PT2368650E

PT2368650E - Método e dispositivo para fabrico de um produto dobrado

Info

Publication number: PT2368650E
Application number: PT98235708T
Authority: PT
Inventors: Atsushi Tomizawa; Naoaki Shimada; Saburo Inoue; Shinjiro Kuwayama
Original assignee: Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp; Sumitomo Pipe & Tube Co Ltd
Priority date: 2008-10-28
Filing date: 2009-10-27
Publication date: 2013-06-27
Also published as: CN102196869A; CN102196869B; US9821357B2; AU2009310951B2; BRPI0919912A8; BRPI0919912A2; WO2010050460A1; ES2413384T3; EA022537B1; CA2738377C; KR101281291B1; EP2368650A1; KR20110071100A; CA2738377A1; EA201170623A1; MX2011004529A; EP2368650B1; PL2368650T3; US10016802B2; JP6159748B2

Description

DESCRIÇÃO "MÉTODO E DISPOSITIVO PARA FABRICO DE UM PRODUTO DOBRADO"

Campo Técnico

Esta invenção refere-se a um método e um aparelho para fabricar um produto dobrado (um produto formado por dobragem). Mais particularmente, refere-se a um método e um aparelho para fabricar um produto dobrado susceptivel de fabricar um produto dobrado que é formado por dobragem, em que a direcção de dobragem varia tridimensionalmente de um modo eficiente e com excelente precisão dimensional, mesmo quando o ângulo de dobragem é elevado. Técnica Antecedente

Em anos recentes, devido a preocupações com o ambiente global, tem havido uma procura de materiais metálicos estruturais leves e de alta resistência. Com uma procura crescente de carroçarias de automóveis mais seguras, existe uma procura ainda mais crescente de reduções no peso e aumento da resistência das peças de automóveis. Os materiais metálicos iniciais (de partida), a partir dos quais as peças de automóveis são fabricadas por trabalho, têm de possuir um nível de resistência que seja consideravelmente superior ao do passado. Por esse motivo, folhas de aço de elevada resistência à tracção possuindo uma resistência à tracção de, pelo menos, 780 MPa, ou 1 mesmo, pelo menos, 900 MPa, têm sido muito utilizadas como um material metálico inicial para peças de automóveis.

Como os materiais metálicos iniciais têm aumentado em resistência, tem sido promovida uma reformulação da estrutura das peças de automóveis. Por exemplo, existe uma forte procura de desenvolvimento de técnicas de dobragem para um trabalho de alta precisão de peças que são fabricadas por dobragem contínua, em que a direcção de dobragem varia tridimensionalmente, de modo a fabricar peças de automóveis de alta resistência com uma forma complicada.

As Figuras 4 e 5 são vistas explicativas, que mostram esquematicamente um aparelho 0 de dobragem de acordo com a invenção que a presente requerente divulgou no Documento 1 de Patente, em resposta a essa procura. O documento 1 de Patente constitui a base do preâmbulo das reivindicações 1 e 9.

Um dispositivo 3 de alimentação envia um material 1 metálico, que é suportado por um meio 2 de suporte de modo a possibilitar o movimento na sua direcção axial, de um lado a montante para um lado a jusante. Uma bobina 5 de aquecimento de alta frequência que está disposta no lado a jusante do meio 2 de suporte aquece rapidamente uma parte do material 1 metálico a uma gama de temperaturas em que é possível uma têmpera. Um dispositivo 6 de arrefecimento de água, que está disposto a jusante da bobina 5 de aquecimento de alta frequência, arrefece rapidamente o material 1 metálico. Uma matriz 4 de rolos móvel, que está disposta no lado a jusante do dispositivo 6 de arrefecimento de água possui, pelo menos, um par de rolos 4a que 2 podem suportar o material metálico enquanto o alimenta. A matriz 4 de rolos móvel pode mover-se em três dimensões, transmitindo, desse modo, um momento de flexão à parte aquecida do material 1 metálico e efectuando a dobragem. 0 aparelho 0 de dobragem pode fabricar um produto dobrado com uma alta eficácia operacional, mantendo uma precisão suficiente de dobragem. 0 produto dobrado resultante pode possuir uma parte dobrada, que é tridimensionalmente dobrada e uma parte temperada de um modo intermitente ou continuo na direcção de comprimento e/ou na direcção circunferencial num plano que cruza a direcção de comprimento. 0 aparelho 0 de dobragem pode fabricar o produto dobrado com alta eficácia operacional, mantendo uma precisão de flexão suficiente.

Documento de Técnica Anterior Documento de Patente

Documento 1 de Patente: WO 2006/093006

Divulgação da Invenção

Problema que a Invenção Pretende Resolver A requerente da presente invenção efectuou investigações diligentes de modo melhorar a invenção divulgada no Documento 1 de Patente. A Figura 6 é uma vista explicativa, que mostra, esquematicamente, um método de trabalho que está divulgado no Documento 1 de Patente. Como mostrado na Figura 6, um material 3 metálico é alimentado para a esquerda, enquanto é suportado por dois pares de rolos 2 de suporte. 0 material 1 metálico é submetido a vários tratamentos de calor, incluindo têmpera por rápido aquecimento, em partes, por intermédio de uma bobina 5 de aquecimento de alta frequência e, em seguida, rápido arrefecimento por intermédio de um dispositivo 6 de arrefecimento de água. Uma matriz 4 de rolos móvel disposta no lado a jusante do dispositivo 6 de arrefecimento de água desloca-se de modo tridimensional de uma quantidade H de deslocamento e com um ângulo Θ de inclinação. Este movimento da fieira 4 de rolos móvel aplica um momento de flexão à parte la que está num estado quente devido a ser aquecida pela bobina 5 de aquecimento de alta frequência. Esta parte la é deformada pelo momento de flexão de modo que o material 1 metálico, que é alimentado pelo dispositivo 3 de alimentação, seja continuamente dobrado.

De modo a melhorar ainda mais a precisão dimensional, i. e., a precisão de trabalho de um produto dobrado formado por este método de dobragem, a presente requerente investigou a causa de uma redução na precisão de trabalho neste método de dobragem através da realização de numerosos ensaios. Como resultado, fez as seguintes descobertas. (a) Um material 1 metálico, que foi dobrado e arrefecido, é suportado pelo contacto linear com a matriz 4 de rolos móvel no inicio da dobragem, de modo que a posição de contacto do material 1 com a matriz 4 de rolos móvel pode ser mantida. (b) Com a progressão de trabalho, existe um aumento gradual inevitável no peso que actua sobre a parte do material 1 metálico que passou através da matriz 4 de rolos móvel. 4 (c) À medida que este peso aumenta, o material 1 metálico roda em torno da posição de contacto linear com a matriz 4 de rolos móvel. Esta rotação provoca deformação adicional da parte la aquecida, diminuindo assim a precisão de trabalho do material 1 metálico. (d) Além do aumento acima descrito em peso, várias perturbações, tais como deformação térmica do material 1 metálico devido ao aquecimento não uniforme pela bobina 5 de aquecimento de alta frequência ou arrefecimento não uniforme pelo dispositivo 6 de arrefecimento, variações no material inicial formando o material 1 metálico, e variações instantâneas em outras das condições de trabalho, fazem ainda com que o material 1 metálico rode, o que resulta em mais diminuições na precisão de trabalho do material 1 metálico. (e) A rotação devido a perturbações do material 1 metálico pode ser suprimida pelo suporte e constrangimento da parte do material 1 metálico que passou através da matriz 4 de rolos móvel com um rolo móvel adicional, pelo que pode ser suprimida uma diminuição na precisão de trabalho do material metálico. (f) A dobragem do material 1 metálico com um grande ângulo de dobragem é impossível devido à interferência entre a matriz 4 de rolos móvel e outro equipamento. Além disso, os rolos 4a móveis contactam fortemente a superfície do material 1 metálico, provocando uma deterioração do estado superficial do material 1 metálico ou produzindo riscos, resultando na diminuição do rendimento e produtividade. 5

Com base nestas constatações (a) a (f) , a presente requerente verificou que a invenção divulgada pelo Documento 1 de Patente apresenta os seguintes problemas 1-5. (Problema 1) Se dobragem for efectuada no material 1 metálico por um movimento tridimensional da matriz 4 de rolos móvel, os rolos 4a da matriz 4 de rolos móvel ficam em contacto linear com a superfície do material 1 metálico. Em resultado, o estado superficial do material 1 metálico altera-se ou a superfície dos rolos 4a fica danificada e torna-se necessário substituir frequentemente os rolos 4a. (Problema 2) Os rolos 4a da matriz 4 de rolos móvel estão em contacto linear com a superfície do material 1 metálico, enquanto são rotativamente suportados pelo corpo da matriz 4 de rolos móvel. Devido ao efeito de perturbações, tal como o peso do material 1 metálico, a precisão de trabalho do material 1 metálico diminui e não pode ser obtida uma precisão de dobragem desejada. (Problema 3) Devido ao tamanho dos rolos 4a da matriz 4 de rolos móvel, o tamanho dos componentes associados aos rolos 4a (grampos, cilindros hidráulicos, cilindros de ar, mandris de rolos, caixas e semelhantes), o tamanho do dispositivo de aquecimento e o tamanho do dispositivo de arrefecimento, não é possível realizar a dobragem do material 1 metálico com um ângulo de dobragem que seja maior do que um determinado ângulo. Em particular, quando o raio de curvatura do material 1 metálico é pequeno, a matriz de rolos móvel e os componentes associados aos rolos tendem a interferir com o material 1 metálico, de tal modo que a curvatura não pode ser efectuada. 6 (Problema 4) 0 meio de arrefecimento para arrefecer o material 1 metálico aquecido é, tipicamente, baseado em água. 0 meio de arrefecimento salpica e adere a partes deslizantes da matriz 4 de rolos móvel. Em resultado, desenvolve-se ferrugem nas partes deslizantes e o aparelho fica danificado. Além disso, desenvolvem-se óxidos (referidos abaixo como incrustações) na superfície do material 1 metálico aquecido. Uma parte das incrustações que se formam na superfície do material 1 metálico incorpora, subsequentemente, o meio de arrefecimento no passo de arrefecimento subsequente e aderem à matriz 4 de rolos móvel ou as suas partes deslizantes.

As incrustações que aderem à matriz 4 de rolos móvel provocam riscos na superfície dos rolos 4a ou do produto. Se os rolos 4a ficarem danificados, desenvolvem-se ciclicamente defeitos no produto.

As partes deslizantes da matriz 4 de rolos móvel formam um mecanismo de posicionamento de precisão. Se as incrustações aderirem às partes de deslizamento da matriz 4 de rolos móvel e produzirem danos, o período de vida útil das peças mecânicas que constituem a matriz de rolos móvel é encurtado e torna-se difícil realizar um posicionamento preciso. Além disso, torna-se necessário realizar frequentemente a manutenção com interrupção da produção por longos períodos ou empregar uma medida de prevenção de pó, tal como cobrir a totalidade das partes deslizantes com uma cobertura protectora. (Problema 5) De modo a aumentar a precisão da montagem de automóveis, existe uma procura para uma crescente precisão dimensional dos componentes de automóveis e carroçarias de automóveis. Dos pontos de vista de aumento da produtividade da 7 montagem de carrocerias de automóveis, aumento da rigidez de carrocerias de automóveis e supressão de vibração e ruido de carrocerias de automóveis, a soldadura a laser está a começar a substituir a soldadura por pontos, a qual foi utilizada no passado. Os componentes que são submetidos a soldadura a laser possuem, de um modo preferido, uma maior precisão dimensional do que os componentes que são submetidos a soldadura por pontos, de modo a assegurar que a profundidade focal desejada de um laser é obtida. Consequentemente, é necessário aumentar, ainda mais, a precisão dimensional das peças que são fabricadas pela invenção divulgada no Documento 1 de Patente. 0 objectivo da presente invenção é proporcionar um método e um aparelho para fabricar um produto dobrado que possua uma excelente eficácia de funcionamento e que possa proporcionar uma elevada precisão de funcionamento e permitir um grande ângulo de curvatura em dobragem, sem danificar o estado superficial de um material metálico, quando se realiza a dobragem de um material metálico para obter forma dobrada amplamente variável ou quando é necessário efectuar a dobragem de um material metálico de elevada resistência.

Meios para Resolver o Problema A presente invenção é um método de fabrico de um produto dobrado, caracterizado por suportar um material metálico alongado possuindo uma forma de secção fechada numa primeira posição enquanto é alimentado na sua direcção de comprimento, aquecer localmente o material metálico alimentado numa segunda posição que está a jusante da primeira posição na direcção de alimentação do material metálico, arrefecer a parte do material metálico que foi aquecido na segunda posição numa terceira posição a jusante da segunda posição na direcção de alimentação do material metálico, e alerar a posição de um meio de preensão, que prende o material metálico numa região a jusante da terceira posição na direcção de alimentação do material metálico, numa direcção tridimensional incluindo, pelo menos, a direcção de alimentação do material metálico dentro de um espaço de trabalho incluindo um espaço a montante da terceira posição na direcção de alimentação do material metálico para conferir um momento de flexão à parte aquecida do material metálico, fabricando, desse modo, um produto dobrado que possui uma parte tridimensional dobrada de modo intermitente ou continuo na direcção de comprimento do produto.

De um outro ponto de vista, a presente invenção é um aparelho de fabrico para um produto dobrado, caracterizado por possuir, em combinação, um dispositivo de alimentação para alimentar um material metálico alongado na sua direcção de comprimento, possuindo o material metálico uma forma da secção fechada, um dispositivo de suporte para suportar o material metálico alimentado numa primeira posição, um dispositivo de aquecimento para aquecer localmente o material metálico alimentada a uma segunda posição a jusante da primeira posição na direcção de alimentação do material metálico, um dispositivo de arrefecimento para arrefecer a parte do material metálico que foi aquecido na segunda posição numa terceira posição a jusante da segunda posição na direcção de alimentação do material metálico, e um meio de preensão, que pode deslocar-se numa direcção tridimensional incluindo, pelo menos, a direcção de alimentação do material metálico dentro um espaço de trabalho, incluindo um espaço a montante da terceira posição na direcção de alimentação do material metálico, enquanto prende o material 9 metálico alimentado numa região a jusante da terceira posição na direcção de alimentação do material metálico para conferir um momento de flexão à parte aquecida do material metálico.

Efeitos da Invenção

De acordo com a presente invenção, mesmo quando se fabrica um produto dobrado possuindo uma direcção de dobragem que varia tridimensionalmente e que requer uma forma dobrada amplamente variável e mesmo quando é necessária a dobragem de um material metálico de elevada resistência, pode ser fabricado de modo eficaz e pouco dispendioso um produto dobrado possuindo uma elevada resistência e boa retenção da forma, uma distribuição de uma dureza predeterminada e uma precisão dimensional desejada.

Além disso, a presente invenção efectua a dobragem de um material metálico ao prender o material metálico com um meio de preensão que é suportado por um robô articulado ou semelhante ou um meio de preensão que esteja integralmente formado num robô articulado. Em resultado, o ângulo de dobragem pode ser definido para um grande valor, a deterioração do estado de superfície ou ocorrência de riscos na superfície podem ser suprimidas, a precisão de dobragem pode ser assegurada e a dobragem pode ser efectuada com excelente eficácia operativa.

Por conseguinte, a presente invenção pode ser amplamente aplicada, por exemplo, como uma técnica de dobragem para produtos dobrados para utilização em automóveis, que está a ser desenvolvida para um nível mais elevado. 10

Breve Explicação dos Desenhos A Figura 1 é uma vista explicativa mostrando esquematicamente, de modo simplificado , a estrutura de um exemplo de um aparelho de fabrico de um produto dobrado de acordo com a presente invenção. A Figura 2 é uma vista explicativa mostrando esquematicamente a estrutura de um aparelho de fabrico utilizando um robô articulado. A Figura 3 é uma vista explicativa mostrando este robô articulado. A Figura 4 é uma vista explicativa mostrando esquematicamente um aparelho de dobragem de acordo com a invenção divulgado pela presente requerente no Documento 1 de Patente. A Figura 5 é uma vista explicativa mostrando esquematicamente um aparelho de dobragem de acordo com a invenção divulgada pela presente requerente no Documento 1 de Patente. A Figura 6 é uma vista explicativa mostrando esquematicamente um método de trabalho divulgado no Documento 1 de Patente. 11

Lista de Símbolos nos Desenhos 0 aparelho de dobragem 1 material metálico 2 meio de suporte 3 dispositivo de alimentação 4 matriz de rolos móvel 4a par de rolos 5 bobina de aquecimento de alta frequência 6 dispositivo de arrefecimento de água 10, 10-1 aparelho de fabrico 11 dispositivo de alimentação 12 parte de preensão 13 dispositivo de suporte 14 dispositivo de aquecimento de alta frequência 15 meio de preensão 16 dispositivo de arrefecimento 17 corpo 18 primeira base 19 segunda base 20 mecanismo de movimento

Formas de Realizaçao da Invenção

Abaixo, será explicado, em pormenor, um melhor modo para a realização da presente invenção, fazendo referência aos desenhos anexos. A Figura 1 é uma vista explicativa mostrando esquematicamente, de modo simplificado, a estrutura de um 12 exemplo de um aparelho 10 de fabrico para um produto dobrado de acordo com a presente invenção.

Como mostrado nesta figura, este aparelho 10 de fabrico compreende um dispositivo 11 de alimentação, um dispositivo 13 de suporte, um dispositivo 14 de aquecimento de alta frequência, um dispositivo 16 de arrefecimento e um meio 15 de preensão, que são individualmente explicados abaixo.

[Dispositivo 11 de alimentação] O dispositivo 11 de alimentação alimenta um material 1 metálico alongado possuindo a forma de secção fechada na sua direcção de comprimento.

Um exemplo do dispositivo 11 de alimentação é de um tipo que utiliza um cilindro servo alimentado electricamente. O dispositivo 11 de alimentação não tem de ser limitado a um tipo especifico e qualquer dispositivo conhecido deste tipo de dispositivo de alimentação, tal como um tipo utilizando um parafuso de esfera ou também pode ser utilizado um tipo que utilize uma correia ou uma corrente temporizadora ou semelhantes.

Na invenção mostrada na Figura 1, é dado um exemplo do caso em que o material 1 metálico é um tubo de aço possuindo uma forma de secção transversal circular, mas a presente invenção não se limita ao caso em que o material 1 metálico é um tubo de aço e a presente invenção pode ser aplicada a um material metálico oco possuindo uma forma de secção transversal que seja rectangular, elíptica, oval, poligonal, uma combinação de um 13 polígono e um círculo ou uma combinação de um polígono e uma elipse do mesmo modo gue para um tubo de aço. 0 material 1 metálico é mantido por um elemento 12 de suporte e é alimentado na direcção axial (direcção de comprimento) a uma velocidade predeterminada pelo dispositivo 11 de alimentação. 0 elemento 12 de retenção serve a função de manter o material 1 metálico, de modo a efectuar a alimentação do material metálico, mas pode ser omisso, quando existe um dispositivo 13 de suporte.

[Dispositivo 13 de suporte] 0 dispositivo 13 de suporte suporta o material 1 metálico, que é alimentado na direcção axial pelo dispositivo 11 de alimentação numa primeira posição A, enquanto permite que o material 1 metálico se desloque.

Um exemplo deste tipo de dispositivo 13 de suporte é um guia fixo, mas não é necessário limitá-lo a um tipo específico. Um dispositivo 13 de suporte também pode utilizar um ou mais pares de cilindros de acionamento opostos e qualquer dispositivo de suporte conhecido deste tipo pode também ser utilizado. 0 material 1 metálico é alimentado na direcção axial enquanto passa através da posição A de instalação do dispositivo 13 de suporte. 0 dispositivo 13 de suporte pode ser substituído pelo elemento 12 de suporte mostrado na Figura 1. 14 [Dispositivo 14 de Aquecimento de Alta Frequência] 0 dispositivo 14 de aquecimento de alta frequência aquece localmente o material 1 metálico alimentado numa segunda posição B que está posicionada a jusante da primeira posição A na direcção de alimentação do material 1 metálico alimentado.

Uma bobina que efectua aquecimento por indução de alta frequência do material 1 metálico pode ser utilizada como o dispositivo 14 de aquecimento de alta frequência. 0 dispositivo 14 de aquecimento de alta frequência pode ser qualquer tipo conhecido de dispositivo de aquecimento de alta frequência.

Variando a distância da bobina de aquecimento do dispositivo 14 de aquecimento de alta frequência a partir do material 1 metálico numa direcção paralela à direcção perpendicular à direcção axial do material 1 metálico 1, uma parte do material 1 metálico que está a ser alimentado pode ser aquecida de modo não uniforme na sua direcção circunferencial.

Também por utilização de, pelo menos, um meio de pré-aquecimento para o material 1 metálico disposto no lado a montante do dispositivo 14 de aquecimento de alta frequência, o material 1 metálico pode ser aquecido uma pluralidade de vezes.

Também por utilização de, pelo menos, um meio de pré-aquecimento para o material 1 metálico disposto no lado a montante do dispositivo 14 de aquecimento de alta frequência, é possível aquecer de modo não uniforme uma parte do material 1 metálico que está a ser alimentado na direcção circunferencial. 15 0 material 1 metálico é aquecido local e rapidamente pelo dispositivo 14 de aquecimento de alta frequência.

[Dispositivo 16 de Arrefecimento]

Numa terceira posição C a jusante da segunda posição B na direcção de alimentação do material 1 metálico, o dispositivo 16 de arrefecimento arrefece a parte do material 1 metálico que está a ser alimentado, que foi aquecida na segunda posição B. Na zona entre a posição B e a posição C, o material metálico é aquecido a uma temperatura elevada e encontra-se num estado em que a sua resistência à deformação é grandemente diminuída.

Qualquer dispositivo que possa proporcionar uma velocidade de arrefecimento desejada pode ser utilizado como o dispositivo 16 de arrefecimento e não é necessário limitá-lo a um tipo específico de dispositivo de arrefecimento. Como um exemplo típico, é utilizado um dispositivo de arrefecimento de água que arrefece o material 1 metálico por aspersão de água de arrefecimento numa posição predeterminada na superfície periférica exterior do material 1 metálico.

Como mostrado na Figura 1, a água de arrefecimento é aspergida com um ângulo em relação à direcção na qual o material 1 metálico está a ser alimentado. A região na direcção axial na qual o material 1 metálico é aquecido pode ser ajustada por variação da distância do meio de arrefecimento a partir do material 1 metálico, numa direcção paralela a uma direcção perpendicular à direcção axial do material 1 metálico. 16 A parte do material 1 metálico que foi aquecida pelo dispositivo 14 de aquecimento de alta frequência é local e rapidamente arrefecida pelo dispositivo 16 de arrefecimento.

[Meio 15 de Preensao] 0 meio 15 de preensão destina-se a conferir um momento de flexão à parte do material 1 metálico que foi aquecido pelo dispositivo 14 de aquecimento de alta frequência por movimento numa direcção tridimensional incluindo, pelo menos, a direcção de alimentação do material 1 metálico dentro de um espaço de trabalho incluindo um espaço no lado a montante da terceira posição C na direcção de alimentação do material 1 metálico, enquanto prende o material 1 metálico que está a ser alimentado numa região D a jusante da terceira posição C na direcção de alimentação do material 1 metálico. Um mecanismo de mandril pode tipicamente ser utilizado como meio de preensão.

Na presente invenção é, naturalmente, possível, deslocar bidimensionalmente um meio de preensão que pode mover-se de modo tridimensional. Deste modo, pode efectuar-se uma dobra em que a direcção de dobragem varia bidimensionalmente para produzir um produto dobrado, tal como um produto dobrado em que a direcção de dobragem de um material metálico varia de modo bidimensional, como numa dobra em S. 0 espaço de trabalho é um espaço tridimensional definido pelas equações 1, 2 e 3 seguintes. 17 χ < 0 e (y = Ο ou y > 0,5D) e 0 < Θ < 360°.....(1) x2 + (y - Rmin)2 > Rmin2 .....(2) x2 + (y + Rmin)2 > Rmin2 - (0,5D - Rmin)2 + (0,5D + Rmin)2.....(3)

Nas Equações 1-3, D significa a menor dimensão exterior (mm) do produto dobrado, Rmin significa o menor raio de curvatura (mm) do produto dobrado e x, y e Θ são as coordenadas cilíndricas possuindo a sua origem na segunda posição em que a direcção x é a direcção de alimentação instantânea do material metálico, a direcção y é a direcção perpendicular à direcção x num plano horizontal e Θ é o ângulo na direcção circunferencial. 0 meio 15 de preensão efectua a dobragem do material 1 metálico por deslocamento tridimensional neste espaço de trabalho para fabricar um produto dobrado possuindo uma forma desejada e de modo intermitente ou contínuo possuindo uma parte dobrada na direcção de comprimento. 0 espaço de trabalho é um espaço baseado numa ideia técnica, pelo que quando a operação de uma linha de fabrico ou semelhante é fixa, um objecto físico que pode ser opcionalmente instalado pode existir neste espaço. 0 meio 15 de preensão possui um corpo 17 possuindo uma forma exterior cilíndrica e um mecanismo 20 de movimento no qual o corpo 17 está montado. O mecanismo 20 de movimento é constituído por uma segunda base 19 que está disposta de modo a possibilitar o movimento na direcção perpendicular à direcção de alimentação do material 1 metálico (na direcção vertical na 18

Figura 1) e uma segunda base 19 que está disposta de modo a possibilitar o movimento na direcção de alimentação. A primeira base 18 e a segunda base 19 são ambas movidas por um parafuso de esfera e um motor de accionamento. Este mecanismo 20 de accionamento torna o corpo 17 bidimensionalemnte móvel num plano horizontal. O corpo 17 é constituído por um elemento oco possuindo uma superfície periférica interior com uma forma que corresponde à da superfície periférica exterior do material 1 metálico. O corpo 17 prende o material 1 metálico ao contactar intimamente a superfície exterior da extremidade dianteira do material 1 metálico.

Em contraste com o exemplo mostrado na Figura 1, o corpo 17 pode ser constituído por um tubo possuindo uma superfície periférica exterior com uma forma que corresponde à superfície periférica interior do material 1 metálico. Neste caso, o corpo 17 pode prender o material 1 metálico ao ser inserido na extremidade dianteira do material 1 metálico.

Em vez de ser suportado pelo mecanismo 20 de movimento, mostrado na Figura 1, o corpo 17 pode ser suportado utilizando um robô articulado possuindo uma junta que pode rodar em torno de, pelo menos, um eixo. A Figura 2 é uma vista explicativa que mostra esquematicamente a estrutura de um aparelho 10-1 de fabrico utilizando um robô 21 articulado e A Figura 3 é uma vista explicativa que mostra este robô 21 articulado.

Ao utilizar este robô 21 articulado, o corpo 17 pode ser facilmente suportado de modo a poder deslocar-se numa direcção 19 tridimensional, incluindo, pelo menos, a direcçao de alimentaçao do material 1 metálico.

Em seguida, será explicado o fabrico utilizando este aparelho 10 de fabrico de um produto dobrado, possuindo de modo intermitente ou continuo na sua direcção de comprimento uma parte dobrada que é dobrada de modo tridimensional.

Em primeiro lugar, um material 1 metálico alongado, possuindo uma forma de secção fechada, é suportado numa primeira posição A pelo dispositivo 13 de suporte e é alimentado na sua direcção de comprimento pelo dispositivo 11 de alimentação.

Em seguida, os seguintes passos (a) a (c) são efectuados de modo continuo de acordo com a forma alvo de um produto: (a) aquecer localmente o material 1 metálico que está a ser alimentado numa segunda posição B a jusante da primeira posição A na direcção de alimentação do material 1 metálico por meio do dispositivo 14 de aquecimento de alta frequência, (b) arrefecer a parte do material metálico que foi aquecida na segunda posição B pelo dispositivo 16 de arrefecimento numa terceira posição C a jusante da segunda posição B na direcção de alimentação do material 1 metálico e (c) variar a posição do meio 15 de preensão que prende o material 1 metálico numa região D, a jusante da terceira posição C na direcção de alimentação do material 1 metálico, numa direcção tridimensional, incluindo, pelo menos, a direcção de alimentação do material metálico dentro de um espaço de trabalho incluindo um espaço no lado a montante da terceira posição C na direcção de alimentação do material 1 metálico para conferir um momento de flexão à parte aquecida do material 1 metálico. 20

Em resultado, é continuamente produzido um produto dobrado de modo intermitente ou contínuo possuindo na sua direcção de comprimento uma parte dobrada, que é tridimensionalmente dobrada e que é formada por dobraqem, produzida pelo momento de flexão anteriormente descrito.

Neste momento, por aquecimento local do material 1 metálico na segunda posição B a uma temperatura à qual a têmpera é possível e arrefecimento a uma velocidade de arrefecimento predeterminada na terceira posição C, a parte aquecida do material 1 metálico pode ser temperada, pelo que pode ser fabricado um produto dobrado de modo intermitente ou contínuo possuindo uma parte temperada, pelo menos, na direcção de comprimento e/ou na direcção circunferencial numa secção cruzando a direcção de comprimento.

Um produto dobrado pode ser continuamente fabricado dispondo o aparelho 10 de fabrico (a) num aparelho de fabrico continuo de um produto dobrado, que está incorporado numa linha de fabrico de tubos de costura soldada, constituída por uma desenroladora, que disponibiliza continuamente uma tira de aço, um meio de formação que forma a tira de aço disponibilizada como um tubo possuindo uma forma de secção predeterminada, um meio de soldadura, que solda os bordos laterais de encosto da tira de aço para formar um tubo contínuo e um meio de pós-tratamento que corta o cordão de soldadura e se necessário realiza pós-recozimento ou dimensionamento, estando o aparelho 10 disposto no lado de saída dos meios de pós-tratamento, ou 21 (b) num aparelho de fabrico contínuo de um produto dobrado que está incorporado numa linha de formação de rolos, constituída por uma desenroladora, que disponibiliza continuamente uma tira de aço e um meio de perfilagem que dá forma à tira de aço disponibilizada de modo que assuma uma forma de secção predeterminada, estando o aparelho 10 disposto no lado de saída do meio de perfilagem.

De acordo com a presente invenção, mesmo quando se fabrica um produto dobrado que requeira uma forma dobrada amplamente variável e que possua uma direcção de dobragem que varie tridimensionalmente e, mesmo quando é necessário efectuar a dobragem de um material metálico possuindo uma elevada resistência, é possível fabricar de modo eficaz e pouco dispendioso um produto dobrado possuindo uma elevada resistência, boa retenção da forma, uma distribuição de dureza predeterminada, uma precisão dimensional desejada e um raio de curvatura de dobragem que não seja constante na direcção de comprimento, mas que possua, pelo menos, duas partes dobradas de diferente raio de curvatura na direcção de comprimento.

Além disso, um material metálico é submetido a dobragem enquanto é preso por um meio de preensão que é suportado por um robô articulado ou semelhante. Por esse motivo, pode ser assegurado um grande ângulo de dobragem, a deterioração no estado superficial e a ocorrência de riscos na superfície podem ser suprimidas, a precisão de dobragem pode ser garantida e é possível uma dobragem com excelente eficácia operacional.

Por conseguinte, a presente invenção pode ser largamente empregue, por exemplo, como uma técnica de dobragem para 22 produtos dobrados desenvolvidos a um a utilizar em automóveis, que estão a ser nível mais elevado.

Lisboa, 17 de Junho de 2013 23

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Método de fabrico de um produto dobrado, compreendendo suportar um material (1) metálico alongado possuindo uma forma de secção fechada numa primeira posição (A) enquanto é alimentado na sua direcção de comprimento, aquecer localmente numa segunda posição (B) o material metálico que está a ser alimentado, estando a segunda posição (B) a jusante da primeira posição na direcção de alimentação do material metálico, arrefecer a parte do elemento metálico que foi aquecido na segunda posição (B) numa terceira posição (C) a jusante da segunda posição na direcção de alimentação do material metálico e caracterizado por compreender ainda variar a posição de um meio (15) de preensão, que prende o material metálico numa região (D) do material metálico a jusante da terceira posição na direcção de alimentação do material metálico, numa direcção tridimensional incluindo, pelo menos, a direcção de alimentação do material metálico dentro de um espaço de trabalho incluindo um espaço a montante da terceira posição (C) na direcção de alimentação do material metálico para conferir um momento de flexão à parte aquecida do material metálico, fabricar, desse modo, um produto dobrado que possui uma parte tridimensional dobrada de modo intermitente ou continuo na direcção de comprimento do produto. 1
2. Método de fabrico de um produto dobrado como definido na reivindicação 1, em que o espaço de trabalho é um espaço tridimensional definido pelas Equações 1, 2 e 3 seguintes, x <0 e (y = 0 ou y >0,5D) e 0< Θ <360°.....(1) 2 forma de secção que é selecionada de um círculo, um rectângulo, uma elipse, um oblongo, um polígono, uma combinação de um polígono e um círculo e uma combinação de um polígono e uma elipse.
5. Método de fabrico de um produto dobrado como definido na reivindicação 1, em que o meio (15) de preensão prende o material metálico por ser inserido na extremidade dianteira do material metálico.
6. Método de fabrico de um produto dobrado como definido na reivindicação 1, em que o meio (15) de preensão prende o material metálico por contactar a superfície exterior da extremidade dianteira do material metálico.
7. Método de fabrico de um produto dobrado como definido na reivindicação 1, em que o material metálico que está a ser alimentado é localmente temperado por ser localmente aquecido na segunda posição a uma temperatura à qual a têmpera é possível e ser arrefecido na terceira posição.
8. Método de fabrico de um produto dobrado como definido na reivindicação 1, em que o produto dobrado de modo intermitente ou contínuo possui uma parte temperada, pelo menos, na direcção de comprimento e/ou na direcção circunferencial numa secção que cruza a direcção de comprimento.
9. Aparelho para fabrico de um produto dobrado compreendendo, em combinação, 3 um dispositivo (11) de alimentação para alimentar um material (1) metálico alongado possuindo uma forma de secção fechada na sua direcção de comprimento, um meio (13) de suporte para suportar o material metálico que está a ser alimentado numa primeira posição (A), um meio (14) de aquecimento para aquecer localmente o material metálico que está a ser alimentado numa segunda posição (B) a jusante da primeira posição na direcção de alimentação do material metálico, e um dispositivo (16) de arrefecimento para arrefecer uma parte do material metálico que está a ser alimentado que foi aquecida na segunda posição (B) numa terceira posição (C) a jusante da segunda posição (B) na direcção de alimentação do material metálico, caracterizado por compreender ainda um meio (15) de preensão que é móvel numa direcção tridimensional incluindo, pelo menos, a direcção de alimentação do material metálico num espaço de trabalho contendo um espaço a montante da terceira posição (C) na direcção de alimentação do material metálico enquanto prende o material metálico numa região do material metálico a jusante da terceira posição (C) na direcção de alimentação do material metálico para conferir um momento de flexão à parte aquecida do material metálico. Lisboa, 17 de Junho de 2013 4