Comprensión de los troqueles fluidos:la clave para componentes metálicos resistentes y livianos

Una matriz fluida es una herramienta de precisión que utiliza la presión del fluido o presión hidráulica para formar metal. El proceso de utilizar presión hidráulica y un troquel fluido se llama hidroformado. Este proceso permite que el metal adopte formas complejas que sean a la vez fuertes y livianas. Los componentes metálicos formados mediante una matriz fluida y presión hidráulica se utilizan a menudo en la fabricación de automóviles, bicicletas y otros productos que requieren componentes estructurales complejos.

En el conformado de metales, el troquel se personaliza para el producto final que se fabrica. Algunos pueden tener inserciones o adiciones que pueden usarse para producir variaciones del producto final básico. Los troqueles se pueden fabricar en varios tamaños, desde troqueles pequeños utilizados en la fabricación de joyas hasta troqueles del tamaño de un automóvil que se utilizan para crear el marco de un vehículo. La matriz generalmente se sujeta en una zapata para aumentar la precisión en el proceso de fabricación. El conjunto de matrices y zapatas se conoce como juego de matrices.

Se han utilizado troqueles simples en el conformado de metales durante miles de años. En las primeras etapas de la artesanía del metal, se martillaban láminas de metal blando para obtener formas de piedra o madera, lo que permitía al artesano crear múltiples piezas casi idénticas de tamaños y formas precisos. Estos troqueles simples y toscos finalmente fueron reemplazados por troqueles de metal que eran más resistentes y duraderos. A mediados del siglo XIX, los fabricantes comenzaron a utilizar troqueles emparejados, también llamados troqueles macho y hembra, para dar forma al metal con mayor precisión. En este proceso, los dos troqueles se juntan alrededor de una lámina de metal, también llamada pieza en bruto, mediante presión.

Los troqueles emparejados sólo pueden formar formas limitadas, porque los troqueles deben poder encajarse y separarse. Aunque los troqueles emparejados pueden formar formas intrincadas y detalladas, como caras de monedas, no se pueden utilizar para formar tubos complejos u otras formas cerradas sin múltiples pasos y troqueles complejos. Esta es la razón por la que los fabricantes desarrollaron la técnica de utilizar una matriz fluida para el hidroformado.

En el proceso de hidroformado, se sella una pieza de metal entre múltiples matrices de fluido. La pieza en bruto se presuriza internamente con fluido, expandiéndola en los contornos formados por las matrices. La pieza en bruto está sellada, por lo que el fluido presiona la pieza en bruto, también llamada abultamiento, y le da forma para que se ajuste a los troqueles. Se puede usar un troquel fluido para crear una forma simple, como un tubo de unión en T, a partir de un solo tubo, o se puede usar para formar las formas complejas requeridas para el chasis de un automóvil de una sola pieza.

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