O enrugamento é um defeito comum durante o processo de estampagem de chapas de alumínio automotivo, especialmente no processamento de peças curvas complexas. Este problema está intimamente relacionado às propriedades do material e aos parâmetros do processo e pode ser efetivamente evitado controlando com precisão as principais etapas.
A plasticidade e a anisotropia do material são fatores inerentes que influenciam o enrugamento. O alongamento da chapa de alumínio automotivo fica normalmente entre 15% e 25%. Se a deformação da peça estampada exceder o limite do material, é provável que ocorram enrugamentos localizados. Além disso, a estrutura fibrosa formada durante a laminação causa anisotropia, resultando em menor resistência à deformação ao longo da direção de laminação do que na direção perpendicular. O posicionamento incorreto da peça bruta pode causar enrugamento devido à força irregular. Portanto, antes da estampagem, a orientação da peça bruta deve ser ajustada de acordo com o grão laminado da chapa de alumínio automotivo para garantir que a direção de deformação primária esteja alinhada com a direção de laminação.
A configuração da força em branco é um parâmetro chave para a prevenção de rugas. Ao estampar chapas de alumínio automotivo, a força bruta deve corresponder à espessura do material e ao grau de deformação, e geralmente é controlada entre 50 e 300 kN. Para chapas finas com menos de 1 mm de espessura, pouca força de retenção da peça bruta pode fazer com que a peça flua muito rapidamente, resultando em rugas onduladas. Muita força pode aumentar o atrito e causar rachaduras. Um controle escalonado da força de retenção da peça bruta pode ser empregado: usando baixa pressão nos estágios iniciais do estiramento para facilitar o fluxo suave do material e aumentando gradualmente a pressão nos estágios intermediários para evitar o acúmulo excessivo de material, reduzindo efetivamente a probabilidade de enrugamento.
A folga do punção e da matriz e o raio do filete devem ser precisamente combinados. Para estampagem de chapas de alumínio automotivo, a folga deve ser de 1,1 a 1,2 vezes a espessura do material. Muito espaço pode facilmente causar rugas durante a deformação, enquanto muito pouco pode aumentar o atrito e causar arranhões na superfície. O raio do canto da matriz deve ser de 8 a 10 vezes a espessura da chapa. Muito pouco filete aumenta a resistência ao fluxo do material, levando ao acúmulo e enrugamento localizado do material; muito filete reduz o efeito de retenção do branco. Para uma chapa de alumínio automotivo com 1,2 mm de espessura, por exemplo, recomenda-se que o raio do canto da matriz seja de 10 a 12 mm, com uma folga controlada entre 1,3 e 1,4 mm.
O design da forma e do tamanho da peça em branco requer otimização. Blanks inadequados podem dificultar a transferência suave do excesso de material durante o processo de estampagem, causando rugas. A análise de simulação CAE pode prever tendências de fluxo de material e projetar a peça bruta em formas escalonadas ou curvas para eliminar preventivamente o excesso de material. Por exemplo, o perfil da borda das chapas de alumínio para painéis de portas automotivas precisa ser ajustado de acordo com a profundidade do desenho para garantir um fluxo de material equilibrado em todas as áreas, minimizando o enrugamento na fonte.
O controle coordenado da lubrificação e da velocidade de estampagem também é fundamental. A aplicação de um lubrificante de estampagem especializado (viscosidade 20-30 cSt) na superfície da folha de alumínio pode reduzir o coeficiente de atrito para menos de 0,1, aliviando a resistência irregular ao fluxo de material. A velocidade de estampagem recomendada é de 150-250 mm/s. Velocidades excessivas podem resultar em atraso na resposta do material e enrugamento localizado. Velocidades excessivas prolongam o tempo de contato e aumentam o risco de falha na lubrificação. Para peças com superfícies curvas complexas, a estampagem de velocidade variável pode ser usada, reduzindo a velocidade em áreas propensas a enrugamento para garantir um fluxo uniforme do material.
