Estampado de metales calientes 101

El estampado de metales transforma láminas de metal en piezas y herramientas utilizables para numerosas industrias. Con casi tantos estilos como industrias a las que sirve el proceso, reconocer y comprender las complejidades de este método de formación de piezas se convierte en un aspecto fundamental de la selección de servicios para la creación de piezas.

¿Qué es el estampado de metales?

Generalmente, el estampado de metal toma metal frío y lo coloca entre matrices, aunque algunos procesos usan material calentado. Presionar el material le da al metal la forma deseada. A menudo, estas formas crean herramientas o componentes de creaciones más grandes. Ocasionalmente, algunos en la industria de la fabricación pueden referirse al estampado de metal como prensado.

Los troqueles de estampado dentro de las máquinas cortan o forman el metal. Estos troqueles tienen diseños específicos para cada proyecto. Aunque hacer troqueles toma un tiempo, una vez que terminas con el troquel, el proceso de estampado ocurre muy rápido.

Este proceso permite la producción de un alto volumen de piezas idénticas. El estampado puede ser un paso de muchos en la creación parcial, o podría servir como el único. El punzonado, el troquelado, el repujado, el rebordeado, el doblado y el acuñado son algunas de las etapas por las que puede pasar un metal como parte del proceso de estampado.

La versatilidad del estampado lo convierte en un método de producción ideal para industrias como la automotriz, militar, transporte público y sectores manufactureros, entre muchos otros.

Tipos de estampado

El tipo de estampado utilizado depende del producto final deseado. La precisión, el metal caliente y el troquel progresivo son algunos de los procedimientos de estampado más utilizados.

1. Estampado de metal de precisión

El estampado de precisión crea imágenes en relieve o piezas tridimensionales y da como resultado productos terminados con tolerancias estrictas. En comparación con otras formas de estampado, el estampado de precisión implica menos movimientos del material entre máquinas, lo que hace que el proceso sea mucho más rápido.

Los altos niveles de precisión que ofrece este método de estampado permiten la formación de diseños intrincados que deben cumplir estrictamente con sus especificaciones. Puede usar el estampado de precisión en componentes con tolerancias de 0,001 a 0,002 pulgadas para la longitud y de 0,0005 a 0,001 pulgadas para la redondez. Los componentes de las aeronaves, las piezas de los motores, la electrónica, los dispositivos de telecomunicaciones y los prototipos se fabrican comúnmente con estampado de metal de precisión.

Una variación de este proceso es el estampado de microprecisión. Este método crea piezas complejas para las industrias electrónica o médica que miden entre 0,002 y 0,005 pulgadas de grosor.

2. Estampado de metales en caliente

El estampado de metal en caliente es el proceso de formación de metal utilizando calor extremo. El metal, el acero al boro, se calienta a más de 1700 grados Fahrenheit y se enfría en la propia matriz. El resultado es una pieza de acero ligera y de alta resistencia.

Una de las principales ventajas de una pieza estampada en caliente es su alta resistencia a la tracción, que va desde alrededor de 50 kilolibras por pulgada cuadrada (KSI) hasta alrededor de 200 KSI una vez que se completa el proceso. El estampado en caliente también le permite formar piezas complejas de una vez, lo que significa menos soldadura u otras medidas de unión. Las piezas producidas con este método tampoco experimentan la recuperación elástica ni la deformación en la forma en que tienden a hacerlo otras piezas formadas de acero de alta resistencia. Desafortunadamente, la parte endurecida es difícil de cortar, lo que hace que el recorte y el corte posteriores a la formación sean un desafío. Por lo general, necesitará un láser potente para estos procesos.

Para realizar el estampado de metal en caliente, necesita varios equipos, que incluyen:

• Un sistema de calentamiento capaz de calentar el metal a la temperatura necesaria
• Un sistema de refrigeración adecuado
• Un sistema de manejo automatizado, ya que la pieza completa inicialmente estará demasiado caliente para tocarla
• Materiales de herramientas que son altamente resistentes al choque térmico
• Una prensa hidráulica/servo con capacidades de permanencia

Su sistema de prensa de estampado obviamente debe cumplir con todos los requisitos de seguridad.

3. Estampado progresivo de metales

El estampado progresivo, también conocido como estampado de troquel progresivo, lleva piezas de metal a través de múltiples estaciones, cada una de las cuales realiza una acción separada sobre el metal. A lo largo de estas diversas etapas, la pieza de metal permanece unida a una larga tira de material. La última máquina corta la pieza terminada de la tira de metal.

Cuando se seleccionan métodos de fabricación para procesos a largo plazo que requieren un alto volumen, el estampado progresivo en matriz es una excelente opción. Los troqueles duran mucho tiempo y el proceso produce un desperdicio mínimo.

Al crear piezas más grandes que pueden necesitar diferentes prensas, deberá utilizar el estampado de matriz de transferencia. Este proceso solo difiere del estampado progresivo en varias pequeñas formas. La pieza se separa antes de la tira de metal y una cinta transportadora pasa la pieza de máquina en máquina.

Cómo funciona el estampado de metales

El estampado de metal se refiere al proceso de transformar una pieza de chapa en una pieza terminada mediante punzonado, troquelado, doblado y otros métodos. Echemos un vistazo más de cerca a cómo funciona este proceso.

¿Qué tipos de materiales de estampado de metal utilizan los fabricantes?

Para estampar, los fabricantes comienzan con una pieza de chapa. El metal finamente elaborado ofrece resistencia para los productos terminados mientras permanece lo suficientemente flexible para el proceso de estampado. La mayoría de las veces, el metal tiene un grosor que oscila entre 0,001 y 0,625 pulgadas.

A pesar del tamaño delgado del metal, las prensas deben ejercer una presión significativa para cortar y formar el material. Por ejemplo, la fuerza necesaria para cortar un círculo de 10 pulgadas de acero de 1/8 de pulgada de espesor es de 78,5 toneladas. En la industria de fabricación de metales, esta fuerza corresponde a una fuerza baja. Las máquinas estampadoras de metal pueden generar de 10 a 50 000 toneladas (de 20 000 a 1 millón de libras) de presión.

El tipo de metal utilizado determinará la fuerza necesaria para darle forma y cortarlo. Las categorías más comunes de metales utilizados incluyen las siguientes:

• Metales ferrosos: Los metales a base de hierro, como el acero inoxidable, cuestan menos y tienen precios de producción más bajos.
• Metales no ferrosos: El níquel, el bronce, el latón y otros metales que no contienen hierro crean esta categoría.
• Aleaciones no estándar: Los metales de estas aleaciones dependen de las propiedades deseadas del producto final.
• Metales preciosos: El oro, la plata y el platino son caros pero necesarios para aplicaciones específicas.

Conocer los tipos de fuerzas de prensa y los procesos a usar con qué materiales es parte del conocimiento experto que se dedica al estampado de metales. Por ejemplo, el estampado de precisión tiende a utilizar aleaciones específicas o metales preciosos en tiras en lugar de bobinas.

¿Qué sucede durante la formación?

La etapa de formación ocurre cuando una prensa dobla o da forma al metal. Varios métodos dan forma al metal, según el grosor del metal y el aspecto final de la pieza.

• Plegado: Doblar dobla un metal a lo largo de un solo eje recto.
• Acuñación: El acuñado presiona el metal en una pieza acabada con bordes nítidos.
• Dibujo: El proceso de dibujo tira de un metal sobre una forma, que estira el material. Las bandejas de aceite y los fregaderos de metal son ejemplos de productos creados por dibujo.
• Relieve: Cuando un metal necesita un diseño, una máquina lo estira y lo jala hacia una depresión. Las letras, los diseños y las imágenes requieren relieve para su creación en superficies metálicas.
• Rebordeado: Similar a la flexión, el rebordeado dobla el metal a lo largo de un eje que se curva en lugar de la línea recta que crea la flexión.
• Dobladillo: El dobladillo crea un borde extrafuerte con la parte inferior doblada sobre sí misma.

Estos procesos de formación pueden ocurrir durante el estampado, aunque otros tipos de metalurgia también pueden usar estos mismos métodos.

¿Qué son los procesos de corte?

El corte del metal puede ocurrir antes o después de la formación, según el tipo de proceso de estampado utilizado. Por ejemplo, el troquelado progresivo recorta el producto terminado al final del proceso, pero el troquelado de transferencia corta el metal al principio.

Los métodos de corte utilizados requieren diferentes troqueles de corte para lograr el resultado deseado.

• Borrado: Un corte en blanco elimina la forma básica del material necesario y los trabajadores apartan el resto del metal.
• Lanzamiento: En el estampado progresivo, el metal puede requerir punción, lo que crea pequeños cortes en el metal para permitir una mayor flexibilidad del material a medida que pasa por las prensas.
• Perforación: En lugar de salvar la porción cortada del metal, el punzonado hace un agujero en el metal. El material cortado del metal tendrá otro uso, mientras que el metal que rodea el orificio avanzará a través del proceso de estampado.
• Cizallamiento: La cizalla corta el metal a lo largo de una línea recta, de la misma manera que las tijeras cortan el papel.
• Recorte: El recorte corta la pieza acabada o casi acabada de la pieza en bruto. La instalación puede reutilizar el metal sobrante, venderlo como chatarra o reciclarlo.

Pros y contras del estampado de metales

Como con cualquier proceso, el estampado de metales tiene ventajas y desventajas. Algunos de los principales beneficios y desventajas incluyen los siguientes.

Ventajas del estampado de metales

El proceso de estampado ofrece múltiples beneficios a quienes lo seleccionan para la creación de piezas.

Después de producir los troqueles, los trabajadores metalúrgicos pueden producir grandes volúmenes de piezas en relativamente poco tiempo. El uso de mecanizado CNC y otras formas de automatización hacen que la producción sea aún más rápida.

Al comparar costos, la producción de troqueles para estampado de metal tiene un precio más bajo que los diferentes tipos de conformado de metal. Además, si se utilizan metales ferrosos, el precio del proyecto disminuye aún más.

Una ventaja significativa de usar el estampado de chapa es la reciclabilidad del material. Los restos que queden después de crear las piezas terminadas pueden reciclarse para futuros productos.

Desventajas del estampado de metales

El proceso que permite la producción de grandes volúmenes de piezas idénticas también contribuye al inconveniente más importante del estampado, la creación de troqueles personalizados.

Hacer un troquel según las especificaciones de su proyecto aumenta el tiempo de preproducción para el estampado de metal. Además, cualquier cambio en el troquel aumentará el tiempo de procesamiento. En otras palabras, una vez que comienza la producción con un troquel terminado, detenerlo se vuelve costoso y complicado, aunque no imposible.

Si bien el estampado aún puede producir pedidos más pequeños o tiradas de proyectos a corto plazo, es posible que el uso de las prensas no justifique un pedido tan pequeño. Para proyectos pequeños, la fabricación puede proporcionar una alternativa más rentable. Para obtener más información, hable con nosotros sobre los detalles de su proyecto para ver si el estampado o la fabricación es la opción correcta.

Aplicaciones de estampado de metales

El estampado crea tanto piezas de maquinaria altamente especializadas como componentes cotidianos de bienes de consumo, equipos industriales y mucho más.

Las aplicaciones de estampado de metal dependen de la industria, pero algunas partes pueden beneficiarse del estampado o la fabricación. Las siguientes cualidades de un proyecto pueden alentar el uso del estampado en lugar de la fabricación.

• Tolerancias estrictas: El estampado de precisión puede crear piezas hechas con medidas exactas y pequeños márgenes de error.
• Gran volumen: Una vez que un productor fabrica el troquel, el estampado ocurre rápidamente y puede crear un gran volumen de piezas.
• Tamaño de la pieza: Para piezas más pequeñas, especialmente componentes estampados de microprecisión, el estampado puede ser una mejor opción que la fabricación.
• Forma de la pieza: Si necesita formas circulares, necesitará las partes estampadas porque ese proceso es el único para crear tales formas.
• Procesos posteriores: El proceso de estampado ofrece un mayor control sobre lo que sucede con las piezas, lo que puede ayudar a garantizar el mejor rendimiento del componente durante el ensamblaje o la soldadura.

Industrias que utilizan estampados metálicos

Muchas industrias utilizan la estampación para algunos elementos de sus herramientas o piezas.

• Automoción: El estampado de metal en caliente hace que los techos de los automóviles sean livianos y resistentes al aplastamiento en accidentes de vuelco. Muchas otras piezas OEM y del mercado de accesorios también utilizan el estampado para su producción.
• Electrónica: Las piezas metálicas más pequeñas dentro de la electrónica pueden haber comenzado como metal introducido en un estampador de microprecisión.
• Aeroespacial: El estampado de precisión puede crear piezas de motor y componentes de aeronaves en grandes cantidades.
• Mobiliario y electrodomésticos: Los muebles y electrodomésticos comercializados en masa pueden tener componentes metálicos sellados por un trabajador metalúrgico.

Importancia de trabajar con un socio de estampado de chapa de alta calidad

El proceso de estampación requiere un alto grado de conocimiento sobre el metal, cómo funciona y cómo trabajar con él. El tipo de metal y el resultado deseado afectan significativamente la forma en que una empresa de estampado de metales abordará un proyecto. Para lograr sus objetivos, tener el equipo correcto es fundamental. Las empresas de estampado con experiencia tienen tanto el hardware como el personal calificado para realizar el trabajo que usted necesita.

Por ejemplo, algunos proyectos requerirán estampado en caliente porque la pieza terminada debe tener una resistencia adicional. Una empresa de estampado de metales de alta calidad sabrá cuándo utilizar este proceso y cuándo seleccionar otra forma de estampado. Algunos proyectos necesitarán procedimientos más allá del estampado. Estas y otras órdenes de estampado más simples requieren una empresa que pueda brindarle una fuente única para la producción.

En Fairlawn Tool, Inc., ofrecemos soluciones llave en mano y contamos con la certificación ISO 9001:2015. Nuestra certificación demuestra nuestro compromiso continuo con la calidad. Nos sometemos a revisiones periódicas de nuestros servicios para mantener nuestra certificación. Con este respaldo internacional de nuestros servicios, puede confiarnos sus proyectos.

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