O documento descreve o processo de Incremental Sheet Forming (ISF), começando com uma contextualização histórica e definição do processo. Discute-se a formabilidade e deformações, geometrias, trajetórias, precisão dimensional e acabamento superficial. Conclui-se que o ISF oferece custos reduzidos e flexibilidade, mas tem limitações geométricas, precisão e acabamento em comparação com processos de conformação tradicionais.

1. Incremental Sheet Forming
Trabalho realizado por:
Filipe Giesteira up201306293
Luís Filipe Pereira up201305738
Maria Inês Barros up201305415
Tiago Rocha up201305662
Docente: Augusto Duarte Campos Barata da Rocha
Maio de 2016
EM0032 – Processos de Fabrico I
Ano Letivo: 2015/2016

2. Índice
• Contextualização Histórica
• Definição do Processo
• Formabilidade e deformações
• Geometrias, Trajetórias e Acabamento Superficial
• Conclusões
Incremental Sheet Forming
2015/2016
Definição do
Processo
Contextualização
Histórica
Formabilidade e
deformações
Geometrias, Trajetórias e
Acabamento Superficial
Conclusões

3. Incremental Sheet Forming
2015/2016
1
• Torno de repuxo • Sheet metal workers ou “Battilastra”
Na literatura muitos são aqueles que consideram as seguintes técnicas como precursoras
do incremental sheet forming.
Animação construida a partir do site da empresa Laser
Gate®
Animação adaptada de video youtube®| Ninotorquato Rocha
Definição do
Processo
Contextualização
Histórica
Formabilidade e
deformações
Geometrias, Trajetórias e
Acabamento Superficial
Conclusões
Contextualização Histórica

4. TPIF com recurso a matriz. (Fonte: Instituto Tecnológico
de Conformação da Universidade de Dortmund (IULD))
Classificações:
• Single Point Incremental Forming (SPIF) - Ausência
de ferramenta inferior ou prato de suporte
 Eliminação do custo de produção da
ferramenta
 Maior Flexibilidade
• Two Point Incremental Forming (TPIF) – Introdução
de uma matriz (parcial) ou uma segunda ferramenta
que introduz uma restrição física à deformação da
chapa.
 Maior precisão dimensional
SPIF. (Fonte: Universidade de Aveiro)
Incremental Sheet Forming
2015/2016
2
Definição do
Processo
Contextualização
Histórica
Formabilidade e
deformações
Geometrias, Trajetórias e
Acabamento Superficial
Conclusões
Definição do Processo

5. Setup Característico:
• Ferramenta de Ponta esférica
animada de movimento de
translação e rotação
• Centro de Maquinagem CNC
multieixos
• Estrutura para fixação da chapa
(Blankholder)
• Backing plate: para redução da
flexão
Esquema em corte do aparato utilizado na SPIF. (Fonte: Tekkaya, 2008)
Incremental Sheet Forming
2015/2016
3
Definição do
Processo
Contextualização
Histórica
Formabilidade e
deformações
Geometrias, Trajetórias e
Acabamento Superficial
Conclusões
Definição do Processo
Ferramenta utilizada em incremental sheet forming. (Fonte: INEGI, 2016)

6. Formabilidade e deformações
Incremental Sheet Forming
2015/2016
4
Limites de formabilidade muito mais altos que na embutidura.
"The necking view":
 Fratura precedida por estricção;
 "Subida" das curvas limite de embutidura;
 Efeito estabilizador causado por elevada
deformação de corte na direção da ferramenta.
Influência da deformação de corte num plano paralelo à direção da
ferramenta nas curvas limite de embutidura. (Fonte: Allwood, 2007)
Definição do
Processo
Contextualização
Histórica
Formabilidade e
deformações
Geometrias, Trajetórias e
Acabamento Superficial
Conclusões
Aumento da profundidade de uma lata de alumínio
através do uso de folga punção-matriz inferior à
espessura da chapa. (Fonte: Hammack, 2015).

7. Incremental Sheet Forming
2015/2016
5
 Fratura sem evidência experimental
de estricção;
 Supressão da estricção e baixo
crescimento da taxa de dano
acumulado responsáveis por aumento
da formabilidade;
 Substituição de FLC por FFL.
Curva limite de embutidura e curva limite de conformação por fratura.
(Fonte: Isik, 2014)
Definição do
Processo
Contextualização
Histórica
Formabilidade e
deformações
Geometrias, Trajetórias e
Acabamento Superficial
Conclusões
Formabilidade e deformações
Limites de formabilidade muito mais altos que na embutidura.
"The frature view":

8. Incremental Sheet Forming
2015/2016
6
Deformações experimentais obtidas para um cone truncado.
Raios da ferramenta: 4 mm e 6 mm. Pontos sólidos
correspondem a fratura. (Fonte: Silva, 2011)
Deformações experimentais obtidas para um cone truncado.
Raios da ferramenta:10 mm, 15 mm e 25 mm. Pontos sólidos
correspondem a fratura. (Fonte: Silva, 2011)
Teoria unificada através da
definição de raio crítico: t/ rtool
Definição do
Processo
Contextualização
Histórica
Formabilidade e
deformações
Geometrias, Trajetórias e
Acabamento Superficial
Conclusões
Formabilidade e deformações

9. Incremental Sheet Forming
2015/2016
7
Ângulo máximo de estampagem ϕ
Ângulo máximo de estampagem ϕ. (Fonte: Lopes, 2013)
Diminuição da espessura da parede com o aumento do ângulo faz com que, a partir de
um determinado ângulo, a espessura atinja um valor mínimo e ocorra a fratura.
Definição do
Processo
Contextualização
Histórica
Formabilidade e
deformações
Geometrias, Trajetórias e
Acabamento Superficial
Conclusões
Formabilidade e deformações

10. Incremental Sheet Forming
2015/2016
8
Parâmetros que influenciam a formabilidade
 Raio da ferramenta
 Espessura da chapa
 Tamanho do incremento Δz
 Rotação da ferramenta
 Velocidade de avanço
 Trajetória
Maior incremento associa-se a uma menor
formabilidade.
Variação linear da formabilidade com incremento em chapas
de titânio. (Fonte: Hussain, 2008)
Definição do
Processo
Contextualização
Histórica
Formabilidade e
deformações
Geometrias, Trajetórias e
Acabamento Superficial
Conclusões
Formabilidade e deformações

11. Incremental Sheet Forming
2015/2016
8
Parâmetros que influenciam a formabilidade
Influência da velocidade de rotação em materiais que apresentam
baixa formabilidade à temperatura ambiente. (Fonte: Buffa, 2013)
 Raio da ferramenta
 Espessura da chapa
 Tamanho do incremento Δz
 Rotação da ferramenta
 Velocidade de avanço
 Trajetória
Definição do
Processo
Contextualização
Histórica
Formabilidade e
deformações
Geometrias, Trajetórias e
Acabamento Superficial
Conclusões
Formabilidade e deformações

12. Incremental Sheet Forming
2015/2016
8
Parâmetros que influenciam a formabilidade
Influência da velocidade de avanço na formabilidade de chapas de
titânio. (Fonte: Hussain, 2008)
Aumento da velocidade de avanço diminui o
aquecimento localizado.
 Raio da ferramenta
 Espessura da chapa
 Tamanho do incremento Δz
 Rotação da ferramenta
 Velocidade de avanço
 Trajetória
Definição do
Processo
Contextualização
Histórica
Formabilidade e
deformações
Geometrias, Trajetórias e
Acabamento Superficial
Conclusões
Formabilidade e deformações

13. 8
Incremental Sheet Forming
2015/2016
• Influência da trajetória na distribuição da espessura
final.
• Otimização constante da trajetória para maximizar a
formabilidade.
Distribuição das espessuras num componente de incremental sheet forming. (Fonte:
Gatea, 2016)
Parâmetros que influenciam a formabilidade
 Raio da ferramenta
 Espessura da chapa
 Tamanho do incremento Δz
 Rotação da ferramenta
 Velocidade de avanço
 Trajetória
Definição do
Processo
Contextualização
Histórica
Formabilidade e
deformações
Geometrias, Trajetórias e
Acabamento Superficial
Conclusões
Formabilidade e deformações

14. Incremental Sheet Forming
2015/2016
9
Geometrias mais comuns. (Fonte: Suriyaprakan, 2013)
Peças produzidas em incremental sheet forming. (Fonte: INEGI, 2016)
Definição do
Processo
Contextualização
Histórica
Formabilidade e
deformações
Geometrias, Trajetórias e
Acabamento Superficial
Conclusões
Geometrias
Geometrias mais complexas. (Fonte: Kalo, 2014)

15. Incremental Sheet Forming
2015/2016
10
Peça obtida por incremental sheet forming
(pirâmide truncada). (Fonte: IST, 2009)
Comparação geometria ideal e a obtida experimentalmente. (Fonte: Ambrogio, 2004)
Um dos principais
problemas do ISF é a
precisão dimensional.
Definição do
Processo
Contextualização
Histórica
Formabilidade e
deformações
Geometrias, Trajetórias e
Acabamento Superficial
Conclusões
Trajetória e Precisão Dimensional

16. Incremental Sheet Forming
2015/2016
10
Peça obtida por incremental sheet forming
(pirâmide truncada). (Fonte: IST, 2009)
Comparação geometria ideal e a obtida experimentalmente. (Fonte: Ambrogio, 2004)
Alteração da trajetória pela modificação do ângulo
de inclinação inicial. (Fonte: Ambrogio, 2004)
Formas de melhorar a
precisão dimensional:
• Alteração da trajetória
Definição do
Processo
Contextualização
Histórica
Formabilidade e
deformações
Geometrias, Trajetórias e
Acabamento Superficial
Conclusões
Trajetória e Precisão Dimensional

17. Incremental Sheet Forming
2015/2016
10
Peça obtida por incremental sheet forming
(pirâmide truncada). (Fonte: IST, 2009)
Comparação geometria ideal e a obtida experimentalmente. (Fonte: Ambrogio, 2004)
Formas de melhorar a
precisão dimensional:
• Backing Plate
Definição do
Processo
Contextualização
Histórica
Formabilidade e
deformações
Geometrias, Trajetórias e
Acabamento Superficial
Conclusões
Trajetória e Precisão Dimensional
Esquematização do processo de ISF com
Backing Plate. (Fonte: Jeswiet, 2015)
Peça elíptica produzida em ISF e respetivo
backing plate. (Fonte: INEGI, 2016)

18. Incremental Sheet Forming
2015/2016
10
Peça obtida por incremental sheet forming
(pirâmide truncada). (Fonte: IST, 2009)
Comparação geometria ideal e a obtida experimentalmente. (Fonte: Ambrogio, 2004)
Formas de melhorar a
precisão dimensional:
• Alteração da trajetória
Definição do
Processo
Contextualização
Histórica
Formabilidade e
deformações
Geometrias, Trajetórias e
Acabamento Superficial
Conclusões
Trajetória e Precisão Dimensional

19. Incremental Sheet Forming
2015/2016
11
Acabamento superficial folha. (Fonte: INEGI, 2016) Acabamento superficial. (Fonte:
INEGI, 2016)
Definição do
Processo
Contextualização
Histórica
Formabilidade e
deformações
Geometrias, Trajetórias e
Acabamento Superficial
Conclusões
Acabamento Superficial
Diferenças no acabamento superficial.
(Fonte: Echrif, 2014)

20. 12
Incremental Sheet Forming
2015/2016
Conclusões
Comparação entre ISF e Processos de Conformação Tradicionais
Vantagens:
• Custos iniciais reduzidos.
• Processo altamente
flexível.
• Deformações atingidas
superiores às de
embutiduras.
• Forças reduzidas.
Desvantagens:
• Tempos de produção
elevados.
• Limitações geométricas.
• Limitações tecnológicas.
• Baixa precisão
dimensional.
• Mau acabamento
superficial.
Definição do
Processo
Contextualização
Histórica
Formabilidade e
deformações
Geometrias, Trajetórias e
Acabamento Superficial
Conclusões
ISF. (Fonte: INEGI, 2016)