Fabricación de chapa metálica: proceso, materiales y aplicaciones

¿Qué tienen en común los blindajes RF, alas de avión, carrocerías de automóviles, techos y conductos? Todos están hechos de chapa metálica. Definida principalmente por su aleación y espesor, la chapa metálica varía de 0,006 a 0,25 pulgadas. Más allá de estos límites inferiores y superiores, el metal se define respectivamente como lámina y placa. Siendo especialmente ideal para piezas grandes, duraderas con pocas características, la chapa metálica tiene muchas aplicaciones porque es relativamente económica y fácil de formar.

Pero, ¿qué implica la creación de chapa metálica y qué deben considerar los ingenieros y gerentes de producto?

Procesos de producción de chapa metálica

Dado que hay varias formas de fabricar chapa metálica, es una forma viable de producción para una miríada de proyectos. Cada proceso de chapa metálica tiene sus ventajas e inconvenientes, por lo que los fabricantes deben elegir el proceso que mejor se adapte a su uso final previsto. Estos se encuentran entre los procesos de producción de chapa metálica más comunes:

Corte por láser

Antes del debut del corte por láser en los años 60, las piezas tenían que ser fresadas manualmente a la forma deseada. El corte por láser permite a los fabricantes producir en masa piezas a partir de chapa metálica, reduciendo drásticamente el tiempo de producción.

Doblado

Como la operación de fabricación de chapa metálica más común, el doblado implica el uso de una plegadora para formar un ángulo en una pieza. Al doblar chapa metálica, los fabricantes pueden ejercer un alto nivel de control sobre dónde se ubican los dobleces y en qué grado se doblan. Sin embargo, el doblado no puede usarse para crear geometrías complejas.

Conformado

Para crear geometrías complejas a partir de chapa metálica, los fabricantes deben recurrir al conformado. El conformado permite la adición de una serie de características pequeñas y detalladas, incluyendo hoyuelos y lamas. El conformado también es una buena manera de añadir rigidez a una pieza de chapa metálica.

Conformado progresivo

El conformado progresivo lleva el conformado al siguiente nivel, permitiendo a los equipos añadir características aún más complejas a un producto de chapa metálica. El conformado progresivo también permite un enfoque tipo origami para dar forma a la chapa metálica, permitiendo a los fabricantes añadir características en un orden específico para lograr el producto final deseado.

Tipos de chapa metálica

La chapa metálica puede hacerse de casi cualquier tipo de metal, pero los materiales más comunes incluyen aluminio, acero y latón. El aluminio es, con mucho, el más utilizado; es asequible, fácil de doblar y formar en formas, e ideal para crear geometrías complejas. También es favorecido por su resistencia a la corrosión.

El acero, por otro lado, tiende a ser más apropiado para aplicaciones estructurales de alta resistencia. Por ejemplo, es común ver acero utilizado en edificios o en maquinaria grande. El latón suele reservarse para aplicaciones más especializadas, y particularmente aplicaciones eléctricas.

Consideraciones de diseño y producción de chapa metálica

Dado que los métodos de fabricación de chapa metálica no son ni aditivos ni sustractivos, el diseño para fabricación de chapa metálica viene con criterios únicos que difieren de los de otros procesos de fabricación.

Debido a que la chapa metálica mantiene un espesor consistente a lo largo del proceso de producción, influye en el radio de doblado, o qué tan apretados pueden ser los dobleces y qué tan cerca pueden estar entre sí. En general, cuanto más delgado el material, más fácil es conformarlo, pero a expensas de la rigidez.

También es importante entender algunas características clave de la chapa metálica. El doblado, en particular, puede presentar dificultades para los fabricantes, pero estas preocupaciones son relativamente simples de abordar. Debido a que el doblado estira y, por lo tanto, adelgaza el metal, las características deben colocarse lejos de los dobleces para evitar distorsión. Se recomienda típicamente que los diseñadores mantengan una distancia estándar de cuatro veces el espesor del material desde el doblez.

La chapa metálica es uno de los materiales más versátiles disponibles hoy, pero los diseñadores, ingenieros y gerentes de producto que buscan aprovechar la chapa metálica deben considerar algunas de sus propiedades únicas y planificar en consecuencia.

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