Fiel a la forma:el valor de la hilatura y el hidroformado de metales

¿Las cantidades de sus piezas son demasiado bajas para un troquel de formación? ¿Solo necesitas un prototipo? Aquí hay dos alternativas al estampado y al estampado de embutición profunda que merecen atención:el hilado de metales y el hidroformado.

Las piezas con forma de sombreros de copa, tazones para mezclar y puntas cónicas de cohetes son bastante fáciles de fabricar, pero producir grandes cantidades de ellas generalmente significa invertir en un troquel de formación. Esto puede agregar costos significativos a un proyecto que podría necesitar solo unas pocas piezas, y semanas o meses para el tiempo de entrega.

La buena noticia es que hay opciones:el hidroformado y el hilado de metales son procesos de mecanizado maduros y predecibles, aunque generalmente no se entienden bien.

Ambos enfoques de trabajo de metales pueden competir en trabajos de menor volumen que, de lo contrario, requerirían herramientas dedicadas y entregan piezas que, de otro modo, no serían prácticas de producir. Esto es lo que necesita saber sobre el hilado de metales y el hidroformado.

¿Qué es la hilatura de metales en la fabricación?

Para aquellos maquinistas que citan piezas que se asemejan a cuencos y sombreros de copa y se preguntan cómo se fabrican esas piezas, esto es para usted. El hilado de metal funciona forzando suavemente láminas de metal sobre un mandril maquinado con la misma forma y tamaño que el interior de la pieza de trabajo deseada.

Por lo general, es un proceso "frío" que lo ayuda a fluir en áreas estrechas y alrededor de las esquinas o donde el endurecimiento por trabajo es una preocupación. Toma nota:se puede usar un soplete para hacer que el metal sea más maleable.

Cualquier metal dúctil es adecuado para la hilatura de metales, incluidos aluminio, cobre, latón, acero al carbono e inoxidable, y superaleaciones, como titanio e Inconel.

Si desea hacer una campana de acero inoxidable, por ejemplo, primero montaría un mandril en forma de campana en el husillo de un torno. El mandril puede ser de madera, plástico duro o metal para trabajos de mayor volumen.

Se necesita un disco un poco más grande que la longitud máxima de la superficie exterior de la campana y es bastante delgado, aproximadamente 1/8 de pulgada, pero depende del tamaño de la campana. Algunas tiendas especializadas sugieren que se pueden hilar materiales de hasta 1 pulgada o más de grosor.

Vea el giro del metal en acción. Fuente:Buena máquina

Luego, el disco se coloca en el extremo del mandril y se aprieta contra él con una almohadilla de presión giratoria similar a un centro vivo montado en el contrapunto. Una vez que el husillo del torno está enganchado, se usa una herramienta apropiadamente llamada "cuchara" para aplicar presión, forzando gradualmente el metal a tomar la forma deseada.

A menudo es un proceso manual. Los artesanos han estado hilando piezas de metal desde que existen los tornos y los brazos fuertes. Sin embargo, también hay disponibles máquinas de hilar CNC que ofrecen mayor precisión y productividad. En este caso, se usaría una herramienta estilo rodillo.

Hay muy poco desperdicio con el hilado de metal.

En el ejemplo de la campana, el único desecho sería un anillo angosto alrededor de la base de la campana que se recorta después de formar. Es posible obtener espesores de pared uniformes con precisiones de +/-0,015” con CNC, al igual que acabados de espejo, suponiendo que se aplique una herramienta de cuchara o rodillo de estilo pulido. De lo contrario, es posible que se vean algunas marcas de herramientas.

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¿Qué es el hidroformado en la fabricación?

El hidroformado comparte algunas similitudes con el hilado de metales, pero el mecanismo de desplazamiento es bastante diferente. Por ejemplo, se utiliza como punto de partida un espacio en blanco un poco más grande que la pieza de trabajo terminada.

No es necesario que sea redondo:el hidroformado puede producir polígonos y piezas de trabajo de forma irregular, siempre que las esquinas sean redondeadas. Se puede formar una amplia variedad de metales dúctiles, similar al hilado de metales; sin embargo, el hidroformado favorece materiales de calibre más delgado y geometrías de piezas más complejas.

Hay un mandril involucrado, pero no gira y no hay necesidad de una herramienta de cuchara o rodillo. En su lugar, el mandril se coloca sobre la base de una máquina que se parece mucho a cualquier otra prensa de formación. En este caso, piense en el mandril como un punzón macho.

Tome nota:puede usar varios mandriles a la vez, incluidos aquellos con diferentes formas. La diferencia es la presencia de una vejiga elastomérica que actúa como un dado.

Vea el hidroformado en acción. Fuente:Jones Metal Products

Técnicas de hidroformado:formación de células fluidas

Hay varias técnicas de hidroformado que incluyen hidroformado de celda fluida, hidroformado de tubos, hidroformado de embutición profunda y otros. Todos dependen de la presión hidráulica, pero algunos permiten el uso de mandriles hembra como lo hacen en la hilatura de metales. Otros tipos usan un mecanismo para sujetar los bordes del material para evitar que se arruguen, y algunos mueven el mandril en lugar de la vejiga.

Para ilustrar el hidroformado en acción, veamos el hidroformado de células fluidas.

Una vez que la pieza de trabajo se ha colocado sobre los mandriles, el ariete cae en su lugar, encierra el espacio de trabajo y se aplican miles de libras de presión hidráulica. Esto fuerza a la vejiga contra el material y se adapta a las formas masculinas de abajo.

Piense en ello como un proceso de embutición profunda. Puede ser una simplificación excesiva, pero es un proceso complejo y puede implicar muchos más pasos según la técnica de hidroformado utilizada.

¿Necesita más ejes para producir más piezas? Aprender cómo. Leer “ ¿Es hora de adoptar el mecanizado de alto rendimiento? ”

¿Cuáles son los beneficios del hilado y el hidroformado de metales?

La hilatura de metales y el hidroformado son excelentes alternativas a la embutición profunda tradicional porque la inversión en herramientas es una fracción menor de los procesos de formación tradicionales. Los tiempos de configuración también son más cortos y se aumenta la flexibilidad.

Estas tecnologías también pueden ser competitivas en escenarios de mayor volumen, especialmente en hidroformado. Se usa ampliamente en las industrias aeroespacial y automotriz para una gama de componentes complejos a nivel de producción.

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