Estampado en Caliente de Metales 101: Fundamentos y Mejores Prácticas

El estampado de metales transforma la chapa metálica 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 crítico de la selección de servicios para la creación de piezas.

¿Qué es el Estampado de Metales?

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

Los troqueles de estampado dentro de las máquinas cortan o forman el metal. Estos troqueles tienen diseños específicos para cada proyecto. Aunque la fabricación de troqueles lleva tiempo, una vez terminado el troquel, el proceso de estampado ocurre muy rápidamente.

Este proceso permite la producción de un alto volumen de piezas idénticas. El estampado puede ser un paso de muchos en la creación de piezas, o podría servir como el único. Perforado, blanking, embutido, flanging, curvado y acuñado son algunas de las etapas que un metal puede sufrir 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, así como muchas otras.

Tipos de Estampado

El tipo de estampado utilizado depende del producto terminado deseado. Estampado de precisión, estampado en caliente y estampado progresivo son algunos de los procedimientos de estampado más comúnmente utilizados.

1. Estampado de Metales de Precisión

El estampado de precisión crea imágenes en relieve o piezas tridimensionales y resulta en productos terminados con tolerancias estrictas. Comparado 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 capaces con este método de estampado permiten la formación de diseños intrincados que deben adherirse estrechamente a sus especificaciones. Puede usar estampado de precisión en componentes con tolerancias de 0.001 a 0.002 pulgadas para longitud y 0.0005 a 0.001 pulgadas para redondez. Componentes de aeronaves, piezas de motor, electrónica, dispositivos de telecomunicaciones y prototipos se elaboran comúnmente usando estampado de metales de precisión.

Una variación de este proceso es el micro-estampado de precisión. Este método crea piezas intrincadas para las industrias electrónica o médica que miden tan delgadas como 0.002 a 0.005 pulgadas.

2. Estampado en Caliente de Metales

El estampado en caliente de metales es el proceso de formar metal usando calor extremo. El metal, acero de boro, se calienta a más de 1700 grados Fahrenheit y se enfría en el propio troquel. El resultado es una pieza de acero de alta resistencia y ligera.

Una de las principales ventajas de una pieza estampada en caliente es su alta resistencia a la tracción, que varía desde aproximadamente 50 kilolibras por pulgada cuadrada (KSI) hasta aproximadamente 200 KSI una vez completado el proceso. El estampado en caliente también le permite formar piezas complejas de una sola vez, lo que significa menos soldadura u otras medidas de unión. Las piezas producidas con este método tampoco experimentan retorno elástico y deformación de la manera en que tienden a hacerlo otras piezas de acero de alta resistencia formadas. Desafortunadamente, la pieza endurecida es difícil de cortar, lo que hace que el recorte y corte posterior a la formación sea un desafío. Generalmente necesitará un láser potente para estos procesos.

Para realizar estampado en caliente de metales, necesita varias piezas de equipo, incluyendo:

• Un sistema de calentamiento capaz de calentar el metal a la temperatura necesaria
• Un sistema de enfriamiento adecuado
• Un sistema de manipulación automatizado, ya que la pieza terminada inicialmente estará demasiado caliente para tocar
• Materiales de utillaje altamente resistentes al choque térmico
• Una prensa hidráulica/servo con capacidades de pausa

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 con troquel progresivo, lleva piezas de metal a través de múltiples estaciones que cada una realiza una acción separada en 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.

Al seleccionar métodos de fabricación para procesos de larga duración que requieren alto volumen, el estampado con troquel progresivo es una excelente opción. Los troqueles duran mucho tiempo y el proceso produce desperdicio mínimo.

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

Cómo Funciona el Estampado de Metales

El estampado de metales se refiere al proceso de formar una pieza de chapa metálica en una pieza terminada a través de perforado, blanking, curvado y otros métodos. Echemos un vistazo más de cerca a cómo funciona este proceso.

¿Qué Tipos de Materiales de Estampado de Metales Utilizan los Fabricantes?

Para el estampado, los fabricantes comienzan con una pieza de chapa metálica. El metal finamente elaborado ofrece resistencia para los productos terminados mientras permanece lo suficientemente flexible para el proceso de estampado. Con mayor frecuencia, el metal tiene un espesor que varía desde 0.001 pulgadas hasta 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 de estampado de metales pueden generar de 10 a 50,000 toneladas —20,000 a 1 millón de libras— de presión.

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

• Metales Ferrosos: Metales a base de hierro, como el acero inoxidable, cuestan menos y reducen los precios de producción.
• Metales No Ferrosos: Níquel, bronce, latón y otros metales que no contienen hierro crean esta categoría.
• Aleaciones No Estándar: Los metales en estas aleaciones dependen de las propiedades deseadas del producto final.
• Metales Preciosos: Oro, plata y platino son costosos pero necesarios para aplicaciones específicas.

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

¿Qué Sucede Durante el Conformado?

La etapa de formación ocurre cuando una prensa dobla o da forma al metal de otra manera. Varios métodos moldean el metal, dependiendo del espesor del metal y cómo se ve la pieza final.

• Curvado: El curvado pliega un metal a lo largo de un solo eje recto.
• Acuñado: El acuñado presiona el metal en una pieza terminada con bordes nítidos.
• Estirado: El proceso de estirado jala un metal sobre una forma, lo que estira el material. Cárteres de aceite y fregaderos metálicos son ejemplos de productos creados por estirado.
• Gofrado: Cuando un metal necesita un diseño, una máquina lo estira y lo tira sobre una depresión. Letras, diseños e imágenes requieren gofrado para su creación en superficies metálicas.
• Flanging: Similar al curvado, el flanging pliega el metal a lo largo de un eje que se curva en lugar de la línea recta que crea el curvado.
• Doblado de borde (Hemming): El hemming crea un borde extra fuerte con el fondo plegado sobre sí mismo.

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

¿Qué Son los Procesos de Corte?

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

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

• Blanking: Un corte de blanking elimina la forma básica del material necesario, y los trabajadores dejan el resto del metal a un lado.
• Lancing: En el estampado progresivo, el metal puede requerir lancing, que crea pequeños cortes en el metal para permitir mayor flexibilidad del material a medida que pasa por las prensas.
• Perforado: En lugar de guardar la porción cortada del metal, el perforado saca un agujero del metal. El material cortado del metal tendrá otro uso mientras el metal que rodea el agujero progresará a través del proceso de estampado.
• Cizallado: El cizallado corta el metal a lo largo de una línea recta, de la manera en que las tijeras cortan papel.
• Recorte: El recorte corta la pieza terminada o casi terminada del blank. La instalación puede reutilizar el metal sobrante, venderlo como chatarra o reciclarlo.

Ventajas y Desventajas del Estampado de Metales

Al igual que con cualquier proceso, el estampado de metales tiene ventajas y desventajas. Algunos de los principales beneficios e inconvenientes 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 del metal 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 metales tiene un precio más bajo que diferentes tipos de conformado de metales. Además, si se usan metales ferrosos, el precio del proyecto disminuye aún más.

Una ventaja significativa del uso de estampado de chapa metálica es la reciclabilidad del material. Cualquier chatarra sobrante después de crear las piezas terminadas, los fabricantes pueden reciclar para productos futuros.

Desventajas del Estampado de Metales

El proceso que permite la producción de gran volumen de piezas idénticas también contribuye al inconveniente más significativo 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 metales. Además, cualquier cambio al troquel agregará 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 series de proyectos a corto plazo, el uso de las prensas puede no justificar un pedido tan pequeño. Para proyectos pequeños, la fabricación puede proporcionar una alternativa más rentable. Para más información, hable con nosotros sobre los detalles de su proyecto para ver si el estampado o la fabricación es la opción correcta.

Aplicaciones del 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 del estampado de metales dependen de la industria, pero algunas piezas pueden beneficiarse tanto del estampado como de la fabricación. Las siguientes cualidades de un proyecto pueden fomentar el uso de estampado en lugar de fabricación.

• Tolerancias Estrictas: El estampado de precisión puede crear piezas hechas con mediciones exactas y márgenes de error pequeños.
• Gran Volumen: Una vez que un productor fabrica el troquel, el estampado ocurre rápidamente y puede crear un gran volumen de piezas.
• Tamaño de Pieza: Para piezas más pequeñas, especialmente componentes de micro-estampado de precisión, el estampado puede ser una mejor opción que la fabricación.
• Forma de Pieza: Si necesita formas circulares, necesitará que las piezas sean estampadas porque ese proceso es el único que crea tales formas.
• Procesos Posteriores: El proceso de estampado ofrece 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 el Estampado de Metales

Muchas industrias usan estampado para algunos elementos de sus herramientas o piezas.

• Automotriz: El estampado en caliente hace que los techos de automóviles sean livianos y resistentes a la compresión en accidentes de vuelco. Muchas otras piezas OEM y de posventa también usan estampado para su producción.
• Electrónica: Las piezas metálicas más pequeñas dentro de la electrónica pueden haber comenzado como metal alimentado en un micro-estampador de precisión.
• Aeroespacial: El estampado de precisión puede crear piezas de motor y componentes de aeronaves en grandes cantidades.
• Muebles y Electrodomésticos: Muebles de mercado masivo y electrodomésticos de consumo pueden tener componentes metálicos que un trabajador del metal estampó.

Importancia de Trabajar con un Socio de Estampado de Chapa Metálica de Alta Calidad

El proceso de estampado 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 cómo una empresa de estampado de metales abordará un proyecto. Para lograr sus objetivos, tener el equipo correcto es crítico. Las empresas de estampado experimentadas tienen tanto el hardware como el personal calificado para hacer el trabajo que necesita.

Por ejemplo, algunos proyectos requerirán estampado en caliente porque la pieza terminada debe tener resistencia extra. Una empresa de estampado de metales de alta calidad sabrá cuándo usar este proceso y cuándo seleccionar otra forma de estampado. Algunos proyectos necesitarán procedimientos más allá del estampado solo. Estos y pedidos de estampado más simples requieren una empresa que pueda darle una fuente única para la producción.

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

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