM, Ti, Al, H-13, etc Aços inoxidáveis com bronze infiltrado, aços ferramenta e bronze

ExOne™

ProMetal

Sinterização e Infiltração

Leito de pó desenhado com jato de tinta como ligante

Accufusion

LC105

Consolidação a laser

Deposição de pó

Ti, aços inoxidáveis e Inconéis

POM Group

DMD™

Laser

Alimentação de pó

Aços ferramenta e ligas de Ni

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Fabricação Aditiva

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26 44 46

Figura 2. Desenho da patente para sinterização a laser do material metálico em um processo de prototipagem rápida

Benefícios da Manufatura Aditiva Têm sido identificados múltiplos benefícios nesta indústria crescente da tecnologia de manufatura aditiva. A produção de peças em uma única etapa ou tempos curtos é possível sem o uso de ferramental. Os prazos são reduzidos de forma drástica. As necessidades para entrada de uma liga e a energia necessária para o processamento são consideravelmente menores do que as necessárias para um processo de forjamento. Estes benefícios são equacionados nas vantagens competitiva da manufatura aditiva sobre o forjamento. A obtenção de geometrias até então impossíveis com as tecnologias de manufatura convencionais agora tornam-se possíveis. Isto não é necessariamente uma ameaça à indústria do forjamento.

Desafios da Manufatura Aditiva Como qualquer tecnologia em evolução, os desenvolvedores da manufatura aditiva têm que superar muitos desafios técnicos e financeiros. A Tabela 2 apresenta os desafios técnicos e as respectivas soluções em potencial. Há múltiplos desafios financeiros e econômicos circundando os processos de manufatura aditiva. Dependendo da perspectiva de cada um, os custos estão associados com os investimentos de capital em equipamentos, processamento do pó, processamento das peças, custos de inspeção, entre outros. A Universidade do Estado da Carolina do Norte nos EUA e presume-se que outras, estão analisando e modelando os custos da manufatura aditiva. A Tabela 3 lista alguns dos desafios financeiros em torno da manufatura aditiva. Apesar dos custos da manufatura aditiva, uma afirmação constrangedora poderia ser feita: o custo da produção de uma peça metálica utilizando a manufatura aditiva é bem pequeno quando comparado ao custo do sistema antigo (isto poderia ser comparado com um sistema militar antigo que é crítico para a defesa). Para os novos sistemas, o custo é relativamente baixo comparado com as oportunidades obtidas devido à rápida entrada no mercado com novos produtos. Tempo é dinheiro. Com o entusiasmo mundial em torno da manufatura aditiva, estes desafios estão sendo tratados de forma sumária. A Sociedade Americana para Ensaios e Materiais (ASTM – American Society for Testing and Materials) criou um comitê internacional para a manufatura aditiva. Os subcomitês tratam das questões de Métodos de Ensaios (F42.01), Processos (F42.02), Materiais (F42.03), Projetos (F42.04) e Terminologias (F42.90). Eventualmente, outro grande passo na maturação desta nova indústria será quando as especificações para a manufatura adi-

Tabela 2. Desafios e soluções em potencial para o processo aditivo Desafio Tecnológico

Solução em Potencial

Baixas taxas de produção

Os desenvolvedores de tecnologia de produção aditiva estão constantemente aumentando as taxas e volumes de produção.

Falta de especificação técnica

A ASTM (American Society for Testing and Materials) formou o comitê F-42 para cuidar da produção aditiva.

Falta de dados dos materiais

Uma vez que os materiais padrão forem publicados e os processos estabelecidos, os dados de propriedades mecânicas serão gerados. Acredita-se que os proprietários admissíveis existem dentro dos fabricantes dos equipamentos originais e dados representativos têm sido publicados. Em alguns casos, os projetistas podem simplesmente aceitar as propriedades como entregues pela produção aditiva como prova da validade do conceito de um projeto. Os dados de propriedades estáticas serão gerados primeiro, seguidos pelos dados de propriedades dinâmicas, os quais serão dependentes da aplicação.

Acabamento superficial grosseiro

Os desenvolvedores da tecnologia de produção aditiva estão melhorando o acabamento superficial e os projetistas poderão projetar peças com superfícies escalonadas.

Porosidade

Uma melhoria na capacidade de processamento será necessária para reduzir o tamanho e a distribuição dos poros. Métodos de inspeção não-destrutivos serão necessários para detectar poros deletérios. Para as aplicações dinâmicas, os projetistas precisarão de dados para levarem em consideração as porosidades na detecção e crescimento de trincas. Para a introdução da produção aditiva no mercado das peças metálicas, será necessária uma tentativa de aproximação mais conservadora, focando nas aplicações estáticas, que resulta em uma demanda menos exigente.

Transição entre a produção aditiva e o forjamento

A integração da manufatura aditiva dentro do processo de projeto de uma empresa influenciaria os benefícios da produção aditiva em curto prazo e os benefícios do forjamento a longo prazo.

Tabela 3. Desafios financeiros e soluções em potencial para o processo aditivo Desafio Financeiro Custo de entrada

Soluções em Potencial A concorrência entre os fornecedores de equipamentos de processamento para manufatura aditiva é a melhor maneira de reduzir o custo para a aquisição de bens de capital.

Custo das peças Custo dos pós Custos de processamento Custos de acabamento

Um crescimento na penetração do mercado pela manufatura aditiva aumentará a disponibilidade de pós e potencialmente reduzirá o seu custo. A melhoria contínua das tecnologias de processamento, especialmente para aumentar as taxas de produção. Melhoria nos processos de deposição: integração com as tecnologias de acabamento existentes.

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Fabricação Aditiva Figura 3. Matrizes como estas poderiam se beneficiar das técnicas de manufatura aditiva para reparar ou modificar a superfície das matrizes para se adequar aos coeficientes de atrito

Figura 4. Foto que ilustra o uso em potencial da técnica de manufatura aditiva em anéis Cortesia da U. S. Air Force.

tiva forem criadas, resultando no desenvolvimento e tabulação finais dos projetos disponíveis de forma padronizada (na MMPDS – Metallic Materials Properties Development and Standardization). A Manufatura Aditiva Olha pra Frente Em 2009, foi publicado pela Universidade do Texas, em Austin, um Roadmap for Additive Manufacturing (roteiro para a tecnologia aditiva). Este roteiro identifica as indústrias que seriam beneficiadas pela manufatura aditiva, lista os objetivos e as barreiras tecnológicas, explora projetos e análises, discute processos e máquinas, identifica materiais e processamento de materiais, discute energia e sustentabilidade e apresenta recomendações. Dentro deste roteiro, o forjamento é citado cinco vezes. A primeira referência sugere que a manufatura aditiva é, algumas vezes, economicamente competitiva com o forjamento e usinagem de peças aeroespaciais. A segunda referência sugere que, dentro dos próximos 10 a 15 anos, a manufatura aditiva deverá se tornar um componente integral dos processos de produção disponíveis de peças metálicas, representado agora pelo forjamento, fundição e usinagem. Esta referência identifica o valor da manufatura aditiva na redução da relação buy-to-fly (expressão utilizada na indústria aeroespacial: quanto de material é necessário comprar para produzir a peça final para voar) das peças forjadas, primariamente pela redução do peso adicionado à peça. A terceira referência aborda o número limitado de pós disponíveis para a tecnologia aditiva. Apesar de muitos pós estarem disponíveis, muitas das ligas forjadas não são replicadas com os pós comparáveis disponíveis, fitas ou fios. Em outras palavras, não se pode simplesmente substituir uma liga forjada por uma liga por manufatura aditiva se não houver a mesma composição química disponível na forma da matéria-prima necessária para os diferentes processos de manufatura aditiva. A quarta referência explorou a necessidade de uma qualidade consistente da matéria-prima para a manufatura aditiva, não diferente da qualidade consistente produzida pelos fornecedores modernos de ligas. A quinta e última referência para a manufatura aditiva e forjamento novamente foca no forjamento de peças para aplicações aeroespaciais. Nesta referência, o roteiro sugere um foco secundário em estruturas que não sejam críticas em um primeiro passo. Com o roteiro em mãos, a indústria da manufatura aditiva tem um plano para se mover para frente. Correndo em paralelo ao roteiro da manufatura aditiva, foi organizado um consórcio para a manufatura aditiva (Additive Manufacturing Consortium) pelo Edison Welding Institute em Columbia, Ohio, EUA. Este grupo é constituído de parceiros da indústria, go26

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verno e academia para desenvolver e aplicar as técnicas de manufatura aditiva inclusive para níveis de MRL (Manufacturing Readiness Level – Nível de Prontidão de Manufatura) de 3 a 7. Os MRLs são utilizados dentro dos círculos de desenvolvimento federal dos EUA para avaliar o nível de maturidade de uma tecnologia de manufatura. Baixos MRLs refletem um estágio de pesquisa básica em fase de maturação. Isto conduz as pesquisas básicas (MRLs de 1 a 3) para organizações de pesquisa e desenvolvimento, como pequenas empresas de inovação e universidades, e as melhorias incrementais (MRLs entre 8 e 10) para organizações que as implementarão, como as OEMs. Outros consórcios ou colaborações para a manufatura aditiva estão sendo criados pelo mundo com o mesmo objetivo abrangente do desenvolvimento e aplicação da tecnologia de manufatura aditiva. Estas organizações são parceiros em potencial para os forjadores explorarem as oportunidades entre a manufatura aditiva e a indústria de forjamento. Futuro Em um prazo muito curto, os investimentos na manufatura aditiva continuarão a crescer. Enquanto este artigo estava sendo escrito, o governo dos EUA lançou a National Network Manufacturing Initiative. O primeiro investimento terá foco na manufatura aditiva com um contrato de concessão de 45 milhões de dólares americanos e espera-se que ocorra antes das eleições de novembro (Nota do editor: eleições presidenciais americanas em 2012). Os investimentos continuarão pelos departamentos de defesa e comércio, pelas empresas produtoras de equipamentos para manufatura aditiva, pelas agências de serviço da manufatura aditiva e pelas OEMs. As universidades estão totalmente envolvidas com tópicos relacionados à pesquisa e equipamentos para a manufatura aditiva. As pesquisas estão ativas no Canadá, na Europa, na África do Sul e, presume-se, na Índia e na China. Onde quer que a manufatura moderna e a prototipagem esteja ocorrendo, é seguro assumir que a manufatura aditiva está presente. Previsões Sob a luz desta excitação global e dos investimentos que têm sido feitos na manufatura aditiva, eu formulei as previsões que se seguem: • Os financiamentos para P&D serão canalizados para a manufatura aditiva, havendo menores financiamentos para as pesquisas em tecnologias de produção convencionais. Talvez algumas das pesquisas básicas em metalurgia possam ser aplicadas para os processos de

Fabricação Aditiva

Figura 5. A manufatura aditiva tem sido utilizada extensivamente na Europa para produzir equipamentos ortopédicos customizados (Cortesia da Optomec)

conformação convencionais, principalmente na área de modelagem microestrutural e previsão de desempenho de um componente. • A manufatura aditiva irá evoluir rapidamente por três razões: Primeira: entre o advento da internet, “redes profissionais x redes sociais” e o advento dos tópicos digitais, “tudo acontece mais rapidamente”. Segunda: as pessoas conduzindo o desenvolvimento destas tecnologias estão desafiando o paradigma do desenvolvimento linear do passado. Elas simplesmente pensam e operam de uma forma diferente, para melhor ou para pior. Terceira: o mercado está forçando projetos rápidos e produções de peças em curto prazo para protótipos e aplicações de pequena ordem. • A manufatura aditiva irá prosperar em peças com geometrias complexas, com ligas caras, em peças de volumes relativamente pequenos e em aplicações que não sejam críticas. • A manufatura aditiva permite uma distribuição da produção ao redor do globo. Um modelo sólido pode ser enviado via e-mail para um equipamento de manufatura aditiva em qualquer lugar do mundo para ser produzida uma peça. Isto assume que a máquina esteja pronta e que o acabamento secundário e operações de inspeção estejam disponíveis. • A manufatura aditiva não irá competir com o forjamento com grandes matrizes abertas ou laminação de anéis. O processo volumoso de forjamento em matrizes abertas ou de laminação de anéis será mais econômico do que a manufatura aditiva. • Laminadores de anéis poderão explorar da manufatura aditiva para adicionar características discretas aos anéis (Figura 4). Os laminadores de anéis e projetistas de peças estão avisados de que devem monitorar os avanços da manufatura aditiva para alcançar esta capacidade. • A manufatura aditiva, eventualmente, irá competir com forjados com produção em pequena escala tanto de novas peças como na reposição de peças para os sistemas existentes. Os programas de gerenciamento de novos sistemas têm sempre focado na necessidade de peças com custo zero ou mínimo de ferramental. Os gerentes da cadeia de suprimentos têm sido relutantes quanto ao investimento em ferramental para peças de reposição, para uma produção pequena, especialmente quando o ferramental pode ser evitado utilizan-

do-se a manufatura aditiva. • A manufatura aditiva irá gerar inovações imprevisíveis. Alguns anos atrás, o nosso programa investiu no que se tornou a ProMetal. Nós construímos a base do conhecimento para a impressão 3D das matrizes de forjamento mas, o domínio não era necessariamente a implementação de uma rota ótima para aquela tecnologia. Ao invés disso, a ProMetal perseguia com vigor a impressão em 3D para moldes de fundição, exterminando a necessidade de modelos. Adicionalmente, a ProMetal integrou o fluxo de metal e modelos de solidificação dentro disto, o que é ideal para as fundições e os consumidores finais. • A manufatura aditiva poderia ser utilizada no reparo de ferramentas, endurecimento superficial e na introdução de novos e funcionais gradientes à superfície. Ao serem aplicados os materiais selecionados à superfície da ferramenta, teoricamente seria possível produzir uma matriz de forjamento com variáveis coeficientes de atrito. Em outras palavras, poderia se “desenhar” o coeficiente de atrito. Onde fosse necessário uma resistência ao fluxo, poderiam ser aplicadas superfícies com alto coeficiente de atrito e onde fosse necessária uma resistência ao fluxo menor, poderiam ser aplicados revestimentos com baixo coeficiente de atrito. • A manufatura aditiva poderia agir como uma ligação entre um protótipo e um forjado. Os fornecedores e projetistas das OEMs, Tier1 e Tier-2 são aconselhados a identificar e avaliar os caminhos para integrar a manufatura aditiva ao projeto e aquisições de processos. • Os processos subtrativos (“usinagem” no novo dicionário da manufatura aditiva) iriam dominar em peças de alumínio e de ligas projetadas para usinabilidade. • A manufatura aditiva necessitará de uma força de trabalho hábil, porém limitada – hábil, por se tratar de uma tecnologia de ponta e limitada porque as máquinas fazem a maior parte do trabalho. O crescimento do trabalho será nas áreas do projeto para a manufatura aditiva, pesquisas; sistemas de produção, instalação, serviço e reparo, e nas operações de acabamento da peças produzidas pela manufatura aditiva. Provavelmente estas etapas serão realizadas por pessoas orientadas tecnicamente e com altos níveis de treinamento. • Os projetistas aprenderão a projetar com metais anisotrópicos, não de forma diferente dos projetistas de compósitos. Os projetistas de peças metálicas já invocam a anisotropia para barras e placas trabalhadas mecanicamente. Os projetistas mais talentosos irão especificar as direções para aplicações, criando propriedades sob medida. Conclusões A manufatura aditiva não é algo para ser esperado para o futuro. Ela está aqui e agora. Então, mantenha-se “checando o seu seis” para evitar tornar-se um “espantalho” para a manufatura aditiva. Talvez você tenha até que “voar em formação” com a manufatura aditiva. O tempo irá dizer. Provavelmente eu estarei por aqui nos próximos cinco anos. Então, vamos ver como esta “luta de cães” ocorrerá. Agradecimentos Este trabalho foi preparado pelo programa FAST (Forging Advanced Systems and Technologies) financiado pela agência de logística de defesa, tanto no DLA (Defense Logistic Agency) Headquarter em Fort Belvoir, Virgínia, e no DLA R&D Contracting na Filadélfia, Pensilvânia. O autor Jon D. Tirpak é um colaborador frequente da revista Forge, tendo participado como keynote na FORGExpo 2011. É diretor executivo da FDMC e gerente do programa FAST. Ele pode ser contato pelo telefone 1 843-760-4346 ou pelo e-mail jon.tirpak@scra.org. Jan a Abr 2013 - www.revistaFORGE.com.br 27

Materiais para Forjamento: Ligas de Titânio

Materiais para Forjamento (Parte IV): Ligas de Titânio J. Walters, Scientific Forming Technologies Corporation; Columbus, Ohio, EUA C.J. Van Tyne, Colorado School of Mines; Golden, Colorado, EUA Nossa série de artigos em materiais para forjamento continua com outro metal não-ferroso – o titânio. Como em outros artigos desta série, será feita uma descrição geral das ligas de titânio, seguida por detalhes da sua composição química e microestrutura. Para completar este artigo serão apresentadas aplicações para os componentes de titânio forjados, questões sobre o seu forjamento e considerações especiais para os forjadores que lidam com as ligas de titânio

titânio (Ti) é o principal constituinte das ligas de titânio, no entanto elas podem conter quantidades significativas de outros elementos, que são adicionados por diversas razões metalúrgicas. A resistência das ligas de titânio frequentemente pode ser comparada à do aço, mas com a vantagem de possuir cerca de somente 60% do peso do aço. A menor densidade do titânio permite que estas ligas sejam utilizadas em aplicações nas quais é uma vantagem se ter menor peso. Assim como o ferro, o titânio puro tem duas estruturas cristalinas. Em temperaturas baixas a fase cristalina é chamada de alfa e tem estrutura hexagonal compacta (HC). Em temperaturas altas a fase sólida é chamada de beta e tem estrutura cúbica de corpo centrado (CCC). A temperatura na qual a estrutura se torna completamente beta é chamada de temperatura de transição beta. Com a adição de elementos de liga ao titânio, a temperatura de transição beta pode variar de cerca de 680°C até cerca de 1050 °C, dependendo da composição específica da liga. Classes e Composições Químicas O titânio atinge cerca de 70 a 100% da composição das ligas de titânio para forjamento. Os principais elementos que são adicionados ao titânio são: o alumínio (0 a 6%), o qual estabiliza a fase alfa; o estanho (0 a 6%), o qual estabiliza a fase alfa; o vanádio (0 a 13%), o qual é estabilizador da fase beta; o molibdênio (0 a 11%), o qual também estabiliza a fase beta; e o cromo (0 a 11%), o qual estabiliza a fase beta. De todos estes elementos de liga, somente o alumínio contribui para a diminuição da densidade da liga. Todos os outros elementos de liga comuns causam aumento da densidade, e um pequeno preço é pago no seu uso devido ao aumento do peso. A transição beta para o titânio puro é a 913°C. Os elementos estabilizadores da fase alfa provocam um aumento na temperatura de transição beta, ao mesmo tempo em que os elementos estabilizadores da fase beta provocam uma diminuição desta temperatura. As ligas de titânio são frequentemente classificadas em três categorias principais: alfa e próximo a alfa, beta e próximo a beta e alfa mais beta. Cada uma destas cate28

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gorias necessita de temperaturas e considerações sobre o forjamento específicas. As ligas de titânio mais comuns são o titânio comercialmente puro (Ti – CP), o qual está na classificação alfa, e o titânio com 6% de alumínio e 4% de vanádio (Ti-6Al-4V ou somente Ti-64), a qual é uma liga alfa + beta. Diferentemente dos aços e das ligas de alumínio, não há uma classificação sistemática para as ligas de titânio, as quais geralmente são referenciadas como Ti-seguido por uma fila de números. Os números indicam as porcentagens em peso dos vários elementos de liga. Por exemplo, Ti-13-11-3 é uma liga de titânio com 13% de vanádio, 11% de cromo e 3% de alumínio, que é uma liga beta com temperatura de transição beta de 675°C. Microestrutura A microestrutura da maior parte das ligas de titânio é uma mistura das fases alfa e beta. A temperatura de forjamento e o resfriamento após o forjamento tem uma forte influência na morfologia das duas fases dentro da microestrutura. Por exemplo, a Figura 1 mostra uma liga Ti-8Al-1Mo-1V que foi forjada a 900°C (abaixo da temperatura normal de forjamento desta liga) e resfriada ao ar. A transição beta para esta liga é de 1040°C. A fase branca é a alfa e a fase preta é a beta. Perceba que a fase alfa é a dominante sob estas condições. A Figura 2 mostra a mesma liga forjada a 1000°C e resfriada ao ar. Observe que a fase predominante sob estas condições é a fase beta. A Figura 3 é a mesma liga forjada a 1090°C com resfriamento muito rápido ao ar apresentando majoritariamente a fase beta, mas a fase alfa está alongada de uma forma frequentemente chamada de estrutura de cesta de tecer. A temperatura de forjamento neste último caso foi acima da temperatura de transição beta e a fase alfa precipitou na estrutura durante o resfriamento rápido. Cada condição de forjamento produz uma microestrutura diferente e, portanto, diferentes propriedades no componente forjado. Aplicação O titânio tem uma excelente combinação de alta resistência, baixa densidade, resistência à corrosão e habilidade para operar em tem-

Materiais para Forjamento: Ligas de Titânio

Figura 1. Liga Ti 8Al-1Mo-1V (próximo a alfa) forjada a 900 °C (abaixo da temperatura normal de forjamento). A região branca é a fase alfa e a preta é a fase beta. Utilizada com permissão da ASM Handbook, volume 2, 1990, p. 592-633

Figura 2. Liga Ti 8Al-1Mo-1V (próximo a alfa) forjada a 1000 °C (temperatura normal de forjamento). A região branca é a fase alfa e a preta é a fase beta. Utilizada com permissão da ASM Handbook, volume 2, 1990, p. 592-633

peraturas razoavelmente altas. As ligas de titânio forjadas são amplamente utilizadas em aplicações aeroespaciais. Apresentam benefícios estruturais devido à alta relação resistência / peso. Ventiladores e compressores em motores de turbina fazem uso extensivo do titânio devido à sua habilidade de trabalhar em temperaturas de até 430°C. Aplicações químicas e energéticas incluem válvulas e tubos em aplicações marítimas. A alta relação resistência /peso comparada aos aços faz com que o titânio seja desejável para tais aplicações. Os componentes de titânio também são utilizados em aplicações médicas para dispositivos de próteses como substitutos a articulações e fixadores cirúrgicos (parafusos e pinos) devido à sua resistência à corrosão e módulo de elasticidade serem próximos aos do osso humano. Equipamentos esportivos de alto desempenho também são feitos de ligas de titânio devido à sua alta relação resistência / peso. Os tacos de golfe caríssimos tem cabeça de titânio, as bicicletas de alta qualidade contém diversos componentes de titânio. A figura 4 ilustra algumas aplicações para as ligas de titânio. Forjamento das Ligas de Titânio Em geral, as ligas beta são mais fáceis de forjar do que as ligas alfa + beta e ligas alfa. As temperaturas iniciais de forjamento, para quebrar a estrutura do lingote, são mais altas que as temperaturas de forjamento intermediários, que são mais altas que as temperaturas finais de forjamento. O que é conhecido como forjamento convencional ocorre em temperaturas abaixo da transição beta, geralmente na região alfa + beta da liga. O forjamento da fase beta ocorre acima da temperatura de transição beta. O forjamento das ligas de titânio é mais desafiador do que o dos

Figura 3. Liga Ti 8Al-1Mo-1V (próximo a alfa) forjada a 1090 °C (resfriamento rápido ao ar). A região branca é a fase alfa e a preta é a fase beta. Utilizada com permissão da ASM Handbook, volume 2, 1990, p. 592-633

aços e das ligas de alumínio devido à necessidade de controle do processo. O controle da temperatura de forjamento é essencial para alcançar uma boa forjabilidade e produzir a microestrutura necessária para atingir as propriedades mecânicas em serviço. A temperatura não está limitada ao ajuste do forno, mas, precisa levar em conta o calor adiabático, resfriamento da matriz e perda de calor para o ambiente. O titânio pode amolecer rapidamente em temperaturas altas e com altas taxas de deformação, resultando em (algumas vezes de forma severa) escoamento localizado. Este tipo de defeito pode aparecer como uma dobra ou mesmo como uma trinca de forjamento. Assim, é comum que as ligas de titânio sejam forjadas com baixas taxas de deformação em prensas hidráulicas ou de rosca. O forjamento de ligas de titânio com martelo tem que ser realizado com muito cuidado e não é uma prática comum para a maioria das aplicações críticas. A Figura 5 apresenta as faixas de temperatura para o forjamento das ligas de titânio. A perda de calor pelo contato com as matrizes e com o ambiente é mais rápida para o titânio do que para os aços devido à sua menor capacidade térmica e menor densidade. Assim, a melhor técnica para o forjamento necessita de matrizes aquecidas ou forjamentos isotérmicos. Estes processos de forjamento são mais caros, mas podem prover um produto forjado melhor deste material de alto valor agregado. O forjamento com matrizes aquecidas e o forjamento isotérmico permitem que um componente seja forjado mais próximo da sua forma final, resultando em custos de usinagem mais baixos e menores perdas deste material que é caro. A figura 6 apresenta o fluxo de tensões de uma liga típica de titânio. As matrizes podem desgastar rapidamente quando fazem o forjamento de titânio, especialmente

Figura 4. As ligas de titânio são utilizadas para uma variedade de componentes para aplicações críticas e alto desempenho. Alta resistência e baixo peso são críticos para estruturas de aeronaves. A habilidade para resistir as altas temperaturas faz com que o titânio seja ideal para ventiladores e compressores de motores de turbinas aeroespaciais. A resistência à corrosão é importante para aplicações energéticas e biomédicas. Equipamentos esportivos de alta qualidade são uma excelente aplicação Jan a Abr 2013 - www.revistaFORGE.com.br 29

Materiais para Forjamento: Ligas de Titânio

Tratamento de Solubilização seguido por Têmpera Precipitação (Envelhecimento)

Faixa de Operação - 20˚

260˚

540˚

815˚ Temperatura, ˚C

1090˚

forjamento a quente

conformação a frio

Faixa de Fusão 1400˚

1650˚

Faixas de Temperatura: Ligas Alfa: 1010 a 1090 °C Alfa + Beta (ou Beta): 950 a 1050 °C Beta: 1010 a 1050 °C

Figura 5. Faixas de temperaturas típicas para as ligas de titânio em serviço, forjamento e tratamento térmico

quando os forjados são próximos da forma final. Quando o forjamento de titânio é feito acima de 600°C e ao ar, pode ser formada uma camada de óxido superficial e o oxigênio pode se difundir para dentro do componente. Esta condição da superfície é chamada de superfície alfa e deverá ser removida antes do componente ser colocado em serviço. Na maioria das ligas, a camada alfa tem menor dutilidade e está sujeita a trincas superficiais de moderadas a altas. Há disponível comercialmente alguns recobrimentos para ajudar na lubrificação e criar uma barreira para o oxigênio. O controle do processo de recobrimento, incluindo o pré-aquecimento e a limpeza da superfície, é a mais complexa a ser considerada, ou o recobrimento pode se tornar inútil.

utilizadas temperaturas mais altas para as ligas de titânio. Os componentes forjados de ligas de titânio são caros. A matéria prima é cara e é necessário bastante energia e cuidado no processamento para produzir um tarugo adequado para o forjamento. Os custos com o forjamento são altos devido as necessidades de controle do processo. Os custos com usinagem são uma ou duas ordens de grandeza mais altas do que para a usinagem do alumínio. O desgaste das ferramentas durante a usinagem também é uma questão que deve ser considerada no forjamento. O calor gerado durante a usinagem excede aquele removido por condução. Assim, são necessários refrigerantes mais eficazes. Outras questões durante a usinagem incluem a reatividade química, a camada alfa frágil, a geração de calor causando a degradação das ferramentas de corte e uma reação entre as ferramentas quentes e a superfície da peça, tudo isto resulta em custos de usinagem mais altos.

Frio

Stress, ksi

120

Quente

Tensão

Figura 6. O fluxo de escoamento típico para as ligas de titânio exibem um amolecimento significativo e sensibilidade à taxa de deformação no forjamento a quente. As linhas tracejadas representam taxas de deformação mais altas. Próximo ou à temperatura ambiente observa-se menor dutilidade

Processamento das Ligas de Titânio É importante levar em consideração que tanto as ligas alfa + beta quanto as ligas beta podem ser tratadas termicamente após o forjamento para se obter uma variedade de resistências. O tratamento térmico é um processo em dois estágios. O tratamento inicial de solubilização é realizado em altas temperaturas e tem o objetivo de obter a fase beta, e um segundo tratamento, realizado em temperaturas mais baixas é utilizado para precipitar a fase alfa na matriz de beta. Este segundo estágio é chamado de envelhecimento. O processo de tratamento térmico é similar ao tratamento térmico aplicado às ligas de alumínio, apesar de serem 30

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Sumário Neste segundo artigo sobre o forjamento de materiais não-ferrosos, nós exploramos as ligas de titânio. Assim como o alumínio, estes tipos de ligas são utilizados em componentes onde são importantes alta resistência e baixo peso, frequentemente com resistência à corrosão e tolerância para operações em altas temperaturas. O titânio é um material versátil e de alto desempenho utilizado em diversas aplicações críticas de serviço. As ligas de titânio disponíveis comercialmente precisam ser forjadas com cuidado. Em nosso próximo artigo exploraremos o forjamento das superligas. Agradecimentos Agradecemos o suporte da PRO-FAST Program a este trabalho. O PRO-FAST Program é possível graças à dedicada equipe de profissionais que representam tanto o Departamento de Defesa quanto a indústria dos EUA. Estes colaboradores estão determinados a assegurar que a nação da indústria do forjamento esteja posicionada para os desafios do século 21. Os membros principais da equipe incluem: R&D Enterprise Team (DLA J339), Logistics Research and Development Branch (DLS-DSCP) e a Forging Industry Association (FIA). Este trabalho foi originalmente preparado para o curso FIA Theory & Applications of Forging and Die Design oferecido pela Scientific Forming Technologies Corporation. O co-autor Dr. Chet Van Tyne é professor dos FIERF, Departamento de Engenharia Metalúrgica, Colorado School of Mines, Golden, Colorado, EUA. Ele pode ser contato pelo telefone 1 303-273-3793 ou e-mail cvantyne@ mines.edu. O co-autor John Walters é vice presidente do Scientific Forming Technologies Corporation, Columbia, Ohio, EUA. Pode ser contato pelo telefone 1 614-451-8330 ou e-mail jwalters@deform.com.

Têmpera por Indução de Anéis

Têmpera por Indução de Anéis e Mancais de Grande Porte Stefan Dappen e Dirk M. Schibisch – SMS Elotherm GmbH; Remscheid, Alemanha, J. Machado Jr. - SMS Elotherm, Brasil Quando o objeto fica enorme, pesado e difícil... mancais e anéis muito grandes são necessários para transportar cargas pesadas e os seus torques resultantes. Aplicações típicas incluem máquinas em geral, equipamentos para mineração, naval, aeroespacial, militar e de construção, bem como tecnologias de energia eólica onshore e offshore. Estes componentes são submetidos a tensões altas e, portanto, são temperados por indução para aumentar a sua resistência dinâmica e a sua resistência ao desgaste

radicionalmente, a cementação tem sido utilizada para endurecer peças muito grandes, tais como anéis giratórios, engrenagens de coroas e pistas das esferas de rolamento dos mancais. O processo de cementação é simples e bem entendido há muitas décadas.

Da Camada Cementada para a Têmpera por Indução Apesar deste bom entendimento, um número cada vez mais crescente de fabricantes está aumentando ou substituindo os seus processos de cementação com têmpera por indução, no qual a estrutura metalúrgica da superfície do material é transformada (endurecida) por uma sequência muito bem controlada de aquecimento rápido da superfície, seguida de um resfriamento rápido (têmpera). As vantagens práticas da têmpera por indução incluem: Mínima distorção da peça - A têmpera por indução aquece somente a superfície da peça de trabalho. É evitado o aquecimento de toda a peça. A distorção é minimizada pela rápida sequência de aquecimento / resfriamento, reduzindo assim a necessidade de procedimentos caros e demorados de usinagem e desempeno. Propriedades metalúrgicas superiores - O aquecimento da peça é limitado à sua área superficial, e é realizado um ciclo curto. Evita-se o crescimento de grão indesejado. Maior produção - Com ciclos com tempos curtos (minutos em vez de horas ou até mesmo dias) a têmpera por indução fornece maior produtividade e fabricação simplificada. Equipamento com base compacta - A têmpera por indução requer menos espaço de chão de fábrica. O processamento do anel num plano vertical ou próximo ao vertical reduz o espaço utilizado pelo equipamento. Capacidade para temperar peças extremamente grandes - A têmpera por indução pode tratar peças bastante grandes (por exemplo, anéis com 6 metros de diâmetro). Flexibilidade na programação de produção - Como o forno de microondas da sua cozinha, o aquecimento por indução pode ser ligado ou desligado instantaneamente, sem a necessidade de longos ciclos de aquecimento e resfriamento. Os planejadores de produção tem maior liberdade durante a programação de diversos lotes pequeno e de peças únicas. Controle de qualidade on-line - Uma característica dos sistemas de indução modernos é que possuem sistemas de monitoramento de energia e verificadores de dureza para um processo de controle

da qualidade on-line de cada uma das peças enquanto a mesma está sendo processada. Redução no consumo de energia - O aquecimento para a têmpera por indução, de forma primária, aquece a superfície e não toda a peça. O ciclo de aquecimento é necessariamente mais curto e o consumo total de energia é pequeno. Baixas emissões - A têmpera por indução não produz emissões de CO2. Princípios da Têmpera por Indução A têmpera por indução é constituída por duas etapas de processo: aquecimento seguido de resfriamento rápido (têmpera) com um fluido de têmpera. O aquecimento é provocado pelo fluxo de corrente alternada através de uma bobina (algumas vezes chamada de indutor) que é dimensionada e configurada de acordo com a peça de trabalho. A corrente alternada na bobina gera um campo magnético alternado correspondente que, por sua vez, induz correntes de Foucault (ou correntes parasitas) no interior da peça de trabalho. Essas correntes parasitas produzem calor no interior da peça. A profundidade de aquecimento é inversamente proporcional à frequência de corrente da bobina. Frequências mais altas produzem um aquecimento mais superficial na peça. Este fenômeno muito útil é conhecido como efeito pelicular. O calor é originado no interior da própria peça, e não tem que ser transferido para a superfície da peça de trabalho por meio de radiação ou de convecção. O período de aquecimento é, por consequência, de curta duração (por exemplo, poucos segundos), e evita-se o aquecimento indesejado do núcleo da peça (Figs. 1 e 2). Antes de ser endurecida, a superfície da peça de aço contém uma mistura de ferro - (ferrita) e cementita (Fe3C) a temperatura ambiente. A bobina de indução aquece a superfície do material a uma temperatura de pelo menos 723°C (a temperatura eutetóide), fazendo com que a ferrita se transforme em ferro - (austenita). O aço é, portanto, “austenitizado”. Ao mesmo tempo, o carbono da cementita se dissolve na austenita, pois o carbono tem uma solubilidade muito maior na austenita do que na ferrita. Este carbono dissolvido na austenita é essencial, pois a peça de aço deve conter pelo menos 0,02% de carbono para ser endurecida. Na etapa seguinte do processo - a têmpera - o aço austenitizado é resfriado rapidamente a uma taxa controlada. Este resfriamento rápido impede a difusão dos átomos de carbono e a retransformação na mistura original das fases ferrita e cementita. Os átomos de Jan a Abr 2013 - www.revistaFORGE.com.br 31

Têmpera por Indução de Anéis

∼

0.37 • Jo

37%

100%

I1∼

Φ∼

r ς

IK∼

Figura 1. Princípio da Indução – Um campo magnético alternado induz correntes de foucalt aquecendo abaixo da superfície da peça

Figura 2. Efeito Pelicular - Frequências mais altas são utilizadas para concentrar o calor próximo à superfície e longe do centro da peça

carbono dissolvidos na austenita ficam “presos” na ferrita, fazendo com que a ferrita originalmente com estrutura cristalina cúbica de corpo centrado (CCC), se deforme, formando uma estrutura tetragonal de corpo centrado (TCC), que é a martensita. A diferença de temperatura e a velocidade de resfriamento, a qual pode ser controlada através da seleção do correto meio de resfriamento (tal como o óleo, ou água com aditivos de polímero), determinará o nível de formação de martensita. Quanto mais rápido o resfriamento abaixo da temperatura de transformação martensítica, mais martensita será produzida. A martensita fresca é uma fase dura e frágil. O revenimento (aquecimento controlado em temperaturas moderadas, por períodos de tempo definidos) reduz esta fragilidade e confere ao aço a combinação desejada de resistência mecânica, dureza e tenacidade. Métodos Convencionais de Têmpera por Indução para Anéis Grandes e Pista das Esferas do Mancal Têmpera Descontínua: Com o método descontínuo de têmpera completa por indução, a peça inteira pode tanto passar por um ou mais indutores estacionários ou por uma volta completa de 360 graus pelas interfaces do anel indutor. A superfície da pista do mancal de rolamento é aquecida inteira à temperatura apropriada de austenitização seguida de um resfriamento rápido da superfície inteira. A têmpera pode ser feita submergindo a peça de trabalho em um banho ou utilizando bicos de pulverização que são integrados aos indutores e adaptados para as necessidades do processo. O processo de têmpera descontínua é mais adequado para peças de trabalho com um diâmetro inferior a 2 metros. A potência elétrica necessária para o aquecimento por indução cresce quadraticamente com o diâmetro da peça. Por exemplo, uma têmpera descontínua de um anel de dois metros de diâmetro exigiria cerca de 1,6 MW de potência. Comparado com o método contínuo de têmpera, o processo descontínuo, devido à sua alta potência, é muito rápido, normalmente medido em segundos. Têmpera Contínua com uma Zona Macia Remanescente: O método de têmpera contínua com uma zona remanescente tem sido um processo padrão para a têmpera de grandes pistas de mancais simples ou multi-pistas. O conjunto indutor / spray é estacionário enquanto que o anel gira com uma velocidade tangencial baixa e constante passando pelo indutor. Uma pequena zona macia (área não endurecida) permanece necessariamente ao final do percurso. 32

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Figura 3. Equipamento para têmpera de anéis para mancais de até 6 metros (projeto de inclinação)

Com uma potência de 100 kW, uma pista de rolamento de 3 metros de diâmetro, pode ser endurecida em menos de uma hora (Fig. 3). Novas Técnicas para a Têmpera Contínua sem Zona Macia: Devido à sua zona residual, a tradicional têmpera contínua é inadequada para componentes sujeitos a aplicações críticas, com requisitos

Têmpera por Indução de Anéis rigorosos em relação ao polimento e a cargas pesadas, tais como: Sistemas com vibração ultra-baixa (por exemplo, tecnologia para imagens de ressonância magnética) Sistemas submetidos a altas tensões mecânicas (por exemplo, máquinas para sistemas de perfuração de túneis) Sistemas onde é necessária uma rotação contínua ou onde há condições ambientais desafiadoras, sem possiblidade de manutenção, requerem uma vida útil elevada (por exemplo, turbinas eólicas, usinas marítimas e plataformas de petróleo) A cementação é limitada por ser um processo que necessita de fornos grandes e tempos longos de processamento. O sistema de têmpera por indução descontínua é impraticável devido à sua exigência de altas potências. É necessário um método melhor de tempêra para endurecer de forma eficiente e confiável peças muito grandes, como anéis de alto valor. Em resposta a esta necessidade, um processo de têmpera contínua arbitrária para anéis de grandes dimensões sem a presença de zonas macias foi desenvolvido e patenteado. [1] Este processo difere do método contínuo convencional principalmente pela localização inicial e final do aquecedor, as etapas são realizadas evitando-se o revenimento indesejado e mudanças microestruturais na zona endurecida. Comparando-se este processo com o processo de têmpera por indução descontínua, um anel com 6 metros de diâmetro pode ser processado com um sistema de 200 kW, que é 1/8 da potência que seria necessária no processo descontínuo. Em contraste com a cementação, que necessitaria de centenas de horas, o tempo necessário para o processo de têmpera por indução contínua (menos de 2 horas) é desprezível. Além disso, a operação de desem-

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MARTELOS PROGRAMÁVEIS (PLC), SIMPLES E DUPLO EFEITO MARTELETES MARTELOS PRENSAS MECÂNICAS RECALCADORA DE TUBOS RECALCADORAS UNIVERSAIS ROLOS LAMINADORES TREFILADORAS PEÇAS DE REPOSIÇÃO REFORMA DE MÁQUINAS ASSISTÊNCIA TÉCNICA TROCA RÁPIDA DE FERRAMENTA

peno, a qual é cara e demorada, utilizada para eliminar a distorção causada pela cementação pode ser completamente evitada. Com tempos de preparação (setup) mínimos é possível fazer a têmpera tanto no diâmetro interno quanto no externo das peças em um mesmo equipamento. Os fabricantes de grandes anéis para rolamentos com pequena produção apreciam esta flexibilidade e liberdade para processar peças diversas, mantendo os custos dos equipamentos no mínimo. Características da Têmpera Contínua por Indução sem Zona Macia ou Residual A têmpera contínua por indução sem zona residual (zona não-temperada) requer a montagem de dois indutores, cada um composto por um indutor e uma cabeça de pulverização. Os indutores são estreitos para criar uma zona de têmpera compacta. O concentrador de fluxo foca no campo magnético para a têmpera de um único lado. Início da Sequência A montagem do indutor é realizada em uma orientação do tipo back-to-back e é então energizada com fontes de alimentação independentes. Ambos os conjuntos andam lado a lado na mesma direção em uma distância curta. Um dos conjuntos inverte a sua direção e, então, o conjunto do indutor passa a seguir na direção oposta. Esta técnica evita a formação de uma zona macia na posição inicial (Fig. 4). A Figura 5 mostra o resultado da têmpera com a camada atacada e com dois passes de têmpera ao longo do eixo da peça de trabalho, a 0,5 mm e 5 mm de profundidade, após o resfriamento. O local de partida ainda é reconhecível, e pode-se ver que toda a área foi temperada com uma profundidade de camada relativamente constante.

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Têmpera por Indução de Anéis

900 800

Linha Central

Dureza, HV1

700 600

0.5 mm profundidade

500

5 mm profundidade

400 300 200 100 0 0 20 40 60 80 100 120 Posição, mm

Figura 4. Ilustração da instalação de um indutor com concentrador de fluxo e cabeças de pulverização durante a sequência inicial

Figura 5. A seção polida e a profundidade temperada de um segmento de um anel após a sequência inicial mostrando a têmpera uniforme sem a zona macia

Sequência Final Assim como na sequência inicial, a sequência final depende de um controle preciso das pulverizações de têmpera e de um bom controle da movimentação dos indutores e borrifadores para atingir uma profundidade de camada uniforme, sem nenhuma zona macia ou residual na posição final (Figs. 6 e 7). A superfície do mancal precisa atender aos requisitos rigorosos de operação para altas cargas e ser lisa.

ciência energética, emissões de CO2 e tempos de processo extraordinariamente longos. A têmpera por indução contínua sem zona macia conecta os métodos convencionais de têmpera e a crescente demanda por mancais muito grandes sujeitos a solicitações de carga elevada, baixo ruído e vida útil mais longa. Referências 1. SMS Elotherm Patent DE 10 2006 003 014 B3, Process for hardening a closed curve shaped workpiece 2. SMS Elotherm Patent EP 0 427 879 B1, Fixture and process for inductive workpiece heating 3. SMS Elotherm Patent DE100 34 357 C1, Process and fixture for hardening of component surfaces

Sumário A têmpera por indução já se provou eficaz na fabricação de peças de alto valor, como os grandes anéis para rolamento. A energia eólica, certamente deve parte do seu sucesso às superfícies dos seus mancais e dentes de engrenagens endurecidos. Sem os benefícios da têmpera por indução, os equipamentos de construção e de mineração iriam desgastar-se rapidamente, e os esforços militares e aeroespaciais implicariam em riscos inaceitáveis. Métodos alternativos de têmpera para anéis e mancais grandes precisam lidar com distorções, pontos macios, crescimento de grão, dimensões do forno, efi-

Para mais informações contate José Machado Jr., Gerente Geral da SMS-Elotherm Brasil, 11 4181-9191 ou j.machado@sms-elotherm. com.br e Dirk M Schibisch, Vice Presidente de vendas da smsElotherm Gmbh.

900

Linha Central

800 700 Dureza, HV1

600 500

0.5 mm profundidade 5 mm profundidade

400 300 200 100 0 0

60 80 Posição, mm

100

120

140

Figura 6. Movimento do indutor e montagem do pulveri- Figura 7. O resultado da sequência final da têmpera por indução é um zador durante a sequência final da têmpera por indução endurecimento uniforme e sem camada macia

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Forging Materials: Titanium Alloys Simulação de Forjamento Qual o Próximo

Passo no Desenvolvimento da Simulação de Forjamento? John Walters Scientific Forming Technologies Corporation; Columbus, Ohio, EUA Nas últimas décadas, a simulação computacional de processos de forjamento passou de uma técnica de laboratório promissora a uma etapa dominante na concepção e execução de projetos de forjamento e das ferramentas utilizadas para produzí-los. Saiba mais sobre para onde esta tecnologia está sendo direcionada

urante as últimas três décadas, a simulação do processo de forjamento tem se tornado uma ferramenta convencional. Inúmeras histórias de sucesso têm sido relatadas por empresas ao redor do mundo. As aplicações incluem o preenchimento das matrizes, a formação de defeitos, a falha de ferramentas e uma otimização geral do processo. Inicialmente, a ideia era simular uma operação de forjamento independentemente do seu histórico anterior. A distinção entre o forjamento de um fundido ou de um material já trabalhado mecanicamente foi capturado pelo modelo das tensões de escoamento (flow stress model). Este método empírico foi, em geral, um sucesso. Muito rapidamente, a sequência de operações passou a ser modelada porque um problema de produção pode ocorrer ainda nas etapas iniciais do processamento. Os modelos para forjamento a quente utilizam um modelo não-isotérmico e a transferência de calor entre as operações para capturar a influência da temperatura nas tensões de escoamento da peça. A progressão da deformação a frio precisaria ser analisada para levar em conta o encruamento do material. No início da década de 90, vários processos necessitavam da simulação de processos sequenciais de diferentes origens. Isto abriu o tópico para uma integração vertical. Recentemente, pesquisadores e usuários de programas de simulação migraram para a simulação da cadeia completa de produção. Para a maior parte, o desenvolvimento da geometria é algo já maduro nos programas atuais. Por outro lado, os modelos para as microestruturas ainda são uma fonte de esforço considerável e contínuo.

Figura 1. Uma simulação típica de forjamento na qual a simulação se aproxima muito da produção atual de peças (Cortesia da LC Manufacturing Inc.)

Processo Unitário A simulação de uma operação de forjamento individual já era algo notável há 20 anos. A simulação é tipicamente utilizada para prever o preenchimento da matriz, os defeitos, as cargas de forjamento e as tensões na matriz. Ao mesmo tempo em que madura, esta tecnologia ainda é relativamente nova para algumas forjarias pequenas ou para aquelas nas quais as peças e processos parecem ser muito simples. A otimização do processo de forjamento utilizando simulação é um salto quântico a partir das ferramentas de desenvolvimento disponíveis há 25 anos, as quais eram criatividade, experiência e tentativas. A Figura 1 mostra uma sequência típica de forjamento na qual a simulação (esquerda) corresponde com as peças produzidas com uma precisão excelente. Processo Sequencial Durante os anos iniciais, estava claro que a simulação do forjamento precisaria incluir a influência das operações anteriores. Quando uma peça era aquecida em um forno e ocorria um excesso de tempo para transferência para prensa ou martelo, era necessário incluir modelos de transferência de calor transiente para estabelecer o gradiente térmico na peça antes do forjamento. Na conformação a frio, a simulação das operações de desbaste antes da conformação capturava a deformação plástica que influenciava no encruamento.Em ambos os casos, as operações prévias poderiam ter uma influência significativa na carga prevista e no fluxo do metal, mas isto era tratado somente de forma superficial. Eventos durante a fusão ou o vazamento do tarugo poderiam influenciar o forjamento. A taxa de resfriamento da prensa poderia modificar as propriedades mecânicas ou tensões residuais da peça final. Mudanças na pré-forma poderiam influenciar dramaticamente uma ou mais propriedades mecânicas pós o tratamento térmico. Processo em Cadeia Um processo em cadeia típico de peças forjadas se inicia com o lingote fundido. Normalmente, o lingote é processado termo-mecanicamente para refinar o grão, quebrar a estrutura segregada formada durante a solidificação e desenvolver um tamanho adequado para as operações subsequentes de conformação. Isto geralmente é realizado por uma combinação do forjamento com matriz aberta (desbaste ou GFM), laminação ou extrusão. As operações primárias do forjamento podem incluir o forjamento, a conformação a frio, a laminação ou uma combinação destes processos. A parte mais crítica do serviço é o tratamento térmico e a usinaJan a Abr 2013 - www.revistaFORGE.com.br 35

Forging Materials: Titanium Alloys Simulação de Forjamento

Forjamento

Tratamento térmico

Ligação Mecânica

Usinagem Teste de empuxo

Desbaste Conformação a frio

Fundição

Aquecimento ao forno

Soldagem por Inércia

Fresagem

Vida

Extrusão

Laminação

Laminação de anéis

Conformação de chapas

Aquecimento indutivo

Soldagem por Pontos

Aquecimento

Soldagem por

resistivo

Atrito

Distorção na Usinagem

Teste de rotação

Figura 2. Processos alternativos para produção

gem antes da colocação no sistema final. Outras operações possíveis podem incluir a soldagem ou junções mecânicas. Por fim, a peça final estará em serviço. O desempenho em serviço é o resultado da geometria da peça e propriedades mecânicas, as quais incluem resistência, tenacidade e resistência à fadiga. As propriedades mecânicas estão diretamente relacionadas com a microestrutura, que é dependente do processo de produção para uma dada composição química. A Figura 2 apresenta uma ilustração dos processos alternativos comuns. A expectativa para os próximos anos é de que haja a capacidade de se modelar o desenvolvimento da geometria, as tensões residuais e a microestrutura a partir da fundição até a aplicação final. A OEM estará então em condições de incluir tudo isto nas previsões de vida do sistema. Ele também irá fornecer aos fabricantes a

oportunidade de avaliar projetos relativos à vida da peça em serviço ao invés de simplesmente otimizar uma ou mais operações. Exemplos de Modelagem com Materiais Atuais Durante as operações de forjamento e tratamento térmico podem ocorrer tanto o crescimento quanto o refinamento dos grãos. O crescimento de grão ocorre em temperaturas elevadas e tempos longos. Seu potencial termodinâmico é a redução da energia de contorno de grão (conforme o grão cresce a sua área superficial por volume diminui, diminuindo a energia total do sistema). O refinamento de grão ocorre devido à recristalização. O potencial termodinâmico para a recristalização é a redução na densidade de discordâncias geradas durante a deformação. A recristalização é iniciada assim que

Simulação: ASTM 3 a 6,5 Com 0 a 100% REX (recristalização?) Produção: ASTM 3 a 8 Estrutura duplex

Simulação: ASTM 6 a 7 Produção: ASTM 6 a 7

Simulação: ASTM 4,5 a 6 Produção: ASTM 5,5 a 6,5

Simulação: ASTM 6,5 a 8,5 Produção: ASTM 7 a 8 Com 15% de ASTM 5

Simulação: ASTM 6 a 7 Produção: ASTM 6 a 7

Simulação: ASTM 5,5 a 7,5 Produção: ASTM 6 a 7

Figura 3. A simulação também pode ser utilizada para prever as propriedades microestruturais das peças forjadas acabadas

- Jan a Abr 2013

Forging Materials: Titanium Alloys Simulação de Forjamento a energia crítica é atingida, pode ser durante a deformação (“recristalização dinâmica”), imediatamente após a deformação (“recristalização metadinâmica”), ou após a deformação durante um período prolongado de aquecimento (“recristalização estática”). Os modelos implementados para prever os tamanhos de grão estão disponíveis na forma de equações empíricas validadas para a temperatura, deformação e taxa de deformação envolvidas no processo de forjamento. O método mais comum é a equação de Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov (JMAK). Este é um modelo fenomenológico com uma constante que está relacionada com a nucleação dos grãos recristalizados e uma constante relacionada com o crescimento destes grãos. A equação, então, prevê a fração volumétrica de grãos recristalizados em função da deformação ou função do tempo após a deformação. Este método foi validado como uma ferramenta de engenharia, mas, necessita de re-calibração para levar em consideração as mudanças na produção do tarugo. Um exemplo da modelagem de tamanho de grão, utilizando o DeformTM-2D da Carmel Forge, em um disco de turbina Waspaloy é mostrado na Figura 3, com uma boa correlação entre a microestrutura prevista e a medida. Como um exemplo a parte, a previsão de uma trinca de têmpera durante o tratamento térmico é um desafio. Durante o Programa PRO-FAST (patrocinado pela DLA - Defense Logistics Agency) em 2005, uma equipe investigava uma trinca formada no eixo de comando (Figura 4) utilizado no helicóptero Sikorsky Blackhawk. Estava ocorrendo uma alta taxa de sucateamento deste componente devido a trincas de origem desconhecida. Foi conduzida, então, uma análise completa do processo de forjamento, e nada foi observado no processo ou na simulação que indicasse que a trinca estava ocorrendo durante o forjamento. Por outro lado, uma simulação do tratamento térmico previu altas tensões durante a têmpera (em vermelho na Figura 4b). A investigação foi bem completa, e todos os envolvidos ficaram convencidos de que a fratura estava se iniciando durante a têmpera. Infelizmente, a falta de um modelo conciso (e de um critério) não permitiu que o projeto tivesse maior sucesso. Como um exemplo final, a modelagem das distorções na usinagem é uma prática em aplicações industriais nas quais são modeladas superfícies assimétricas em 2-D. O tratamento térmico (especialmente a têmpera) induz tensões residuais significativamente

Figura 4. Investigação de uma peça de helicóptero trincada (a); determinação por simulação computacional das altas tensões de têmpera como a causa da trinca (b)

Figura 5. Simulação prevê que a tensão residual (vermelho é mais elevado) de uma têmpera lenta (a) e uma têmpera rápida (b) em um disco de turbina forjado

Figura 6. Remoção de material durante a usinagem no disco temperado lentamente (a) mudando campos de tensão e geometrias (b) Jan a Abr 2013 - www.revistaFORGE.com.br 37

Forging Materials: Titanium Alloys Simulação de Forjamento

Figura 7. Simulação sequenciada da calandragem de uma pela forjada. O processo de calandragem está em cinza. O vermelho indica maiores tensões residuais

grandes em discos para aplicações em turbinas. Isto é ilustrado por uma superliga à base de Ni. Após o forjamento, o disco é submetido a um tratamento térmico de solubilização e temperado. Para ilustrar o efeito da taxa de resfriamento nas tensões residuais, modelou-se com o DEFORM-2D uma têmpera lenta (Figura 5a) e uma têmpera rápida (Figura 5b). Como esperado, as taxas de resfriamento maiores produziram tensões residuais de tração significativamente mais altas no disco temperado. Na figura 5, as tensões de compressão estão apresentadas em verde e as de tração em vermelho. Após o tratamento térmico, são aplicados múltiplos passes de usinagem para alcançar as dimensões e formas da peça final. A cada passo o material é removido, resultando em mudança nos campos de tensão e na geometria (Figura 6a e 6b). Esta distorção é resultado da busca do disco por um novo equilíbrio após a remoção de material. Após a usinagem completa, as tensões residuais foram mais altas nos discos que foram temperados com taxas de resfriamento mais altas. As tensões residuais no componente final afetarão o desempenho da peça em serviço. Resultados experimentais mostraram que quanto mais rápida a têmpera, maior deveria ser a tensão residual e, portanto, maiores as distorções durante a usinagem. Isto é exatamente o que foi observado na simulação. A deflexão no disco com têmpera rápida foi 5 vezes maior do que a observada no disco temperado com taxas de resfriamento menores. Neste exemplo, a abertura de fendas por calandragem foi simulada após o tratamento térmico. Para prever a distorção final, foi considerado o tratamento termo-mecânico que havia sido aplicado ao material. O disco assimétrico foi inicialmente forjado, solubilizado e temperado. Os passes de usinagem foram então modelados em 2-D para representar a usinagem das superfícies superior e inferior, assim como o furo no diâmetro interno. As fendas por calandragem nas margens do disco necessitaram de uma modelagem em 3-D. Para esta operação os resultados em 2-D foram convertidos em um modelo 3-D. Quando a primeira fenda foi usinada, as distribuições das tensões residuais foram alteradas, causando distorções na área das fendas. Cada fenda subsequente modificou os campos de tensões e o modelo de distorções que se seguiram. Ao mesmo tempo em que este é um modelo geometricamente simples, ele representa um passo no desenvolvimento que conduzirá a simulação das distorções durante a usinagem para peças mais complexas no futuro. Limitações na Modelagem de Materiais Durante as últimas 3 décadas, a simulação do forjamento passou por uma transição de onde se gastavam semanas para configurar e rodar uma peça assimétrica simples (redonda) em computadores caríssimos para uma condição onde uma modelagem em 3-D de uma operação de forjamento complexo é feita em horas em um desktop. Apesar deste progresso fantástico, a modelagem dos mate38

- Jan a Abr 2013

riais ainda está na sua infância. Na maioria das aplicações os dados são um fator crítico, pois os modelos de materiais necessitam significativamente mais de dados do que aqueles utilizados para as operações de forjamento. Quando os dados não estão disponíveis, é frequente a necessidade de calibração e uma sintonização do modelo após os ensaios. Fontes de ensaios qualificados também são limitadas. Eventos probabilísticos são comuns quando se faz a modelagem do material. Uma vez que a carga de forjamento é prevista, cada peça será forjada com a mesma carga (ou energia) com alguma tolerância para as variações do processo como a temperatura da matriz, lubrificação ou transferência do forno. No mundo dos materiais, uma peça em 10 (ou 100) talvez trinque. Efeitos ocasionais de grãos grandes podem influenciar as propriedades mecânicas. O mundo da modelagem dos materiais é cheio de probabilidades. Muitos processos ainda não são entendidos por completo em um nível macroscópico. A fratura dúctil durante a deformação pode ser explicada no nível das discordâncias, mas, os modelos disponíveis para danos estão limitados a uma ferramenta para previsões. A previsão das trincas de têmpera durante o tratamento térmico permite um melhor entendimento e quantificação do início da trinca. Estas limitações impedirão aplicações gerais mais complexas no curto prazo. Por outro lado, é apenas uma questão de tempo até que exemplos muito mais interessantes sejam relatados, porque está sendo trabalhado neste campo de forma agressiva e em diversas frentes. O Futuro De forma estratégica, o governo federal dos EUA está promovendo uma iniciativa no genoma dos materiais (Materials Genome Initiative) em conjunto com o Departamento de Defesa, a Fundação Nacional de Ciências, laboratórios nacionais e o Departamento de Energia. Isso irá permear o mundo dos projetos para um futuro previsível. Mais de 60 empresas e universidades prometeram apoio. Taticamente, as empresas líderes estão conduzindo o conjunto com suas ferramentas de simulação e problemas atuais de produção. A modelagem de materiais e dados para apoiar estes esforços são elementos-chave para ambos. Os fornecedores de programas comerciais estão trabalhando de forma ativa para tornar os modelos de materiais em aplicações maduras. Pesquisadores e analistas estão puxando novas capacidades para além de seus limites. Isto me remete aos anos de 1980, quando os modelos para forjamento estavam começando a ser desenvolvidos. O autor John Walters é vice-president do Scientific Forming Technologies Corporation, Columbia, Ohio, EUA e é um colaborador frequente da Revista FORGE. Ele pode ser contatado pelo telefone 1 614 - 451-8330 ou e-mail jwalters@deform.com.

Forging Materials: Titanium Alloys Simulação de Forjamento

Jan a Abr 2013 - www.revistaFORGE.com.br 39

Aproveitamento de Calor Residual

Termoeletricidade de Seebeck Aplicada no Forjamento a Quente Alexandre Polozine, Dr. em Engenharia; Tiago C. A. Colombo, Engenheiro; Lírio Schaeffer, Prof. Dr.-Ing. - LdTM UFRGS - Porto Alegre/RS Este artigo apresenta uma revisão sobre o histórico de desenvolvimento de tecnologias alternativas de geração de energia e apresenta os conceitos básicos de uma nova tecnologia de aproveitamento de calor residual liberado dos processos de forjamento a quente. Esta nova tecnologia tem a perspectiva de reduzir os custos energéticos e diminuir o impacto ambiental causado pela liberação de calor residual em processos industriais

esperdício de energia térmica no processo de forjamento a quente ocupa uma posição importante entre os principais processos de fabricação de peças metálicas. Durante milênios e até numa época recente, o forjamento de metais e suas ligas era a base sólida para o progresso tecnológico da humanidade. A temperatura inicial de forjamento a quente é elevada devido a necessidade de deformação plástica dos materiais forjados com a força mínima de conformação, e, no caso de forjamento de aços, pode ultrapassar os 1200°C. As perdas térmicas que acompanham os processos de forjamento a quente, de escala industrial, são enormes. Uma das forjarias mais modernas, a empresa Dana (Gravatai-RS), joga no ar anualmente uma quantidade de energia térmica na forma de calor residual que custa cerca de R$16.000.000,00. Na prática, o calor residual reaproveitado é usado geralmente em aquecedores de água, mas na maioria dos casos, esse calor nao possui utilidade econômica e é lançado no meio ambiente, causando impacto ambiental negativo.

energia hidroelétrica, energia eólica, bioenergia, energia geotérmica. A energia hidrelétrica é mais potente, barata e inesgotável, mas existem poucos sítios onde se podem construir as barragens em condições econômicas. Em segundo lugar, as barragens afetam significativamente o ecossistema das regiões dos leitos de rios. Portanto o aproveitamento de outros recursos energéticos é preferível. Desde os tempos antigos o homem utilizava a energia solar para secar e preservar os alimentos. A energia eólica tem sido aproveitada desde a antiguidade para fazer funcionar a engrenagem de moinhos e para mover os barcos. No entanto, somente no século passado foram construídos os primeiros geradores para converter as energias do vento e do sol em eletricidade. Ambas estas fontes dependem de condições climáticas favoráveis, o que afeta o funcionamento de geradores e dificulta sua utilização. Quanto à energia térmica, ela acompanha todos os processos físicos e químicos tanto na natureza como nas indústrias.

Geração de Energia e Esgotamento dos Recursos Energéticos A crescente preocupação com o esgotamento dos recursos energéticos indispensáveis à vida moderna, tais como petróleo, gás natural e carvão estão alimentando o desenvolvimento de novas tecnologias baseadas no uso de recursos alternativos da natureza: energia solar,

Efeito Físico de Conversão Direta de Calor em Eletricidade Felizmente, o calor pode ser convertido diretamente em Energia Elétrica. O fenômeno de conversão direta de calor em energia elétrica foi descoberto pelos pesquisadores Thomas Johann Seebeck (em 1821) e Jean Charles Athanase Peltier (em 1834). O sentido desse fenômeno consiste na geração de corrente elétrica / energia térmica através de um dispositivo simples semelhante a um

Figura 1. Princípio de conversão direta de calor em energia elétrica

Figura 2. Módulo elementar do TEG moderno

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Aproveitamento de Calor Residual

Figura 3. Conversão direta de calor residual em eletricidade

termopar [1]. O princípio de conversão direta de calor em energia elétrica é mostrado pela Figura 1. Enquanto um lado (topo) da bateria de elementos cerâmicos se resfria e o outro (base) se aquece e, como é mostrado na Figura 1, a corrente elétrica passa através da bateria. Geradores de Energia Elétrica Baseados nos Efeitos Termoelétricos Os primeiros geradores de energia elétrica (Thermo-Electric Generator - TEG) foram construídos no final do século XIX - início do século XX. No entanto, devido à existência, na época, de fontes alternativas e baratas de energia, tais como gás, petróleo e carvão, o uso da energia termoelétrica não avançou. Portanto, o efeito Seebeck foi usado geralmente para realizar as medições de temperatura (termopares), e ao Peltier para produz resfriamento (coolers). Mais tarde, no ano de 1961, os geradores TEG ressurgiram na forma de “Radioisotope thermoelectric generator” [2] para uso principalmente na área militar e em satélites espaciais. Desde início de século XXI o avanço no desenvolvimento de fontes de energia alternativas e renováveis tornaram-se um grande desafio para pesquisadores, e os primeiros geradores TEG de nova geração, desenvolvidos nos Estados Unidos, na China, no Japão, na Rússia, entre outros países, surgiram no mercado mundial. Atualmente, os TEG são capazes de concorrer, em preço, com os geradores de energia elétrica baseados na energia solar [3,4]. A construção principal do módulo elementar do TEG moderno é mostrada na Figura 2. O Módulo elementar do TEG moderno mostrado esquematicamente na figura 2 é composto por duas placas de cerâmica isolantes elétricas, dois fios condutores de eletricidade, múltiplas peças de cerâmicas-semicondutoras p/n e por múltiplas placas de condutores elétricos. Conversão direta de calor residual industrial em eletricidade Os geradores de energia elétrica baseados nos efeitos termoelétricos não dependem da natureza do calor aproveitado e, com isso, eles podem ser usados nas diferentes áreas. O esquema de conversão direta de calor residual industrial em eletricidade é mostrado na Figura 3: Pesquisa aplicada Quanto ao Brasil, os TEGs não são fabricados e não são usados atualmente. Por estes motivos, a pesquisa e desenvolvimento dos TEGs

Figura 4. Montagem para pesquisa de efeitos termelétricos Peltier-Seebeck

e a sua aplicação nas indústrias tornaram-se um grande desafio para pesquisadores e engenheiros. Enquanto isso, o LdTM começou a pesquisa no âmbito do projeto “Desenvolvimento de tecnologia de geração de energia elétrica empregando fontes de calor residual e da natureza”. A montagem experimental simplificada, empregada nesta pesquisa é mostrada na Figura 4. A montagem apresentada na Figura 4 permite desenvolver diferentes atividades de estudo do comportamento do módulo termoelétrico Seebeck nas diferentes condições relacionadas ao processo de conversão de calor em eletricidade. Ela serve também para estudo das vantagens e desvantagens tecnico-econômicas dos módulos-geradores de termoeletricidade disponíveis no mercado mundial. Os primeiros resultados obtidos nessa pesquisa são promissores. Conclusões A transformação de energia térmica, habitualmente perdida, em energia elétrica aumenta a eficiência de processos industriais, contribuindo para a produção científica nacional, bem como o seu destaque internacional. Esses recursos energéticos não custam nada e podem ser aproveitados como as energias alternativas para diminuir os efeitos da crise energética e atenuar o impacto ambiental. Associado a isso, o desenvolvimento e a implementação da tecnologia de TEG na indústria de forjamento trará uma quantidade considerável de energia elétrica, e, consequentemente, no impacto ambiental. Assim, abre-se um grande espaço para a pesquisa científica visando à aplicação prática desse dispositivo promissor de geração de energia elétrica a partir de calor desperdiçado. Referências [1] American Society for the Testing of Materials. Manual on the Use of Thermocouples in Temperature Measurement. STP 470B. ASTM, 1981. [2] ALEXANDER J. MIELOSZYK. 2010. Vacuum Testing of a Small Radioisotope Thermoelectric Generatorfor. Honors Baccalaureate of Science in Nuclear Engineering, Oregon State University, 63p. [3] TEG Power. 50 Watt Power Strip. [Morgantown, USA], TEG Power, 2011. Disponível em:<http://www.tegpower.com/index.html>. Acesso em: 25 maio de 2011. [4] TEG Power. 200 Watt Fluid to Fluid Heat Transfer. [Morgantown, USA], TEG Power, 2012. Disponível em: < http://www.tegpower.com/ pro7.htm >. Acesso em: 14 maio de 2012. Jan a Abr 2013 - www.revistaFORGE.com.br 41

Cálculo de Esforço Compressivo no Forjamento

Uso do Método dos Tubos para Calcular Esforços Compressivos no Forjamento em Matriz Fechada Fábio Junkes Corrêa, Engenheiro; Lírio Schaeffer, Prof. Dr.-Ing. - LdTM - UFRGS - Porto Alegre/RS Esse trabalho procura mostrar a sequência de cálculos e as interações realizadas para a construção de um modelo matemático a partir da Teoria Elementar da Plasticidade (TEP) para o processo de forjamento em matriz fechada. A TEP foi aplicada para dois corpos de prova cilíndricos de dimensões distintas e com volumes equivalentes. Ambos os corpos de prova foram forjados em matriz fechada, formando um flange conforme as dimensões da matriz empregada no forjamento. Por fim, obtiveram-se os valores dos esforços de compressão requeridos pela prensa de forjamento para ambos os casos, diferenciando-se por apresentar geometrias iniciais diferentes

orjamento é um processo de conformação mecânica na qual um corpo metálico é submetido a esforços de compressão com o objetivo de deformar o material conforme a geometria propositada pelas matrizes. Esse processo de conformação pode ser classificado como forjamento em matriz aberta ou em matriz fechada. No forjamento em matriz aberta, o corpo de prova é conformado entre duas matrizes de geometrias relativamente simples de modo que apenas uma parcela do corpo seja conformada pelas matrizes, enquanto que no forjamento em matriz fechada o corpo de prova é completamente envolvido pelas matrizes. No primeiro caso o material conformado escoa de forma livre, já no segundo caso o material escoa de forma restrita pelas matrizes que envolvem o material [1]. Em meados dos anos 30 e 40, estudavam-se métodos numéricos baseados em teorias consistentes da plasticidade. As teorias baseadas na plasticidade foram desenvolvidas em função do carregamento e do escoamento, a partir de incrementos de tensões e deformações durante o forjamento. Entretanto, os valores resultantes da teoria da plasticidade se processam em

Figura 1. Representação de um elemento infinitesimal em uma peça conformada. a) Peça conformada de simetria plana (uso do método das tiras); b) Peça forjada em matriz fechada (uso do método dos tubos); c) Peça extrudada ou trefilada (uso do método dos discos)

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função do carregamento que depende da tensão, da deformação e de outros fatores adversos. No entanto, existem casos onde não são necessários programas computacionais por simulação numérica para a determinação dos valores de força e trabalho de conformação, possibilitando a aplicação de modelos matemáticos baseados na teoria da plasticidade [2]. Diversos pesquisadores têm usado diferentes métodos de análise para estudar o fluxo de metal durante o processo de conformação mecânica e estimar a carga de forjamento requerida para a operação. Esses métodos podem ser classificados como métodos analítico e numérico. Os resultados dos métodos experimentais vêm com o propósito de validar esses métodos em questão. Entretanto, tanto métodos matemáticos como numéricos têm como propósito reduzir o custo dos experimentos [3]. Em meios acadêmicos, medidas de otimização são estudadas com o propósito de reduzir custos nos processos de fabricação mecânica nas indústrias. Uma medida encontrada para a otimização dos processos é a simulação numérica. O uso da Teoria Elementar da Plasticidade (TEP) como método de otimização surge como alternativa à simulação numérica.As noções básicas da TEP surgiram no ano de 1925 com Siebel e Karman para solucionar problemas de laminação. Nos anos seguintes Sachs estendeu a teoria para os processos de trefilação e extrusão, enquanto que Siebel e Pomp estenderam para o forjamento. No desenvolvimento desta teoria, certas condições são consideradas. As ferramentas de trabalho possuem simetria para a formação de uma

Figura 2. Decomposição das tensões de uma tira infinitesimal

Cálculo de Esforço Compressivo no Forjamento peça forjada simétrica, as massas e forças de inércia das ferramentas podem ser desprezadas, dentre outras. A tensão de escoamento kf é dada em função da deformação (φ), da velocidade de deformação (φ) e da temperatura (ϑ) [4]. A Figura 1 mostra um elemento infinitesimal em uma peça conformada para os três métodos conhecidos da TEP. A partir da análise do equilíbrio de forças numa zona de qualquer geometria, chega-se a uma equação diferencial ordinária (EDO) de 1ª ordem. A Figura 2 mostra a decomposição das tensões para uma tira infinitesimal, selecionada do componente forjado mostrado na Figura 1.a. Dependendo da geometria do componente a ser forjado, podendo apresentar uma simetria plana ou axial, utiliza-se o método adequado a sua geometria. Nesta lógica, faz-se a discretização em elementos na forma de tiras, discos ou tubos, podendo prever o esforço em cada segmento. Para geometrias planas, usa-se o Método das Tiras (Figura 1.a) e, para simetria axial, usa-se o Método dos Tubos ou dos Discos, diferenciando-se conforme o tipo de conformação. Para cada método há uma equação adequada. O Método das Tiras pode ser usado para o processo de laminação ou forjamento, onde há geometrias planas simétricas: (dσx) / dx + 2 / h . σx [tan(α + ρ) - tan(α)] - 2 / h . kf . tan(α + ρ) = 0 O Método dos Discos se enquadra melhor para os casos de extrusão ou trefilação: (dσx) / dx + 2 / r .σσx [tan(α + ρ) - tan(α)]- 2 / h . kf . tan(α + ρ) = 0 O Método dos Tubos se adéqua ao forjamento em matriz fechada com geometrias simétricas:

(dσr) / dr + 2 / h .σσx [tan(α + ρ) - tan(α)]- 2 / h . kf . tan(α + ρ) = 0 Neste trabalho, o método utilizado para desenvolvimento do procedimento matemático foi o Método dos Tubos, visto que este método é adequado ao forjamento em matriz fechada, tratando-se de uma geometria simétrica. Antes de resolver a equação diferencial é necessário o conhecimento da temperatura, a determinação das deformações e das velocidades de deformações para poder encontrar o valor da tensão de escoamento e, com isso, calcular as tensões localizadas do corpo forjado [5]. As deformações (φ) em cada elemento são calculadas por: φi = ln h0 / hi Onde h0 [mm] = Altura inicial e hi [mm] = Altura instantânea. As velocidades de deformações (φ̇) em cada elemento são calculadas por: φi = vm / hi Onde hi [mm] = Altura instantânea e vm [m/s] = Velocidade da ferramenta. A tensão de escoamento em cada elemento (kfi) é calculada por: kfi = kf0 . e - m1 . T. φim2 . φim3 Onde, kfi [ - ] = Tensão de escoamento; kf0 [ - ] = Tensão de es-

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Jan a Abr 2013 - www.revistaFORGE.com.br 43

Cálculo de Esforço Compressivo no Forjamento

Matriz Superior Figura 3. Decomposição das tensões de uma tira infinitesimal

coamento inicial; T [ºC] = Temperatura da peça a ser forjada; φ [ - ] = Deformação verdadeira e φ ̇ [s-1] = Velocidade de deformação. Os valores de m1, m2, e m3 são constantes características do material obtidas através de regressão matemática de uma curva experimental. Dependendo do material usado, essas constantes podem apresentar valores distintos [6]. A equação diferencial para o Método dos Tubos pode ser simplificada em duas parcelas e resolvidas de forma independente segundo as Equações:

Matriz Inferior

Figura 4. Matrizes para obtenção da forma final dos corpos de prova

σri = ∆σri + σri-1 A aplicação da Teoria de Henri Tresca, a partir da tensão radial e da tensão de escoamento de um determinado tubo, permite calcular a tensão normal desse tubo: σzi = σri - kfi Com a tensão normal obtida em um determinado tubo, é calculada a tensão normal média do tubo anterior com o seu subsequente:

g(ri ) = 2 / hi . kfi . tan (α + ρ)

̅σzi = σzi + σzi-1 / 2

f(ri) = 2 / hi [tan (α + ρ) - tan (α)]

Por fim, com as tensões localizadas média na direção normal à peça conformada, calcula-se a área superficial de contato do tubo e, com isso, o esforço em cada tubo, possibilitando fazer um somatório para determinar o esforço máximo de forjamento da peça forjada:

Resolvendo-as, possibilita a resolução da equação diferencial para o Método dos Tubos, calculando, deste modo, a variação da tensão radial de um elemento em relação ao posterior: ∆σri / ∆ri +f(ri ) . σri - g(ri) = 0 ∆σri = ∆ri . [g(ri) - f(ri ).σri]

∆Ai = π.(ri2 - ri2- 1) Fi = σ̅z_i . ∆Ai

∆σri = σri - σri - 1

Metodologia Como mostra a Figura 3, foram selecionados dois tarugos cilíndricos (tarugo a e tarugo b) de dimensões distintas, porém com volumes equivalentes. Em ambos os corpos de prova, os cálculos foram procedidos para a mesma matriz (Figura 4), com a obtenção da mesma forma final, porém com valores de deformações e tensões

Figura 5. Flange após o forjamento do tarugo cilíndrico

Figura 6. Discretização do Flange

Entretanto, determinando-se as variações das tensões localizadas radiais de um tubo ao subsequente, obtém-se a tensão radial naquele determinado tubo:

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Cálculo de Esforço Compressivo no Forjamento Tabela 1. Dados do Alumínio AA 6351

Tabela 2. Dados de entrada

0,0043

Temperatura da matriz (Tmatriz)

150 ºC

0,055

Temperaturada peça (Tpeça)

450 ºC

0,089

Dimensões do Tarugo a

ø50,8x23mm

Tensão de Escoamento inicial (kf0)

299,7 N/mm²

Dimensões do Tarugo b

ø41x35,3mm

Velocidade da ferramenta (vm)

6,7 mm/s

Atrito interfacial (μ)

0,4

Fonte: Hensel & Spittel, 1978

diferentes em função das dimensões iniciais. Para a inicialização do procedimento matemático da TEP são necessários os dados de entrada, como os dados do material indicados na Tabela 1 e os dados do processo indicados na Tabela 2. O forjamento a quente foi considerado a uma temperatura acima da temperatura de recristalização e o atrito interfacial entre as matrizes e a peça foi estabelecido um valor significativamente elevado, devido às possíveis carepas que se formam durante o forjamento e não possuir lubrificação. Com a peça forjada em matriz fechada, obtém-se a peça flangeada (Figura 5). A partir das dimensões finais da peça forjada é aplicada a TEP. Como ponto de partida, a peça é discretizada (Figura 6), dividindo-a em 22 tubos concêntricos. Com o valor do raio de cada tubo é calculado a variação radial de um tubo em relação ao seu subsequente. Essas variações radiais são usadas na Equação 9, onde se usa ∆ ri (ri - ri-1) para calcular as variações das tensões nos tubos.

em cada tubo resulta na força total de 1.741,7kN ou 177,4 toneladas. Conclusões Com o desenvolvimento da Teoria Elementar da Plasticidade para o forjamento dos dois tarugos cilíndricos, obtiveram-se resultados para cada situação. No entanto, observou-se que o segundo corpo apresentou um valor de esforço total um pouco superior, devido a sua altura inicial ser maior, requerendo, para a formação da peça, maiores deformações localizadas, acarretando em maiores tensões localizadas. A aplicação da TEP é relativamente simples, podendo se comportar como uma ferramenta de trabalho eficiente nas indústrias quando há o conhecimento pleno do modelo matemático, reduzindo custo de implantação de software de simulação computacional. Agradecimentos Os autores agradecem ao Programa Bragecrim do CAPES por apoiar projetos conjuntos de pesquisa entre grupos brasileiros e alemães, ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) pelo financiamento das bolsas de pesquisa, ao Laboratório de Transformação Mecânica (LdTM) e à Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS).

Resultados A partir da equação ordinária diferencial para o método dos tubos (Equação 3), inicia-se procedimento matemático, aplicando-se as equações subsequentes, visando calcular o esforço em cada tubo concêntrico. O procedimento é executado de forma sequencial, sendo que cada estágio subsequente depende dos dados anteriores para prosseguir os cálculos. O modelo matemático foi aplicado para ambos os corpos de prova. A Tabela 3 mostra a aplicação dos cálculos, baseadas na TEP, para o corpo de prova de Ø50,8x23mm. O somatório das forças localizadas em cada tubo permite a determinação do valor da força total de 1.717,9kN ou 174,9 toneladas. Para o corpo de prova de Ø41x35,3mm, a aplicação da TEP está mostrada na Tabela 4. Para o segundo corpo, o somatório das forças localizadas

Referências bibliográficas 1. SCHAEFFER, L. Forjamento. 1ª Edição. Porto Alegre – RS: Editora Imprensa Livre, 2001. 2. EDELMAN, F.; DRUCKER, D.C. Some extensions of elementary plasticity theory. Journal of the Franklin Institute, Volume 251, Is-

Tabela 3. Resultado dos cálculos de TEP para tarugo de Ø50,8x23mm αi (rad)

hi (mm)

φi

φ ̇i (S -1)

kfi (MPa)

g(ri)

f(ri)

0,00

15,00

0,43

0,45

38,45

2,05

0,05

2,05

0,00

15,00

0,43

0,45

38,45

2,05

0,05

2,05

0,00

15,00

0,43

0,45

38,45

2,05

0,05

. . .

37,45

2,00

0,00

3,00

2,04

2,23

48,35

12,89

0,27

39,45

2,00

0,00

3,00

2,04

2,23

48,35

12,89

0,27

Linha i

ri (mm)

0,00

2,05

4,10

. . .

Δri (mm)

Tubo i

σri [MPa]

Δσri [MPa]

σzi [MPa]

σ zi̅ [MPa]

ΔAi (mm2)

-1402,9

0,0

-1441,3

-1260,8

-142,1

-1299,3

-1370,3

13,2

-18,1

-1132,8

-128,1

-1171,2

-1235,3

39,6

-48,9

. . .

-25,8

-39,5

-74,1

-93,9

458,0

-43,0

0,0

-25,8

-48,3

-61,2

483,2

-29,6

Fi (kN)

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Cálculo de Esforço Compressivo no Forjamento Tabela 4. Resultado dos cálculos de TEP para tarugo de Ø41x35,3mm αi (rad)

hi (mm)

φi

φ ̇i (S -1)

kfi (MPa)

g(ri)

f(ri)

0,00

15,00

0,86

0,45

41,28

2,20

0,05

2,05

0,00

15,00

0,86

0,45

41,28

2,20

0,05

2,05

0,00

15,00

0,86

0,45

41,28

2,20

0,05

. . .

37,45

2,00

0,00

3,00

2,47

2,23

50,47

13,46

0,27

39,45

2,00

0,00

3,00

2,47

2,23

50,47

13,46

0,27

Linha i

ri (mm)

0,00

2,05

4,10

. . .

Δri (mm)

Tubo i

σri [MPa]

Δσri [MPa]

σzi [MPa]

σ zi̅ [MPa]

ΔAi (mm2)

-1422,5

-1462,5

-1278,4

-144,1

-1318,3

-1390,4

13,2

-18,4

-1148,4

-129,9

-1188,4

-1253,4

39,6

-49,6

. . .

-26,1

-40,0

-74,9

-94,9

458,0

-43,5

0,0

-26,1

-48,9

-61,9

483,2

-29,9

sue 6, Pages 581-605, June 1951. 3. FERESHTEH-SANIEE, F.; JAAFARI, M.. Analytical, numerical and experimental analyses of the closed-die forging. Journal of Materials Processing Technology. Volumes 125-126, Pages 334 – 340, September 2002. 4. SCHAEFFER, L. Conformação Mecânica. 2ª Edição. Porto Alegre – RS: Editora Imprensa Livre, 2004.

- Jan a Abr 2013

Fi (kN)

5. SCHAEFFER, L.; ROCHA, A. S. Conformação Mecânica: Cálculos Aplicados em Processos de Fabricação. 1ª Edição. Porto Alegre – RS: Editora Imprensa Livre, 2007. 6. HENSEL, A.; SPITTEL, T. Kraft- und Arbeitsbedarf bildsamer Formgebungsverfahren. Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1978.

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A. Friedberg A. Friedberg do Brasil Indústria e Comércio Ltda Rua August Friedberg, 111 Chacaras São Pedro - Monte Mor - SP - Brasil www.friedberg.com.br friedberg@friedberg.com.br

Cia. Argentina de Controles Cia. Argentina de Controles S.R.L. Gervasio Posadas, 1327 Florida - Buenos Aires - Argentina www.cacontroles.com.ar info@cacontroles.com.ar

Engrecon Engrecon S. A. Estrada dos Romeiros, 42501 Centro - Santana de Parnaíba - SP - Brasil www.engrecon.com.br engrecon@engrecon.com.br

Aceros Angeletti Aceros Angeletti S. A. Hipólito Yrigoyen 16, 102/96 Burzaco - Buenos Aires - Argentina www.acerosangeletti.com.ar recepcion_angeletti@ertach.com.ar

Corneta Corneta Ltda Rua Manuel Antônio Portella, 240 Presidente Altino - Osasco - SP - Brasil www.corneta.com.br ferramentas@corneta.com.br

Açoforja Indústria de Forjados Açoforja Indústria de Forjados S. A. Avenida Engenheiro Januário Alvarenga Santos, 300 Distrito Industrial Celso Mello - Santa Luzia - MG - Brasil www.acoforja.com.br acoforja@acoforja.com.br

Crafmsa Crafmsa Compañía Regional de Aceros Forjados S. A. Ruta Nacional, 7 km 698,5 Villa Mercedes - San Luis - Argentina www.crafmsa.com.ar comercial@crafmsa.com.ar

Establecimientos Metalúrgicos S. Becciu e Hijo Establecimientos Metalúrgicos S. Becciu e Hijo S. A. Brasil, 1828 B1667HEP Tortuguitas - Buenos Aires - Argentina www.becciu.com info@becciu.com

Açopeças Peças de Aço Açopeças Indústria de Peças de Aço Ltda Rua Expedicionário Carlos Fischer, 1000 Centro - Guabiruba - SC - Brasil www.acopecas.com.br acopecas@acopecas.com.br

Etna Steel Etna Steel Indústria Metalúrgica Ltda Avenida Marechal Rondon, 1.400 Centro - Osasco - SP - Brasil www.etnasteel.com.br leandro.soares@etnasteel.com.br

Denk Metalúrgica Metalúrgica Denk Ltda Avenida São Bento, 2000 Colonial - São Bento do Sul - SC - Brasil www.denk.com.br denk@denk.ind.br

FBM Ferramentas Forjaria Brasileira de Metais Ltda Avenida Marginal, s/n - Cx. Postal 649 Recreio Campestre - São Carlos - SP - Brasil www.fbmferramentas.com.br vendas@fbmferramentas.com.br

Diehl do Brasil Metalúrgica Diehl do Brasil Metalúrgica Ltda Rua Lagrange, 171 Vila Socorro - São Paulo - SP - Brasil www.diehlmetall.com vendas@diehldobrasil.com.br

Ferkoda Ferkoda S.A. - Artefatos de Metais Estrada Guaraciaba, 533 Sertãozinho - Mauá - SP - Brasil www.ferkoda.com vendas@ferkoda.com

Difran Difran S. A. Ruta 8, 10.390 Loma Hermosa - Buenos Aires - Brasil difransh@yahoo.com.ar

Ferrum Noricum Ferrum Noricum Caixa Postal, 25004 Itapuã - Vila Velha - ES - Brasil saurwein@gmail.com

Brasforja Brasforja Indústria e Comércio de Metais Ltda Rodovia Edgard Máximo Zambotto, 1500 Jordanésia - Cajamar - SP - Brasil www.brasforja.com.br brasforja@brasforja.com.br

Eletroforja Eletroforja Indústria Mecânica S. A. Avenida Fernando Ferrari, 2060 - Cx. Postal 1032 COHAB - Cachoeirinha - RS - Brasil www.eletroforja.com.br vendas@eletroforja.com.br

Flacon Flacon Conexões de Aço Ltda Avenida Senador Teotônio Vilela, 8835 Jardim Casa Grande - São Paulo - SP - Brasil www.flacon.ind.br vendas@flacon.com.br

Camacam Industrial Camacam Industrial Ltda Rua Bartolomeu Paes, 454 Vila Anastácio - São Paulo - SP - Brasil www.camacam.com.br falecom@camacam.com.br

Engemasa Engemasa Engenharia e Materiais Ltda Rua Ernesto Cardinalli, 333 Jardim Nova São Carlos - São Carlos - SP - Brasil www.engemasa.com.br engemasa@engemasa.com.br

Forbal Forbal Indústria e Comércio de Ferramentas Ltda Estrada Santa Bárbara, 1700 - Cx. Postal 64 São Cristovão - Flores da Cunha - RS - Brasil www.forbal.com.br forbal@forbal.com.br

Auto Forjas Auto Forjas Ltda Avenida Prefeito Alberto Moura, 900 Distrito Industrial - Sete Lagoas - MG - Brasil www.cieautomotive.com.br autoforjas@autoforjas.com.br Botto Botto Indústria e Comércio Ltda Rodovia Anhangüera, 320 B Km 62 Distrito Industrial - Jundiaí - SP - Brasil www.botto.com.br contato@botto.com.br

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Forja Forja S.A. Ovidio lagos, 5349 Rosario - Santa Fe - Argentina www.forja.com.ar empresa@forja.com.ar

Forjafrio Forjafrio Indústria de Peças Ltda Estrada Guaraciaba, 1775 Vila Carlina - Mauá - SP - Brasil www.forjafrio.com.br info@forjafrio.com.br

Formec Formec S. A. Ruta 9, 5020 - Km 694 Ferreyra - Córdoba - Argentina www.formecsa.com.ar ventas@formecsa.com.ar

Forja Bahia Forja Bahia Ltda Via Ipitanga, 329 Centro - Simões Filho - BA - Brasil www.forjabahia.com.br fb@forjabahia.com.br

Forjaminas Forjaminas Indústria e Comércio Ltda Rua Visconde de Itaboraí, 310 Jardim Industrial - Contagem - MG - Brasil www.forjaminas.com.br robson@forjaminas.com.br

Francovigh Francovigh S. A. Avda. Ovidio Lagos, 6298 Rosário - Santa Fe - Argentina www.francovigh.com.ar empresa@francovigh.com.ar

Forja Cordoba Forja Cordoba S.H Casilla de Correo, 3 Montecristo - Córdoba - Argentina www.forjacordoba.com.ar ventas@forjacordoba.com.ar

Forjapar Forjapar Ltda Avenida Brasília, 5445 Duquesa I (São Benedito) - Santa Luzia - MG - Brasil www.forjapar.com.br forjapar@forjapar.com.br

Futura Hnos Futura Hnos S. A. Lacarra, 1256 Capital Federal - Buenos Aires - Argentina www.futura-hnos.com.ar info@futura-hnos.com

Forja Rio Forja Rio Ltda Rua Cordovil, 103 Parada de Lucas - Rio de Janeiro - RJ - Brasil www.forjario.com.br comercial@forjario.com.br

Forjas Mocam Forjas Mocam Indústria e Comércio Ltda Rua Joaquim José, 1015 Fonte Grande - Contagem - MG - Brasil www.forjasmocam.com.br fmocam@gold.com.br

Hassmann Metalúrgica Hassmann S.A. Avenida Doutor João Ito Snel, 178 Centro - Imigrantes - RS - Brasil www.hassmann.com.br hassmann@hassmann.com.br

Forja São Leopoldo Forja São Leopoldo Ltda Rua Visconde de São Leopoldo, 330 Vicentina - São Leopoldo - RS - Brasil www.forjasaoleopoldo.com.br forja@forjasaoleopoldo.com.br

Forjas Taurus Forjas Taurus Ltda Avenida São Borja, 2181 Rio Branco - São Leopoldo - RS - Brasil www.taurusforjados.com.br vendas.fl@taurus.com.br

IMF Indústria Mineira de Forjados IMF Indústria Mineira de Forjados Ltda Avenida Doutor Messias Barros, 300 Distrito Industrial Miguel de Luca - Varginha - MG - Brasil www.imf.ind.br imf@imf.ind.br

Forja Sudamericana Forja Sudamericana S.A. Int. Federico P. Russo, 4485 González Catán - Buenos Aires - Argentina www.forjasudamericana.com.ar info@forjasudamericana.com.ar

Forjasul Eletrik Forjasul Eletrik S. A. Rodovia RSC 470, Km 230 Triângulo - Carlos Barbosa - RS - Brasil www.tramontina.com.br eletrik@tramontina.net

Inaforja Inaforja S. A. Fray Manuel de Torres, Km 3,4 Luján - Buenos Aires - Argentina www.inaforja.com info@inaforja.com

Forjados AL-FA Forjados AL-FA Trading Ltda Rua Alexandre Câmara, 1857 Capim Macio - Natal - RN - Brasil www.forjadosalfatrading.com contato@forjadosalfatrading.com

Forjatek Forjatek Indústria e Comércio de Produtos Metalúrgicos Ltda Avenida Papa João XXIII, 2257 - Galpão 6 Vila Noemia - Mauá - SP - Brasil www.forjatek.com.br forjatek@forjatek.com.br

Indústria Metalúrgica Pamisa Indústria Metalúrgica Pamisa Ltda. - EPP Estrada Velha SP a Campinas - Km 59 - Cx. Postal 1287 Centro - Jundiaí - SP - Brasil www.pamisa.com.br pamisa@dglnet.com.br

Forjafix Forjafix Elementos de Fixação Ltda Rua Maria da Salete Lemos Gonçalves, 425 Estância São Francisco - Itapevi - SP - Brasil www.forjafix.com.br forjafix@forjafix.com.br

Forjestamp Forjestamp S.A.I.C.F. Cno. San Antonio, 5000 - km 5 Córdoba - Córdoba - Argentina www.forjestamp.com.ar jestamp@forjestamp.com.ar

Indústria Steola Indústria Steola Ltda Rua Paulo Steola, 50 Jardim Santa Francisca - Guarulhos - SP - Brasil www.steola.com.br steola@steola.com.br

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Iperfor Iperfor Industrial Ltda Avenida Paulo Antunes de Moreira, 2300 Distrito Industrial - Iperó - SP - Brasil www.iperfor.com.br iperfor@iperfor.com.br

Maxiforja Maxiforja Componentes Automotivos Ltda Rua Antônio Frederico Ozanan, 1181 São Luis - Canoas - RS - Brasil www.maxiforja.com.br maxiforja@maxiforja.com.br

Müller Forjados Müller Forjados Ltda Avenida Paulo Antunes Moreira, 2405 Distrito Industrial - Iperó - SP - Brasil www.muller.com.br comercial@muller.com.br

Liga Leve Liga Leve Ltda Rua do Bosque, 1621 - Cj 1202 Barra Funda - São Paulo - SP - Brasil www.ligaleve.com.br ligaleve@ligaleve.com.br

Menke & Cia Menke & Cia Tratamento Térmico Ltda Rodovia Anhangüera, Km 111,5 - Cx. Postal 88 Jardim Manchester (Nova Veneza) - Sumaré - SP - Brasil www.menkecia.com.br menke@menkecia.com.br

MWL Rodas e Eixos MWL Brasil Rodas e Eixos Ltda Rodovia Vito Ardito, s/n - Km 01 Jardim Campo Grande - Caçapava - SP - Brasil www.mwlbrasil.com.br contato@mwlbrasil.com.br

Lontra Lontra Indústria Mecânica de Precisão Ltda Rua Filipa Moniz Perestrello, 415 Vila Fachini - São Paulo - SP - Brasil www.lontra.com.br lontra@lontra.com.br

Metalcoop Metalcoop Coop. de Prod. Ind. de Conformação Mecânica Praça Alvaro Guião, 233 Estação - Salto - SP - Brasil www.metalcoop.ind.br metalcoop@metalcoop.ind.br

Nasha Indústria Nasha Indústria e Comércio Ltda Avenida Nicolau Cesarino, 4121 Jardim Bela Vista - Extrema - MG - Brasil www.nasha.ind.br vendas@nasha.ind.br

LR Metalúrgica LR Indústria Metalúrgica Ltda Avenida Manoel Domingos Pinto, 552 Parque Anhangüera - São Paulo - SP - Brasil www.lrforjaria.com.br lrforjaria@lrforjaria.com.br

Metalúrgica Chemigz Metalúrgica Chemigz Ltda Rua Maestro Carlos Frank, 63 Boqueirão - Curitiba - PR - Brasil www.metalurgicachemigz.com.br metalurgicachemigz@hotmail.com

Pedro Porcario e Hijos Pedro Porcario e Hijos S. A. Av. Juan Manuel de Rosas, 11.466 Laferrere - Buenos Aires - Argentina www.forjaporcario.com.ar info@forjaporcario.com.ar

Mahle Hirschvogel Forjas Mahle Hirschvogel Forjas S. A. Rodovia Presidente Dutra, 12240 - Km 190 Bela Vista - Queimados - RJ - Brasil www.mahle-hirschvogel-forjas.com.br forjas@forjas.com.br

Metalúrgica Onix Metalúrgica Onix Indústria e Comércio Ltda Rua Indochina, 61 Jardim Fontana - Cotia - SP - Brasil www.onixmetal.com.br onix@onixmetal.com.br

Polimec Polimec Indústria e Comércio Ltda Rod. Campinas-Monte Mor SP-101, s/n - Km 6,5 - Box 077 Sítio Boa Vista - Hortolândia - SP - Brasil www.polimec.com polimec@polimec.com

Manforja Manforja Indústria e Comércio Ltda Estrada do Tronco, 2000 Veraneio Maracanã - Itaquaquecetuba - SP - Brasil www.manforja.com.br manforja@manforja.com.br

Metalúrgica Schwarz Metalúrgica Schwarz Ltda BR. 116 Km, 78,7 Centro - Quatro Barras - PR - Brasil www.schwarz.com.br schwarz@schwarz.com.br

Prensametal Prensametal S.A Av. Los Quilmes, 930 Bernal - Buenos Aires - Argentina www.prensametal.com info@prensametal.com.ar

Manufatura de Metais Magnet Manufatura de Metais Magnet Ltda Rua Xavier de Toledo, 640 Paulicéia - São Bernardo do Campo - SP - Brasil www.mmmagnet.com.br magnet@mmmagnet.com.br

Metalúrgica Tuzzi Metalúrgica Tuzzi S. A. Avenida Ceagesp, 1630 Centro - São Joaquim da Barra - SP - Brasil www.tuzzi.com.br marketing@tuzzi.com.br

Presstécnica Presstécnica Indústria e Comércio Ltda Rua Engenheiro Franco Zampari, 220 Vila Euclides - São Bernardo do Campo - SP - Brasil www.presstecnica.com.br presstecnica@presstecnica.com.br

Max Gear Auto Peças Max Gear Indústria e Comércio de Auto Peças Ltda Avenida Quinze de Dezembro, 1230 Jardim Recreio - Bragança Paulista - SP - Brasil www.maxgear.com.br diretoria@maxgear.com.br

MRS - Indústria e Comércio MRS - Indústria e Comércio Ltda Estrada Guaraciaba, 425 Vila Carlina - Mauá - SP - Brasil www.mrs.ind.br mrs@mrs.ind.br

Rayton Industrial Rayton Industrial S. A. Estrada dos Romeiros, 2728 Vila São Silvestre - Barueri - SP - Brasil www.rayton.com.br kl_vendas@rayton.com.br

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Rubol Rubol S.A.I.C.F Ruta 9, Km 695 Ferreyra - Córdoba - Argentina www.rubol.com.ar info@rubol.com.ar

Sulmatre Matrizaria e Estamparia Sulmatre Matrizaria e Estamparia Ltda Rodovia BR 386, 1041 - Km 438 Berto Cirio - Nova Santa Rita - RS - Brasil www.sulmatre.com.br sulmatre@sulmatre.com.br

Valbormida Valbormida Brasil Metalurgica Ltda Avenida Fuad Assef Maluf, 600 Jardim Bela Vista - Sumaré - SP - Brasil www.valbormida.com valbormida.brasil@valbormida.com

Semeato - Unidade CSA CSA - Companhia Semeato de Aços Ltda Rodovia MG-10, Km 13,5 Dist. Ind. José Vieira de Mendonça - Vespasiano - MG - Brasil www.csa.ind.br luiz.lago@semeato.com.br

Tassaroli Tassaroli S. A. Av. Mitre, 3495 San Rafael - Mendoza - Argentina www.tassaroli.com.ar central@tassaroli.com.ar

Vedax Equipamentos Hidraúlicos Vedax Equipamentos Hidraúlicos Ltda Avenida Cachoeira, 634 Vila Pindorama - Barueri - SP - Brasil www.vedax.ind.br comercial@vedax.ind.br

Semeato Indústria e Comércio Semeato S. A. Indústria e Comércio Rua Camilo Ribeiro, 190 São Cristóvão - Passo Fundo - RS - Brasil www.semeato.com.br comex@semeato.com.br

Tec Stam Forjaria e Estamparia Tec Stam Forjaria e Estamparia Ltda Avenida Presidente Wilson, 2571 Parque da Mooca - São Paulo - SP - Brasil www.tecstam.com.br atendimento@tecstam.com.br

Volani Volani Metais Indústria e Comércio Ltda Estrada Dona Francisca, 11750 - Cx. Postal 7154 Centro (Pirabeiraba) - Joinville - SC - Brasil www.volani.com.br volani@volani.com.br

SGT Forjados Stérgios Grigórios Tsiloufas & Cia Ltda Rodovia Jamil Chamas, s/n - Km 0,2 Zona Rural - Macaubal - SP - Brasil www.sgt.ind.br vendas@sgt.ind.br

Tecforja Tecforja Ltda Avenida Paraná, 2129 Cajuru do Sul - Sorocaba - SP - Brasil www.tecforja.com.br contato@tecforja.com.br

Vulcano Industrial Vulcano Industrial Ltda Rua Triunvirato, 48 Cidade Líder - São Paulo - SP - Brasil www.vulcano.com.br vulcano@vulcano.com.br

Sidertécnica Sidertécnica Indústria e Comércio Ltda Rua Bahia, 64 Canhema - Diadema - SP - Brasil www.sidertecnica.com.br sidertecnica@sidertecnica.com.br

Tecnohard Tecnohard Indústria Metalúrgica Ltda Rua Emílio Fonini, 521 (Lot Sanvitto II) Cinqüentenário - Caxias do Sul - RS - Brasil www.tecnohard.ind.br direcao@tecnohard.ind.br

WHB Brasil WHB Brasil Ltda Rua Wiegando Olsen, 1000 Cidade Industrial - Curitiba - PR - Brasil www.whbbrasil.com.br julianabv@whbbrasil.com.br

Sifco Sifco S. A. Avenida São Paulo, 361 Vila Arens II - Jundiaí - SP - Brasil www.sifco.com.br lsanchez@sifco.com.br

ThyssenKrupp Metalúrgica Campo Limpo ThyssenKrupp Metalúrgica Campo Limpo Avenida Alfried Krupp, 1050 Jardim Europa - Campo Limpo Paulista - SP - Brasil www.thyssenkrupp-metalurgica.com sales.tkmcl@thyssenkrupp.com

Wieland Metalúrgica Wieland Metalúrgica Ltda Rua Mavilda Neves, 76 Km 224 - Rod. Dutra Vila Augusta - Guarulhos - SP - Brasil www.wieland.com.br engenharia@wieland.com.br

Sociedade Brasileira dos Cuteleiros Sociedade Brasileira dos Cuteleiros Quadra SMPW Quadra 17 Conjunto 5, Lote 04 Setor de Mansões Park Way - Núcleo Bandeirante - DF - Brasil www.sbccutelaria.org.br contato.sbc@gmail.com

ThyssenKrupp Metalúrgica Santa Luzia ThyssenKrupp Metalúrgica Santa Luzia S. A. Avenida Doutor Ângelo Teixeira da Costa, 2164 Frimisa - Santa Luzia - MG - Brasil www.thyssenkrupp-metalurgica.com sales.tkmcl@thyssenkrupp.com

SüdMetal - Soluções Completas Grupo Süd Metal Rua Monte Castelo, 1522 - Cx. Postal 56 São Luiz - Sapiranga - RS - Brasil www.sudmetal.ind.br vendas@sudmetal.ind.br

Uniforja Uniforja Coop. Central de Prod. Ind. de Trab. em Metalurgia Rua São Nicolau, 210 Jardim Pitangueiras - Diadema - SP - Brasil www.uniforja.com.br presidencia@uniforja.com.br

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Yunque Industrial Yunque Industrial Ltda Avenida Jornalista Paulo Zingg, 300 Jd. Jaraguá (São Domingos) - São Paulo - SP - Brasil www.yunque.com.br yunque@yunque.com.br

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FORGING PRODUCERS AND SUPPLIERS TO THE FORGING INDUSTRY Diretório das classificações: Veja aqui a classificação de cada uma das empresas listadas anteriormente

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