[pt] A simulação computacional tem sido utilizada como ferramenta para otimizar
processos de cunhagem e suportar o desenvolvimento de novos produtos neste setor. Compreender as forças e tensões que ocorrem durante o processo possibilita
atuar de forma eficaz nas características do projeto, visando a redução de defeitos
no produto e/ou o prolongamento da vida útil das ferramentas. Esta pesquisa teve
como objetivo investigar a influência das características do relevo de uma medalha,
no que se refere a sua geometria e altura, nas forças requeridas para a execução do
processo e nas tensões geradas durante a cunhagem. Para isso, foi criado um modelo
computacional 3D de uma medalha de cuproníquel, validado por meio de comparação com dados experimentais de cunhagem. Os resultados demonstram que a metodologia experimental aplicada e o modelo desenvolvido neste trabalho previram
com sucesso o fluxo de material de acordo com a força de cunhagem aplicada. Simulações adicionais revelaram que a geometria e a altura dos relevos influenciam
diretamente nas forças e tensões. Por exemplo, um relevo com geometria triangular
exigiu 66 por cento mais força para ser delineado em comparação com um relevo circular
com volume e profundidade equivalentes. Além disso, foi demonstrado que reduzir
a altura do relevo em 20 por cento poderia levar a uma redução de 16 por cento na força. Discussões
foram feitas a respeito da existência de Regiões Críticas de Cunhagem (RCC) na
arte da medalha, caracterizadas por relevos altos e intricados. Essas regiões serão
as últimas a serem delineadas e ditarão as forças requeridas e o patamar de tensões
no produto. / [en] Computational simulation has become an essential tool for optimizing the
minting process and supporting the development of new products in this industry.
Understanding the forces and stresses that occur in the process enables effective
control over the project s characteristics, in order to reduce product defects and/or
prolong the lifespan of tools. This research aimed to investigate the influence of the
relief features of a medal, specifically its geometry and height, on the coining forces
required and the tensions generated during the coining. To achieve this goal, a 3D
computational model of a copper-nickel medal was created and validated through a
comparison with experimental data. The results demonstrate that the applied experimental methodology and the developed model successfully predicted the material
flow according to the applied coining force. Additional simulations revealed that
the geometry and height of the reliefs directly influence the forces and tensions. For
example, a relief with a triangular geometry required 66 percent more force to be outlined
compared to a circular relief with equivalent volume and depth. Furthermore, it was
shown that reducing the relief height by 20 percent may lead to a 16 percent decrease in coining
force. Discussions were held regarding the existence of Critical Coining Regions
(CCR) in medal art, characterized by high and intricate reliefs. These regions will
be the last to be outlined and will dictate the required forces and stress levels in the
final product.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:64672 |
| Date | 07 November 2023 |
| Creators | BRUNO MORAIS BUENO |
| Contributors | MARCO ANTONIO MEGGIOLARO, MARCO ANTONIO MEGGIOLARO |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | TEXTO |
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