7 fatos que você deve saber sobre chapas metálicas

1. Definição de chapa metálica

O que é chapa metálica? Não existe uma definição clara. Como regra geral, é uma peça plana de metal cuja largura é significativamente maior do que a espessura. Se a chapa tiver menos de 3 milímetros de espessura, ela é chamada de chapa fina e, se tiver 3 milímetros ou mais, é chamada de chapa pesada. Outra distinção importante é feita pelo processo de fabricação (consulte também o item 4). Existem chapas laminadas a frio e laminadas a quente:

• O material laminado a quente é típico de chapas mais grossas. A superfície tem poros mais grosseiros do que a do material laminado a frio e possui uma camada de pele/escama de laminação. Se a camada de laminação não for removida, essas chapas não precisarão ser lubrificadas para protegê-las da corrosão.
• As chapas mais finas geralmente são laminadas a frio. As tolerâncias são menores e as superfícies mais finas. As chapas de aço, em particular, são protegidas contra a corrosão por meio de decapagem e lubrificação antes de saírem da siderúrgica para o processador de chapas metálicas.

Há também uma grande variedade de classes de chapas, formatos e espessuras de material. Desde a composição do material até o processo de fabricação e processamento, passando pela fabricação e pelo armazenamento, há vários fatores que influenciam as propriedades e a qualidade da chapa metálica.

2. Os formatos das chapas metálicas

Quando as chapas são entregues para processamento, geralmente há dois formatos: Bobinas e blanks. No caso das bobinas, a chapa metálica é enrolada, geralmente até uma espessura de 15 milímetros. Seu peso na laminação pode chegar a 20, 30 ou até mais toneladas. A bobina permite que grandes quantidades de chapas metálicas sejam transportadas de forma comparativamente fácil e segura em um formato compacto. No entanto, ela deve ser desenrolada novamente antes do processamento posterior, o que requer uma bobinadeira. Como a chapa de metal na bobina é curva, ela também deve ser endireitada para remover a curvatura. Ao desenrolar a bobina, você pode cortar exatamente o comprimento de chapa metálica de que precisa.

Blanks são chapas de metal. Elas já estão cortadas da bobina ou, no caso de chapas particularmente grossas, já foram produzidas nesse formato. Para simplificar o comércio, existem dimensões padronizadas para isso. Particularmente comuns são o formato pequeno de 1000 mm × 2000 mm (chapa padrão), o formato médio de 1250 mm × 2500 mm (chapa média) e o formato grande de 1500 mm × 3000 mm (chapa grande). Acima da chapa grande, o formato maxi 2000 mm × 4000 mm e o formato super 2000 mm × 6000 mm ainda são bastante difundidos.

3. Os materiais para chapas metálicas

Uma chapa pode ser feita de praticamente qualquer metal, depende apenas da conformabilidade. Portanto, na produção de joias, certamente há chapas de ouro ou prata. Entretanto, as chapas de metal feitas de metais industriais são muito mais comuns: Aço, aço inoxidável, alumínio ou cobre estão no topo da lista.

Vários elementos são adicionados ao material de base para ajustar as propriedades das chapas com mais precisão. O material composto é então chamado de liga. Isso confere à chapa metálica uma maior resistência à tração, por exemplo, ou a torna menos suscetível à corrosão.

4. Como a chapa metálica é produzida

Antes da revolução industrial, as chapas metálicas tinham de ser marteladas à mão a partir de peças fundidas. Isso consumia muito tempo e, por isso, as chapas metálicas eram caras naquela época. Atualmente, as chapas metálicas são laminadas a partir de blocos de aço fundido, conhecidos como placas. Durante a laminação a quente na usina de aço ou laminação, elas são laminadas em chapas da espessura desejada usando processos reversos ou contínuos. A temperatura está acima da temperatura de recristalização do metal. É possível obter espessuras de chapa de pelo menos 0,8 milímetros.

Como a laminação a frio exige mais força do que a laminação a quente, ela não é usada para todas as chapas. Como resultado, entretanto, as chapas finas só podem ser produzidas usando esse processo. As chapas de aço podem ser laminadas em uma espessura de apenas 0,1 milímetro, enquanto as chapas de alumínio podem ser tão finas quanto 0,0065 milímetro. Além disso, a laminação a frio permite que sejam mantidas tolerâncias menores do que a laminação a quente.

5. Tolerâncias e possíveis defeitos nas chapas metálicas

Ao trabalhar com chapas metálicas, é importante lembrar que qualquer processamento leva ao estresse mecânico ou ao desenvolvimento de calor. Como a chapa metálica geralmente é facilmente deformável, ocorrem rapidamente tensões e irregularidades. A norma DIN EN 10029 especifica as tolerâncias de uniformidade para as chapas individuais. Por exemplo, uma chapa com espessura de 20 mm deve ter pelo menos 19,4 mm de espessura e não mais do que 21,3 mm. Outros erros de planicidade incluem várias ondulações e curvaturas.

No entanto, para todos os processos de fabricação posteriores no setor de trabalho com chapas metálicas, é muito importante que as chapas sejam praticamente livres de tensão e tão planas quanto possível. Além disso, o grande número de chapas diferentes, por um lado, e a grande variedade de métodos de fabricação e processamento, por outro, muitas vezes tornam o comportamento das chapas imprevisível durante o processamento. Portanto, é necessário endireitar e rebarbar uma chapa após o processamento.

6. Como a chapa metálica é processada

Há vários métodos de processamento para transformar chapas metálicas em um produto acabado utilizável. As técnicas a seguir são usadas com mais frequência:

• Puncionamento: Durante a punção, a chapa metálica é perfurada usando uma prensa, máquina de punção ou ferramenta de punção operada manual ou automaticamente, separando-a assim. O puncionamento é usado principalmente na produção de pequenos componentes a partir de tiras de metal planas.
• Corte a laser: Com esse método de corte, o calor de um feixe de laser garante que a chapa metálica seja dividida. Por ser uma ferramenta muito flexível, o laser é especialmente adequado para o processamento de chapas finas. Se forem necessários cortes finos e alta qualidade, o corte a laser é o método mais comum no processamento de chapas metálicas flexíveis.
• Corte a plasma: Esse processo é um dos métodos de corte térmico. Ele utiliza um fluxo de volume de plasma cujo calor leva à liquefação localizada do material. A alta energia cinética do fluxo de volume de plasma sopra o material liquefeito para fora. O processo é normalmente usado para espessuras de chapa entre 10 e 50 milímetros.

• Corte por chama (corte por oxicorte): Nesse processo de corte, a chapa metálica é aquecida localmente até a temperatura de ignição por uma chama de gás combustível e oxigênio. O fornecimento de oxigênio cria um corte no qual a chapa é então cortada. Se for necessário cortar metais com grandes espessuras de material, o corte por chama é o método mais comum.
• Dobra: Dobrar ou dobrar descreve a formação da chapa metálica. A chapa metálica é colocada na matriz de uma prensa dobradeira. Em seguida, uma ferramenta desce sobre a peça de trabalho por cima e dobra o ângulo desejado no componente.
• Laminação circular: a laminação circular também é um processo de conformação usado com frequência. A chapa metálica geralmente é deformada plasticamente usando três rolos para dobrá-la em um formato redondo.
• Formação de rolos: Esse processo também é um dos métodos de conformação. A chapa metálica é desenrolada de uma bobina e passada por vários pares de rolos em uma fileira até que seja dobrada no formato desejado. Esse processo é geralmente usado para perfis alongados em grandes quantidades.
• Trefilação profunda: Na estampagem profunda, a chapa metálica é pressionada por uma ferramenta até a forma desejada. Em geral, as ferramentas atuam sobre a chapa metálica usando máquinas de puncionamento automáticas ou prensas formadoras. Como os custos de ferramentas na produção geralmente resultam em custos únicos consideráveis, esses processos costumam ser usados para grandes quantidades.

Se duas ou mais chapas tiverem que ser unidas, os métodos usuais de união são dobrar, rebitar, soldar e soldar.

7. Tipos especiais de chapas metálicas

As chapas metálicas são fornecidas em formatos muito diferentes e com propriedades muito diferentes que são necessárias para requisitos específicos. As especialidades incluem

• Chapas azuis, também conhecidas como chapas azuis brilhantes, são chapas finas laminadas a frio com uma camada de óxido de ferro firmemente aderente. Essa camada é criada pelo recozimento a 800 a 900 °C em uma atmosfera de oxigênio e cria um efeito visual especial com sua aparência azul escura. Ela também protege contra a corrosão e serve como base para a pintura.
• A chapa preta é feita de aço não ligado e é recozida em um fogo aberto ou em uma caixa. Ela adquire sua aparência escura ao reagir com o ar ambiente. É muito procurada como elemento de design e, por isso, não recebe revestimento adicional.
• A folha de Flandres é uma fina chapa de aço laminada a frio cuja superfície é revestida com estanho. É usada principalmente para embalagens (de alimentos).
• A chapa de laser não tem uma definição oficial. Em geral, entende-se que se trata de chapas metálicas que apresentam propriedades particularmente boas quando submetidas a laser. No entanto, geralmente não se trata de chapas especialmente fabricadas, mas de uma seleção particularmente cuidadosa de chapas oferecidas especificamente para clientes de laser por uma sobretaxa correspondente.
• As chapas corrugadas são chapas com uma estrutura com nervuras na diagonal. Isso serve principalmente para melhorar a resistência ao deslizamento e também é usado como decoração. A ondulação é aplicada durante a produção da chapa por meio de alta força dos rolos formadores e não pode ser produzida por estampagem posterior.
• As chapas corrugadas são chapas de metal com um perfil em forma de onda. Essa geometria melhora significativamente a rigidez e a capacidade de suporte de carga na direção longitudinal. As chapas corrugadas podem, portanto, ser usadas como telhado, por exemplo.