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Quando falamos em “origami”, o que vem à mente é um papel macio e fácil de moldar; enquanto as placas de aço dão às pessoas a impressão de serem duras e pesadas, o que parece não ter nada a ver com “dobragem flexível”. No entanto, na verdade, o processamento de chapas metálicas e o origami têm muitas semelhanças.
Em termos de princípios fundamentais, ambos alteram a forma plana original do material através de operações específicas de dobragem para obter uma estrutura tridimensional. Ao fazer origami, primeiro desenhamos vincos no papel para determinar a posição e o ângulo de dobra, depois dobramos o papel ao longo dos vincos; o mesmo se aplica ao processamento de chapas metálicas. Antes de processar a chapa de aço, os engenheiros calcularão com precisão a posição, o ângulo e a sequência de dobras necessárias para a chapa de aço de acordo com os desenhos de projeto do produto. Esses dados são como os vincos do origami, fornecendo orientação clara para operações de processamento subsequentes.
Além disso, seja no origami ou no processamento de chapas metálicas, é necessário ter um conhecimento completo das propriedades do material. Ao fazer origami, escolhemos papéis de diferentes espessuras e resistências de acordo com o formato que queremos fazer. Por exemplo, papelão mais grosso e resistente é usado para fazer entalhes de papel complexos, enquanto papel de impressão mais fino é usado para fazer aviões de papel leves; o mesmo se aplica ao processamento de chapas metálicas. Placas de aço de diferentes espessuras e materiais têm propriedades diferentes, como dureza e ductilidade, portanto, os métodos de dobramento e técnicas de processamento adequados também variam. Por exemplo, o aço com baixo teor de carbono tem boa ductilidade e é mais fácil de dobrar várias vezes; embora o aço de alto carbono tenha alta dureza, é necessário controlar a força e a temperatura com mais cuidado durante a dobra para evitar rachaduras na placa de aço.
Embora o processamento de chapas metálicas seja muito mais complexo do que o origami manual, o processo geral segue uma lógica semelhante, incluindo principalmente as seguintes etapas principais:
Assim como precisamos conceber a forma em nossa mente ou desenhar vincos no papel antes do origami manual, a primeira etapa do processamento da chapa metálica é o design e o desenho do produto. Os engenheiros usarão software de design profissional (como AutoCAD, SolidWorks, etc.) para desenhar modelos sólidos 3D e desenhos de desenvolvimento 2D do produto de acordo com os requisitos de uso e funcionais do produto. No desenho de desenvolvimento, informações importantes como o tamanho da chapa de aço, as posições a serem dobradas (chamadas "linhas de dobra"), o ângulo de curvatura e o raio de curvatura serão claramente marcados. Isto equivale a formular um plano detalhado de “vinco” para a operação subsequente de “origami”.
Após a determinação do plano de projeto, é necessário cortar o tamanho correspondente das placas planas de toda a matéria-prima da chapa de aço de acordo com o tamanho do desenho de desenvolvimento. Esta etapa é como preparar um pedaço de papel de tamanho adequado para origami manual. Os métodos de corte comuns no processamento de chapas metálicas incluem corte a laser, corte a plasma e corte por blanking. Entre eles, o corte a laser possui alta precisão e velocidade rápida, podendo cortar formas complexas, o que é adequado para produtos com requisitos de alta precisão; o corte a plasma é adequado para cortar placas de aço mais espessas; O corte de corte usa uma matriz para moldar o formato necessário na placa de aço, o que é adequado para produção em massa.
O processamento de dobra é a etapa central no processamento de chapas metálicas, que é equivalente à ação de dobra no origami manual. Esta etapa é realizada por uma dobradeira, que é composta principalmente por uma matriz superior (punção) e uma matriz inferior (matriz). Durante a operação, primeiro coloque a placa de aço cortada plana na bancada da dobradeira, ajuste a posição da placa de aço de modo que a linha de dobra fique alinhada com a linha central da ranhura em forma de V da matriz inferior; então, a matriz superior da dobradeira se move para baixo sob o acionamento do sistema hidráulico, aplicando pressão à placa de aço, fazendo com que a placa de aço sofra deformação plástica ao longo da linha de dobra, dobrando-a no ângulo necessário.
Durante o processo de dobra, é necessário controlar rigorosamente o ângulo de dobra, o raio de dobra e a sequência de dobra. A precisão do ângulo de dobra afeta diretamente a precisão da montagem e o desempenho de serviço do produto, e geralmente é calibrada pelo indicador de ângulo na dobradeira ou por ferramentas de medição especiais; o raio de curvatura precisa ser determinado de acordo com a espessura e o material da placa de aço. Se o raio de curvatura for muito pequeno, poderá causar trincas na parte dobrada da chapa de aço, afetando a resistência do produto; a sequência de flexão também é muito importante. Geralmente, as dobras distantes da borda da placa são dobradas primeiro e depois as dobras próximas à borda, para evitar interferência de operações de dobra subsequentes nas peças já dobradas.
Após a dobra, uma série de etapas de pós-processamento são necessárias para melhorar a qualidade e a aparência do produto, assim como após a finalização do origami manual, iremos aparar e organizar as bordas para deixar o formato mais bonito. O pós-processamento inclui principalmente rebarbação, retificação, soldagem, pulverização, etc.
A rebarbação e o desbaste têm como objetivo remover as arestas vivas e riscos superficiais gerados durante o corte e dobra da chapa de aço, evitando que os operadores sejam arranhados durante a montagem e uso, e ao mesmo tempo melhorando a aparência e textura do produto; para alguns produtos complexos, pode ser necessário conectar várias peças de chapa metálica dobradas por meio de soldagem para formar uma estrutura completa do produto. Durante a soldagem, é necessário garantir a resistência e vedação da solda; por fim, para evitar que a chapa de aço enferruje, melhorar a resistência à corrosão e a aparência do produto, o produto também é pulverizado. O revestimento pode ser selecionado de acordo com o ambiente de uso do produto e requisitos de aparência, como tinta antiferrugem, acabamento, etc.
Após a série acima de etapas de processamento "semelhantes ao origami", as placas de aço originalmente comuns tornam-se peças de chapa metálica de vários formatos. Essas peças de chapa metálica são amplamente utilizadas em vários campos de nossa vida e produção e se tornaram uma parte indispensável de muitos produtos.
No campo da fabricação de automóveis, muitas peças, como a carroceria do carro, portas, tampas do porta-malas e componentes do chassi, são feitas por meio do processamento de chapas metálicas. As peças de chapa metálica podem não apenas fornecer resistência estrutural suficiente para o carro proteger o pessoal e os componentes dentro do carro, mas também criar linhas de aparência suaves e bonitas para o carro por meio de formas de dobra complexas.
No campo dos eletrodomésticos, os invólucros de eletrodomésticos, como geladeiras, condicionadores de ar e máquinas de lavar, bem como os invólucros de equipamentos eletrônicos, como gabinetes de computadores e gabinetes de servidores, são principalmente peças de chapa metálica. Esses invólucros de chapa metálica podem não apenas proteger os componentes elétricos internos contra poeira externa, umidade e impacto, mas também fornecer um bom espaço de dissipação de calor para os componentes internos por meio de um projeto estrutural razoável.
No campo de equipamentos mecânicos, peças como tampas de proteção e bancadas de diversas máquinas-ferramentas, bem como a lança e o gancho de guindastes, são frequentemente fabricadas usando tecnologia de processamento de chapa metálica. Essas peças de chapa metálica precisam ter alta resistência e resistência ao desgaste para se adaptarem aos requisitos de uso de equipamentos mecânicos em condições de trabalho complexas.
Além disso, o processamento de chapas metálicas também desempenha um papel importante no campo da construção (como painéis decorativos de telhados e paredes de edifícios com estrutura de aço) e no campo de equipamentos médicos (como carcaças e suportes de equipamentos médicos). Pode-se dizer que as “obras-primas” do processamento de chapas metálicas podem ser vistas em todos os lugares ao nosso redor.
Com o avanço contínuo da ciência e da tecnologia, a tecnologia de processamento de chapas metálicas também está se desenvolvendo continuamente, tornando-se mais precisa, eficiente e inteligente. Em termos de processamento de dobra, surgiram agora as dobradeiras CNC. Eles podem controlar com precisão a trajetória do movimento, a pressão e o ângulo de dobra da máquina de dobra por meio de programas de computador para realizar o processamento de dobra automatizado. Isso não apenas melhora a precisão da dobra e a eficiência do processamento, mas também reduz os erros de operação humana, tornando-o adequado para a produção em massa de peças complexas de chapa metálica.
Ao mesmo tempo, com o desenvolvimento da ciência dos materiais, vários novos materiais de chapa metálica estão surgindo constantemente, como placas de aço de alta resistência, placas de aço inoxidável e placas de liga de alumínio. Esses materiais possuem melhor resistência, resistência à corrosão e características de leveza, proporcionando mais possibilidades de melhorar o desempenho e ampliar a aplicação de produtos de processamento de chapas metálicas. Além disso, a tecnologia de impressão 3D também começou a ser combinada com o processamento de chapas metálicas, fornecendo uma nova solução para a prototipagem rápida e a produção em pequenos lotes de algumas peças complexas de chapas metálicas.
De uma placa de aço plana a produtos de vários formatos e funções, passando por design, corte, dobra, pós-processamento e outras etapas, o processamento de chapas metálicas é como uma arte industrial precisa de "origami". Com o poder da tecnologia, torna as chapas de aço duro “flexíveis e mutáveis”, trazendo inúmeras conveniências para nossas vidas e produção industrial. Acredita-se que no futuro, com a inovação tecnológica contínua, o processamento de chapas metálicas “dobrará” mais surpresas e criará mais produtos que atendam às necessidades das pessoas.
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