Estampagem Conformacao

7/21/2019 Estampagem Conformacao

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Oque :

Processo de transformao mecnica que consiste emconformar um disco plano ("blank") forma de uma matriz,

pela aplicao de esforos transmitidos atravs de umpuno.

a operao ocorrem ! alonamento e contrao dasdimens#es de todos os elementos de volume, em tr$sdimens#es. % c&apa , oriinalmente plana, adquire uma nova

forma eomtrica


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Mtodos de Conformao- Mquinas e Ferramentas

Mquinas! % maior parte da produo seriada de partesconformadas a partir de c&apas finas realizada em prensasmecnicas ou &idrulicas.

Ferramental Acessrio

%s ferramentas bsicas utilizadas em uma prensa deconformao de peas metlicas so o puno e a matriz.

+ puno, normalmente o elemento mvel, a ferramenta

conve-a que se acopla com a matriz cncava.

Como necessrio um alin&amento acurado entre a matrize o puno, comum mant$los permanentemente montadosem uma porta matriz, que pode ser rapidamente inserida naprensa.


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Ferramental Acessrio

Geralmente, para evitar a formao de ruas na c&apaa conformar usamse elementos de fi-ao ou a ao de

rampos para comprimir o "blank" contra a matriz.

% fi-ao conseuida por meio de um dispositivo

denominado anti-rugas ou prensa-chapas


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Ferramental de estampagem profunda.


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Ferramental para conformao progressiva

% tira metlica alimentada, deslizando at a primeira posio decorte. + furo da arruela puncionado . 2euese um seundodeslizamento, aps o que a arruela recortada. *urante o corte daarruela o puno e-ecuta o furo central da pr-ima pea.


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Ferramental para repuxamento

+ repu-amento um mtodo empreado para a fabricaode fundos para tanques de ao e outras peas profundas desimetria circular.

+ "blank" fi-ado contra um bloco de modelaem que iraem alta velocidade. + 3blank4 conformado proressivamente

contra o bloco por intermdio de uma ferramenta manual ouatravs de roletes


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Ferramental para repuxamento


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'tapas do corte!5 %parecimento de deforma#es plsticasem ambos os lados da c&apa

6 Com o aumento da presso, o materialcomea a trincar

7 %s trincas se unem e separam a pea dac&apa


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Corte de Chapas

Caracter8sticas

*estinase obteno de formas eomtricas, a partir de

c&apas submetidas ao de presso e-ercida por um punoou cun&a de corte contra o material e a matriz.

9uando o puno ou a lmina inicia a penetrao na c&apa,o esforo de compresso convertese em esforo cisal&ante(esforo cortante) provocando a separao brusca de umaporo da c&apa.

o processo, a c&apa deformada plasticamente e levadaat a ruptura nas superf8cies em contato com as lminas


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Caracter8sticas

Corte de Chapas

% aresta de corte apresenta em eral tr$s rei#es! uma ruosa(correspondente superf8cie da trinca da fratura), uma lisa (formada pelo

atrito da pea com as paredes da matriz) e uma reio arredondada(formada pela deformao plstica inicial).


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Corte de Chapas

Caracter8sticas

% qualidade das arestas cortadas no a mesma dasusinadas, entretanto quando as lminas so mantidasafiadas e a0ustadas poss8vel obter arestas aceitveis parauma rande fai-a de aplica#es.

% qualidade das bordas cortadas eralmente mel&ora

com a reduo da espessura da c&apa.


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o corte por matriz e puno (3piercin4 ou 3blankin4)

no e-iste uma rera eral para selecionar o valor da fola,pois so vrios os parmetros de influ$ncia.

% fola pode ser estabelecida com base em atributos,como! aspecto superficial do corte, imprecis#es, opera#esposteriores e aspectos funcionais.

2e no &ouver nen&um atributo espec8fico dese0ado parasuperf8cie do 3blank4, a fola selecionada em funo dafora m8nima de corte.

Corte de Chapas

Caracter8sticas


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a fiura podem ser identificados os parmetros envolvidos no corte .%dmitese o clculo simples da fora pelo produto da rea pela tensode ruptura em cisal&amento.

+bserve que a profundidade (s) adotada para este clculo representaa penetrao do puno na c&apa no momento da ruptura.

% pot$ncia necessria para o corte calculada pelo produto entre afora do puno e a velocidade da lmina.

Fora e ot!ncia de Corte


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Fora e ot!ncia de Corte

OBSE"#A$%O:

% fora necessria para o corte pode ser bastante reduzidaconstruindose as bordas da ferramenta em plano inclinadoem relao ao plano da c&apa, de maneira que apenas umapequena frao do comprimento total do corte se0a feita de

uma s vez.

Ti d C t


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*ependendo do tipo de corte, so definidos diversos rupos de opera#es

da prensa,conforme listaem abai-o!

Tipos de Corte

% operao de corte usada para preparar o material para posteriorestampaem ("blank"). % parte dese0ada cortada (removida) da c&apaoriinal.

% fabricao de furos em prensa (piercin ou punc&in) caracterizauma operao de corte em que o metal removido descartado.

% fabricao de entalhes (notc&in) nas bordas de uma c&apa podeser feita em prensa atravs do puncionamento destas rei#es.

+ corte por guilhotina uma operao que no retira material da

c&apa metlica.

% re&ar&ao (trimmin) uma operao que consiste em aparar omaterial em e-cesso (rebarbas) da borda de uma pea conformada. %

remoo de rebarbas de for0amento em matriz fec&ada uma operaodeste tipo.


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Do&ramento

Caracter8sticas

esta operao, a tira metlica submetida a esforos aplicados em

duas dire#es opostas para provocar a fle-o e a deformao plstica,mudando a forma de uma superf8cie plana para duas superf8ciesconcorrentes, em nulo, com raio de concordncia em sua 0uno.


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% fiura mostra os esforos atuantes e a forma adquirida por umatira submetida a dobramento

% fibra neutra no tracionadanem comprimida

% determinao de sua posio edo seu raio importante nodesenvolvimento linear da pea


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2.trir

n 360

...2n

d

r

L

..2

360 21 LLLrn

L: L5 ; Ld ; L6

Comprimento do


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"aio de Do&ramento

Para a operao de dobramento e-iste um raio de dobramentoabai-o do qual o metal trinca na superf8cie e-terna. = o raio m8nimode dobramento, e-presso eralmente em m>ltiplos da espessura dac&apa.

1m raio de dobramento de 7t indica que o metal pode ser dobrado formando um raio de tr$s vezes a espessura da c&apa sem

que &a0a o aparecimento de trincas. + raio m8nimo de dobramento portanto um limite de conformao, que varia muito para os diversosmetais e sempre aumenta com a prvia deformao a frio do metal.

%luns metais muito d>cteis apresentam raio m8nimo dedobramento iual a zero. ?sto sinifica que as peas podem serac&atadas sobre si mesmas, mas eralmente no se utiliza este

procedimento para evitar danos no puno ou na matriz.


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"etorno elstico -Efeito mola

% operao de dobramento e-ie que se considere arecuperao elstica do material (efeito mola), para que se ten&am

as dimens#es e-atas na pea dobrada.

% recuperao elstica da pea ser tanto maior quanto maior

for o limite de escoamento, menor o mdulo de elasticidade e maiora deformao plstica. 'stabelecidos estes parmetros, adeformao aumenta com a razo entre as dimens#es laterais dac&apa e sua espessura.


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+ efeito mola ocorre em todos os processos de conformao,mas no dobramento mais facilmente detectado e estudado.

+ raio de curvatura antes da liberao da cara ( @o) menor

do que aps a liberao ( @f ). + efeito mola representado pelos8mbolo K .

Estiramento


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Caracter8sticas

Estiramento

= a operao que consiste na aplicao de foras de trao, de modo aesticar o material sobre uma ferramenta ou bloco (matriz). este

processo, o radiente de tens#es pequeno, o que arante a quase totaleliminao do efeito mola.

Como predominam tens#es de trao, randes deforma#es de

estiramento podem ser aplicadas apenas para materiais muito d>cteis.


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Ferramental! + equipamento de estiramento consiste basicamente de umpisto hidrulico (usualmente vertical), que movimenta o puno. *uasgarras prendem as e-tremidades da c&apa.

a operao, no e-iste uma matriz f$mea. %s arras podem ser mveispermitindo que a fora de trao este0a sempre em lin&a com as bordas dac&apa (fiura).

Garras fi-as devem ser usadas somente para conformao de peas com

randes raios de curvatura, evitandose com isto o risco de ruptura da c&apana reio das arras

Estampagem rofunda ou Em&utimento


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Caracter8sticas

= o processo utilizado para fazer com que uma c&apa plana (3blank4)adquira a forma de uma matriz (f$mea), imposta pela ao de um

puno (mac&o). + processo empreado na fabricao de peas deuso dirio (pralamas, portas de carrosA ban&eiras, rodas, etc.).

% operao de embutimento consiste em transformar uma c&apaplana de espessura 3t4 num corpo cncavo.

% 'stampaem o processo de conformao que imprime sobre umac&apa plana formas diversas atravs de deforma#es plsticas.


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Catalisador - Ao Inox 409

Tanque combustvel - Ao inox 304


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+s aos ino- austen8ticos se deformam basicamente por estiramento e os ferr8ticos porembutimento.

Reduo generalizada da

esessura

Estiramento


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Em&utimento

Ob!etiva-se a menor variao ossvel de esessura


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o embutimento a espessura da c&apa varia!

o centro do fundo iual a espessura pr-imos aos bordos do fundo, a espessura menor do que a do blank a espessura da paredes laterais aumentam a partir do bordo do fundo e

pode c&ear a 5,6B da espessura do disco.



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Caracter8sticas

% distino entre estampaem rasa (s&alloC) e profunda arbitrria. %estampaem rasa eralmente se refere conformao de um copo com

profundidade menor do que a metade do seu dimetro com pequenareduo de parede.

a estampaem profunda o copo mais profundo do que a metade doseu dimetro.


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Para mel&orar o rendimento do processo, importante que se ten&aboa lu&rificao. Com isto reduzemse os esforos de conformao e odesaste do ferramental.

+s leos indicados normalmente so para e-trema presso, devendoarantir boa proteo contra a corroso da c&apa, ser de fcildesenra-e e no levar o-idao do material (devido s rea#es de

subprodutos dos ases formados no aquecimento do metal).

Geralmente, so leos minerais com uma srie de aditivos (Cl, Pb, P,orduras ornicas, etc.).

Caracter8sticas


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Estampos de "epuxo

Prensac&apas!

funo de manter a c&apa sobpresso para fazer com que estadeslize apenas para o interior dacavidade da matriz


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'-trator que possibilita a sa8da da peapela parte inferiordo estampo

'-trator que possibilita a sa8da da peapela parte superiordo estampo

Materiais para estampos


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p p

%o CrD com altos teores de carbono e de cromo

%oM

nC

rE com altos teores de carbono e manan$s

%o CrMoE com altos teores de carbono e de cromo

#ariveis importantes


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Fora de su0eio

*evese ainda estudar a presso a ser aplicada no prensac&apas!

se esta for muito pequena, surem ruas nas laterais da peaA

se, por outro lado, for muito elevada, pode ocorrer a ruptura da pea na

prensa.

SPFs

.

22 )2(4

mM rdDS

400.

.200)1max( 20

r

t

dP


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Fora de su0eio

% fora de su0eio reulada seundo o aspecto da pea embutida!

Pea sem ruas e com aspecto bril&ante! fora correta

2uperf8cie lisa e bril&ante mas com traosFmarcas no bordo da pea!fora pequena

'stiramento do fundo antes de se completar o embutimento! forae-cessiva

Formao de ruas em um s lado do disco! fora distribu8da

irreularmente sendo menor na reio das ruas



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Fola entre puno e matriz

a fabricao de peas por embutimento, tem que se levar em conta

uma folga suficiente entre a matriz e o puno que permita o escoamentodo material para o interior da matriz, sem que sur0am tens#es cisal&antesocasionadas pelo atrito e que levem ruptura do metal em prensa.

% fola corresponde ao valor da espessura do material mais umcoeficiente determinado empiricamente.


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F?%L%1L% 56FGHF6G5I

F l t i l


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Folas pequenas! o materialrepu-ado tende a estirarse

Folas randes

Fola mal distribu8da



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Eelocidade de embutimento

%o ino-idvel! 6GG mmFs

%o doce! 6HG mmFs

%lum8nio e lias! BGG mmFs



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Lubrificao

%o ino-idvel! Jua rafitada

%o doce! Mistura com 6BK rafite, 6BK de sebo de boi derretido e BGKde leo de toucin&o

%lum8nio e lias! Lleo rafitado ou vaselina

Di'metro do &lan( - clculo


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Para calcular o dimetro do blank de peas cil8ndricas simples, semaba, utilizamos a frmula!

hddD ..42

Para raio interno (ri) menor do que 5G mm

Para ri 5G mm Teorema de Guldin

Estgios de repuxo


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s vezes, o dimetro do "blank3 muito superior ao dimetro dapea a estampar , sendo que esta deve atinir uma profundidadede copo muito elevada.

estes casos, a fabricao poder e-iir uma sequ$ncia deopera#es de estampaem, utilizando uma srie de ferramentas,com dimetros decrescentes (da matriz e do puno).

+ n>mero de opera#es depende do material da c&apa e dasrela#es entre o disco inicial (*) e os dimetros das peasestampadas (d)

Estgios de repuxo


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s % relao entre o dimetro do blank (*) e o dimetro dopuno (d) denominada 2everidade do repu-o ou Grau M-imo de'mbutimento (MG)

% severidade m-ima (MG m-.) a condio limite para determinar

se o repu-o pode ser feito numa >nica operao.

2e MG N MG m-. 1ma operao de repu-o

2e MG O MG m-. M

ais de uma operao de repu-o

d

D0


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Para se determinar o n>mero de estios, devese considerar umareduo de IGK do dimetro do blank no primeiro estio

os demais, a reduo deve ser de 6GK at que se obten&a odimetro dese0ado



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Para calcular o dimetro do blank de peas cil8ndricas simples, semaba, utilizamos a frmula!

hddD ..42

Para raio interno (ri) menor do que 5G mm

Para ri 5G mm Teorema de Guldin



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Para ri 5G mm T

eorema deG

uldin

mmS

D

SS

s

s

s

t

t

9

2

.4

.2113

.121

4

22.

.7041168,784,18.2

.128823.28.2

2/1

'

2'

3

'

2

'

1


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Posio do centro de ravidade de alumas curvas

Estampa&ilidade dos Metais


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'stampabilidade a capacidade que a c&apa metlica tem de adquirir forma de uma matriz, pelo processo de estampaem sem se romper ouapresentar qualquer outro tipo de defeito de superf8cie ou de forma.

% capacidade de embutirest liada diretamente te-tura cristalina domaterial e esta composio qu8mica, estrutura da placa e scondi#es de processamento termomecnico (laminao a quente e afrio).

% avaliao da estampa&ilidade de uma c&apa metlica depende demuitos testes, tais como! ensaios simulativos (tipo 'ric&sen, +lsen,Fukui, etc.), ensaios de trao (obtendose o limite de escoamento e deresist$ncia, o alonamento total at a fratura, o coeficiente de

encruamento, os coeficientes de anisotropia normal e planar), ensaiosde dureza, medida da ruosidade do material, metalorafia, etc.

T=C?C%2 *' %E%L?%Q+ *% '2T%MP%G'M


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H diferentes formas de se avaliar a capacidade de embutimento,sendo a mais usual e fcil via coeficiente de anisotropia normalmdio, @

Coeficiente de %nisotropia

Por definio, o coeficiente de anisotropia ou coeficiente de Lankford

( @ ) a razo entre a deformao verdadeira na larura (C) e naespessura (t) de um CP de trao, aps determinada deformaolonitudinal prdefinida

R = w/ t

Anisotroia normal R "


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onde! rGo, rIBo e rRGo so os valores de r medidos a Go , IBo e RGo com adireo de laminao.

'ste parmetro indica a &abilidade de uma certa c&apa metlicaresistir ao afinamento, quando submetida a foras de trao eFoucompresso, no plano.

Maior @, mel&or embutimento

1ma forma mais representativa de avaliao o mtodo c&amado


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L*@ (Limit *raCin @atio @azo de 'stampaem Cr8tica).

LDRc =Dmax#d

$ LDR- $ ro%undidade

1m material isotrpico tem r :5


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os materiais para estampaem profunda um alto valor de r

dese0ado (maior resist$ncia ao afinamento da c&apa).

% relao entre @ e o L*@ mostrada no rfico. 'ssa definidacomo a m-ima razo poss8vel entre o dimetro do SblankT e do copo

embutido, sem que ocorra fal&a.

Estampos de corte


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artes do estampo


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Con0unto superior

Parte mvel do estampo(movimentos de sobe e desce)

Fi-ada na prensa pela espia

'spia


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Geralmente cil8ndrica de ao 5G6G a 5GIG

= presa no alo0amento do cabeote da prensa e sustenta o con0unto superior

2ua posio deve coincidir com o centro de todas as solicita#es a que estsu0eito os pun#es, evitando o empu-o lateral

Placa superior


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Feita de ao 5G6G a5G7G

F

i-a a espia e une, por meio de parafusos,a placa de c&oque e a placa porta puno

Placa de c&oque


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Feita de ao 5GUG, temperado e revenido Tem a funo de receber os c&oques produzidos pelas cabeas dospun#es no momento da operao, evitando a penetrao dos mesmosna placa superior espessura varia conforme o material a ser cortado

Placa portapun#es


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Feita de ao 5G6G a 5G7G = fi-ada por parafusos e tem a funo de sustentar pun#es,cortadores e cun&as

Puno


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Faca de avano

Pea de ao com elevado teor de carbono '-ecuta o corte quando introduzido nas cavidades damatriz, dando forma ao produto Pode ser simples ou com peas postias

Puno cu0a larura equivale ao passo da matriz 1sados em estampos proressivos para obter maior rapidez notrabal&o

artes do estampo


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Con0unto inferior

Parte imvel do estampoFi-ada na base da prensa

Placa uia


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Funo de uiar os pun#es e pilotos centradores nas cavidadescortantes da matriz %o 5G6G ou 5G7G

Guias laterais


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Funo de uiar a tira de material a ser cortado

Placa matriz ou matriz


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Possui cavidades que tem a mesma seo dos pun#es Tem a funo de reproduzir peas pela ao dos pun#es Possui uma parte cnica nas arestas internas de corte parafacilitar a passaem da pea

Podem ser inteirias ou seccionadas

Placa matriz ou matriz


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2erve de apoio placa matriz e fi-ada a ela por meio de parafusose pinos uias Possui cavidades com dimenso maior para facilitar a sa8da da pea0 cortada pela parte inferior


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'stampo misto


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Prensa dobradeira

*obramento de perfis


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*obramento em prensas dobradeiras emvrias opera#es


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*obramento em L 'stampo


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'stampo paradobramento em 1 com nulo

'2T%MP+M?2T+


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%nis ou discos


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Puno

Prforma


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'-emplo!


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'-emplo! conector eltrico


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