Estampagem Eletromagnética (Magnetic Forming)
Interesse Científico
A união de componentes metálicos tubulares é atualmente realizada por intermédio de parafusos, rebites, soldaduras, adesivos estruturais ou cravamento mecânico (processo Hemming) em ferramentas punção-matriz instaladas em prensas. Contudo, o seu universo de aplicabilidade encontra-se limitado por requisitos de natureza estética, físico-química e mecânica que serão discutidos mais à frente na secção intitulada ‘Relevância’.
O estado-da-arte no domínio da conformação eletromagnética permite ultrapassar as limitações associadas à utilização das tecnologias convencionais e, simultaneamente, obter um conjunto de vantagens adicionais das quais se destacam as seguintes:
(i) Não envolve contato direto ou indireto com os componentes tubulares, (ii) Não existem zonas termicamente afetadas localizadas em regiões dos tubos adjacentes às soldaduras, (iii) Permite ligar tubos de materiais dissimilares e perfis ocos com secções transversais não necessariamente circulares, (iv) Permite assegurar ligações estanques, (v) Assegura ciclos de produção muito rápidos (geralmente inferiores a 1s) e elevados índices de repetibilidade em linha de produção, (vi) Possui uma eficiência energética elevada, é limpa e amiga do ambiente na medida em que permite eliminar desperdícios e poupar e otimizar os recursos naturais.
Em face do exposto é fácil concluir acerca do interesse científico de uma parceria de investigação em uma tecnologia emergente que envolve a concepção, projeto e fabricação de equipamentos e o desenvolvimento de programas de simulação numérica de apoio ao dimensionamento e utilização desses equipamentos. Acresce o fato desta proposta de parceria ser apresentada por duas equipes de investigação que representam a totalidade do ‘saber fazer’ no domínio da conformação eletromagnética no Brasil.
A aposta na conformação eletromagnética representa uma enorme mais-valia estratégica de médio e longo prazo para o reforço da investigação com características multidisciplinares, para a expansão da formação de base dos engenheiros de produção e para o aumento da competitividade das empresas do país.
História
Em abril de 2009, iniciava-se a consolidação de um grupo de pesquisa, com a participação de 1 aluno de mestrado, 1 aluno de doutorado e, frente a natureza multidisciplinar do problema em questão, professores de Programas de Pós-Graduação das Engenharias Elétrica e Mecânica, especialistas em dispositivos eletromagnéticos e conformação mecânica. Apesar das dificuldades iniciais, os alunos obtiveram através de muita dedicação e empenho, a sensibilização de empresas através da doação de materiais e prestação de serviços, além é claro, da aplicação de recursos próprios, obtivendo êxito na construção de uma bancada de testes para conformação eletromagnética. Em janeiro de 2010, foi defendida e aprovada, pelo que se tem conhecimento, a primeira dissertação de mestrado sobre o tema no país “Estampagem eletromagnética de chapas finas : viabilidade técnica” (http://www.lume.ufrgs.br/handle/10183/23932) . Em seguida, o grupo confirmou a participação na 4ª Conferência Internacional de Conformação a Alta Velocidade http://omi.osu.edu/featured/ichsf/ , com a apresentação e publicação de 2 artigos “Mathematical Modeling of an Electromagnetic Forming System with Flat Spiral Coils as Actuator” (https://eldorado.tu-dortmund.de/handle/2003/27182) e “Proposal for a Test Bench for Electromagnetic Forming of Thin Metal Sheets” (https://eldorado.tu-dortmund.de/handle/2003/27178) . A participação neste evento consolidou o grupo como referência internacional, despertando o interesse de instituições para cooperações internacionais de pesquisa. Atualmente, a presente linha de pesquisa conta com um projeto de cooperação com o Eindhoven University of Technology (Holanda) http://www.capes.gov.br/images/stories/download/editais/Resultado_Edital006_NUFFIC2009.pdf no qual um aluno irá realizar doutorado-sanduíche em 2011 em conformação eletromagnética. Além deste, por interesse do Prof. Paulo Martins do Instituto Superior Técninco da Universidade de Lisboa foi submetida para análise uma proposta de parceria CAPES/FCT entitulada “UNIÃO DE TUBOS POR CONFORMAÇÃO ELETRMAGNÉTICA”. Também, uma de outra instituição portuguesa, a Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, despertou interesse em desenvolver um projeto de pesquisa na conformação eletromagnética de chapas (estampagem eletromagnética).
Fotos da máquina de estampagem:
Fotos de estampagens executadas:
