O documento descreve processos de fabricação de materiais, incluindo (1) fundição, onde metal líquido é vazado em moldes, (2) conformação mecânica, que deforma pré-formas por carga mecânica, e (3) consolidação de pós, que compacta e sinteriza pós em peças sólidas.

1. NOÇÕES BÁSICAS DE PROCESSOS DE FABRICAÇÃO DE MATERIAIS
Existem um número maior de processos de fabricação,
destacando-se os seguintes:
Processos de fundição → metal líquido é vazado em moldes cuja
cavidade possui a geometria do corpo sólido (peça, componente) que
se deseja obter.
Processos de conformação mecânica (ou de deformação plástica)
→ aplica-se carga mecânica para alterar a geometria de uma pré-forma
por deformação plástica.
Consolidação de pós (processamento de materiais a partir de pós,
por compactação seguida de sinterização).
Processos por remoção de material (usinagem)
Outros

2. Processos de fundição (casting)
molde de areia
cavidade do molde
canal de alimentação
cadinho contendo
o metal fundido
molde de areia
cavidade do molde
canal de alimentação
cadinho contendo
o metal fundido
1 2

3. Forjamento por prensagem ou extrusão a frio em matriz
Forjamento por prensagem ou extrusão a frio em matriz

5. Ferramenta de usinagem
(pastilha de metalduro)
PROCESSO DE TORNEAMENTO
Ferramenta de usinagem
(pastilha de metalduro)
PROCESSO DE TORNEAMENTO

6. hf
hi
Rebolo
Processo de retífica

7. 1- PROCESSOS DE FUNDIÇÃO
Fundição de peças:
A forma da cavidade do molde corresponde à
geometria da peça.
Muito utilizado na área de peças metálicas em aço, ferro
fundido, bronze, latão e ligas de alumínio.
Se peça fundida não possuir o acabamento final e
dimensões finais desejadas será necessário realizar
operações complementares como usinagem, retífica, polimento
Se não possuir a microestrutura desejada realizar
tratamentos térmicos para obter microestrutura correta e
melhores propriedades.

8. Fundição de lingotes (produtos não acabados).
Neste caso o molde apresenta contornos regulares:
forma cilíndrica
forma prismática.
O produto resultante é posteriormente submetido a algum
processo de conformação mecânica no estado sólido para a
obtenção de barras, perfis diversos, arames e chapas, ou
usinado para a geometria e as dimensões definitivas (fundição
de semi-acabados).

9. Zona de grãos finos
Zona de grãos
grosseiros
Zona de grãos
colunares
Figura 4.2 – Zonas de cristalização em um lingote fundido. a)
representação esquemática das três zonas; b) Crescimento colunar
exagerado dos grãos em Zinco puro . Aumento: 2X (S. Riedel)
a) b)
Zona de grãos finos
Zona de grãos
grosseiros
Zona de grãos
colunares
Figura 4.2 – Zonas de cristalização em um lingote fundido. a)
representação esquemática das três zonas; b) Crescimento colunar
exagerado dos grãos em Zinco puro . Aumento: 2X (S. Riedel)
a) b)

10. A fundição abrange uma série de processos
tecnicamente diferenciados, cada um apresentando
características próprias, tais como:
fundição por gravidade
fundição sob pressão
fundição por centrifugação
fundição de precisão
fundição por outros métodos.

11. 2 - Processos de conformação mecânica (obtenção
de peças ou perfis por deformação plástica dos
metais)
Dada a facilidade com que se consegue alterar a forma
dos metais por deformação plástica, ou seja, dada sua
elevada plasticidade, utiliza-se esta propriedade para a
produção de componentes metálicos (peças, componentes,
perfis de diversas geometrias).
A partir de um billet do metal, por aplicação de esforço
mecânico através de uma ferramenta ou matriz, obtém-se a
geometria final da peça por deformação plástica do metal.

12. Forjamento por prensagem ou extrusão a frio em matriz
Extrusão a frio
Material é forçado para a cavidade da matriz por escoamento plástico

13. A conformação mecânica para a produção de peças
metálicas inclui um grande número de processos que,
entretanto, em função dos tipos de esforços aplicados,
podem ser classificados em apenas algumas categorias,
que são:
Processos de compressão (direta e indireta)
Processos de tração
Processos de dobramento
Processos de cisalhamento
Tal processo é muito utilizado para a fabricação de pecas
de metais, incluindo aços, mas não é aplicável a um corpo
sólido cerâmico.

14. Martelamento
Aplicação de força mecânica através de golpes sucessivos de
martelos ou através da queda de uma massa (martelo) sobre o
metal a ser deformado (ver figura 4.4).
Forjamento a quente (Martelamento)

15. Laminação de chapas

16. Trefilação de arames

17. Conformação por dobramento

18. 3
3 -
- CONSOLIDAÇÃO DE PÓS / PROCESSAMENTO DE MATERIAIS A
CONSOLIDAÇÃO DE PÓS / PROCESSAMENTO DE MATERIAIS A
PARTIR DE PÓS
PARTIR DE PÓS
A consolidação de pós, ou seja, o processamento de materiais a
partir de pós (Powder Tecnology) leva aos materiais particulados ou
sinterizados (powder materials; particulate materials; sintered
materials).
O processo consta das seguintes etapas básicas:
mistura (misturar os componentes que se deseja ter na liga e
lubrificantes sólidos para facilitar o processamento posterior);
compactação em matriz (dar forma a peça e densificação
preliminar da massa de pós);
sinterização (tratamento térmico com controle de tempo,
temperatura e atmosfera gasosa). No caso da cerâmica tradicional
este tratamento térmico é chamada de queima;
Calibração ou operações de acabamento por remoção de
material.

19. Figure 4.1
Figure 4.1 -
- Misturador em cone
Misturador em cone

20. COMPACTAÇÃO UNIAXIAL EM MATRIZ
COMPACTAÇÃO UNIAXIAL EM MATRIZ
Fator de compactação
Fator de compactação →
→
→
→
→
→
→
→ Fc
Fc =
= h
hi
i /
/h
hf
f =
= ρ
ρ
ρ
ρ
ρ
ρ
ρ
ρv
v /
/ ρ
ρ
ρ
ρ
ρ
ρ
ρ
ρa
a
h
hi
i = Altura de enchimento,
= Altura de enchimento, h
hf
f = Altura final
= Altura final
ρ
ρ
ρ
ρ
ρ
ρ
ρ
ρv
v = densidade a verde e
= densidade a verde e ρ
ρ
ρ
ρ
ρ
ρ
ρ
ρa
a = densidade aparente
= densidade aparente
Pressão de compactação:
Pressão de compactação: →
→
→
→
→
→
→
→ P
Pc
c = F/A
= F/A
hi hf

23. Produção industrial em série

24. O processo abrange:
Metais e compósitos particulados sinterizados → metalurgia do pó
Materiais cerâmicos sinterizados → cerâmica
Principais produtos da Metalurgia do Pó:
aços sinterizados;
metais e ligas refratárias (alto ponto de fusão);
ligas de alumínio sinterizado;
buchas autolubrificantes, filtros metálicos e catalizadores porosos;
ligas endurecidas por dispersão de partículas;
ímãs de última geração;
metal duro e outros compósitos particulados;
discos de corte de carbeto de silício e discos de corte diamantados, etc.

25. Principais produtos da Cerâmica
pisos e azulejos;
filtros cerâmicos;
refratários (aplicados como isolamento térmico de fornos
e cadinhos para fusão de metais);
cerâmica avançada;
vasos sanitários;
Louças e porcelana, etc.

26. 4 - Processos com remoção de material
Os principais processos de fabricação com remoção de material
são:
torneamento → usinagem de peças num torno mecânico. A
preforma a ser usinada gira com elevada velocidade e uma ferramenta
de corte (com cume cortante) é forçada contra a peça, removendo
material na forma de cavacos (ver figura 2.8);
furação → abrir furos com uma ferramenta na forma de broca;
serramento → corte de material com serras;
retificação → melhorar acabamento superficial de materiais por
desbaste e retificação com rebolos e outras ferramentas.;
polimento → obtenção de superfície com elevado acabamento
utilizando lixas e pó de polimento;
outros.

27. Ferramenta de usinagem
(pastilha de metalduro)
PROCESSO DE TORNEAMENTO
Ferramenta de usinagem
(pastilha de metalduro)
PROCESSO DE TORNEAMENTO

28. hf
hi
Rebolo
Processo de retífica

32. Zona de grãos finos
Zona de grãos
grosseiros
Zona de grãos
colunares
Figura 4.2 – Zonas de cristalização em um lingote fundido. a)
representação esquemática das três zonas; b) Crescimento colunar
exagerado dos grãos em Zinco puro . Aumento: 2X (S. Riedel)
a) b)

33. molde de areia
cavidade do molde
canal de alimentação
cadinho contendo
o metal fundido

34. Forjamento livre
Dobramento
Laminação
Forjamento confinado
Trefilação
Cisalhamento

35. Forjamento a quente (Martelamento)

36. Ferramenta de usinagem
(pastilha de metalduro)
PROCESSO DE TORNEAMENTO

37. Fc x 109 N
1
4
3
2
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8
Distância a (em nanometros) entre o
centro dos íons Na+ e Cl–
0

39. Borracha (elastomero)

40. Temperatura
tempo
T1
T2
T3 T3 + t1
T3 + t2
T3 + t3

42. Forjamento livre
Dobramento
Laminação
Forjamento confinado
Trefilação
Cisalhamento
Forjamento livre
Dobramento
Laminação
Forjamento confinado
Trefilação
Cisalhamento