Os novos materiais de alta resistência exigem significativamente mais alongamento para ultrapassar o ponto de elasticidade e, com isso, quase sempre excedem as capacidades mecânicas da maioria dos rolos niveladores tradicionais.
Divisão Técnica da Red Bud Industries*
Nos últimos anos, com as novas exigências do mercado, as propriedades mecânicas dos materiais usados para atender à mercados específicos também mudaram. A utilização de materiais mais resistentes permitiu aos fabricantes produzir mais utilizando materiais mais finos, resistentes e leves. Contudo, conforme a resistência e a elasticidade dos materiais aumentaram, também surgiram mais dificuldades para o processamento desses materiais.
Atualmente é comum encontrar materiais com limites de resistência e alongamento duas ou três vezes superiores do que os encontrados há poucos anos. Em muitos casos, esses materiais de alta resistência superam as capacidades dos rolos niveladores tradicionais e, como consequência, em alguns casos, é praticamente impossível corrigir sua forma. Quando você se depara com esta situação, o que pode fazer?
Bem, vamos dar uma olhada no básico. Quando se trata do nivelamento de material, tem tudo a ver com alongamento. Independentemente de como isso é feito, todos os niveladores são projetados para tornar partes da tira mais alongadas do que outras. A principal diferença entre os sistemas tem a ver com a quantidade de alongamento que cada um pode produzir e como isso é feito. Além disso, para nivelar o material, é preciso ultrapassar seu ponto de elasticidade ou nenhuma mudança permanente será bem-sucedida.
Duas das tecnologias mais comuns atualmente disponíveis para nivelar materiais de alta resistência em linhas de processamento de bobinas são rolos niveladores e niveladoras estiradoras. Esses sistemas de nivelamento usam duas abordagens diferentes do processo de nivelamento. Um rolo nivelador alonga o material dobrando-o sobre uma série de rolos de trabalho. E, no caso de uma niveladora estiradora ela utiliza apenas o tensionamento para alongar o material.
A transformação básica feita por um rolo nivelador e como o material é nivelado não mudou muito ao longo das décadas. Da perspectiva mecânica, há uma série de rolos de trabalho apoiados por uma série de rolamentos de apoio ajustáveis. O diâmetro dos rolos de trabalho é tal que, conforme o material é dobrado sobre os rolos, a superfície externa do material é alongada. Para nivelar o material, é preciso ajustar a posição dos rolos de apoio. Isso fará, por sua vez, com que os rolos de trabalho se desviem, fazendo assim com que o material nessa área percorra um caminho mais longo na máquina. Ao ajustar estrategicamente os rolos de apoio, as porções da tira são mais alongadas do que outras resultando em uma chapa plana. Contudo, os materiais de alta resistência mais novos exigem significativamente mais alongamento para ultrapassar o ponto de elasticidade e, com isso, quase sempre excedem as capacidades mecânicas da maioria dos rolos niveladores tradicionais. O problema é duplicado. Com o aumento da elasticidade, devido à força da estrutura da máquina (a força de separação que ela é capaz de fazer) e os rolos de apoio, a espessura máxima do material capaz de ser processado deve ser reduzida. Além disso, a espessura mínima possível de ser nivelada também aumenta. A ilustração mostra os efeitos que a força da elasticidade gera na faixa de espessura que pode ser processada em um rolo de diâmetro específico. Em alguns pontos, a elasticidade do material que está sendo processado excederá a capacidade do seu rolo nivelador.
Outro tipo difícil de material para se trabalhar é o “Dual Phase”. Esse tipo de material é especialmente desenvolvido para se tornar mais forte e aumentar a resistência cada vez que é processado ou dobrado. Como resultado, cada vez que o material é dobrado sobre os rolos de trabalho, fica progressivamente mais forte. Você pode ter uma situação na qual, para produzir um material plano, é preciso trabalhá-lo tanto que, em algumas situações ele se tornará inútil para o cliente.
As niveladoras estiradoras são únicas nesse ponto, diferentemente dos rolos niveladores convencionais e de outros tipos de nivelamento, pois não usa a dobra como parte do processo. Ao contrário disso, força bruta e tensionamento são usados para estirar a tira. E diferentemente de um rolo nivelador, a niveladora estiradora não é limitada a um certo número de alongamentos. Uma niveladora estiradora simplesmente segura a tira com braçadeiras de fixação que não deixam marcas e estira o material no comprimento. O quanto o material pode ser estirado é determinado pela sua elasticidade e pela severidade de seu formato. Mais alongamentos serão necessários se o material apresentar um ponto mais alto de elasticidade e/ou mais defeitos no formato. Além disso, como 100% da largura e da espessura da tira são levados além de seu ponto de elasticidade, o estresse no material é equalizado de modo eficiente. O resultado é uma chapa plana, livre de estresse e que permanecerá plana independentemente dos processos posteriores. Isso é uma vantagem muito importante para sistemas a laser e sistemas automáticos flexíveis de fabricação. Além disso, já que a niveladora estiradora trabalha no material apenas uma vez, ela é mais adequada para materiais “Dual Phase”.
Hoje em dia, as niveladoras estiradoras modernas podem ser encontradas operando em linhas de processamento de bobinas ao redor do mundo. Esses sistemas podem processar materiais com espessuras de até 25 mm e 2.500 mm de largura. Já que é possível aumentar seletivamente o alongamento com base nos problemas de formato e na elasticidade do material, essas máquinas apresentam poucas limitações e também poucas dificuldades ao processar materiais ou tiras de alta resistência com sérias questões de formato. Concluindo, os dois sistemas usam duas diferentes formas de nivelamento – dobramento vs. tensão. Você terá que fazer o seu dever de casa e comparar as duas tecnologias para descobrir o melhor fornecedor de equipamentos para atender as exigências do seu mercado.
*Material Elaborado e fornecido pela Divisão Técnica da Red Bud Industries.
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