Dominar la fabricación de chapa metálica:pautas de diseño de expertos y mejores prácticas

La fabricación de chapa metálica es un proceso crucial en la industria manufacturera, con numerosas aplicaciones en los campos de la construcción, la automoción, la industria aeroespacial y otros. La versatilidad de la chapa metálica y su capacidad para adoptar varias formas y tamaños la convierten en una opción popular para crear diseños complejos e intrincados.

Sin embargo, para garantizar el éxito de cualquier proyecto de fabricación de chapa metálica, es esencial tener una comprensión sólida de los principios de diseño y las mejores prácticas. En este artículo, proporcionaremos una guía completa para el diseño de fabricación de chapa metálica, que incluye consejos para la selección de materiales, restricciones geométricas y estrategias de diseño rentables.

Ya sea un ingeniero experimentado o un diseñador novato, esta guía lo ayudará a crear piezas de chapa de alta calidad que cumplan con los requisitos y especificaciones de su proyecto.

Para fines de fabricación, la chapa metálica se clasifica como cualquier cosa con un espesor inferior a 0,25 pulgadas. Todas las piezas de chapa vienen con el requisito de tener un ancho constante, lo que limita algunas de sus aplicaciones. Pero garantiza que la pieza resultante sea capaz de cumplir los requisitos de durabilidad y longevidad.

Generalmente, las piezas de chapa metálica son comunes en aplicaciones como chasis de automóviles y otras áreas donde la relación resistencia-peso es importante. La chapa tiene un espesor menor y las piezas fabricadas con ella suelen ser huecas. Esto significa que pesarán menos pero tendrán la misma capacidad para soportar cargas mayores.

No tiene sentido optar por procesos de precisión para aplicaciones sencillas. Sin embargo, tampoco es factible evitar la fabricación de chapa de precisión para aplicaciones de alto valor. Porque puede provocar daños en equipos sensibles debido al desgaste.

El principio de funcionamiento

El principio de funcionamiento detrás de la fabricación de chapa metálica es bastante simple. Depende de la elasticidad del metal y del hecho de que el metal laminado en frío tiene un mejor rendimiento en términos de durabilidad. La fabricación de chapa consta de dos métodos, corte y conformado.

Como su nombre indica, el corte requiere retirar una parte de la lámina para obtener la forma deseada. Por otro lado, el conformado es un método un poco difícil que consta de tres procesos diferentes. En su mayoría, trabajan juntos para crear la forma del objeto que necesitas. El proceso requiere una cuidadosa consideración del diseño y la capacidad de fabricación para minimizar cualquier desperdicio y garantizar la perfección.      

En la mayoría de los casos, los fabricantes confían en archivos CAD en modelo DXF o DWG para garantizar el cumplimiento del diseño disponible. En la mayoría de los proyectos, los procesos de corte y conformado funcionan en conjunto, lo que permite obtener resultados más rápidos. Además, la fabricación de chapa metálica generalmente no requiere posprocesamiento, pero puede necesitar algún acabado y unión según la aplicación.

Las 4 principales técnicas de fabricación de chapa

El proceso de fabricación de chapa consta de dos procesos principales; conformado y cortado. Estas dos técnicas trabajan juntas para crear la forma final de cualquier producto. Si bien el corte es un proceso simple, el conformado tiene otras clasificaciones, a saber, estampado, doblado y punzonado.

A continuación se detallan los detalles básicos relacionados con las principales técnicas de creación de piezas de chapa:

1 – Cortar

El proceso de corte elimina el exceso de chapa de una forma particular para obtener la forma final. Hay tres enfoques principales cuando se trata de cortar chapa:

1.      Corte por láser
2.      Corte por plasma
3.      Corte por chorro de agua

2 – Doblar

El proceso de doblado simplemente aplica una gran fuerza sobre la chapa en un punto específico para obtener la forma requerida. En algunos casos, el área debajo del pliegue puede necesitar cierta preparación. Por ejemplo, las muescas de curvatura no solo muestran al técnico la ubicación de la curvatura, sino que también pueden facilitar el proceso en sí.

3 – Estampado

Para crear una pieza compleja en un tiempo limitado, los fabricantes suelen optar por el proceso de estampado, que es una forma compleja de moldear. El proceso utiliza una combinación de diferentes técnicas que utilizan cortar, doblar y estirar para crear nuevas formas a partir de láminas de metal. 

4 – Puñetazo

Para crear una pieza compleja en un tiempo limitado, los fabricantes suelen optar por el proceso de estampado, que es una forma compleja de moldear. El proceso utiliza una combinación de diferentes técnicas que incluyen cortar, doblar y estirar para crear nuevas formas a partir de láminas de metal. Además, algunos procesos de estampado llegan incluso a unir varias piezas utilizando diferentes técnicas. 

Las principales ventajas y limitaciones del uso de chapa metálica para la fabricación

Los diseños de piezas de chapa son bastante populares en muchas industrias debido a las ventajas percibidas. Sin embargo, el proceso también presenta múltiples limitaciones. Estas ventajas y limitaciones se encuentran entre las consideraciones de diseño más importantes para los fabricantes, ya que determinan las aplicaciones correctas del metal.

Ventajas Desventajas Entrega rápida en comparación con otros métodos de fabricación. Es difícil realizar diseños complejos con detalles intrincados, lo que puede limitar la variedad de formas que se pueden producir. Piezas de alta calidad tanto para producción como para creación de prototipos. Requiere una inversión significativa en herramientas y otros equipos, lo que puede ser una barrera para la producción a pequeña escala. Lo suficientemente versátil como para trabajar con varios metales, como acero, aluminio y cobre. Tienen plazos de entrega más largos en comparación con otros métodos de fabricación debido a las múltiples etapas involucradas en el proceso, como corte, conformado y acabado. Ofrece una alta relación resistencia-peso debido al diseño hueco. Requiere mano de obra calificada, lo que puede resultar costoso. En la mayoría de los casos, no necesita posprocesamiento.  

Como se indicó anteriormente, el diseño para la fabricación de chapa metálica necesita atención a algunos requisitos de diseño. La mayoría de esos requisitos dependen del diseño general del producto. Por ejemplo, un producto simple no tendría muchos requisitos, pero una geometría compleja naturalmente necesitaría más procesos para estar listo para el mercado.

Generalmente, la fabricación de chapa requiere una serie de mejores prácticas que puedan garantizar la perfección y ofrecer la mejor calidad en el menor tiempo. Las directrices generales para chapas metálicas incluyen las siguientes cinco categorías.

1 – Tolerancias

La tolerancia es uno de los parámetros más importantes para una variedad de aplicaciones. La regla general establece que una mayor precisión requiere más recursos y tiene costos adicionales. Por lo tanto, las tolerancias deben ser según la aplicación.

El ejemplo perfecto de esto puede ser la industria del automóvil.

La precisión requerida para la puerta o cualquier otra parte de la carrocería sería obviamente menor que la requerida para el chasis o alguna otra parte integral. Generalmente, los requisitos de tolerancia dependen de los requisitos del proyecto, pero ese enfoque puede tener muchas inconsistencias en el producto.

Muchos fabricantes e industrias prefieren establecer estándares de calidad para evitar esas inconsistencias. Si bien estos estándares no son una solución única para todos, son una herramienta excelente para mantener la coherencia y el rendimiento. Además, el cumplimiento de los estándares de la industria también facilita el cumplimiento de los requisitos industriales y genera la confianza de los consumidores en la marca.

Para la fabricación de chapa metálica, el estándar predominante es ISO 2768. Esto cubre los requisitos de tolerancia para múltiples industrias y al mismo tiempo mantiene el equilibrio perfecto entre costos y capacidades de procesamiento.

Tolerancias generales

Para la fabricación de chapa, existen algunas tolerancias generales que la industria utiliza en todas partes. Cumplen con los estándares internacionales. Sin embargo, habrá varias excepciones en el caso de aplicaciones sensibles como la aeroespacial y la automoción, donde la precisión es fundamental para el rendimiento.

Característica Rango de tolerancia predominante Notas adicionales Grosor de la pared de 0,9 mm a 20 mm Desplazamientos de 0,3 mm a 0,7 mm Rizos>2 veces el espesor del material. Cualquier valor inferior a la dimensión de rizo recomendada haría que la lámina se vuelva quebradiza. Curvas de 0,9 mm a 1,2 mm de 1,8 mm a 2,4 mm de 3,8 mm a 5,0 mm de 7,5 mm a 10 mm de 15 mm a 20 mm Se espera una desviación de +/- grados en todos los dobleces. Además, cualquier otra especificación aumentará sus costos. DobladillosDiámetro interior =espesor del material con una longitud de retorno 4 veces el espesor AvellanadoresDiámetro mayor =+/- 0,254 mmDiámetro menor> 2/3 de espesor Agujeros y ranurasDiámetro> espesor del materialUn diámetro menor que el espesor del material provocaría grietas en la lámina.Muescas y pestañasAncho de muesca> 1,5x espesor
Longitud> 5x espesor 

Conceptos básicos de formación

En este proceso, una lámina plana de metal se dobla en una forma predeterminada aplicando presión. Los requisitos y detalles del proceso cambian según el tipo de proceso de doblado. Si bien existen numerosas formas, los siguientes tres métodos de doblar chapa metálica son los más comunes.

• Prensado del freno:el proceso manual utiliza una barra de sujeción y una placa para formar la lámina de metal. El proceso sólo es adecuado para la creación de prototipos y producciones a pequeña escala.
• Doblado por rodillos:los mismos fundamentos, pero el resultado sería en forma de cilindros, conos u otros arcos. 
• Doblado de plegadora:El proceso de doblado más avanzado que utiliza máquinas hidráulicas con punzón y matrices. Es adecuado para láminas de metal de hasta 6 mm de espesor y puede producir fácilmente características precisas. 

Parámetros integrales para el doblado de chapa metálica

Cuando se trata del proceso de doblado, existen múltiples parámetros que los fabricantes y diseñadores deben considerar. Estos requisitos de diseño son los que caracterizan fundamentalmente cualquier plegado de chapa y es recomendable respetar sus estándares para asegurar excelentes resultados.

A continuación se detallan los 6 parámetros más importantes para cualquier operación de plegado de chapa.

• Línea de curvatura:  La línea de plegado es una línea recta en la superficie de la hoja que marca el principio hasta el final en ambos lados del plegado. El estándar de la industria para líneas de plegado es mantener una distancia de 5 veces el espesor de la lámina entre el borde interior y exterior del plegado.
• Radio de curvatura:  El radio de curvatura se refiere a la distancia desde el eje de curvatura hasta la superficie interior de un material entre dos líneas de curvatura. Generalmente es aconsejable utilizar un radio de curvatura que sea al menos tan grande como el espesor del material. Un radio de curvatura mayor es incluso mejor, pero utilizar un radio menor que el espesor del material puede reducir la capacidad de carga de la pieza.
• Ángulo de curvatura:  El ángulo creado por la curva con la línea perpendicular imaginaria que viene del eje. En lugar de un número específico, la práctica industrial para los ángulos de curvatura es garantizar que la longitud de la brida sea 4 veces el espesor. También es una buena práctica mantener iguales todos los ángulos de curvatura.  
• Eje neutro:  El eje neutro es la porción de una hoja que permanece en su longitud original porque no se estira ni se comprime. Es un parámetro independiente, no existiendo límite legal ni pauta para su ubicación. Sin embargo, la precisión de otros factores, como el radio y el ángulo de curvatura, desempeñan un papel crucial a la hora de determinar el rendimiento del producto final. Por lo tanto, cuanto más precisos sean estos factores, mejor será el rendimiento del producto.
• El factor K:  El factor K de un material es una medida de su ubicación, determinada dividiendo la distancia entre el material y su espesor (t) por su T. El factor K está sujeto a una variedad de factores, incluido el tipo de material, el proceso de doblado, el ángulo de doblado y otros. Para garantizar resultados óptimos, el factor K debe estar dentro del rango de 0,25 a 0,50. La métrica K se puede calcular mediante la fórmula K =T/t.
• Margen de curvatura: Para fabricar piezas dobladas precisas y consistentes, es importante medir y tener en cuenta cuidadosamente la longitud del arco y la distancia entre el eje neutro y las líneas de plegado. También debe utilizar márgenes de doblado precisos que sean apropiados para el material y el espesor a doblar, así como también para el tipo de proceso de doblado que se utiliza (por ejemplo, doblado con aire, doblado por la parte inferior o acuñado).

Conceptos básicos de corte

Otro proceso importante en la fabricación de chapa es el corte. En muchos casos, es una alternativa más sencilla que ofrece resultados rápidos con una precisión aceptable. Durante la fase de diseño, las pautas de diseño de chapa se centran en los siguientes cinco parámetros.

Selección de materiales

Durante el proceso, las características del material juegan un papel importante a la hora de determinar el proceso adecuado para el material específico. Considere el ejemplo del aluminio y el acero para comprender esto mejor. Naturalmente, cortar aluminio sería más sencillo que trabajar con acero debido a la relativa resistencia y durabilidad del acero.

Para la selección de materiales, la mejor práctica es considerar también la capacidad de fabricación. Por ejemplo, si tanto el acero como el aluminio pueden soportar cargas de una operación particular, no siempre es más inteligente optar por la alternativa más fuerte (acero) sin considerar las capacidades de fabricación.   

Diámetro del agujero

Al diseñar un producto que implica perforar agujeros en una lámina, es importante considerar el espesor de la lámina y el diámetro del orificio. Una regla general es garantizar que el diámetro del orificio sea al menos igual al espesor total de la lámina.

Si el diámetro del orificio es demasiado pequeño en comparación con el espesor de la lámina, se pueden formar grietas y áreas quebradizas alrededor del orificio. Estas grietas pueden propagarse con el tiempo y provocar problemas de durabilidad que pueden afectar negativamente el rendimiento general del producto.

Por lo tanto, es importante asegurarse de que el diámetro del orificio sea apropiado para el espesor de la lámina para mantener la integridad estructural y la durabilidad del producto a largo plazo.

Endurecimiento localizado

Cuando se cortan materiales, el proceso puede generar cantidades significativas de calor, lo que puede afectar a sus propiedades. Específicamente, la región que rodea el corte puede sobrecalentarse, provocando un endurecimiento localizado. Para evitar este problema, se recomienda reducir la velocidad de corte en general y utilizar refrigerantes para regular la temperatura en la zona afectada. Al hacerlo, se puede minimizar el riesgo de endurecimiento localizado.

Distorsión

La distorsión en la fabricación de láminas de metal se refiere a la deformación, flexión, torsión o pandeo de la lámina de metal durante el proceso de fabricación. Este problema puede ocurrir debido a una variedad de factores, como cambios de temperatura, estrés o presión durante el proceso de fabricación. La distorsión puede causar problemas importantes en el producto final, como imprecisiones dimensionales, ajuste deficiente y resistencia reducida.

Corte

La sangría está directamente relacionada con el ancho de la herramienta de corte utilizada y el grosor del material que se corta. Básicamente, representa el ancho del material que elimina la herramienta de corte y determina cuánto material se desperdicia en el proceso de corte.

Por ejemplo, si un rayo láser tiene una ranura de 0,1 mm y se realiza un corte a través de una lámina de metal de 1 mm de espesor, entonces el ancho total del material eliminado de la lámina será de 0,2 mm (0,1 mm de cada lado del corte). El ancho de la ranura puede variar según el tipo de proceso de corte, el tipo de material que se corta y el grosor del material.

Es importante tener en cuenta la ranura al diseñar piezas para la fabricación de chapa, ya que puede afectar las dimensiones finales de la pieza. Si se requieren dimensiones precisas, entonces el diseñador debe tener en cuenta la ranura y ajustar el diseño en consecuencia. Además, el corte también puede afectar el costo del proceso de fabricación, ya que se puede desperdiciar más material con un corte más ancho.

Características comunes en piezas de chapa metálica

El diseño de chapa aborda múltiples características que permiten que estas piezas cumplan con los requisitos de la industria. Estas son las 6 características comunes principales que suelen tener las piezas de chapa metálica.

Filetes centrales

Los filetes de esquina son bordes o esquinas redondeados en piezas de chapa metálica que se crean para evitar bordes afilados, que pueden ser peligrosos y también pueden causar concentración de tensión en el metal, lo que lleva a fallas.

Sugerencias:

• Tamaño:El tamaño del filete debe ser al menos igual al espesor de la chapa. En otras palabras, se debe utilizar un filete de 2 mm para láminas de metal de 2 mm de espesor o menos. 
• Simetría:los filetes de una pieza deben ser simétricos. Esto significa que los filetes de las esquinas opuestas deben tener el mismo tamaño.
• Uniformidad:Los filetes deben tener un tamaño uniforme en toda la pieza. Esto significa que los filetes de todas las esquinas deben tener el mismo tamaño. 
• Colocación:Los filetes deben colocarse en áreas donde es probable que se produzcan concentraciones de tensión. Esto incluye áreas donde la chapa está doblada o donde hay un cambio de forma o dirección. 
• Radio:el radio del filete debe ser lo más grande posible. Esto ayuda a distribuir el estrés de manera más uniforme y reduce la probabilidad de concentraciones de estrés. 
• Diseño:el diseño de la pieza debe ser tal que los filetes se puedan agregar fácilmente sin comprometer la integridad de la pieza.

Costillas

Elementos elevados que suelen ser perpendiculares a la superficie de la pieza de chapa metálica. Se utilizan para añadir resistencia y rigidez a la pieza sin añadir mucho peso.

Sugerencias:

• Utilice filetes para suavizar la transición entre la nervadura y el material circundante, lo que ayudará a distribuir las tensiones de manera más uniforme. 
• Evite colocar las nervaduras demasiado juntas o demasiado cerca de las curvas, ya que esto puede crear puntos débiles en el material. 
• Considere utilizar nervaduras cónicas o de altura variable para distribuir las tensiones de manera más uniforme. 

Relieve

Los hoyuelos se utilizan a menudo por diversas razones, entre ellas, para mejorar la rigidez y resistencia de una pieza de chapa añadiendo refuerzo. Para crear una superficie lisa y al ras para fijar sujetadores u otros componentes. Para proporcionar espacio libre para otras piezas o componentes. 

Sugerencias:

• Mantenga la profundidad del relieve a no más del 50% del espesor de la chapa para evitar crear concentraciones de tensión. 
• Utilice filetes para suavizar la transición entre el relieve y el material circundante, lo que ayudará a distribuir las tensiones de manera más uniforme.
• Evite colocar relieves demasiado juntos o demasiado cerca de las curvas, ya que esto puede crear puntos débiles en el material.
• Considere el impacto del relieve en la apariencia general de la pieza y asegúrese de que esté alineado con los requisitos de marca o diseño. 

Jefe redondo

Característica circular elevada en la fabricación de chapa metálica que se utiliza para agregar resistencia y rigidez a una pieza. Por lo general, se crea perforando o formando una depresión circular en la lámina de metal, lo que hace que el metal alrededor del perímetro de la depresión sobresalga y forme una característica circular elevada.

Sugerencias:

• Elija el tamaño y la ubicación correctos:considere cuidadosamente la ubicación y el tamaño del saliente para garantizar que proporcione el soporte y la resistencia necesarios sin interferir con otros componentes ni crear desafíos de fabricación.
• Utilice las herramientas adecuadas:la creación de un jefe redondo requiere herramientas especializadas, como un juego de punzones y matrices o una herramienta de conformado. Es importante utilizar las herramientas adecuadas para el trabajo para garantizar que la protuberancia se forme correctamente y que la chapa no se dañe en el proceso.
• Considere el grosor del material:el grosor de la chapa afectará el tamaño y la forma del saliente redondo que se puede formar. Los materiales más gruesos pueden requerir protuberancias más grandes o más profundas para proporcionar la resistencia y rigidez necesarias.

Característica de hoyuelos

Los hoyuelos se utilizan a menudo por diversas razones, entre ellas:Para mejorar la rigidez y resistencia de una pieza de chapa añadiendo refuerzo. Para crear una superficie lisa y al ras para fijar sujetadores u otros componentes. Para proporcionar espacio libre para otras piezas o componentes.

Sugerencias:

• Considere cuidadosamente el tamaño y la ubicación del hoyuelo. Los hoyuelos deben colocarse en áreas donde proporcionen el mayor beneficio y su tamaño debe ser apropiado para la aplicación.
• Los hoyuelos demasiado grandes o profundos pueden debilitar el material, mientras que los hoyuelos demasiado pequeños o poco profundos pueden no proporcionar suficiente refuerzo.
• Elija la herramienta adecuada para el trabajo. Existe una variedad de herramientas que se pueden usar para crear hoyuelos, incluidos punzones, troqueles y herramientas de forma. La herramienta que elija dependerá del tamaño y la forma del hoyuelo, así como del tipo de material que se utilice.
• Tenga en cuenta el espesor y el material de la chapa. Los diferentes tipos de chapa metálica pueden requerir diferentes técnicas o herramientas para crear hoyuelos, y los materiales más gruesos pueden requerir más fuerza o una herramienta más grande.
• Tenga en cuenta cualquier limitación o restricción en el diseño. Los hoyuelos pueden ser características útiles, pero es posible que no sean apropiadas para todas las aplicaciones. Asegúrese de que el diseño tenga en cuenta cualquier problema o desafío potencial que pueda surgir al agregar hoyuelos.

Función de rejilla

El objetivo principal de las rejillas es mejorar el flujo de aire y la ventilación en el recinto o panel en el que están instaladas. Las rejillas se pueden diseñar para cumplir un propósito específico, como dirigir el aire en una dirección particular, reducir el ruido o brindar protección contra el polvo, la suciedad o la humedad.

Sugerencias:

• Tamaño:El tamaño de las rejillas debe elegirse cuidadosamente según el flujo de aire requerido y la cantidad de espacio disponible para la instalación. Las rejillas que son demasiado pequeñas pueden no proporcionar suficiente ventilación, mientras que las que son demasiado grandes pueden comprometer la integridad estructural del panel.
• Orientación:la orientación de las rejillas debe elegirse en función de la dirección del flujo de aire y la ubicación de posibles obstrucciones u obstáculos que puedan afectar el flujo de aire.
• Forma:La forma de las rejillas puede tener un impacto en la eficiencia del sistema de ventilación. Las rejillas diseñadas con una forma aerodinámica y aerodinámica pueden mejorar el flujo de aire y reducir las turbulencias.
• Material:El material utilizado para las persianas debe seleccionarse según la aplicación prevista, así como las condiciones ambientales a las que estará expuesto el panel. Por ejemplo, el acero inoxidable o el aluminio pueden ser más adecuados para aplicaciones en exteriores donde la exposición a los elementos es una preocupación.
• Método de fabricación:el método de fabricación utilizado para crear las rejillas debe seleccionarse en función de la precisión, consistencia y rentabilidad deseadas del proceso de fabricación.

Ronda eliminatoria

Los troqueles redondos se pueden utilizar para crear agujeros de varios tamaños, según el tamaño del punzón y la matriz utilizados. Se utilizan comúnmente en la fabricación de chapa metálica para aplicaciones como cajas eléctricas, sistemas HVAC y gabinetes.

Sugerencias:

• Elija el tamaño correcto:asegúrese de utilizar el punzón y el troquel del tamaño correcto para el tamaño del agujero que necesita. Usar el tamaño incorrecto puede resultar en un agujero demasiado pequeño o demasiado grande.
• Utilice el material adecuado:los troqueles redondos suelen estar diseñados para funcionar con tipos específicos de chapa metálica, así que asegúrese de utilizar la herramienta de troquelado adecuada para el material con el que está trabajando.
• Mantenga el punzón y el troquel afilados:con el tiempo, el punzón y el troquel pueden volverse desafilados y comenzar a deformarse, lo que puede provocar agujeros de mala calidad. Manténgalos afilados y en buenas condiciones para obtener mejores resultados.
• Considere el grosor del material:los troqueles redondos son más adecuados para materiales más delgados. Si necesita crear agujeros en una chapa de metal más gruesa, es posible que necesite utilizar una herramienta o técnica diferente.
• Tenga cuidado con las rebabas:al utilizar orificios ciegos redondos, existe el riesgo de crear rebabas alrededor del borde del orificio. Asegúrate de eliminar las rebabas con una herramienta desbarbadora o papel de lija para obtener un acabado limpio.

Espesor del material

El espesor recomendado para chapa depende de la aplicación específica y del material que se utilice. Generalmente, los metales más gruesos proporcionan mayor resistencia y durabilidad, mientras que los metales más delgados son más flexibles y livianos. Los espesores comunes de las láminas de metal varían de 0,5 mm a 6 mm, pero pueden variar según el material y el uso previsto. A continuación se muestra una tabla que muestra el espesor de material recomendado para algunos metales comunes utilizados en la fabricación de láminas metálicas.

Metal Calibre Milímetros Pulgadas Acero/Acero inoxidable/Aluminio220.80.031Acero/Acero inoxidable/Aluminio201.00.039Acero/Acero inoxidable/Aluminio181.20.047Acero/Acero inoxidable/Aluminio161.60.063Acero/Acero inoxidable/Aluminio142.00.079Acero/Inoxidable Acero/Aluminio122.50.098Acero/Acero Inoxidable/Aluminio103.20.126

Nota :Esta tabla proporciona pautas generales y el espesor apropiado del material para una aplicación determinada puede depender de factores adicionales.

La fabricación de chapa metálica es un proceso complejo que implica diseñar, cortar, doblar y ensamblar chapa metálica hasta obtener un producto final. Sin embargo, incluso los diseñadores más hábiles pueden cometer errores que pueden provocar costosos retrabajos o piezas desechadas. Para evitar estos costosos errores, es importante conocer los errores de diseño más comunes y tomar medidas para evitarlos.

Error 1:un archivo CAD sin curvas

Un error común que se debe evitar es proporcionar un archivo CAD sin dobleces. Una pieza de chapa sin dobleces no se puede fabricar como una sola pieza y puede requerir piezas y mano de obra adicionales para unir varias piezas. Es importante incluir curvas en el diseño y especificar los ángulos y radios de curvatura para garantizar que la pieza se pueda fabricar correctamente.     

Error 2:Elementos demasiado cerca de una curva

Otro error similar incluye colocar accidentalmente elementos como orificios, pestañas, etc. demasiado cerca de una curva. ¿Qué sucede si mantienes las funciones demasiado cerca? Terminará con una pieza de metal deformada que solo le hará perder tiempo y dinero.  Para evitar cometer este error, puedes implementar la regla 4T en todos tus diseños CAD. La regla 4T dicta que todas las características deben estar al menos a 4 veces el espesor del material de cualquier línea de doblez.

Error 3:Radio de curvatura interno perfectamente perpendicular

Siempre resulta tentador utilizar líneas perpendiculares en su diseño CAD. Sin embargo, la realidad es un poco diferente. Doblar chapa de metal generalmente da como resultado una punta redondeada que le da un radio a la curva. Intentar lograr una esquina perfectamente afilada puede provocar deformaciones y grietas en el material, lo que puede comprometer la integridad del producto final. Para evitar este problema, se recomienda especificar un radio de curvatura mínimo apropiado para el material y el espesor que se utiliza. Esto permitirá una transición suave en la curva y evitará concentraciones de tensión que podrían provocar fallas.

Para su comodidad, puede encontrar fácilmente el radio de curvatura de sus piezas metálicas midiendo la longitud del área doblada y dividiendo la respuesta por dos. Si bien puedes usar fácilmente diferentes radios para cada pieza doblada, es mucho más rentable usar el mismo radio para todas las curvas.           

Error 4:no incluir detalles de hardware en el archivo CAD

Siempre es mejor incluir tantos detalles como sea posible en su archivo CAD, incluidas especificaciones, tamaños y ubicaciones de hardware específicos. Esto garantizará un proceso de fabricación más fluido y un producto final más preciso.                                   

Imagínese necesitar una tuerca de remachado específica como la CLS-440-2 para ensamblar un modelo, pero este detalle no estaba incluido en el archivo CAD. No hay nada más que hacer aparte de esperar a que otras personas dispongan el hardware necesario. Evidentemente, este retraso aumentará el tiempo y el coste de montaje.

Error 5:Elegir un acabado inadecuado

El acabado suele ser el último y esencial paso del proceso de fabricación. La mayoría de la gente confunde el acabado con una sola función, que es hacer que la pieza se vea mejor.

En realidad, el tipo de acabado que seleccione también puede desempeñar un papel importante en la protección de los componentes metálicos contra el óxido o la corrosión. Si bien existen acabados que solo se centran en la estética de la pieza metálica, otros tipos de acabados están diseñados para aumentar la vida útil de su producto a través de sus características protectoras.

Los acabados estéticos, como el recubrimiento en polvo, ofrecen cierta protección. Sin embargo, varios acabados como el Silk Screening sólo sirven para añadir texto o imágenes a las piezas metálicas. Los acabados de conversión química tienen la función opuesta.

Estos acabados alteran la capa más externa de su producto y funcionan como una capa protectora. Además de esto, también tienes el acabado Chromate Conversion que proporciona conectividad eléctrica a las piezas metálicas. También proporciona una capa de imprimación para pintar.

Es importante entender qué acabado debes utilizar y qué debes evitar. El acabado correcto depende completamente de la aplicación de la pieza metálica que estés diseñando.

Error 6:seleccionar la hoja de metal incorrecta

Tienes que considerar la aplicación de la pieza que estás diseñando de principio a fin. Por ejemplo, no se puede utilizar acero sin terminar en un ambiente marino y salado. Hacerlo dejará sus piezas metálicas vulnerables al óxido y la corrosión.

En su lugar, seleccione la chapa adecuada centrándose en los factores que fluyen. Preguntas como las siguientes son extremadamente importantes.  

• ¿Cuál es el desgaste diario esperado?
• ¿Su pieza metálica se utiliza en un entorno propenso a la corrosión y al óxido?
• ¿Con qué facilidad se puede fabricar chapa metálica?
• ¿Qué importancia tiene la apariencia estética de su pieza metálica?
• ¿Su pieza requiere conductividad?
• ¿Qué propiedades mecánicas deben tener sus piezas metálicas?

Responder a estas preguntas le permitirá comprender cuáles son sus requisitos técnicos y podrá realizar un diseño informado.

Error 7:No considerar la resistencia del material para los canales en U

Los canales en U son una parte importante del diseño de cualquier producto y su resistencia depende principalmente de la resistencia general del material. Si no se tiene en cuenta la resistencia del material, se pueden producir canales en U demasiado débiles, lo que puede provocar que se doblen o rompan bajo tensión. Para evitar este error, es fundamental seleccionar el material y el espesor adecuados para el canal en U. Based on the expected load and to factor in any additional stresses, such as vibrations or impacts, that the channel may experience in use.

Mistake 8:Designing Unachievable Welding Requirements

No matter how simple a design is, there are high chances that it would require some welding or other mechanical joints. Some designers make the common mistake of overestimating the welding capabilities of the unit, which in turn increases the complexity and costs.

The best way forward to avoid such issues is to implement strict design for manufacturing (DFM) practices. This ensures that all features are according to the prevalent standards.

The term sheet metal is used quite widely in the industry. However, the metal used is generally one of the following.

• Stainless Steel: This is perhaps the most common and famous option because of its versatility and durability. Stainless steel is the first choice for applications where a cost-effective, durable, and strong option is needed.
• Cold Rolled Steel: An excellent option for application where material strength is the primary concern for the designers.
• Pre-Plated Steel: Similar to regular steel, but comes with a special coating to prevent corrosion.  
• Aluminum: A lightweight and practically inert option that delivers an excellent strength-to-weight ratio.
• Copper: Copper is an expensive, yet effective material. It doesn’t react under normal conditions and delivers long-lasting performance without any chemical or biological degradation.
• Brass: An alloy of copper and Zinc that is both corrosion-resistant and hard enough to absorb multiple impacts.

While sheet metal generally works well without any processing, some applications take exception to this rule. The following processes are some of the most common post-processing steps for sheet metal products.

• Anodizing
• Brushing
• Pulido
• Bead Blasting
• Powder Coating
• Plating
• Passivation
• Chrome Coating
• Custom Finishes Upon Request

The sheet metal fabrication design guide is made to introduce all the basic concepts of the process to anyone. Manufacturing partners need to fulfill the varying requirements of the industry and comply with the ever-changing industrial standards.

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