Incercari Tehnologice, Testari Si Tehnologii de Prelucrare cu Aplicatii In Designul Reperelor din Metal

Introducere

Activitate de creație artistică și tehnică, designul prezintă un rol important în realizarea unui produs, concept sau serviciu. Activitatea de design presupune cunoștințe din cele mai variate domenii. Produsul sau reperul conceput de designer este caracterizat de trăsături constructive, tehnologice, ergonomice, estetice și economice.

DESIGNUL DE PRODUS, ramură fundamentală a afirmării designului, se remarcă prin interesul pentru crearea unor forme de produse care să asigurare existenței noastre cotidiene un plus de frumusețe. Produsele industriale se impun ca obiecte frumoase, capabile să asigure confortul fizic și psihic, prezentând anumite funcții (principale și secundare). Obiectul uzual creat în conformitate cu legile esteticii aplicate, se transformă în obiect estetic, capabil să declanșeze emoția cumpărătorului sau utilizatorului. Acest sentiment reprezintă un factor principal de decizie în achiziția respectivului produs. Optimul rezolvării tehnice, estetice și fucționalului asigură succesul de piață al produsului. Unitatea dintre funcție, structură și formă, la care se adaugă calitatea materialelor întrebuințate, culorile și finisajele, condiționează asigurarea calității estetice a produselor.

Design-ul este instrumentul prin care se poate oferi specificitate unui produs, în condițiile în care piața oferă o multitudine de produse similare care cu greu se pot diferenția.

Designul de produs este un element important al competitivității, atât pe piața internă, cât și pe piața externă.

Întrebări frecvente puse în vederea proiectării unui produs

Întrebările puse la crearea unui produs contribuie la înțelegerea modului în care acesta urmează a fi realizat, utilizat, depanat, modernizat, îmbunătățit, reciclat, etc.

Designerul trebuie să mențină contactul cu realitatea tehnico-științifică privind noile tehnologii, invenții și inovații. Acestea pot oferi noi posibilități și noi funcții pentru produsele create sau noi tehnologii pentru realizarea respectiv fabricarea produselor.

Descoperirile din domeniul tehnologiilor și materialelor determină proiecte de produse superioare din punct de vedere calitativ atât sub aspectul esteticului, funcționalului cât și sub aspectul preocupărilor la nivel mondial privind crearea de produse mai prietenoase cu mediul.

Obiectivele educției tehnologice

Designul poate fi argumentat?

Alegerile designerului sunt corecte?

Produsul poate fi realizat?

Apariția defectelor poate fi prevenită?

Defectele pot fi cosmetizate?

Inițierea în pregătirea tehnico-practică-științifică a designerului

Pregătirea tehnico-practică-științifică a designerului are ca scop:

Limbajul de comunicare al designerului

Produsul industrial rezultat al activității designerului

METALUL ÎN PROCESUL DE DESIGN

4.1 Proprietățile Fizice ale metalelor

De ce alege designerul metalul?

Pentru proprietăți?

Pentru aspectul estetic?

Pentru rezistență: mecanică (statică, dinamică), la coroziune, la uzură?

Pentru modul de: fabricare, asamplare, recuperare?

Proprietățile Tehnologice ale metalelor

4.2 Materiale metalice folosite în design

Pentru proiectarea conceptelor, produselor, ansamblurilor și subansamblurilor care fac obiectul activității de design se folosesc: materiale metalice, materiale plastice, sticlă, cristale, pietre tehnice, materiale compozite, piele, țesături textile, lemn, alte materiale.

Materialele metalice utilizate sunt:

• materiale feroase (fonta, oțelul);

• materiale cu proprietăți magnetice;

• materiale neferoase: aluminiul, cuprul, zincul, plumbul și aliajele lor, titanul, argintul, platina, aurul, aliaje ale acestora;

materiale prețioase și aliajele acestora: aur, platină, argint.

Materialele metalice utilizate frecvent în design

Materialele compozite utilizate în mecanica fină sunt variate și înlocuiesc materialele metalice.

Principalele metode de obținere a semifabricatelor

Principalele metode de obținere a semifabricatelor sunt:

turnarea;

deformarea plastică (matrițare, extrudare, laminare, tragere, îndoire, ambutisare, ștanțare);

presare (sinterizare) pentru materiale sub formă de pulberi metalice, (materiale plastice, materiale compozite);

Procedee clasice de prelucrare

Criteriile avute în vedere la alegerea materialelor

precipitare din soluție – galvanoplastie;

depunere din stare de vapori sau gaz sub formă de straturi subțiri.

Criteriile avute în vedere la alegerea materialelor sunt prezentate în diagrama de mai sus.

La alegerea materialelor se are în vedere influența elementelor de aliere asupra proprietăților oțelurilor, a metalelor în general. Astfel condițiile impuse de procesele tehnologice din industria alimentară determină folosirea oțelurilor inoxidabile și anticorozive, motiv pentru care designerul, respectiv proiectantul, va ține cont la alegerea materialelor, destinate ambalajelor sau obiectelor cu aplicație în acest domeniu. Alegerea materialelor de către proiectant va avea în vedere pe lângă compoziția chimică a materialului (sub aspectul proprietăților generate de elementele de aliere, ce influențează principalele proprietăți ale oțelului), domeniile de utilizare ale acestor oțeluri, scopul reperelor și utilajelor proiectate, principalele semifabricate ce pot fi folosite pentru obținerea produselor cu forme, finisaje și funcții impuse de rolul produsului.

Clasificarea fenomenului coroziune

Alegerea materialului metalic va ține cont de fenomenul coroziune. Coroziunea reprezintă fenomenul de distrugere parțială sau totală a materialelor în urma unor reacții chimice sau electrochimice.

Reacțiile de pe suprafața metalică în cazul procesului electrochimic de coroziune

Factori care influențează coroziunea chimică

Factori care influențează coroziunea electrochimică

Factorii care influențează viteza de coroziune

Pentru aprecierea gradului de rezistență la coroziune al materialelor se face un studiu privind comportarea acestora în contact cu mediul agresiv cu valori cuprinse în diferite scări convenționale. La dimensionarea reperelor se va avea în vedere indicele de penetrație. Fiabilitatea produselor poate fi mult mărită dacă la proiectare și exploatare se va avea în vedere factorii care influențează viteza de coroziune.

Pasivitatea este o stare de rezistență mare la coroziune a metalelor și aliajelor.

Test coroziune

Se propune un test de apreciere a gradului de agresivitate a anumitor substanțe și factori agresivi, asupra unor repere, eșantioane, mostre de materiale metalice.

Se vor debitata epruvete de o anumită dimensiune din diferite materiale metalice:

Semifabricate de diferite tipodimensiuni:

Tablă;

Bandă;

Bară;

Sârmă;

Țeavă;

Profil în L, H, L, I etc.

Compoziții chimice diferite ale aceluiași material metalic de bază (aliaje diferite):

Oțel laminat în diferite compoziții;

Oțel inox în diferite compoziții;

Aluminiu sub formă de diferite aliaje;

Cupru sub diferite aliaje;

Argint și aliaje de argint etc.

Cu și fără diferite acoperiri de protecție:

Pasivizare;

Brunare;

Zincare;

Eloxare etc.

Se vor lăsa, respectivele epruvete, în diferite medii agresive:

Substanțe cu grad mare de agresivitate asupra metalului (acizi etc);

Substanțe naturale (sucuri de fructe, legume, substațe proteice);

Se creează diferite medii (umezeală ridicată, salinitate ridicată, atac cu diferite substanțe solide).

Se efectuează testele la diferite temperaturi:

Temperatura mediului ambiant;

Temperaturi scăzute (sub 00);

Temperaturi ridicate.

Epruvetele vor avea diferite finisaje iar microgeometria stratului superficial poate prezenta diferite rugozități (mari, mici, în diferite structuri);

Din fiecare epruvetă vor fi păstrate probe martor, pentru a se putea face studiul comparativ ale comportamentului materialului metalic înainte de acțiunea fatorului agresiv și după;

Se va nota timpul de menținere în mediul agresiv;

Se va folosi microscopul pentru analiza vizuală a gradului de atac al substanțelor agresive asupra epruvetelor;

Se va face o analiză centralizată asupra comportamentului epruvetelor.

Se vor clasifica rezultatele în funcție de modul în care au fost afectate epruvetele din diferite:

materiale,

semifabricate,

protecția inițială dacă a existat sau nu,

straturi de protecție aplicate,

natura substanței agresive,

rugozitatea suprafeței;

temperatura încercării.

Se vor trage concluziile:

Ce tip de compoziție, aliaj, semifabricat este mai rezistent la agenții corozivi?

Ce tip de strat protector conferă rezistență la coroziune mai mare?

Cum este afectată microgeometria suprafețelor de agenții corozivi?

Pot fi folosite cu scop decorativ, estetic aceste agresiuni corozive?

Care sunt aspectele pozitive ale coroziunii? Există aceste aspecte?

Care sunt aspectele negative ale coroziunii? Există aceste aspecte?

Cum pot fi prevenite aceste defecte ale coroziunii?

Care sunt deciziile și măsurile de prevenție ale designerului din punct de vedere al efectelor coroziunii?

TESTAREA METALELOR

ÎNCERCĂRI TEHNOLOGICE

Scopul încercărilor tehnologice constă în evidențierea proprietății materialelor de a se deforma și prelucra mecanic, în anumite condiții de solicitare mecanică, specifice diverselor operații de prelucrare. Cu ajutorul acestor încercări se determină o serie de caracteristici mecanice distincte care reflectă aspecte ale comportării mecanice ale materialelor. [20, 48, 49, 61]

Comportarea mecanică determină clasificarea încercărilor tehnologice.

Clasificarea încercărilor tehnologice

Scopul încercării la uzură

Importanța încercării la uzură

Rezultatele obținute la încercările de uzură permit analiza eficacității unei anumite prelucrări mecanice, termice sau termochimice.

Test încercarea la uzură

Se va efectua un test de apreciere a comportamentului suprafețelor unor epruvete din material metalic, supuse la uzură prin frecare.

Se vor preleva epruvete din materiale metalice diferite (OL, AL, Cu, Am) de aceeași mărime, respectiv aceeașă suprafață. Suprafețele epruvetelor vor fi:

Cu rugozități minime,

Cu rugozități cu valoare ornametală,

Cu rugozotăți rezultate din procesul de prelucrare,

Cu acoperiri cu straturi de protecție (Zn, brunare, pasivizare, vopsire).

Pe suprafețele epruvetelor se va acționa, prin frecare, cu diferite corpuri a căror suprafețe pot fi:

Sferice,

Plane,

Curbilinii,

Cu diferite asperități (perie de sârmă, hârtie cu diferite granulații pentru finisări).

Se vor analiza, atât la microscop cât și cu ochiul liber, urmele generate prin frecare de corpurile alese în cadrul testului. Analiza va evidenția:

care epruvetă,

din ce material,

cu ce caracteristici ale microgeometriei,

cu ce tip de protecție a suprafeței supuse la frecare,

cu ce caracteristici ale ale corpului care a realizat uzura prin frecare,

prezintă rezistență mai mare la frecare, urme mai pronunțate.

Încercările mecanice pot fi utilizate de către designeri pentru alegerea materialului, semifabricatului, formei, dimensiunilor, finisajelor, traseului tehnologic.

Aplicații ale încercărilor mecanice în design

Încercările mecanice permit verificarea materialului, formei, tehnologiei de realizare a machetei produsului, respectiv a reperului proiectat de designer.

Importanța încercărilor mecanice

Relația dintre formă, finisaj, culoare, material, semifabricat, tehnologie de execuție, este o relație de interdependență. Testele au ca rezultat cunoașterea posibilităților tehnologice ale materialelor.

Încercările mecanice sunt folosite atât pentru înțelegerea comportamentului materialului, modului în care acesta poate răspunde cerințelor designerului, dar și rezistenței reperului în timp, față de solicitările la care este supus respectivul reper, piesă, produs.

Încercările tehnologice pot fi adoptate și pentru stabilirea corectă a traseului tehnologic în realizarea unei machete.

În funcție de semifabricatul ales pentru realizarea unei anumit reper se pot aplica încercări mecanice speciale, verificându-se astfel, încă de la stadiul de machetă, rezistența reperului, produsului.

Test deformare

Se propune un test pentru studierea comportamentului la deformare a semifabricatelor metalice. Se va alege o modalitate de deformare a metalului din cele 4 tipuri de deformări propuse:

întindere,

compresiune,

încovoiere,

răsucire.

Se va opta pentru încercarea la răsucire a unor epruvete din metal.  Răsucirea se produce în bare fiind produsă de forțe care nu sunt nici paralele și nici concurente cu axa geometrică a barei asupra căreia acționează. Efectul produs este rotirea secțiunilor transversale în sensuri opuse. Barele cilindrice care preiau solicitările de răsucire sunt organe de mașini care preiau și transmit putere, sub formă de mișcare de rotație și se numesc arbori, în general.

Banc pentru deformarea la răsucire a epruvetelor

Pentru analiza deformațiilor rezultate la deformarea prin răsucire se propune analiza profilului cilindric de tip:

țeavă supus,

bară.

Se vor preleva epruvete care vor avea o anumită lungime L și un anumit diametru ɸexterior și ɸinterior.

Epruvetele vor fi din materiale diferite, dar cu aceleași dimensiuni.

Se vor trasa generatoare paralele (la 200, conform figurei de mai jos), pe suprafața cilindrică exterioară.

Se vor trasa cercuri paralele, la o anumită distanță.

Epruvetele vor fi supuse la:

același tip de solicitare, cu același unghi de răsucire,

aceeași durată de timp,

aceeași temperatură a ambientului.

Se vor analiza:

liniile trasate deformate (figura de mai jos),

dimensiunile epruvetelor după deformare,

materialul care a rezistat mai bine la deformație (s-a deformat mai puțin, materialul prezintă proprietăți elastice și unghiul de înclinație al generatoarelor prezintă o deviere mai mare sau mai mică față de poziția inițială a liniilor generatoare, adică au un grad mai mic de deviere de la traseele inițiale, dimensiunile prezintă abateri mai mici față de cele inițiale).

Apariția defectelor, descrierea acestor defecte.

Punctele tari și punctele slabe ale acestor deformații.

Cum și când poate designerul să folosească aceste rezultate.

Prevenirea apariției defectelor, recomandări, decizii.

Concluzii.

Se va avea în vedere că:

Dimensiunile barei nu se schimbă, pe nici o direcție, după aplicarea solicitării. Secțiunile care erau inițial plane și perpendiculare pe axa barei își păstrează aceste caracteristici după producerea solicitării, chiar dacă se rotesc în jurul axei longitudinale.

Se produc doar rotiri reciproce ale secțiunilor transversale, astfel că liniile generatoare devin elicoidale, iar pătratele inițiale ale rețelei de linii se transformă în paralelograme curbilinii. Rezultă că în bară se produc numai deformații specifice de lunecare, cărora le corespund tensiuni tangențiale.

Marcarea epruvetei supuse la încercarea de răsucire, pentru analiza vizuală a deformției

Dacă se analizează repartizarea pe secțiune a tensiunilor tangențiale de răsucirea epruvetei, se va observa că partea de material situată în jurul axei longitudinale este foarte puțin solicitată, ceea ce conduce la ideea că secțiunile inelare sunt mai potrivite pentru barele care preiau momente de răsucire.

Cu același consum de material, bara de secțiune tubulară poate suporta un moment de răsucire mai mare față de bara circulară, cu secțiune plină.

Pentru preluarea solicitărilor de torsiune sunt preferabile barele sub formă de țeavă!

Test deformare la Compresiune plană

Schemă deformare la compresiune plană

Pentru înțelegerea modului în care deformațiile la compresiune plană acționează asupra diferitelor structuri, corpuri, forme macrogeometrice, se propune efectuarea unui test. Testul se va realza pe epruvete de tip ambalaje, care chiar dacă nu sunt din metale, se comportă ca și produsele din materiale metalice cu pereți subțiri.

Încercarea la compresiune plană, aplicată pe ambalaje

din diferite materiale,

cu diferite forme,

supuse la același regim de încercare.

Metoda constă în aplicarea de greutăți diferite, pe diferitele fețe ale ambalajului. Se va opta și pentru mediul umed și cel uscat.

Se va studia rezistența ambalajului la stivuire, frecare, aruncare, presare, așezarea pe cota maximă și cea minimă, pe muchie, etc.

Se vor analiza comparativ, deformațiile, forma, materialul, influența microclimatului, etc

Test deformare Imprimare forțată pe lățime

Schema imprimării forțate pe lățime

Testul la această încercare de deformare prin imprimare forțată pe lățime va reproduce imprimarea cu:

aceeași forță,

aceeași durată de timp,

aceeași unealtă,

în aceleași condiții ale mediului ambiant,

pe materiale diferite, cu finisaje diferite, structuri diferite. Se vor analiza comparativ epruvetele deformate, se vor trage concluzii:

care material se deformează mai greu,

care structură și finisaj reproduce mai bine imprimarea,

influența componentei elastice a materialului din epruveta testată.

Test deformare la încovoiere

O bară solicitată la încovoiere, prezintă o rezistență mai mare cu cât modulul de rezistență minim are o valoare mai mare. Modulul de rezistență depinde de mărimea și forma secțiunii. Solicitarea la încovoiere depinde și de modul de așezare al secțiunii față de planul forțelor exterioare. În practică se urmărește obținerea unei rezistențe cât mai mari a barei, cu un consum de material cât mai mic. Secțiunea transversală economică depinde de raportul Wz,min/A. Cu cât acest raport este mai mare, cu atât secțiunea este mai economică. Modul în care valoarea acestui raport poate influența forma secțiunii solicitate la încovoiere, este prezentată în tabelul de mai sus. Profilele laminate U și I trebuie astfel așezate încât axa Gy să coincidă cu planul forțelor pentru a obține o rezistența la încovoiere mai mare.

Schema deformării la încovoiere

La secțiunea circulară și pătrată, modulul de rezistență este relativ mic, deoarece cel mai mult material se află în apropierea axei neutre. În cazul solicitării la încovoiere se preferă secțiunea inelară celei circulare.

Sunt materiale care prezintă rezistență diferită la întindere față de compresiune. Fonta (prelucrată prin turnare) este un astfel de material, la care se preferă ca secțiunile să nu prezinte axa neutră ca axă de simetrie. Exemplul secțiunilor în formă de T, I cu tălpi neegale sau secțiuni trapezoidale. În acest caz este important modul de așezare al grinzii față de sensul forțelor. Deci în cazul acestor material, grinda se așează astfel încât tensiunile cele mai mari să fie de compresiune. La profilul T supus la o solicitare de încovoiere (care întinde fibrele de jos), talpa profilului T trebuie să fie în partea de jos.

Pentru analiza acestei încercări se vor folosi:

materiale diferite,

cu profile diferite,

cu secțiuni diferite,

cu poziționarea reazemelor diferit,

supuse la forțe de încovoiere diferite,

durata de expunere diferită,

temperatura mediului ambiant.

Se va argumenta care (și de ce):

sunt pozițiile reazemelor cele mai avantajoase,

secțiuni rezistă la încovoiere mai bine,

material se comport mai bine la încovoiere, având în vedere și proprietatea de elasticitate a materialului care-i permite revenirea materialului la starea inițială după ce forța care a provocat deformarea și-a încetat acțiunea.

Concluziile obținute în urma analizei efectuate vor permite designerului luarea unor decizii corect argumentate.

Test deformare la forfecare

Se vor supune la proba de încercare la forfecare diferite:

materiale,

compoziții,

grosimi,

durități

unelte.

Se vor analiza:

calitatea suprafețelor supuse la forfecare,

rugozitatea suprafețelor,

deformațiile care au avut loc,

implicațiile acestei operații asupra deciziilor designerului.

Aplicațiile acestui test constau în cunoașterea comportamentului materialului metalic, supus la forfecare fie pentru obținerea reperului fie din motive de funcționare a reperului. Cunoașterea stării calității secțiunii rezultate prin procedeul tehnologic de obținere a reperului sau în urma acțiunii anumitor forțe ce acționează asupra reperului poate influența designerul în alegerea materialului metalic sau a altui material.

5.1 ÎNCERCĂRI MECANICE SPECIALE

Încercarea sârmelor

Semifabricatele de tip sârmă sunt folosite de designer în proiectele sale. Rezistența la rupere a sârmei scade după împletire cu atât mai mult cu cât rezistența sârmei este mai mare.

Încercările ce se pot efectua asupra sârmelor și cablurilor pot fi [12]:

mecanice, cuprinzând încercări de rezistență, de duritate sau tehnologice;

fizice;

metalografice;

chimice.

După modul de aplicare a efortului în timpul încercării acestea pot fi statice sau dinamice.

Încercarea la tracțiune a sârmelor

La această încercare lungimea probei de sârmă este de 200 mm. În cazul sârmelor foarte subțiri din oțel, se recomandă încercarea de rupere la tracțiune a sârmei cu nod, pentru a înlocui încercarea la îndoire alternantă.

Încercarea se execută pe o probă de sârmă având lungimea de 150mm. Nodul se face larg, apoi se fixează epruveta în bacurile mașinii de tracțiune. Înainte de încercarea la rupere a sârmelor se măsoară diametrul sârmei cu micrometru. Dacă în timpul încercării se produce o smulgere a sârmei, însă sarcina minimă prescrisă pentru sortimentul respectiv a fost atinsă, proba se consideră valabilă.

Încercarea la îndoire alternantă

Această încercare servește la determinarea capacității de îndoire și dezdoire a materialului analizat, în jurul unor fălci rotunjite la partea superioară (fig.5). Rezultatul încercării indică numărul de îndoiri suportat de sârmă până la apariția primei exfolieri sau crăpături.

Încercarea la îndoire alternantă constă în îndoirea repetată într-un singur plan la 900, în sensuri opuse, a unei epruvete fixată la un capăt, în jurul unor dornuri cilindrice cu o rază determinată. Îndoirea epruvetei la 900 și readucerea ei în poziție inițială este prezentată în fig.4.

Fig. 4 Efectuarea îndoirii alternante [34]

Încercarea demonstrează existența relației între: numărul de îndoiri; diametrul sârmei și razele fălcilor (dacă este cazul).

Epruvetele cu secțiune circulară se fixează conform prescripțiilor din documentația tehnică a produsului. Capătul liber al epruvetei se îndoaie la 900 în jurul unuia dintre dornurile cilindrice și apoi se readuce în poziția inițială. Aceeași operație se repetă în sens opus în jurul celuilalt dorn cilindric. În cazul când epruveta are o curbură în planul de îndoire, prima îndoire se face înspre partea convexă a curburii. Încercarea se execută continuu, fără întreruperi până la un număr stabilit de îndoiri sau până la ruperea epruvetei. Ultima îndoire, când se produce ruperea epruvetei, nu se ia în considerare.

Frecvența aleasă pentru efectuarea încercării trebuie să evite încălzirea epruvetei, care poate influența rezultatul încercării (să nu depășească o îndoire pe secundă).

Fig. 5 Dispozitiv pentru încercarea la îndoire alternantă [34]

Încercarea se execută în condițiile atmosferei ambiante de încercare ținând cont de:

forma și dimensiunile epruvetei;

raza dornurilor;

numărul de îndoiri alternante;

aspectul epruvetei încercate, cu specificarea eventualelor defecte identificate.

Încercarea sârmelor la răsucire

Această încercare demonstrează modul de comportare al metalului, la deformația plastică de răsucire. Încercarea se execută în același sens sau în sensuri alternante. Proba de răsucire evidențiază neomogenitatea materialului și a diferitelor defecte interioare sau exterioare. La o sârmă de bună calitate ruptura este netedă, fără proeminențe pe secțiunea transversală, iar în timpul răsucirii materialul se așează uniform pe toată lungimea și suprafața sârmei.

Principiul încercării constă în răsucirea unei epruvete de sârmă în jurul axei sale, până la rupere sau până la un număr de răsuciri specificate (fig.6). Răsucirea poate fi executată fără schimbare de sens (răsucire simplă) sau cu schimbare de sens (răsucire urmată de dezrăsucire).

Epruvetă supusă la răsucire

Epruveta constă dintr-o bucată de sârmă dreaptă fără defecte de suprafață vizibile cu ochiul liber, luată din materialul de încercat.

Dacă este necesară îndreptarea epruvetei, aceasta trebuie să se facă cu mâna sau cu ajutorul unui ciocan din lemn, cupru sau material plastic, pe un suport tot din lemn, cupru sau material plastic, sau un alt dispozitiv cu condiția să nu se modifice suprafața epruvetei și caracteristicile materialului. Sârma cu curbură locală, având raza de curbură sub 100 mm, nu se îndreaptă. Pentru a observa mai bine modul de răsucire, se poate marca cu vopsea una din generatoarele sârmei.

Epruveta (sârma de o anumită lungime) se fixează între dispozitivele de prindere. Executarea încercării are loc în condițiile atmosferei ambiante de încercare. Axa longitudinală a epruvetei trebuie să coincidă, la montare, cu axa dispozitivului de prindere și să păstreze această poziție în timpul încercării pentru a nu se produce tensiuni suplimentare în epruvetă. Încercarea se execută în același sens (răsucire simplă) sau în ambele sensuri (răsucire urmată de dezrăsucire) conform specificației impuse de designer. Se consideră răsucire o rotație completă de 3600 a capătului care se rotește.

Analiza comportamentului materialului supus unor astfel de încercări va evidenția:

a) aspectul rupturii:

ruptură netedă perpendiculară pe axa sârmei (ruptură de răsucire prin deplasare);

ruptură oblică;

ruptură în trepte.

b) aspectul deformației de răsucire: răsucire uniformă sau neuniformă pe toată lungimea epruvetei.

c) aspectul suprafeței epruvetei;

suprafață netedă sau cu asperități;

existența defectelor (fisuri, incluziuni, pori etc.)

Dacă în timpul încercării epruveta se rupe în două sau trei locuri, pentru examinarea aspectului se ia, la apreciere, o anumită ruptură.

Designerul va urmări la încercare:

forma și dimensiunile epruvetei (d, D);

detalii privind pregătirea epruvetei (modul de îndreptare etc.);

sarcina de întindere;

felul sarcinii;

lungimea epruvetei între dispozitivele de prindere;

caracterul ruperii (tenace, fragil, în plan transversal sau în plan înclinat).

Încercarea la oboseală a sârmelor

Încercarea la oboseală a sârmelor se poate face pe diferite mașini care permit modificarea unor parametri. Încercarea are scopul determinării influenței condițiilor de întindere a sârmelor, a deformării la rece, influența tratamentului termic, asupra rezistenței la oboseală a sârmelor.

Aceste încercări permit verificarea formei concepute de designer, din structură de semifabricat de tip sârmă, concomitent cu identificarea posibilelor defecte ce pot apărea la prelucrarea sârmelor pentru obținerea diferitelor obiecte.

Obiecte obținute din semifabricate de tip sârmă în asociere cu alte materiale

Încercări mecanice ale tablelor subțiri

Încercările mecanice sunt încercări specifice pentru examinarea comportării mecanice a metalelor laminate, tablelor subțiri sub 3 mm grosime. Aceste încercări evidențiază capacitatea la deformare la rece, pentru aprecierea posibilităților de prelucrare. Pe lângă încercările mecanice uzuale: tracțiune, duritate, îndoire, care se aplică în anumite condiții adecvate grosimii reduse a tablei, se mai execută încercări tehnologice specifice prelucrării prin ambutisare. Aceste tipuri de încercări sunt prezentate datorită aplicațiilor în diferite concepte de produse (fig. 8).

Obiecte obținute din semifabricate de tablă subțire în asociere cu alte materiale

Încercarea la tracțiune utilizează epruvete cu lățime constantă de 20 mm și o lungime între repere constantă de L0=80 mm, independent de grosimea tablei, sau se pot încerca epruvete înguste de 12,5 mm, cu aceeași lungime între repere L0=80 mm.

Capacitatea de deformare se exprimă prin raportul maxim dintre lățimile B/b, după și înainte de deformare, fără să apară crăpături în epruvetă. Determinarea acestui raport se obține printr-o serie de încercări cu epruvete cu diferite lungimi L.

Fig. 9 Încercarea la tracțiune, pe epruvetă trapez [34]

Încercări de îndoire și răsucire

În afară de încercările la îndoire simplă și îndoire alternantă, la tablele sub 2 mm se mai poate executa o încercare de îndoire dublă la temperatura normală, cu epruvete de 200 x 200 mm.Încercarea la dublă îndoire constă în două îndoiri ale epruvetei la un unghi de 1800, direcțiile de îndoire fiind perpendiculare între ele. Încercarea se face la temperatura atmosferei.

Epruveta pentru încercarea tablelor subțiri poate fi o epruvetă de tablă pătrată cu latura de circa 200 mm, iar pentru încercarea benzilor o bucată epruvetă de bandă cu latura de circa 150 mm. Grosimea epruvetei este egală cu cea a materialului încercat. Epruvetele vor fi tăiate dintr-o zonă situată la cel puțin 50 mm de la marginea tablei sau benzii. Bavura, așchiile și porțiunile ecruisate, rezultate din tăierea epruvetelor, trebuie îndepărtate prin pilire ușoară.

Încercarea la îndoire a tablelor subțiri, exemple de teste

Executarea încercării: Epruveta se îndoaie perpendicular pe direcția de laminare la un unghi de circa 1000, cu ajutorul unui ciocan de lemn sau de plumb, pe un dorn cu diametrul de 10 mm (fig. 11). Apoi îndoirea se continuă fără dorn la un unghi de 1800, cu ajutorul unei prese sau ciocan de lemn sau de plumb, până la suprapunerea celor două jumătăți ale epruvetei (fig. 11).

Fig. 11 Îndoirea epruvetei perpendicular pe direcția de laminare a tablei [34]

Fig. 12 A doua îndoire a epruvetei se va efectua după o nouă muchie perpendiculară pe prima [34]

Pentru a doua îndoire, epruveta în forma obținută conf. fig. 11 se îndoaie în același mod, conform figurii 12, noua muchie de îndoire fiind perpendiculară pe prima.

Încercarea este satisfăcătoare, dacă epruvetele nu prezintă nici o fisură, vizibilă cu ochiul liber, pe muchiile de îndoire și în special în colțul celei de-a doua îndoiri. Încercarea indică:

materialul încercat;

rezultatul încercării;

eventualele defecte identificate.

Exemple ale aplicațiilor tablelor subțiri

Proba de îndoire controlată

La această probă materialul este îndoit în jurul unei forme cu o anumită rază. În mod obișnuit această îndoire se execută la 1800. Principalele obiective ale acestui tip de îndoire sunt asigurarea maleabilității materialului și realizarea îndoirii cu rază minimă de îndoire fără ca proba să prezinte defecte sau să se rupă. Determinările la îndoire se fac cu diferite raze de îndoire. Pentru ca materialul să prezinte o îndoire corectă, cât mai aproape de cea dorită, semifabricatul trebuie să se îndoaie cât mai aproape de poanson și presat într-un bloc de cauciuc (fig. 13). Realizarea acestor îndoiri (mai multe probe cu mai multe raze de îndoire) ajută la înțelegerea influenței razei minime de îndoire și a defectelor (fisuri) ce pot apărea la prelucrare sau folosirea unui reper din tablă.

Raza minimă de îndoire este în funcție de grosimea materialului, de compoziția și calitatea sa, motiv pentru care rezultatele testului de îndoire sunt exprimate în termenii grosimii materialului, astfel 1T, 2T, 3T, etc.

O aplicație a testului de îndoire controlată este determinarea revenirii elastice a materialului. Din acest punct de vedere, pentru a obține o îndoire la 900, îndoirea se va realiza la un unghi mai mare de 900, astfel că după revenirea elastică unghiul rezultat după îndepărtarea forței de deformare să fie cel dorit, și anume 900.

În figura 14 este prezentată modalitatea de îndoire a tablelor între două role profilate. Mărimea revenirii elastice pentru un material dat, poate fi măsurată cu ajutorul testului de îndoire controlată.

Fig. 13 Presare în bloc de cauciuc [34]

Fig. 14 Îndoirea tablelor între două role profilate [72, 73]

Test de îndoire-dezdoire (îndoire reversibilă)

Rezultatele acestui test au caracter empiric. Rezultatele sunt folosite pentru a oferi informații asupra mărimii deformării plastice ce poate fi aplicată unui material și valoarea unor anumiți parametri, caracteristici deformării, la care prelucrarea materialului devine mai dificilă.

La acest test, mostra de material este prinsă într-o menghină cu marginile rotunjite și este îndoită mai întâi la 900 (poziția A, fig. 15) și apoi la 1800 (poziția B, fig. 15) continuând cu îndoiri succesive poziția A, respectiv B, până apare o fisură. Se notează numărul de îndoiri până la rupere, prima îndoire la 900 fiind considerată o jumătate de îndoire. Probele pentru acest test au grosimile până la 2 mm, L=50mm, l=12,5 mm. Raza suportului de prindere trebuie să fie de 1 mm pentru grosimi ale materialului mai mici de 0,4mm, iar pentru grosimi mai mari se folosesc raze de 2, 3 sau 6 mm. Pentru orice tip de material, schimbarea razei fălcilor de prindere, va afecta considerabil numărul de îndoiri. Acest tip de probă la îndoire este folosit și la sârmă.

Fig. 15 Îndoirea în 2 poziții în menghină [34]

Încercarea la îndoire reversibilă (îndoire-dezdoire) folosită la sârme, este testul la răsucire. În acest test sârma este fixată într-o menghină și apoi o porțiune a ei este răsucită în jurul celeilalte, ca în fig. 16.

Fig. 16 Răsucirea sârmei [34]

Sârma este răsucită într-o direcție de 6 ori în jurul propriului diametru, dezrăsucită, îndreptată și apoi răsucită de 6 ori în jurul diametrului propriu în aceeași direcție ca prima dată. Pentru a trece testul sârma trebuie să nu se rupă. În unele cazuri, se poate face specificația ca răsucirea să se facă o singură dată.

Încercări de ambutisare

Ambutisarea este un procedeu de prelucrare care asigură realizarea de forme din tablă subțire prin deformare plastică (fig. 17).

Aprecierea capacității de deformare la rece în matriță, constituie un obiectiv principal în examinarea caracteristicilor mecanice ale tablelor subțiri. Caracteristicile mecanice determinate prin încercările de rezistență, duritate și îndoire nu sunt concludente pentru comportarea mecanică în condițiile specifice de solicitare biaxială existente la operațiile de ambutisare. Din această cauză se impune controlul tablelor subțiri prin încercări de ambutisare care reproduc solicitarea din cursul prelucrării tablei.

Încercarea de ambutisare, după metoda Erichsen, stabilește elementele și condițiile tehnice pentru executarea încercării de ambutisare, în condițiile atmosferei ambiante de încercare, a tablelor și benzilor metalice din oțel, metale neferoase sau aliajele acestora, cu grosimi între 0,5 și 2 mm și lățimea de minimum 90 mm. Se pot încerca table și benzi, având grosimea între 0,2 și 0,5 mm. [67]

Fig. 18 Mașina de încercat Erichsen (www.steel-n.com)

Încercarea constă din ambutisarea (deformarea în matriță) a unei epruvete, strânsă într-o matriță printr-un inel de strângere, cu ajutorul unui poanson cu capătul sferic (fig.18), până la apariția unei fisuri pătrunse. Natura solicitării în timpul încercării este întindere biaxială.

Înainte de încercare, ambele fețe ale epruvetei și suprafața activă a poansonului se ung cu o unsoare grafitată, pentru evitarea gripajului. În lipsa unui dispozitiv de realizare a forței de strângere prescrisă, epruveta se va strânge puternic în tot timpul încercării.

Distanța între centrele amprentelor și marginile epruvetei trebuie să fie de cel puțin 45 mm, iar distanța între centrele a două amprente învecinate de minim 90 mm. Operația de ambutisare trebuie să se efectueze lent, în mod continuu (fără șocuri). În momentul apariției fisurării epruvetei, se observă de regulă o scădere bruscă a forței de presare (la aparatele prevăzute cu indicarea forței sau presiunii) și se poate auzi un sunet metalic ascuțit. Încercarea se consideră terminată în momentul formării unei fisuri pătrunse, pe o lungime de circa 5 mm (vizibilă în zare). Suprafața calotei produse poate avea o textură netedă sau poate fi aspră, neuniformă, de tip „coajă de portocală”. Tipul fisurii formate dă informații importante.

Fig. 20 Principiul testului Erichsen [34]

Pentru o bună deformabilitate, ruptura trebuie să fie circulară indicând proprietăți uniforme, izotropice în epruvetă. Formarea de rupturi tangențiale denotă direcționalitatea în material, în timp ce o fisură centrală traversând vârful calotei poate apărea atât în materiale cu prelucrabilitate scăzută cât și în cele care prezintă direcționalitate.

Testul Jovignot de ambutisare adâncă

În testul Jovignot o placă metalică circulară este fixată pe capătul unui cilindru hidraulic și este supusă la o creștere lentă de presiune. Rezultă deformarea plastică a plăcii și se generează o formă aproape sferică. Creșterea presiunii se face până când epruveta se rupe și se notează dimensiunea deformării (fig. 21).

Fig. 21 Principiul testului Jovignot [34]

Fig. 22 Pregătirile pentru test ambutisare [34]

Teste de ambutisare prin tragere

Testele de ambutisare asigură informații despre maleabilitate, orientarea preferențială sau direcționalitatea în epruvete, dar nu aduc lămuriri despre abilitatea materialului de a fi ambutisat cu succes. Un test de ambutisare prin tragere, care implică producerea unei adâncituri cilindrice dintr-o epruvetă disc, printr-un proces de tragere în adâncime, este singurul mod credibil care dă informații despre acest aspect al deformabilității. O adevărată operațiune de ambutisare, presupune deformarea epruvetei între poanson și matriță cu micșorarea grosimii peretelui epruvetei. Pregătirile pentru acest test sunt prezentate în fig. 22.

Epruveta sub formă de disc este fixată bine, în vederea evitării deformării necontrolate (încrețirii) sau ruperii pe măsură ce este ambutisată.

Pentru o bună ambutisare materialul trebuie să fie maleabil, să aibă structură cristalină fină și uniformă, proprietăți bune după laminare (direcționalitate), etc. Dacă prelucrabilitatea nu este bună, materialul se va rupe în timpul ambutisării sau va prezenta defecte (fig.23). Defectele mici care se pot îndepărta prin tundere pot fi acceptate.

Încercări mecanice ale țevilor

Controlul calității țevilor cuprinde în general următoarele încercări:

încercarea la tracțiune, la temperatura normală și la temperaturi ridicate;

încercarea la presiune interioară;

încercări tehnologice.

Încercări tehnologice ale țevilor din oțel

Încercările tehnologice ale țevilor din oțel, se efectuează pentru țevi din oțel, cu sau fără sudură, de secțiune circulară și anume:

încercarea la îndoire;

încercări la aplatizare;

încercări de lărgire;

încercarea de răsfrângere;

încercarea la presiune hidraulică.

Încercările se execută la temperatura ambiantă.

Epruvetele pentru încercări, prelevate din țevi sau constituite din tronsoane de țeavă, trebuie să fie mărginite de secțiuni plane, perpendiculare pe generatoarea țevii. Epruvetele vor fi prelucrate numai prin așchiere, având muchiile curățate de bavuri și eventual rotunjite.

Încercarea la îndoire

Încercarea se execută pentru țevi cu diametrul exterior D ≤ 60 mm. Încercarea constă în îndoirea lentă și continuă a unui tronson de țeavă în jurul unei role canelate, până la obținerea unui unghi α de îndoire specificat, fără să apară crăpături în zona deformată (fig. 25).

Fig. 25- Încercarea la îndoire a țevilor [34]

Încercarea se execută evitând ovalizarea țevii. Profilul canelurii trebuie să corespundă diametrului exterior al țevii încercate. Lungimea epruvetei se stabilește în funcție de condițiile încercării, de raza rolei și de unghiul de îndoire. În cazul încercării țevilor sudate, dacă în standardul de produs nu se specifică altfel, poziția cusăturii trebuie să fie dispusă la 450 față de planul de îndoire, spre centrul curburii. În timpul încercării, țeava trebuie să nu fie umplută cu material susținător. Dacă nu se specifică altfel, valoarea unghiului α, va fi de 900. Rezultatul încercării va evidenția:

dimensiunile țevii;

unghiul de îndoire limită, măsurat cu o precizie de ±20 pe epruveta descărcată.

Încercarea de aplatizare

Încercarea care se execută la țevi poate fi cu:

aplatizarea cu distanță specificată (Z) între plăcile de apăsare;

aplatizarea completă, până la atingerea reciprocă a pereților interiori.

Fig. 26 Încercarea de aplatizare cu distanța specificată (z) [34]

Încercarea de aplatizare cu distanță specificată (fig. 26) constă din turtirea unui tronson de țeavă, în direcția perpendiculară pe generatoarea țevii, până la atingerea distanței specificate Z între plăcile de apăsare, fără ca în zona deformată să apară crăpături. Lungimea epruvetei trebuie să fie L=1,5 d, dar nu mai puțin de 10 mm și nu mai mult de 100 mm. Poziția cusăturii trebuie să fie dispusă la 450 față de direcția de aplatizare. Se va ține cont de:

dimensiunile țevii;

distanța dintre plăcile de apăsare;

poziția cusăturii sudate (la țevi sudate ).

Încercarea de aplatizare completă (fig. 27), constă în turtirea unui tronson de țeavă, în direcția perpendiculară pe generatoarea țevii, până când pereții interiori se ating în zona mijlocie iar spațiul liber interior atinge înălțimea h, specificată în standardul de produs, măsurată sub sarcină, fără ca în zonele deformate să apară crăpături.

Fig. 27 Încercarea de aplatizare completă [34]

Dimensiunile epruvetei, dimensiunile fețelor de apăsare, așezarea epruvetei între plăci, viteza de apropiere a plăcilor, sunt aceleași cu cele de la încercarea de aplatizare cu distanță specificată. Vor fi specificate:

dimensiunile țevii;

înălțimea h;

poziția cusăturii sudate (la țevi sudate).

Încercarea la lărgire

Încercarea la lărgire se execută:

pe epruvete înalte, la țevi cu D ≤ 150 mm

pe epruvete inelare, la țevi cu 18 mm < D ≤ 150 mm și a ≥ 2 mm.

Încercarea la lărgire pe epruvetă înaltă (fig. 28) constă în lărgirea unui capăt de epruvetă, prin introducerea unui mandrin tronconic până când diametrul exterior la capătul lărgit al țevii atinge o valoare specificată, fără ca în zona deformată să apară crăpături.

Fig. 28 Lărgirea unui capăt de epruvetă, prin introducerea unui mandrin tronconic [34]

Lungimea epruvetei trebuie să fie de cel puțin 50 mm și se stabilește în funcție de unghiul la vârf al mandrinului. Mandrinul se introduce în epruvetă după ce în prealabil suprafețele ce vin în contact vor fi unse. Vor fi menționate:

dimensiunile țevii și înălțimea epruvetei;

unghiul la vârf β, sau conicitatea mandrinului;

valoarea Du sau lărgirea relativă eu.

Încercarea la lărgire pe inel (fig. 29) constă din lărgirea pe un mandrin tronconic a unei epruvete inelare, până la atingerea diametrului Du prevăzut în standardele de produs.

Fig. 29 Încercarea la lărgire pe inel [34]

Epruveta este un inel de țeavă cu lățimea 10÷16mm. Mandrinul va fi executat cu o conicitate 1:10, 1:5, 1:4. Mandrinul va fi prevăzut cu o canelură. Mandrinul se introduce în epruvetă după ce în prealabil suprafețele ce vin în contact vor fi unse.

Încercarea la răsfrângere

Încercarea se execută la țevi și constă dintr-o lărgire prealabilă a epruvetei, urmată de formarea unei borduri plane, răsfrântă perpendicular pe generatoarea țevii, având diametrul exterior specificat în standardul de produs, fără să apară crăpături în zona deformată (fig. 30, 31).

Fig. 30 Încercarea la răsfrângere [34]

Fig. 31 Răsfrângerea marginilor [72, 73]

Lărgirea răsfrângerea

Epruveta va avea lungimea de 100 mm, sau mai scurtă dacă partea cilindrică rămasă după răsfrângere are lungimea de cel puțin 0,5 D. (191) Mandrinele vor fi executate din oțel cu suprafețele de lucru având duritatea HRC ≥ 50 și pentru obținerea rugozității R ≤ 20. Mandrinul tronconic pentru lărgirea prealabilă va avea la vârf un unghi de 900. Mandrinul de răsfrângere va avea:

un dorn de ghidare de formă cilindrică și diametrul mai mic cu 1 mm decât diametrul interior al epruvetei;

un umăr de răsfrângere plan și perpendicular pe axa mandrinului, cu diametrul mai mare decât bordura țevii;

porțiune de racordare între umăr și capătul mandrinului cu raza rb, corespunzătoare standardului de produs.

Suprafețele de contact între mandrine și epruvetă vor fi unse. Vor fi menționate cel puțin:

dimensiunile țevii și înălțimea epruvetei;

diametrul maxim al bordurii la capătul răsfrânt al țevii, Db;

raza de racordare rb a răsfrângerii, măsurată la interiorul epruvetei.

Concluzii

Încercările semifabricatelor de tip sârmă, tablă și țeavă, sunt necesare pentru înțelegerea comportamentului specific acestor materiale și argumentarea propunerilor designerului pentru diferite obiecte.

Sârma poate fi folosită atât în procesul țeserii (ca fir) cât și în cel al decorării produselor sau al accesoriilor. În procesul de fabricație, sârma este supusă unor variații de tensiuni și eforturi: întindere, îndoire, dezîndoire, compresie, răsucire, oboseală, etc.

Tablele subțiri își găsesc aplicații în produsele de larg consum: echipamente, mobilier, ornamente, carcase, etc. Metodele de încercare permit determinarea anumitor parametri dimensionali, de formă, de finisaje, de prelucrabilitate și prevenirea apariției anumitor defecte.

Încercările mecanice propuse pentru semifabricatele de tip țevi, pot fi aplicate în procesul prelucrării obiectelor, pieselor din materiale metalice.

Analiza deformabilității metalelor sub forma acestor semifabricate, reprezintă operații de prelucrare tipice în traseul tehnologic de la semifabricat la piesa finală.

Test încercări comportament semifabricate de tip sârmă, tablă și țeavă.

Se va alege:

un anumit tip de semifabricat,

dintr-un anumit material

care va fi prelucrat printr-o anumită tehnologie.

Indiferent dacă semifabricatul este de tip țeavă, tablă sau sârmă, epruvetele (din respectivele materiale) vor fi supuse la deformații, anticipate că vor fi suportate de viitorul reper.

Designerul va anticipa posibilele aforturi și deformații care vor afecta reperul propus. Va reconstitui un model de aplicații a unor eforturi pe anumite mulaje, scule, utilaje pentru o analiză vizuală a comportamentului semifabricatului ales a fi deformat-prelucrat într-un anumit mod pentru obținerea formei dorite.

Se va anliza sub aspect estetic macrogeometria, microgeometria și aspectul stratului superficial (dacă există: nichelare, brunare, vopsire).

Testele prezentate sunt prezentate ca surse de inspirații, ele fiind prezentate și standardizate în literatura de specialitate.

5.2 ÎNCERCĂRI DE DEFORMABILITATE

Încercările de deformabilitate servesc la verificarea modului de comportare al materialelor metalice destinate confecționării unor piese, printr-un proces de deformare la cald sau la rece.

Criteriul pentru determinarea capacității de deformare a metalului este apariția pe suprafețele epruvetelor a unor crăpături, fisuri, dezlipiri de bavuri culcate la laminare sau un alte defecte superficiale, vizibile cu ochiul liber. Sunt admise cojiri provenite din desprinderea stratului de oxid și mici defecte care intră în limita toleranțelor admise de standardul materialului respectiv. Probele se vor lua din material în starea în care urmează a fi prelucrate prin deformare. Încercările pot confirma sau infirma alegerea corectă a materialului, tehnologiei de prelucrare și formei macrogeometrice sau microgeometrice.

Încercările ajută designerul în verificarea formei și dimensiunilor produsului sau a reperului proiectat. Macheta, prototipul, se recomandă să fie realizate pe baza acestor încercări tehnologice.

Încercări de îndoire

Metoda de încercare la îndoire a produselor din materiale metalice cu secțiune plină (circulară sau poligonală) cu diametrul mai mare sau egal cu 4 mm sau cu grosimea mai mare sau egală cu 3 mm constă din îndoirea lentă și continuă în jurul unei piese (mandrină sau cală) a unei epruvete drepte, până la atingerea unui anumit unghi între ramurile epruvetei deformate plastic. Se deosebesc două feluri de încercări:

îndoirea până la un unghi mai mic de 1600, executată în jurul unei mandrine (fig. 32)

îndoirea la un unghi de 1800, la diferite distanțe între fețele interioare ale epruvete, distanța realizându-se cu ajutorul unei cale până la contactul feței interioare (fig. 33)

Fig. 32 Îndoirea la un unghi mai mic de 1600 [34]

Fig. 33 Îndoirea la un unghi de 1800 [34]

Fig. 34 Unghiul rezultat în urma îndoirii: a. îndoire ideală; b. îndoire reală ce prezintă mai multe unghiuri de îndoire [34]

Unghiul rezultat în urma îndoirii prezintă dificultăți la măsurare întrucât epruvetele au formă de încovoiere diferită de cea ideală (fig. 34a), îndoirea rezultând cu mai multe unghiuri de încovoiere (fig. 34b).

Metoda nu se aplică țevilor, sârmelor, benzilor și tablelor subțiri.

La încercarea de îndoire, fibrele epruvetei sunt supuse la deformări diferite. Fibrele din partea exterioară a epruvetei vor fi întinse (fig. 35, poz.1) iar cele din partea interioară comprimate (fig. 35, poz.2). Există un strat numit neutru (fig. 35, poz.3) care separă zona celor comprimate. În acest strat toate fibrele își păstrează lungimea inițială, adică nu se deformează (fig. 35).

Fig. 35 Deformarea fibrelor epruvetei supuse la îndoire [34]

Încercarea constă în deformarea plastică prin îndoire lentă, continuă, fără șocuri a unei epruvete rectilinii, în jurul unei piese denumite dorn, până la un unghi prescris, între fața unei ramuri a epruvetei îndoite și prelungirea feței celeilalte ramuri sau până la apariția unei fisuri cu luciu metalic având lungimea de min. 3 mm. Îndoirea se execută până la apariția unei fisuri cu luciu metalic de minim 3 mm lungime.

În cazul îndoirii libere, unghiul de îndoire se măsoară pe epruveta descărcată. Axele ramurilor epruvetei trebuie să fie coplanare cu o abatere de cel mult 2:100 (fig. 36. Desprinderile stratului de oxizi nu se iau în considerare.

Fig. 36 Îndoire liberă [34]

Încercarea va specifica:

marca metalului;

forma și dimensiunile epruvetei (lățimea și grosimea epruvetei prelucrate);

diametrul dornului;

unghiul la care a apărut prima fisură sau în cazul când nu apar fisuri se specifică fără fisuri și unghiul de îndoire (la cerere);

distanța dintre fețele interioare pentru încercări la 1800.

Încercarea la alungire sau lățire

Încercarea la alungire (fig. 37, a) sau lățire (fig. 37, b) la temperatura de forjare, este o metodă des utilizată pentru a verifica dacă un anumit metal suportă o forjare prescrisă sau nu. Încercarea constă în forjarea unei epruvete plate, paralel cu axa sau cu direcția de laminare a piesei. Forjarea se întrerupe la apariția primelor fisuri la muchii, iar alungirea sau lățirea obținută, exprimată procentual față de lungime, respectiv lățimea inițială a epruvetei, reprezintă caracteristica de calitate a operației respective.

Fig. 37 Încercarea la alungire sau lățire [34]

Rezultatele încercărilor sunt comparabile numai în cazul când epruvetele utilizate sunt asemănătoare din punct de vedere geometric și când muchiile epruvetelor rămân paralele la forjare.

Încercarea la găurire cu dornul

Încercarea constă din găurirea epruvetei 1, încălzită la roșu cu ajutorul unui dorn conic 2. Lățimea epruvetei trebuie să fie de cel puțin 5 ori mai mare decât grosimea.

Fig. 38 Încercarea la găurire cu dornul [34]

Caracteristica de calitate este determinată prin distanța minimă între gaură și marginea epruvetei, la care nu apar fisurări la muchii. Încercarea mai pretențioasă constă în refularea și găurirea epruvetei. La epruvete mici, refularea și găurirea nu se pot executa într-o singură încălzire a epruvetei.

Fig. 39 Încercarea la lărgire cu dornul (100) [34]

Încercarea la lărgire cu dornul este foarte asemănătoare cu încercarea la găurire cu dornul și imită procesul normal de găurire la forjare. Într-o platbandă sau tablă 1 (fig. 39) se execută mai întâi o gaură cu ajutorul unui dorn cu înclinație mică și pe urmă se lățește gaura cu ajutorul unui dorn 2 cu o înclinație mai mare (de obicei 1:10), până la un diametru egal cu de două ori diametrul inițial, sau până la apariția primelor fisurări la muchii.

Încercarea la refulare constă din turtirea epruvetei cilindrice cu înălțimea h0 (fig. 40) până la o anumită înălțime finală h1.

Fig. 40 Încercarea la refulare [34]

Încercarea la refulare poate fi la cald sau la rece, atât pentru produse din metale sau aliaje feroase cât și neferoase, destinate în general prelucrării prin deformare plastică.

Încercarea de refulare servește la determinarea capacității de deformare și evidențierii defectelor de suprafață sau a defectelor în imediata apropiere a suprafeței.

Se recomandă ca înălțimea epruvetelor din metale sau aliaje feroase să fie egală cu de două ori diametrul sau grosimea produsului, iar înălțimea epruvetelor din metale sau aliaje neferoase să fie egală cu de 1,5 diametrul sau grosimea produsului.

Examinarea suprafeței epruvetei se face cu ochiul liber sau în caz de necesitate cu lupa. Locurile defecte pot fi supuse șlefuirii sau pilirii de control. Încercarea de refulare se consideră satisfăcătoare dacă după efectuarea ei nu se observă pe suprafețele laterale ale epruvetelor încercate, fisuri, rupturi, sufluri, retasuri sau suprapuneri de metal. Sunt admise cojiri provenite din dezlipirea peliculei de țunder. În cazul aliajului de aluminiu, pe lângă defectele menționate, nu se admite apariția stratificărilor sau a unui aspect grăunțos.

Încercarea de refulare nu se consideră satisfăcătoare dacă în urma ei au apărut, la baza epruvetei, desprinderi de metal, crăpături sau alte defecte provenite din cauza fulgilor, restului de retasură, segregații, etc. Încercarea depinde de:

marcajul epruvetei;

dimensiunile și starea epruvetei;

felul, starea materialului și numărul de probe;

refularea la cald sau la rece, temperatura de încercare;

utilajul folosit;

gradul de refulare (refulare specifică);

eventualele defecte constatate.

Fig. 41 Tipuri de flanșe: flanșă concavă, flanșă dreaptă; flanșă convexă, concav-convexă; flanșă în trepte, gaură cu flanșă [34]

Încercarea la răsfrângerea marginilor piesei

Deformarea pieselor cu flanșă este o deformare asimetrică, ce presupune existența unei forțe uniaxiale de tragere. (fig. 41) Se studiază formarea flanșei, prin studierea deformării unui sector de epruvetă de rază inițială, R1, prins într-o menghină de rază R0. Partea liberă rămasă (între R1 și R0) trebuie să se deformeze în jurul matriței, cu un unghi α, pentru a forma o flanșă cu o nouă rază R2. (fig. 43). De-a lungul peretelui flanșei au loc transformări de întindere și compresie a materialului, acesta fiind supus unor forțe biaxiale pe diferite porțiuni. Forțele de deformare sunt maxime în zona umărului matriței și descresc pe marginea flanșei. Aceste tipuri de deformări sunt analizate din punct de vedere al repartiției eforturilor, al geometriei sculelor, al forțelor de frecare și prelucrare pentru a nu apărea defecte în zonele de formare a flanșelor, cum ar fi: găurirea, încrețirea materialului, subțierea excesivă a grosimii pereților, etc., defecte ce apar datorită forțelor excesiv de mari la care sunt supuse suprafețele de la marginea probei.

În procesul de proiectare, există factori ce pot influența operația de deformare plastică prin presare volumică la rece. Astfel, de la distribuția eforturilor datorită formei piesei sau sculei (fig. 44), la forma efectivă a piesei (simetrică-asimetrică, cu grosimi diferite sau nu de pereți, etc., fig. 45), și până la croirea piesei funcție de direcția de laminare a materialului fig. 46, pot apărea sau nu defecte datorate procesului de proiectare.

Fig. 45 Grosimea neuniformă a flanșei la deformarea plastică la rece a unei piese asimetrice [34]

Fig. 46 Apariția defectelor într-o tablă laminată în funcție de direcția de laminare și cea a deformabilității necesare din punct de vedere al orientării direcției de prelucrabilitate [34]

Optimizarea proiectării se face numai în condițiile în care se iau în calcul microstructura, structura cristalografică, rezultatele de la măsurători, forma piesei, etc., neuniformitatea grosimii pereților flanșei datorită asimetriei și anizotropiei probei metalice (fig. 44). În fig. 45 se observă că atunci când R crește, eforturile din planul peretelui probei cresc, producând o reducere a forței necesare pentru deformarea flanșei probei studiate. În acest caz se va ține cont și de forma flanșei și a peretelui. Abaterile de la uniformitatea grosimii peretelui flanșei, fig. 45, rezultă din efectele combinate ale forței și geometriei poansonului, matriței și spațiului liber de deformare al probei. Astfel pot apărea defecte ca neuniformitatea grosimii flanșei ce poate avea ca rezultat un contact între sculă și piesă numai în părțile înalte, ducând la o distribuție nedorită a forțelor de reîntindere.

Fig. 47 prezintă forma și dimensiunile sculelor pentru deformarea plastică la rece a piesei de studiat. O mostră de formă rectangulară de 160 mm lungime și 25 mm lățime, a fost deformată plastic sub formă de V, cu o adâncime de 50 mm. După deformarea plastică s-a măsurat revenirea elastică (fig. 48). [52, 53]

Fig. 47- Forma epruvetei și a sculelor [34] Fig. 48 Defectele formei după prelucrare [34]

Defectele apărute la această formă, studiate în funcție de: efectele razei R a matriței, forța port poansonului, vâscozitatea lubrifiantului și proprietățile materialului, sunt prezentate în probele din fig. 49, după prelucrarea lor. S-au constatat următoarele defecte (fig. 49):

umflarea la suprafața de contact probă-poanson, probă-matriță;

schimbarea unghiului umărului probei; curbarea peretelui lateral; etc.

Fig. 49 Secțiuni prin profilul probelor după prelucrarea acestora, variindu-se forța port poansonului.[34]

Încercarea la presare volumică la rece

Presarea volumică la rece sau imprimarea, este o metodă de deformare la rece a metalului în scopul realizării unui profil de cele mai multe ori de mică adâncime. Sculele care realizează profilul dorit au formă de role.

Când poansonul și matrița sunt transformate direct într-o pereche de role se produce deseori interferența. Acest fenomen este ilustrat în fig. 52, fig. 53 și fig. 54. Pentru a evita interferența, sunt necesare mici modificări asupra rolelor, ceea ce ar avea efecte minore asupra profilelor create. Există situații, cum ar fi suprafețele decorative sau a formelor mai complicate, când această schimbare ușoară a profilului este acceptată.

Fig. 50 Imprimarea profilului rolelor la ștanțare:

– secțiunea profilului imprimat prin ștanțare

– secțiune în profilele rolelor de imprimat [34]

Fig. 51 Dispunerea ambutiurilor obținute cu ajutorul rolelor [34]

Fig. 52 Profilele sculelor și ale probei:

a. profilul probei; b. profilul poansonului [34]

Fig. 53 Profilele rolelor prezentate în fig.52: a. profilul probei; b. profilul poansonului; c. profilul inelului matriței [34]

Fig. 54 Interferența dintre profilele rolelor prezentate în fig. 6.28 în diferite momente ale rotirii cu unghiuri cu diferite grade (20, 40, 60, 80, 100, 140) [34]

Valoarea inițială a diametrului poansonului se ia ca fiind jumătate din jumătatea diametrului urmei lăsate în epruvetă, a ambutiului. Aceste tipuri de prelucrări, utilizate cu precădere la tablele subțiri, presupun un sistem de proiectare al profilelor rolelor, ce poate fi asistat de calculator în vederea distribuirii grosimii peretelui probei și distribuției forțelor.

Concluzii

Încercările tehnologice au ca scop verificarea comportării materialelor metalice destinate confecționării unor piese prin prelucrarea plastică la rece. Criteriul pentru determinarea capacității de deformare a metalului este apariția pe suprafețele epruvetelor a unor crăpături, fisuri, bavuri sau alte defecte superficiale vizibile cu ochiul liber.

Probele studiate în cazul acestor tipuri de încercări au în general dimensiunile semifabricatului ce urmează a fi prelucrat în realitate, prin deformare.

Încercările propuse reprezintă procedee de prelucrare pe care materialul metalic le suportă de la starea de semifabricat la piesa finală. Metodele de încercare asigură preîntâmpinarea apariției defectelor, fapt pozitiv în prelucrabilitatea oricărui metal.

Încercările permit atât înțelegerea comportamentului materialului metalic cât și stabilirea momentului cedării materialului, moment ce reprezintă pentru designer apariția defectelor.

Încercări la duritate

Diferențierea materialelor în ceea ce privește duritatea s-a făcut de către Mohs, la începutul secolului al XIX-lea, prin clasificarea mineralelor în 10 trepte de duritate diferită. Modul de stabilire a durității prin zgâriere se bazează pe faptul că materialul mai dur zgârie pe cel mai puțin dur. Există trei tipuri de măsurare a durității:

duritatea prin zgâriere,

duritatea prin pătrundere (amprentă),

duritatea prin recul sau dinamică (penetratorul fiind lăsat să cadă pe suprafața metalului, duritatea se exprimă în funcție de energia de impact).

Fig 55 Încercarea durității (schemă) [34, 72, 73]

Cel mai moale material pe scara Mohs este talcul (duritatea de zgâriere este 1), iar diamantul are duritatea cea mai mare respectiv 10. Unghia are duritatea aproximativ 2, cuprul recopt o duritate 3, iar martensita duritatea 7. Majoritatea metalelor dure au pe scara Mohs durități cuprinse între 4 și 8. Duritatea exprimă presiunea specifică medie care ia naștere la suprafața de contact în momentul depășirii limitei de elasticitate.

Duritatea reprezintă rezistența opusă de material la pătrunderea unui corp din exterior, numit penetrator, în stratul superficial. Deosebirea între diferitele definiții constă în forma penetratorului, precum și modul în care acționează forțele care provoacă pătrunderea sa. Aceste forțe, de mărimi diferite, pot acționa în mod static sau dinamic.

Metoda de încercare de duritate propusă de Brinell, este o metodă de bază pentru stabilirea durității la piesele metalice netratate termic. În principiu, metoda constă din apăsarea unei bile cu diametrul D asupra piesei de încercat cu o forță de o anumită mărime, aplicată perpendicular pe suprafața piesei (fig 55). Prin raportarea forței de apăsare la suprafața calotei sferice, cu diametrul “d”, se obține o cifră convențională ce reprezintă duritatea Brinell [34, 66, 74, 75].

Procedeul de încercare a adurității Brinell este următorul: se apasă bila penetratoare de diametru D asupra piesei cu o forță nominală, un timp dat și se măsoară diametrul d al urmei lăsate de bilă după îndepărtarea ei. Bilele penetrator pot fi din: oțel, utilizate la examinarea materialelor metalice cu durități mai mici de 450 HB; carbură de wolfram, utilizate la examinarea materialelor metalice cu duritate de 450÷650 HB.

Fig. 56 Tehnologie și simboluri la încercarea de duritate [34]

Notarea durității Brinell se face folosind simbolul HB, în cazul folosirii bilei penetrator de oțel, respectiv HBW în cazul folosirii unei bile-penetrator din carbură de wolfram, urmat de un indice reprezentând diametrul bilei (mm), sarcina de încercare (daN) și durata de menținere a sarcinii (secunde).

Fig. 57 Etapele în realizarea testului de duritate [34, 74, 75]

Suprafața piesei de încercat trebuie să fie curată, uscată, lipsită de porozități sau defecte de suprafață.

Grosimea piesei de încercat trebuie să fie de minimum opt ori adâncimea urmei ( h ).

Pentru executarea încercării piesa de încercat se așează pe un suport rigid astfel încât să se evite orice deplasare a acesteia în timpul încercării. În cursul încercării se vor evita șocurile și vibrațiile. Diametrul bilei-penetrator și sarcina se aleg astfel încât diametrul bilei să fie cuprins între limitele 0,24 și 0,6 D. Distanța între centrele a două urme alăturate sau între centrul urmei și marginea piesei, precum și durata recomandată de menținere a sarcinii sunt în funcție de duritatea materialului examinat. Trecerea din zona nedeformată se face în mod treptat, forma zonei de trecere depinzând de natura materialului încercat.

Fig. 58 Urme produse de bilă pe diferite materiale [34, 74, 75]

O sursă de erori, care influențează măsurătorile, provine din deformarea elastică a bilei sub acțiunea sarcinii de încărcare. (fig. 59)

Fig. 59 Deformarea elastică a bilei sub acțiunea sarcinii de încărcare [34]

Concluzii

Încercarea de duritate este importantă pentru alegerea materialului. Cunoașterea durității unui material are ca scop proiectarea corectă a formei și dimensiunilor reperului. Alegerea materialului în funcție de duritatea sa, prezintă importanță și sub aspectul posibilităților de finisare ale reperului sau produsului. Cunoașterea durității impune și alegerea unor scule adecvate.

Concluzii generale

Încercările la duritate, încercările mecanice speciale și tehnologice, se pot aplica pieselor respectiv componentelor produselor proiectate de către designer. Se pot concepe și alte încercări tehnologice specifice, cum ar fi încercarea la trefilare (tragere), laminare, refulare, pentru care literatura de specialitate nu prezintă metodologii specifice. Cunoașterea comportării metalelor reprezintă date importante în conceptul unui produs pentru alegerea corectă a materialului, formei și tehnologiei reperului sau produsului.

Se va urmări, comportarea materialelor metalice la răsucire, revenire elastică, ambutisare, diferite operații de prelucrare, cuprinse în traseul tehnologic semifabricat – piesă finită.

Încercările tehnologice cum ar fi: încercarea la îndoire, alungire, lățire, găurire, lărgire, răsfrângerea marginilor, imprimare, reprezintă tot atâtea oportunități privind prelucrarea materialelor metalice prin respectivele operații de prelucrare.

Încercările mecanice speciale ale sârmei, tablelor subțiri și țevilor contribuie la stabilirea principiilor de determinare a deformabilității semifabricatelor .

6. TEHNOLOGIA DE TURNARE

Designerul prin cunoașterea și înțelegerea tehnologiei de turnare, a materialelor ce pot fi folosite la turnare, a formelor și finisajele ce pot fi realizate, va putea contribui la proiectarea unor repere viabile. Designerul poate să opteze, în cunoștință de cauză, pentru anumite forme de repere realizate din anumite materiale și cu anumite finisaje, prin aplicarea aceastei tehnologii.

Obiectivul procesului tehnologic de turnare este obținerea de piese metalice prin solidificarea metalelor sau aliajelor lichide în forme. [2, 7, 10, 11, 24, 27, 38, 41, 42]

Turnarea se bazează pe proprietăți importante ale metalelor și aliajelor: contracția, turnabilitatea, tensiunea superficială și fluiditatea.

Clasificarea formelor de turnare după numărul de turnări ce se pot face într-o formă

Forma de turnare este un ansamblu metalic sau nemetalic, ce cuprinde cavitatea (negativul), care prin umplere cu metal lichid, va rezulta piesa turnată.

Clasificarea formelor de turnare după gradul de umiditate

Procedeele speciale de turnare sunt: turnarea în forme metalice (cochile), turnarea sub presiune, turnarea în forme coji cu lianți termoreactivi, turnarea în forme coji cu modele ușor fuzibile, turnarea în forme ceramice, turnarea în forme și cu miezuri întărite cu CO2, turnarea centrifugală, turnarea în forme vidate.

Prin turnare se pot executa produse unicat și de serie mică.

Turnarea sub presiune

Când metalul topit este introdus în cochilă cu presiune mai mare decât cea rezultată din curgerea liberă, turnarea se numește turnare sub presiune. Ea se execută pe mașini speciale care sunt (fig. 62):

Fig. 62 Mașina de turnat cu presiune înaltă: 1 – camera de lucru; 2 – piston inferior; 3 – piston superior; 4 – cochilă [72, 73]

Utilizări principale:

carcase

scuturi și diverse piese pentru industria electrotehnică

industria materialului rulant

autovehicule

mașini agricole

guri de canalizare pentru carosabil și pentru telecomunicații.

Aplicarea tehnologiei de turnare cu modele ușor fuzibile permite realizarea de piese cu pereți subțiri și complexitate geometrică ridicată, dintr-o gamă largă de materiale metalice:

oțeluri slab și mediu aliate;

oțeluri inoxidabile;

fonte înalt aliate;

fontă nodulară;

aliaje de aluminiu.

Alegerea procedeului tehnologic de turnare optim

Grosimea minima a pereților pieselor turnate este de 1,5mm, în condițiile unei rugozități a suprafețelor Ra6,3 și toleranțe la dimensiuni liniare de ±0,25mm. Se pot executa piese cu greutatea maximă de 12kg prin turnare în aer.

Studiul piesei turnate

Punctul de plecare în rezolvarea etapelor de proiectare specifice tehnologiei de turnare îl constituie studiul formei constructive și a rolului piesei.

Analiza piesei de turnat

Studierea atentă a construcției piesei permite depistarea punctelor slabe apărute la proiectare și intervenția cu modificări convenabile pentru proiectant și pentru tehnolog.

Condițiile impuse de tehnologia turnării și de economia prelucrării, în cazul carcaselor realizate prin turnare

Probleme de abordat în cadrul colaborării dintre tehnolog și proiectant

Proiectarea se va face în conformitate cu cerințele funcționale și de rezistență, respectându-se estetica și forma exterioară a viitoarelor piese turnate. Aceast obiectiv este impus de designul produselor, de necesitatea de a avea un aspect plăcut, dar și din motive de securitate a muncii.

Elementele geometrice din care sunt compuse piesele turnate, cresc în număr și complexitate, în funcție de complexitatea piesei. Pot fi obținute corpuri geometrice cu suprafețe:

plane;

curbe;

de revoluție.

Elementele geometrice, mărginite de suprafețe plane sau curbe, pot da naștere la piese cu sau fără goluri. Analiza piesei ce urmează a se turna este urmată de următorii pași:

descompunerea în corpuri geometrice simple,

stabilirea adaosurilor de prelucrare,

determinarea volumului și greutatea piesei brut-turnate.

Clasele de toleranțe specifice pieselor turnate, sunt 16, notate de la CT1 până la CT16.

Fig. 81 Indicarea pe o anumită suprafață a unui adaos de prelucrare precizat, RMA [10]

Adaosul de prelucrare precizat pe desen, în documentație, este valabil pentru întreaga piesă brută, acolo unde nu se specifică altfel. Nu se indică decât o singură valoare pentru toate suprafețele prelucrate, valoare aleasă din intervalul de dimensiuni corespunzător, în funcție de cea mai mare dimensiune a piesei finite, după prelucrarea finală, figura 82.

Pe desen se indică suprafețele care se prelucrează, valoarea adaosului de prelucrare și între paranteze, clasele de adaosuri de prelucrare precizate.

Precizia unui procedeu de formare depinde de numeroși factori:

complexitatea desenului;

tipul utilajului (modele sau cochile);

metalele și utilajele utilizate;

starea utilajelor (modele sau cochile)

metodele de lucru în turnătorie.

La piesele turnate se deosebesc găuri care rămân neprelucrate în piesa finită și găuri care urmează să se prelucreze mecanic.

Pentru ca o piesă să poată fi obținută prin turnare, este necesar ca pereții săi să aibă înclinări de formare sau de turnare pentru a permite extragerea modelului din formă sau a piesei din forma metalică.

Înclinația de formare se prevede în funcție de sensul de extragere a modelului din formă sau a miezului din cutia de miez față de suprafața de separație, de înălțimea semimodelului, de materialul din care se confecționează modelul și de procedeul de formare și turnare (fig. 86).

Racordări constructive

Razele de racordare sunt necesare pentru:

asigurarea unei solidificări fără pericolul apariției unor defecte;

asigurarea îmbinării a doi sau mai mulți pereți fără apariția crăpăturilor;

asigurarea unui aspect plăcut al pieselor turnate;

evitarea distrugerii muchiilor formei după extragerea modelului;

evitarea distrugerii muchiilor modelului și ale cutiilor de miez în cazul unor formări repetate.

ALEGEREA REȚELEI DE TURNARE

Rețeaua de turnare constituie ansamblul elementelor care servesc la introducerea metalului sau aliajului lichid în formă. Pentru siguranța asigurării calității pieselor turnate, rețeaua trebuie să îndeplinească anumite condiții:

să asigure umplerea formei fără formare de stropi, vârtejuri și fără distrugerea pereților formei sub acțiunea dinamică a jetului de aliaj lichid;

să rețină zgura și alte incluziuni nemetalice ce pot ajunge în aliajul lichid, inclusiv antrenări de aer astfel;

să asigure o repartizare corectă a temperaturii în aliajul din formă prin alegerea corespunzătoare a punctelor de intrare, în vederea unei răciri uniforme.

b.

Fig. 95 Elementele rețelelor de turnare:

a. 1-cupă; 2-pâlnie; 3-piciorul pâlniei; 4-canal de distribuție (colector de zgură); 5-alimentator; 6-zonă de atac; 7-bazin; 8- filtru

b. Schema modului de curgere a metalului lichid în pâlnia de turnare [41, 42]

Condițiile generale care trebuie respectate la alegerea rețelei de turnare sunt:

consum minim de metal;

îndepărtarea completă a zgurii, a bulelor de aer, a incluziunilor nemetalice de orice natură, pătrunse în cavitatea formei;

eliminarea posibilităților de lovire directă a pereților formei sau miezurilor, deci a cauzei principale care determină deteriorarea formelor și miezurilor în timpul umplerii cu aliaj lichid;

diminuarea gradientului termic al piesei turnate și, în acest fel, reducerea tensiunilor de turnare;

asigurarea unui raport maxim între volumul de metal și suprafața laterală a diferitelor elemente ale rețelei de turnare, în vederea diminuării pierderilor hidraulice prin frecare; canalele circulare sunt, evident, din acest punct de vedere cele mai indicate;

alimentarea cât mai uniformă și pe cât se poate descentralizată, pentru a se preveni formarea nodurilor termice;

diminuarea frecărilor la curgerea metalelor în formă prin executarea unor canale interioare netede;

dirijarea pe o suprafață înclinată sau în lungul pereților la turnare directă, deoarece în acest fel se asigură o antrenare mai redusă de aer și mai puțini stropi.

Pâlniile de turnare sunt utilizate pentru umplerea formelor cu debite mici (sub 4 kg/s). Pâlnia de turnare asigură o turnare rapidă, fără răcirea excesivă a metalului lichid, însă nu permite o reținere eficientă a zgurii din metalul lichid.

7. PRELUCRARE PRIN AȘCHIERE

7.1 STRUNJIREA

Strunjirea reprezintă procedeul de prelucrare prin așchiere, cu cea mai frecventă utilizare, fiind metoda de bază pentru obținerea corpurilor de revoluție (fig. 103). Strunjirea se realizează prin combinarea mișcării principale de rotație executată în general de piesă, cu mișcarea de avans a cuțitului. Avansul este rectiliniu în direacție longitudinală, transversală sau după o direcție înclinată față de axa mișcării principale.

Operațiile de strunjire permit prelucrarea suprafețelor cilindrice și conice (exterioare și interioare), frontale, profilate (cu ajutorul unor cuțite speciale cu profil), filete, etc. Varietatea mare de suprafețe prelucrate și a unor prelucrări de suprafațe cu efecte estetice, sunt rezultatul unor combinații între mișcările principale a semifabricatului (mișcare de rotație), cu mișcările de avans longitudinal sau transversal al cuțitului. Prin utilizarea unor dipozitive speciale este posibilă prelucrarea suprafețelor sferice. Strungul permite imprimarea profilului sculei pe piesa de prelucrat. [19]

Mașinile-unelte pe care se pot realiza aceste prelucrări sunt strungurile.

Fig. 106 Cuțit strunjire frontală, Strunjire frontală, Canelare, Canelare frontală [72, 73]

Operația de strunjire se realizează (ca și rabotarea și mortezarea), cu scule cu o singură muchie așchietoare principală. Procesul de așchiere se desfășoarăcontinuu, cu condiția existenței unei axe de rotație și posibilitatea prinderii pe mașina unealta.

Adaosurile de prelucrare și adâncimea de așchiere se calculează în funcție de materialul și dimensiunea piesei, materialul părții așchietoare a sculei și mărimea adâncimii de așchiere.

La strunjire (ca la toate procedeele de prelucrare prin așchiere) suprafața obținută prezintă o serie de neregularități, vizibile cu ochiul liber, lupa sau cu microscopul.

Neregularitățile datorate vârfului tăișului sculei din cauza mișcării de avans, se produc în general la distanțe egale cu avansul de generare și determină forma de bază a microgeometriei suprafeței preluate în secțiuni paralele cu mișcarea de avans. Aceste microneregularități pot constitui pentru designer efecte estetice ale suprafețelor respective. Din acest motiv designerul trebuie să cunoască posibilitățile de realizare ale acestor asperități, indicând preferințele de realizare estetică ale finisajului piesei respective. Vor fi impuse, pe desenul de reper, mărimea acestor neregularități, distanța dintre ele, forma, orientarea acestora:

cercuri concentrice,

spirală,

paralele cu axul,

perpendiculare sau oblice (sub un anumit unghi) în raport cu axa de referință aleasă.

Sculele așchietoare pot fi:

de strunjit

de rabotat

de frezat

Prin operația de strunjire se obțin repere cu toleranțe mici, cu rugozități mici, cu aspect plăcut, în general cu forme de revoluție, profilate, filetate, etc. Piesele obținute prin strunjire prezintă o varietatea mare privind:

formele geometrice,

materialele folosite (metal, plastic, lemn),

finisajele (rugozități de diferite forme, adâncime, pas/distanța dintre două asperități, orientarea acestora),

posibilitatea de a realiza filete interioare și exterioare.

Oferind precizie dimensională macrogeometrică și microgeometrică piesei de prelucrat, această operație de prelucrare poate fi folosită atât la produsele de serie mică cât și la produsele de serie mare.

Tabelul de mai jos prezintă principalele tipuri de suprafețe ce pot fi prelucrate prin metode de prelucrare prin așchiere.

Tabel 18 Principalele tipuri de suprafețe ce pot fi prelucrate prin procedee de prelucrare prin așchiere

Traseul realizării unui reper prin așchiere

Test încercarea la prelucrarea prin strunjire

Se va realiza un reper, conform desenului de execuție, prin strunjire.

Se va alege materialul din care se va prelucra reperul, conform desenului de execuție,

Se va alege tipul de semifabricat din care se va executa reperul,

Se va alege tipodimensiunea semifabricatului,

Dimensiunile semifabricatului să fie cât mai aproape de dimensiunile finite ale reperului,

Se vor alege sculele, utilajul și traseul tehnologic pentru debitarea semifabricatului din materialul de bază ales la bunctul 2.,

După debitare se studiază, analizează semifabricatul pentru a se identifica poziția acestuia de prindere în universalul strungului,

Se va alege baza de prindere în universal, astfel încât la o singură prindere să se prelucreze cât mai multe suprafețe,

Se vor analiza parametrii regimului de așchiere astfel încât să se obțină suprafețe cu rugozități cât mai mici,

Se vor verifica părțile active ale sculelor (se impune sau nu reascuțirea lor sau eventual înlocuirea acestora),

Se vor prelucra, prin schimbarea poziției inițiale privind fixarea în utilaj, celelalte suprafețe care nu au putut fi prelucrate prin prinderea inițială,

Se vor efectua rectificările și finisările pentru aducerea reperului în parametrii impuși de desenul de execuție,

Se va verifica reperul dacă corespunde la cote, toleranțe, rugozități, cu desenul de execuție.

Se va studia în paralel traseul de prelucrare al reperului introducând diferențieri în:

pașii de prelucrare,

parametrii regimului de așchiere,

tipul de semifabricat,

sculele folosite,

Se va efectua o analiză comparativă, se vor stabili concluzii privind:

precizia obținută,

calitatea suprafețelor obținute,

timpul de prelucrare necesar obținerii respectivului reper,

diferențele calitative ale sufrafețelor obținute prin prelucrare:

prin alegerea tipului de scule așchietoare,

modul de prelucrare,

alegerea tipului de avans,

alegerea modului de prindere a semifabricatului,

alegerea tipului de: cuțit, plăcuță, geometria sculei,

rugozitățile rezultate în urma prelucrării:

geometria rugozităților,

modul în care pot fi folosite cu scop decorativ.

7.2 RABOTAREA ȘI MORTEZAREA

Rabotarea și mortezarea reprezintă procesul de prelucrare prin așchiere la care mișcarea principală este rectilinie, executată în plan orizontal (fig. 109). În funcție de mașina unealtă utilizată la prelucrare, mișcarea principală și cea de avans pot fi executate de către cuțitul de rabotat sau de către piesa / masa mașinii.

Procesul de rabotare și de mortezare prezintă o cursă activă și o cursă de gol. În timpul cursei inactive scula se răcește.

Prin rabotare se pot prelucra suprafețe plane (orizontale, verticale sau înclinate), precum și suprafețe profilate. Rabotarea se utilizează în special la prelucrarea suprafețelor înguste și lungi (ghidaje, canale, marginile tablelor) unde lipsa de productivitate a procedeului este atenuată de specificul dimensional al pieselor.

Cele mai frecvente suprafețe prelucrate prin rabotare sunt:

suprafețe plane orizontale, verticale sau înclinate,

canale de pană exterioare deschise,

canale de pană interioare,

canale în formă de T,

danturi de cremalieră,

caneluri pe arbori.

Fig. 109 Piese, Mașină de rabotat și Mașină mortezat

7.3 PRELUCRARE PRIN BROȘARE

Suprafețele prelucrate prin broșare pot fi:

Broșarea suprafețelor plane.

Broșarea de finisare.

Broșarea de calibrare.

Broșele sunt scule de complexitate ridicată din care motiv se utilizează numai la fabricația de serie sau la operații care se repeta.

Profile realizate prin broșare

8. METODE DE PRELUCRARE ALE METALELOR PRIN DEFORMARE PLASTICĂ

8.1 PRESARE VOLUMICĂ

Presare volumică

Piesele rezultate prin acest procedeu de prelucrare se caracterizează prin:

precizie ridicată a dimensiunilor și a formelor geometrice;

calitate superioară a suprafețelor;

caracteristici de rezistență mecanică superioare, datorită ecruisării materialului, ceea ce conferă fiabilitate și rezistență la uzură ridicată.

Prelucrarea prin presare volumică are rezultate superioare în cazul metalelor ce prezintă o plasticitate bună și o rezistență la deformare mică.

Categorii de prelucrări prin presare volumică

8.2 PROCEDEE DE FASONARE

Fasonarea, este un procedeu de prelucrare prin presare la rece, fără modificarea intenționată a grosimii semifabricatului (poate fi tablă sau bandă), în urma căruia rezultă piese prin deformarea locală a semifabricatului. Acest procedeu de prelucrare are loc pe prese, prin deformări cu puteri și viteze mari, cu ajutorul matrițelor, iar când piesele au forme de revoluție, se pot realiza pe strunguri (sau mașini speciale), situație în care semifabricatele sunt cave sau tubulare și execută o mișcare de rotație iar scula de tip dorn, rolă, tijă cu cap curbiliniu, execută mișcare de translație (avans).

Tipuri de prelucrări din grupa procedeelor de fasonare [23, 34]

Test de prelucrare prin deformare plastică

Se alege un tip de semifabricat metalic: tablă, țeavă, care se va prelucra prin deformare plastică la rece.

Se va alege forma geometrică și dimensiunile reperului care se dorește a fi obținut prin deformare plastică la rece.

Se va alege procedeul de deformare, se vor genera sculele pe care urmează să se producă deformare, inclusiv utilajul (dacă este necesar).

Se vor analiza în urma deformării efectuate comportamentul materialului metalic ales- deformațiile.

Se vor analiza abaterile de formă și dimensiuni ale reperului obținut.

Se vor analiza abaterile și defectele estetice (încrețirea materialului, fisurarea materialului, revenirea materialului datorată componentei elastice a acestuia).

Se repetă testul cu un alt material, altă grosime de semifabricat, un alt procedeu de lucru (sculă, utilaj).

Se face o analiză vizuală a suprafețelor din punct de vedere estetic și al rezistenței mecanice.

8.3 FORJAREA ÎN MATRIȚĂ

Forjarea în matriță, denumită și matrițare, este un procedeu de deformare plastică la cald prin presare sau lovire, în timpul căruia, curgerea materialului este limitată la pereții unei cavități prelucrate într-o piesă numită matriță. (fig. 136)

Matrița este alcătuită din două părți: matrița superioară, montată în organul de presare, denumit berbec și matrița inferioară, montată în organul fix al mașinii, denumit nicovală. Matrițarea se desfășoară pe prese sau pe mașini de forjat. Semifabricatul, încălzit la temperatura necesară, este așezat în matrița inferioară și prin presare sau lovire cu berbecul, materialul umple cavitatea formată, între cele două matrițe. Pentru eliminarea surplusului de material din cavitate, matrița este prevăzută cu locașuri speciale unde se formează bavura, care după răcirea piesei, se îndepărtează. Extragerea piesei matrițate din matriță se face cu ajutorul unui clește.

Fig. Piesele forjate se execută din diferite aliaje, aliaje neferoase și feroase deformabile

Se pot realiza obiecte din fier forjat după tehnologii și cu unelte care se folosesc de 2000 ani, cu ajutorul clasicelor scule: ciocan și nicovală. Se pot proiecta și realiza prin această tehnologie: elemente de garduri, porți, balcoane, grilaje, elemente de mobilier, jucării și alte obiecte de fier forjat.

9. TEHNOLOGIA TĂIERII MATERIALELOR METALICE

Tehnologiile reprezintă principalul factor în evoluția produselor industriale. Pentru înțelegerea importanței evoluției tehnologiilor în crearea unui produs se poate analiza cea mai simplă operație tehnologică, de exemplu tăierea. [22]

Tăierea sau debitarea este operația tehnologică prin care se urmărește desprinderea totală sau parțială a unei părți dintr-un material, în scopul prelucrării acestuia. Clasificarea procedeelor de tăiere este prezentată în schema următoare (fig. 138).

Cerințele operației de tăiere

9.1 Tăierea cu mijloace mecanice

Tăierea (debitarea) mecanică se realizează cu mijloace mecanice, cum ar fi: foarfece, clești, ștanțe, fierăstraie, mașini – unelte, pietre abrazive, dălți. Se aplică în special în operațiile de lăcătușerie.

Clasificarea tăierii materialelor în funcție de natura tăierii

Fig .138 Schema clasificării operațiilor de tăiere

În general tăierea este o lucrare pregătitoare pentru alte operații de: lăcătușerie, așchiere, deformare plastică.

Rebuturile rezultate la debitare pot fi cauzate de nerespectarea dimensiunilor prescrise sau a parametrilor procedeului (viteza, temperatura).

Tăierea (debitarea) termică este folosită în cazul materialelor metalice de dimensiuni mari și se realizează prin topire locală, cu flacăra de gaze, cu arc electric, cu jet de plasma, sau cu laser.

Tăierea (debitarea) neconvențională se folosește în cazul metalelor greu de tăiat prin procedeele obișnuite. Acest tip se bazează pe efectul combinat termic și electrochimic.

Alegerea procedeului de debitare se face în funcție de precizia impusă pieselor tăiate, de duritatea materialului, de calitatea acestuia și de consumul energetic al procedeului. Tăierea se poate face cu sau fără pierderi de material.

9.2 Tăierea cu laser

Tăierea cu laser este un procedeu cu o largă dezvoltare și aplicare. Prelucrarea cu laser constă în îndepărtarea materialelor printr-un proces eroziv produs la incidența unui fascicul laser concentrat cu piesa de prelucrat. Utilizarea laserului la prelucrarea materialelor se datorează aptitudinii fasciculului de a putea fi concentrat pe suprafețe foarte mici, precis definite geometric și dimensional. Adâncimea de pătrundere a radiației în metal depinde de natura lui.

Cu ajutorul laserului, se pot executa operații de debitare, găurire, gravare, obținere de piese de dimensiuni mici în materiale fragile, tenace, moi, dure, extradure, materiale ceramice, sticlă, materiale semiconductoare și macromoleculare, cauciuc, lemn, hârtie, țesături, oțeluri, aliaje refractare și rezistente la coroziune, aluminiu, titan, zirconiu, cupru, filtre, pietre prețioase și semiprețioase, diamant tehnic.

Avantajele tăierii cu laser:

tăieturi foarte fine în materialele cu fragilitate mărita sau cu duritate mare, tăieturi în orice direcție și în locuri greu accesibile;

precizie de formă și dimensională;

calitatea suprafețelor tăiate;

absența eforturilor mecanice asupra pieselor.

Prelucrarea cu laser are multe domenii de aplicabilitate:

industria construcțiilor de mașini și electrotehnică,

industria ușoară și a lemnului, pentru tăierea conturată a materialelor textile, piele, materiale plastice, furnire, lemn, melaminate de grosimi până la 20 mm.

Prelucrarea cu laser se caracterizează prin:

productivitatea mărită;

pierderi minime de material datorate interstițiului mic de tăiere (0,2…0,5 mm) și croire economică asistată de calculator;

precizie de tăiere conturată și zona de influență termică redusă;

elasticitatea mare de prelucrare a profilelor plane și a materialelor (gamă largă de materiale prelucrabile).

Îmbinările

Îmbinările dintre repere pot fi demontabile (de exemplu cu șurub) (fig. 145) și nedemontabile.

Fig. 145 Îmbinare cu șurub [72, 73]

Din categoria îmbinărilor nedemontabile fac parte lipirea (fig. 146) și sudura. Lipirea reperelor poate fi cap la cap, suprapusă, în pană, cap la cap cu adaus, prin suprapune re sau răsfrângere, conform figurii de mai jos.

Fig. 146 Îmbinări prin lipire [72, 73]

Fig. 147 Forma rosturilor de sudare; procedeul de sudare [72, 73]

Prin sudare se înțelege unirea a două repere (piese) din materiale de obicei metalice sau termoplastice, utilizând căldura sau presiunea, cu sau fără ajutorul unor materiale de adaus.

Procedee de sudare:

Procedeul de sudare electrică cu arc

Procedeul SEI (Sudarea cu Electrod Învelit

Procedeul de sudare automată sub strat de flux

Procedeul MIG/MAG

Procedeul WIG/TIG

Sudarea cu plasmă

Procedeul de sudare cu flacără oxi-acetilenică Procedeul de sudare cu fascicul de electroni Procedeul de sudare cu fascicul de fotoni Procedeele de sudare prin presiune

Sudarea electrică prin presiune în puncte Sudarea electrică prin presiune în linie

Fig. 148 Realizarea operației de sudare. Operatorul are echipametul de protecție [72, 73]

Sudarea este un procedeu de prelucrare întâlnit în domeniul designului.

Operația de sudare pentru optimizare presupune alegerea factori

10. ACOPERIRI GALVANICE

Acoperirile galvanice și vopsirile au un dublu rol:

Un rol de protecție împotriva factorilor agresivi în care se va utiliza piesa, produsul, conceptul de design,

Un rol estetic.

Cunoașterea tipurilor de acoperiri ajută designerul în alegerea soluției optime de acoperire din punct de vedere funcțional și estetic. Recomandările de acoperire a suprafețelor estetice trebuie să corespundă și din punct de vedere al uzurii. Astfel se va recomanda, acolo unde este cazul, o anumită grosime a stratului de protecție, un anumit material suplimentar de protecție (lacul de exemplu, specificându-se dacă trebuie să fie mat sau lucios, colorat sau incolor, etc.). Materialul de bază pe care se aplică stratul de protecție (cu valoare estetică), în funcție de culoarea recomandată de designer, trebuie să fie în aceeași culoare cu baza pe care se aplică. Acest fapt ajută din punct de vedere estetic: dacă prin uzură sau frecare apar defecte de continuitate ale peliculei estetice aplicate, să nu rezulte diferențe între culoarea materialului de bază și cea aplicată în scop estetic.

Piesele metalice obținute trebuie să fie protejate împotriva agenților agresivi ai mediului exterior sau factorilor agresivi din mediul în care lucrează sau este utilizat produsul. Principalele acoperiri metalice chimice și electrochimice, decorative și funcționale utilizate sunt:

zincare alcalină necianurică;

zincare alcalină cianurică;

depuneri de aliaje de zinc (Zn-fe, Zn-Co, Zn-Ni); cromare dură și decorativă;

anodizare aluminiu și aliaje, straturi anodiceu înglobare de substanțe organice;

argintare electrochimică;

depuneri decorative de bronz;

depuneri compozite (Zn-PTFE, Sn-Zn-PTFE, Ni-SiC).

Diagrama cu soluțiile chimice și electrochimice de tratare-finisare a suprafețelor metalice

   Rugina și alți factorii nocivi metalului, pot fi preveniți prin aplicarea acestor acoperiri galvanice, care avantajează reperul/produsul și din punct de vedere estetic.

Vopsirea este un procedeu care pentru designer reprezintă o soluție estetică. Indiferent de natura sau culoarea vopselei aplicate, compoziția suportului pe care se aplică, metoda de aplicare (prin imersie, cu pistolul, prin pensonare, etc.), rolul vopselei este atât de protecție cât și estetic. Vopseaua poate avea atât un aspect lucios, semilucios, cât și mat.

Pregătirea suprafețelor pentru vopsit implică verificarea suprafeței pe care se aplică, calitatea vopselei și tehnologia de vopsire. Se urmărește apariția defectelor și dacă este cazul remedierea acestora. Respectarea parametrilor regimului de vopsire asigură calitatea acoperirii.

Vopsirea prin pulverizare constă în aplicarea vopselei pe suprafețe sub forma de particule fine, divizate, care formează o peliculă continuă.

Deosebirea dintre pulverizare și pensulare constă în aspectul suprafeței, pulverizarea asigurând o distribuție uniformă a particulelor cu o grosime constantă a stratului format de vopsea.

Exista multe procedee de vopsire: pulverizare pneumatică, pulverizare hidraulică și pulverizare centrifugă, fiecare metodă având avantaje și dezavantaje.

Productivitatea și calitatea procesului de vopsire depind de pasul și distanța optimă de pulverizare.

Principalele materiale de acoperit

Spațiile destinate operației de vopsire trebuie să fie corect luminate, aerisite, prevăzute cu instalație de ventilație. Trebuie să se respecte normele P.S.I. Operatorii vor purta echipament de protecție și vor respecta instrucțiunile de specifice: operației de vopsire, utilajelor și construcției.

Vopsirea presupune verificarea suprafațelor, dacă sunt corect pregătite pentru vopsire. Se verifică dacă piesa respectivă este acoperită suficient prin cufundarea în baia de vovsea/pulbere. Se impune respectarea timpului de imersare, în funcție de geometria piesei și grosimea stratului acoperirii (o formă mai complicată a piesei necesită agitarea acesteia în baie). Timpul de imersare variază între 3 ÷ 5 secunde, pentru o grosime de acoperire între 250÷300 µm.

Vopsirea manuală impune folosirea unor dispozitive specifice fiecărui tip de piesă. Dispozitivele de apucare trebuie să fie realizate astfel încât să nu acopere sau să deterioreze suprafețele care trebuie protejate.

Test de acoperire prin vopsire a unui reper.

Se va realiza vopsirea unui reper din metal.

Se vor pregăti suprafețele, se vor aplica 1÷3 straturi de vopsea prin:

imersie,

pensulare

cu pistolul de vopsit.

Se vor face analize vizuale și se vor trage concluzii cu avantajele și dezavantajele celor trei metode de vopsire folosite.

Se va realiza acoperirea unui reper metalic cu ajutorul unor substanțe refolosite (ulei de motor, etc), naturale (ceapă, etc).

Conclizii argumentate!

Concluzii

Globalizarea piețelor și concurența care există între companii a impus ca factor determinant al competitivității, calitatea produselor și serviciilor.

Creșterea calității produselor și serviciilor are ca rezultat câștigarea unor mari segmente de piață și implicit creșterea volumului de vânzări.

În condițiile creșterii importanței calității și competitivității, companiile pun accent pe gradul de satisfacție al clienților, realizând că percepția clientului asupra calității produselor și serviciilor este un factor determinant în mărimea segmentului de piață și profitabilitate. Întreprinderile sondează cu regularitate nivelurile de satisfacție ale clienților dorind să se focalizeze asupra feedback-ului de la clienți, precum și asupra efectuării îmbunătățirilor în practicile de lucru și în procesele utilizate în cadrul firmei.

B I B L I O G R A F I E

Adrian M., Badea S., „Bazele proceselor de deformare plastică”, Editura Tehnică, București, 1984

Albița Gh., Rădulescu C., ”Bazele proceselor de turnare”, București, Editura Tehnică, 1970;

American Institute of Steel Construction, ANSI/AISC 360-05,Specification for Structural Steel Buildings, Chicago, 2005.

American Institute of Steel Construction, Detailing for Steel Construction,Chicago, 1983.

American Society of Mechanical Engineers, Overhead and Gantry Cranes (Top Running Bridge, Single or Multiple Girder, Top Running Trolley Hoist), ASME B30.2-2005, New York, NY, 2005.

Banabic, D., Dörr Rudi Ioachim, ”Deformabilitatea tablelor metalice subțiri. Metoda curbelor limită de deformare”. Oficiul de Informare Documentară pentru Industria Construcțiilor de Mașini,București,1992.

Bejan Eugenia, Rusu Vasile, ”Scule pentru mașini unelte”, Atelierul de Multiplicare al Institutului Politehnic Cluj-Napoca, 1989;

Briscan D., ”Bazele teoretice ale turnării”, București, Editura Didactică și Pedagogică, 1966;

Buzilă, S., ”Tehnologia formării”, București, Editura Didactică și Pedagogică 1967;

Cazimirovici E., Negulescu I., ș.a., ”Teoria și tehnologia deformării prin tragere”, Editura tehnică, București, 1990

Charles G. Salmon, John E. Johnson, Steel Structures, Design and Behavior,Intext Educational Publishers, New York, NY, 1971.

Ciocârdia C., Drăgănescu Fl., ș.a., ,,Tehnologia presării la rece”, Editura didactică și pedagogică, București, 1991

Ciocârdia C., Ungureanu I., ,,Bazele cercetării experimentale în tehnologia construcțiilor de mașini”, Editura didactică și pedagogică, București, 1979

Cirillo A., Braha V., ,,Tehnologia presării la rece”, I.P.I. Iași, 1982

Deforge, Yves, ”L'Éducation technologique”. Paris, Casterman, 1969.

Demian Traian, „Elemente constructive de mecanică fină” – Editura Didactică și Pedagogică, București, 1976

Grămescu T., Slătineanu L., Braha V., Sârbu I., ,,Prelucrabilitatea materialelor”, Editura Tehnică-INFO, Chișinău 2000, ISBN 9975-910-90-4

Gruder Golia, „Metalul ieri și azi”, Editura științifică București, 1967

Gutt Gheorghe, Sonia, "Tehnologii neconventionale" Editura Tehnica, Bucuresti 1992

Hech Gh., Irimie I., „Îndrumător pentru tehnologia ștanțării și matrițării la rece”, vol. I, II, Editura Tehnică, București, 1981

Ienciu M., Moldovan P., ș.a. ”Elaborarea și turnarea aliajelor neferoase”, Editura didactică și pedagogică, București, 1982, p.332

Iliescu C. ,,Cold-pressing technology’’, Ed. Universitatea Brașov, 1990

Lalu D., ”Manualul modelorului”, București, Editura Didactică și Pedagogică 1977;

Maynard H.B, „Manual de inginerie industrială”, vol. I, II, III, IV, Editura Tehnică, București, 1977

Pralea Jeni,- ,,Noțiuni elementare de tehnologii pentru designeri”, Editura Artes, 1999, ISBN 973-97912-5-5

Pralea Jeni, ,,Stadiul actual al cercetărilor privind metodele de apreciere a deformabilității în cazul procedeelor de prelucrare prin deformare plastică”, referat I în cadrul stagiului la doctorat, 1997

Pralea Jeni, ,,Tehnologii moderne. Calitate. Restructurare TMCR 2007 (vol 3)” ediția XI-a, ISBN 978-9975-45-034-8, ISBN 978-9975-45-037-9 (vol.3) Editura UTM, Chișinău 2007, articolul „Modern technologies for molding the sample models”

Prange W., Schneider C., „A new material for ways of design” în Autobody Stamping Applications Analysis, England, 1997

Rădulescu C., Albița Gh.- ”Rețele de turnare”, București, Editura Tehnică, 1976

Ștefănescu Cl. ș.a., ”Îndrumătorul proiectantului de tehnologii în turnătorii”, vol.1, București, Editura Tehnică, 1985

Ștefănescu Cl. ș.a., ”Îndrumătorul proiectantului de tehnologii în turnătorii”, vol.2, București, Editura Tehnică, 1986

Tăpălagă, I., Berce P., Achimas, Gh., ”Extrudarea metalelor la rece”. Editura Dacia, Cluj-Napoca, 1986.

Teodorescu M. Al., „Prelucrări prin deformare plastică la rece”, vol. I, Editura didactică și pedagogică București, 1987

Toshihiko Kuwabara, Susumu Takahashi, Kohji Akiyama, Yahusuke Miyashita, ”2d springback analysis for stretch-bending processes based on total strain theory”. În Automotive Stamping Technology SP – 1067. February, 1995, Society of Automotive Engineers,Inc. American Techinical Publishers Ltd.

U.S. Department of Transportation, High Strength Bolts for Bridges, report No. FHWA-SA-91-031, May, 1991.

Usamana Abdelsalam, Mamdouh Refaat, Stephen MacLean and Roy Underhill, ”A fast springback- based design tool for automative stampings”. În Sheet Metal Stamping. Development Applications, SP-1221. February, 1997.American Techinical Publishers Ltd.

Vernon John, „Testing of materials”, Polytechin of Central London, 1991

Waclaw Olszak, Piotr Pezgru, „Teoria plasticității”, Editura Tehnică, București, 1970

Zhang Z. T., Panton S.M., Duncan J.L., „Transformation of stamping part to roller profiles” în Analysis of Autobody Stamping Technology, SAE SP-1021, England, 1997

Zhang Z.T., Duncan J.L., „Strain modeling and measurement in tube bending”, în Sheet metal stamping for automotive applications, SAE SP-1134, 1997, pg. 151-160

Zhang,T.,Z., Lee, D., Springback analysis and control in forming two-step rail-shaped sheet metal parts. În Sheet Metal Stamping.For Automotive Applications. SP-1134. February, 1996. American Technical Publishers Ltd.

http://handmade-jewelry-club.com/2013/11/working-with-wires-for-your-diy-christmas-presents.html

http://mmri.mcmaster.ca/mfl/research_test_limiting_dome.html

http://www.arteiasi.ro/granturi/ecodesign/index.html

http://www.didactic.ro/index.php?cid=disciplina&did=13&what=planuri&pid=28838&type=0

http://www.dogfostermom.com/2011/08/introducing-morgan.html

http://www.edu.ro

http://www.gussbedarf.de/grafik/brinell.jpg

http://www.imnr.ro/GRANT/grant_64.htm

http://www.kobelco-welding.jp/education-center/abc/ABC_2000-01.html

http://www.sapiens.ya.com/assajos/esq_ass_brinell.gif

http://www.worldbank.org/gep2008

http://www.worldbank.org/globaloutlook 

https://www.google.com/search?q=Mechanical+tests+on+pipes&espv=2&biw=1280&bih=699&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=_JlTVZvXCYKjsgGb64DwBA&ved=0CAYQ_AUoAQ#tbm=isch&q=Volumetric+cold+test+pressing+of+metal&imgrc=VkutjXogIa-hSM%253A%3BoV1eb-g0b695qM%3Bhttp%253A%252F%252Fcollections.infocollections.org%252Fukedu%252Fcollect%252Fukedu%252Findex%252Fassoc%252Fto01ae%252Ffig3f22.gif%3Bhttp%253A%252F%252Fcollections.infocollections.org%252Fukedu%252Fen%252Fd%252FJto01ae%252F5.1.html%3B772%3B670

https://www.google.com/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=&url=http%3A%2F%2Fwww.furniturevisit.org%2Fajax%2Fd-7-sub-69071-key-69123.html&ei=HJtTVeuuMcaLsAGhuoC4BA&bvm=bv.93112503,d.bGg&psig=AFQjCNFphgZSOgs8n0fQL2UluQZIEQW1bA&ust=1431628957362192

https://www.google.com/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAYQjB0&url=http%3A%2F%2Fwww.tradeindia.com%2Ffp554627%2FTest-Mandrel-ISO-Tapers.html&ei=fp9TVdXBFoqwUa_ogfAG&psig=AFQjCNEaj8n0R3g3XFq5pQMi6hsUYcIJWQ&ust=1431629991256803

https://www.google.com/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAYQjB0&url=http%3A%2F%2Fartofgears.com%2F2015%2F04%2F01%2Fhyundai-unveils-all-new-2016-hyundai-tucson%2F&ei=3J5TVZTiGMK2UfK3gNAJ&psig=AFQjCNEK6t47OG6rYziUujYekmlXkk26UQ&ust=1431629501272383

***”ART FMR”, Antichite a.v.J-C, Tome I, Editura Franco Maria Ricci, Italia, 1991

***”ART FMR”, Encyclopedie Chronologie, Tome I, Editura Franco Maria Ricci, Italia, 1991

***”ART FMR”, VIe-Xe siecle, Tome I, Editura Franco Maria Ricci, Italia, 1991

***”ART FMR”, XI-XIV siecles, Tome I, Editura Franco Maria Ricci, Italia, 1990

***”ART FMR”, XXe siecle, Tome I, Editura Franco Maria Ricci, Italia, 1990

***”DESIGNERS DU VINGTIEME SIECLE”, Editura Celiv, Paris, 1992

***”ISTORIA ARTEI, PICTURĂ, SCULPTURĂ ȘI ARHITECTURĂ”, Grupul Editorial RAO, București, (tipărit în Slovacia), 1995

***„AGENDA TEHNICĂ”, Editura Tehnică, București, 1990

***„HARDNESS TESTS. METALS HANDBOOK”, Ohio, American Society for Metals, Metals Park, 1949, pg. 93-105

***„MANUALUL INGINERULUI MECANIC”, Editura Tehnică, București, 1992

***„MATERIALE, REZISTENȚA MATERIALELOR. STABILITATE ELASTICĂ, VIBRAȚII”, Editura Tehnică, București, 1974

***„METALS HANDBOOK”, Ohio, American Society for Metals, Metals Park, 1948, pg. 111-112

***STAS 165-83 „Încercarea de duritate brinell” – ÎNCERCĂRILE METALELOR

***STAS 2112-86 „Încercarea de ambutisare după metoda Erichson”

***STAS 2233-85 „Încercarea la refulare” – ÎNCERCĂRILE METALELOR

***STAS 5943-81 „Prelucrarea metalelor prin deformare și separare”