Las 5 principales técnicas de conformado de chapa metálica y sus aplicaciones clave

No se puede negar que la chapa metálica juega un papel fundamental en proyectos de numerosas industrias. La chapa metálica se fabrica comúnmente a partir de acero o aluminio y típicamente toma una forma delgada y plana. A pesar de esto, las alteraciones de la chapa metálica son comunes y esenciales, dependiendo de la aplicación en cuestión. Aquí es donde entra en juego el conformado de piezas de chapa metálica.

La chapa metálica se usa ampliamente debido a su conformabilidad, ductilidad y naturaleza tensil. Los fabricantes tienen así un objetivo central: manipular metales maleables según corresponda mientras se preserva la integridad estructural. La manipulación se logra de múltiples formas y a múltiples tolerancias. Este artículo desglosará algunos procesos de conformado de chapa metálica y su relevancia dentro de industrias específicas.

Doblado (Bending) de chapa metálica

Como cabría esperar, el doblado implica alterar la forma de la chapa metálica mediante presión aplicada. Hacer esto a mano no es típicamente posible, por lo que los métodos industriales se vuelven necesarios para alcanzar las formas deseadas. Los fabricantes emplean diferentes tipos de prensas para lograr esto, como máquinas de conformado por laminado de alta resistencia. También deben tener un conocimiento íntimo de las propiedades físicas de su medio para evitar causar daños o deflexión excesiva durante el proceso de mecanizado.

Las prensas plegadoras (press brakes) y prensas de máquina son ideales en estas situaciones. Fuerzas hidráulicas, neumáticas, mecánicas o eléctricas pueden aplicarse en diferentes ubicaciones a lo largo de la chapa. Estas, combinadas con un molde de conformado (forming die), ayudan al metal a alcanzar su forma prevista. El metal disponible determinará cuánta fuerza se aplica, así como su dirección.

Las prensas plegadoras son convenientes ya que las combinaciones de punzón y molde son abundantes. Estas se prestan a numerosos tipos de trabajos.

Aplicaciones

El doblado de chapa metálica es indispensable para la producción automotriz. Los vehículos de hoy no son solo cajas con cuatro ruedas, y las esquinas de los paneles tienen un cierto radio, lo que ayuda a crear consistencia visual. En el caso de pilares de soporte, el doblado de chapa metálica forma un puente entre la estética y la seguridad de los ocupantes.

En términos de arquitectura, un foco clave de la construcción moderna es el flujo. Curvas suaves y estructuras geométricas, tanto interna como externamente, son sellos del diseño paramétrico.

Cualquier aplicación que requiera una forma única dependerá de procesos de doblado. Otro ejemplo notable es la industria aeroespacial. Los fabricantes comúnmente fabrican aviones de pasajeros y militares a partir de aleaciones de aluminio y titanio. Estos compuestos metálicos son altamente flexibles y retienen sus formas (también conocido como "tienen memoria"). Dichos atributos son esenciales para estructuras curvas como fuselajes, alas y soportes de motor.

Rizado (Curling) de chapa metálica

No debe confundirse con el doblado, el rizado se centra en corregir imperfecciones derivadas de la producción de una chapa. La chapa metálica se corta a varias dimensiones predeterminadas durante el proceso de fabricación. Si bien el utillaje puede crear bordes precisos (rectos) de manera efectiva, hay un inconveniente significativo: las rebabas (burrs). Al igual que cortar madera bruscamente produce bordes rugosos, lo mismo ocurre con el acero y el aluminio.

Las rebabas no son solo un riesgo de seguridad; estos bordes afilados causan problemas de tolerancia que pueden obstaculizar potencialmente el ajuste y la calidad del producto más adelante. Además, un tipo de residuo llamado "escoria" (slag) se forma durante procesos de corte específicos. Estas salpicaduras de metal enfriado deben eliminarse. Máquinas desbarbadoras especiales hacen esto, mientras que las amoladoras suavizan cualquier artefacto peligroso.

Aplicaciones

El rizado tiene una importancia generalizada en múltiples industrias. Considere el diseño arquitectónico moderno, donde los paneles deben encontrarse de manera limpia y sin costuras. Lo mismo ocurre en aplicaciones automotrices, particularmente en la carrocería como puertas y paneles laterales. Estos no son solo puntos de contacto comunes para propietarios o transeúntes. Los bordes terminados elevan la impresión general de calidad, artesanía y armonía dentro de un diseño dado.

Planchado (Ironing) de chapa metálica

Cuando la uniformidad es primordial, las empresas suelen recurrir al planchado. Este proceso implica tomar una pieza de chapa metálica de espesor inconsistente y crear un espesor uniforme de borde a borde. Se requiere presión en cada lado de la chapa, que se aplica progresivamente mediante dos moldes opuestos; un punzón fuerza la chapa a través hasta la finalización.

El planchado también está relacionado con el estirado profundo (deep drawing), que se basa en la presión direccional para estirar una lámina de metal. Un punzón adjunto facilita esto presionando entre dos sujetadores (binders), manteniendo la lámina en su lugar. A diferencia del doblado, el enfoque no es necesivamente dar forma. El estirado profundo tiene como objetivo cambiar la altura o el espesor de una pared de metal.

Aplicaciones

El planchado y el estirado profundo tienen gran importancia en la industria automotriz. Estos procesos se usan para formar paneles de carrocería mientras se asegura que las piezas dobladas no sean inconsistentes. También llamado estampado (stamping), el estirado profundo ayuda a fabricar lo siguiente:

• Componentes de control del motor
• Cilindros
• Bastidores y componentes de suspensión
• Sellos

Ambos procesos también son esenciales en la industria de bebidas porque las latas tienen un espesor requerido en sus paredes. Deben ser lo suficientemente robustas y dimensionadas consistentemente para empaquetado y exhibición. El proceso de planchado garantiza que las debilidades derivadas de puntos delgados se eliminen.

Sin embargo, las opciones son vastas. La lista de metales compatibles es larga porque el planchado y el estirado profundo aprovechan la presión aguda. Aluminio, acero (bajo o alto en carbono), latón y otras aleaciones responden bien a estas técnicas.

Corte por láser (Laser Cutting) de chapa metálica

Las empresas ahora aprovechan aplicaciones potentes como Fusion 360 de Autodesk en flujos de trabajo de fabricación modernos. La llegada de CAD y CAM ha desbloqueado el corte por láser, un proceso preciso de conformado de chapa metálica que influye directamente en el tamaño y la silueta de una chapa.

Los fabricantes favorecen los métodos láser por su control granular, velocidad y cumplimiento con planos de corte preprogramados. Por ejemplo, un cortador láser puede seguir instrucciones basadas en esquemas para lograr el resultado deseado. Las máquinas CNC hacen esto posible.

Si bien no eliminan el problema por completo, los cortadores láser producen menos rebabas que los procesos de corte metal sobre metal. Sin embargo, láseres mal calibrados (enfoque deficiente, alineación, potencia del haz o velocidad) pueden causar rebabas. Otros procesos de conformado pueden ser necesarios para resolver esto.

Aplicaciones

Cualquier aplicación que demande chapa metálica con formas precisas se beneficiará del corte por láser. El hecho es que pocas chapas metálicas encajarán inmediatamente en una aplicación sin modificación. Sin embargo, para citar un ejemplo, el corte por láser es útil en la industria del arte, donde recortes precisos pueden realzar el atractivo visual de un producto. Los fabricantes de automóviles también pueden aprovechar el corte por láser para crear una variedad de piezas internas y externas.

Perforado (Punching) de chapa metálica

El proceso de perforado es bastante sencillo. Un punzón y un molde se unen para formar agujeros de formas específicas en la chapa metálica. El objetivo final es crear una chapa con perforaciones precisas, cambiando su forma original para adaptarse a un diseño. El material removido se recicla o desecha.

El proceso de corte en blanco (blanking), un derivado, también se basa en el perforado. Sin embargo, el material extraído de la chapa metálica original es el premio.

Aplicaciones

El perforado y el corte en blanco se usan para producir múltiples componentes diversos con formas específicas. Los vehículos, por ejemplo, requieren numerosas juntas (gaskets) que evitan que los fluidos escapen de sus canales adecuados. En particular, las juntas de culata tienen recortes precisos para pasajes de aceite del motor, cilindros y la forma general del bloque del motor.

Las empresas también pueden usar estos procesos para formar componentes de herramientas eléctricas y componentes electrónicos. Los fabricantes que producen microelectrónica a escala pueden crear múltiples piezas a partir de una sola chapa metálica usando estos métodos.

El espacio de trabajo de chapa metálica de Fusion 360 de Autodesk le permite crear cuerpos de chapa metálica y producir datos de fabricación para piezas de chapa metálica. Descargue Fusion 360 para experimentar un flujo de trabajo integral de chapa metálica para su próximo proyecto.