Sejam chapas finas ou grossas, produção única ou produção em massa, os requisitos para o corte de metal podem variar muito. Vários processos posteriores também dependem disso. No setor, a eficiência é muito importante, e é por isso que as ferramentas de corte manuais, como os cortadores de estanho, praticamente não desempenham nenhum papel.
Corte de metal para chapas grossas:
Corte por chama sem alternativa
Se você categorizar os processos de corte de acordo com a espessura da chapa metálica, encontrará primeiro o corte oxicombustível. O processo é usado para aços não ligados e de baixa liga com espessuras de chapa médias a grandes. Ele também é popular devido à sua relação custo-benefício para espessuras de chapa a partir de 50 mm. Acima de uma espessura de chapa de 250 mm, atualmente não há alternativa para o corte do metal.
No corte por chama oxicorte, uma chama aquece o material na superfície até atingir a temperatura de ignição (entre 1150 e 1250 °C para aço doce). O metal queima com o fornecimento de oxigênio. O calor da combustão, por sua vez, aquece o material subjacente até a temperatura de ignição. Isso permite que o processo continue automaticamente (de forma autógena) até as profundezas. O óxido de ferro não queimado torna-se líquido e é expelido da junta com o oxigênio de corte. Ele pode ser depositado como escória na parte inferior da peça de trabalho.
De um caso especial a um processo rápido: Corte a plasma
Como o corte por chama autógena funciona mal ou não funciona com materiais como aços de alta liga, alumínio ou cobre, foi desenvolvido o corte por fusão a plasma, ou corte a plasma. O processo cria uma tempestade na chapa metálica, por assim dizer: na natureza, o ozônio (O3) é produzido como gás de plasma durante uma tempestade, quando um arco elétrico se descarrega eletricamente. Você pode sentir esse cheiro como "ar limpo" após uma tempestade.
O plasma é um gás eletricamente condutor. O corte a plasma utiliza o conteúdo de calor do plasma para liquefazer o material em um ponto específico. A alta energia cinética do fluxo volumétrico do gás de plasma sopra o material liquefeito.
O corte no metal é criado pelo sopro da fenda de corte e da alimentação da máquina. As espessuras de chapa que podem ser cortadas com o corte a plasma estão entre 0,5 e 160 mm. Graças às suas altas velocidades de corte, o processo agora também se estabeleceu em áreas de aplicação que antes eram reservadas para o corte por chama.
Corte de metal em grandes quantidades: Puncionamento
Se você quiser cortar chapas de metal mais finas, a punção é um processo importante. Ele é usado para produzir peças planas ou para criar formas e contornos em chapas de metal. Industrialmente, as peças perfuradas são fabricadas em uma máquina de perfuração usando ferramentas de perfuração. Essas ferramentas consistem em duas partes, o punção e a matriz, que tem uma abertura que corresponde ao punção. Durante o processo de puncionamento, o punção se move linearmente e mergulha na matriz. As bordas do punção e da matriz passam uma pela outra em paralelo, separando assim a chapa metálica.
No processamento de chapas metálicas, o resultado do processo de puncionamento não é um corte contínuo, mesmo que às vezes pareça. Em vez disso, as forças com as quais o punção pressiona o material cortam na área superior. Na área inferior, o material se quebra quando o punção sai do material.
Deve haver um espaço de corte entre a borda de corte do punção e a borda de corte de ruptura da pastilha. Seu tamanho depende da resistência e da espessura do material. A folga de corte geralmente atinge de 2 a 5% da espessura do material. O tamanho da folga de corte influencia vários fatores, inclusive a altura da rebarba na peça cortada.
Um caso especial de puncionamento é conhecido como nibbling. Nesse processo, muitos furos são alinhados ao longo da borda de uma chapa usando uma ferramenta de puncionamento que é aberta em um lado. Em contraste com o puncionamento e o cisalhamento convencionais, ele permite uma linha de separação e modelagem livre ou um processo de corte independente da ferramenta. A ferramenta pode se mover em todas as direções e, portanto, também criar formas complexas.
Máxima flexibilidade com o corte a laser
Uma vantagem da punção é que ela pode ser usada para produzir com eficiência muitas peças semelhantes. No entanto, os custos da ferramenta têm um impacto negativo em séries menores ou peças individuais. É por isso que o corte a laser se tornou bem estabelecido no processamento de chapas metálicas. Os feixes de laser usados para isso são ondas eletromagnéticas. O feixe de laser pode aquecer e ablacionar praticamente qualquer material, o que é conhecido na física como ablação.
Para ser mais preciso, dois processos ocorrem simultaneamente durante o processo de corte a laser: Primeiro, o material na frente de corte absorve o feixe de laser e se aquece. Em segundo lugar, o gás de explosão sopra o material ablacionado para fora do corte e, assim, também protege a óptica de focalização de vapores e respingos. Dependendo do fato de o material ser removido do corte como líquido, produto de oxidação ou vapor, é feita uma distinção entre corte por fusão de feixe de laser, corte por chama de feixe de laser e corte por sublimação de feixe de laser. Isso também tem consequências para a formação de rebarbas. No corte por chama com feixe de laser, as bordas cortadas também são cobertas por uma camada de óxido após o processo, que deve ser removida.
O corte a laser funciona com aço até uma espessura de chapa de cerca de 40 mm, com aço inoxidável até cerca de 50 mm e com alumínio até 25 mm. No entanto, esse último material é difícil de cortar porque reflete uma grande parte da radiação do laser e porque sua alta condutividade térmica dissipa muita energia da fenda de corte. O mesmo se aplica ao cobre.
Mas tenha cuidado: para todos os processos de fabricação posteriores no setor de trabalho com chapas metálicas, chapas metálicas praticamente livres de tensão são de grande importância. No entanto, é inevitável que surjam tensões durante o corte a laser. O feixe de corte gera muito calor exatamente onde o laser atinge o material. Isso cria um enorme gradiente de temperatura, que, por sua vez, provoca tensões. Para garantir um processamento posterior sem problemas, é aconselhável remover as tensões das peças.
Menos comum para chapas metálicas: corte e fresamento por jato de água
O corte por jato de água é mais um nicho no processamento de chapas metálicas. Aqui, um jato de água com uma pressão de 4000 bar e uma velocidade de 900 m/s é usado para cortar o metal.
A remoção de material nesse processo é baseada na alta pressão que o jato causa na superfície da peça de trabalho. O jato de água remove apenas partículas microscopicamente pequenas próximas à superfície. A água corrente causa forças de cisalhamento adicionais, que também contribuem para a remoção de material.
A vantagem do corte com jato de água é que ele se baseia apenas na pressão e não na energia térmica. O calor em processos como corte por oxicorte, corte por plasma ou corte a laser pode distorcer as peças de trabalho.
Outro processo de corte de metal que é bastante raro no trabalho com chapas metálicas é a fresagem. A ferramenta de fresagem remove o material girando em torno de seu próprio eixo em alta velocidade. A ferramenta se desloca ao longo do contorno desejado ou a peça de trabalho é movida. Durante o processo, a ferramenta de fresagem remove cavacos da peça bruta para produzir o molde.
Por mais que o fresamento seja comum na produção industrial, ele tende a ser a exceção no processamento de chapas metálicas para produzir o contorno. Ele só pode ser encontrado na construção de aeronaves e na tecnologia médica e, às vezes, na produção de painéis frontais de alumínio.
Como em todos os processos de usinagem, também são produzidas rebarbas durante o fresamento, que devem ser removidas.
