Punzonado de metal versus estampado:diferencias clave explicadas

Perforación de metales frente a estampación Pueden parecer términos intercambiables para dar forma a la chapa, pero la verdad es que cada proceso aborda casos de uso ligeramente diferentes. El estampado cubre múltiples procesos de conformación del metal, mientras que el punzonado se centra únicamente en la realización de agujeros. 

Si un ingeniero recomienda inadvertidamente el proceso incorrecto a un maquinista, el resultado puede ser un desperdicio de materiales, plazos de entrega más largos o excesos presupuestarios, especialmente en entornos de gran volumen. Esto hace que la elección sea una decisión crítica. 

En este artículo, aclararemos las diferencias entre punzonado y estampado e ilustraremos cuándo utilizar el proceso en particular. Aprenderá sobre los principios de funcionamiento de cada proceso, los materiales y equipos necesarios y los costos asociados.

¿Qué es el estampado?

El estampado de chapa es un proceso de conformado en frío que convierte láminas de metal planas en formas específicas mediante la aplicación de prensas de alta presión. En este proceso de fabricación de láminas de metal, se coloca una lámina plana en una prensa de estampado donde una herramienta y una superficie de troquel dan al metal la forma deseada. El proceso puede implicar o no cortar material, según el tipo específico de estampado. 

Estampado y prensado son dos términos sinónimos que en realidad cubren una variedad de procesos de conformado de chapa que se realizan en una prensa. Las técnicas de estampado comunes incluyen punzonado, corte, estampado, doblado, rebordeado y acuñado.

El estampado podría ser una operación de una sola etapa en la que cada golpe de la prensa produce la forma deseada en la pieza de chapa, o podría ocurrir a través de una serie de etapas. 

La industria automotriz, aeroespacial, electrónica y de consumo depende en gran medida de los servicios de estampado de láminas de metal. Los paneles de carrocería de automóviles, piezas de aviones, conectores electrónicos y electrodomésticos se fabrican mediante técnicas de estampado.

Ventajas del estampado de metales

• Proceso rentable en comparación con otros métodos de fabricación y mecanizado de metales (como la fundición a presión).
• Caso de uso flexible; permite una variedad de operaciones:doblar, punzonar, rebordear. 
• El tiempo de preparación es menor que el de los métodos de fundición y mecanizado.
• Los desechos se pueden reutilizar.
• El costo del acabado de la superficie es menor para las piezas estampadas que para otros productos manufacturados. 
• También es flexible en el tamaño de las piezas, puede estampar piezas desde 10 mm x 300 mm hasta 2000 mm x 10 000 mm en dimensiones. 

Limitaciones del estampado de metales

• Las prensas de estampado pueden ser costosas, especialmente para diseños de fabricación simples debido a la costosa configuración del troquel.
• La chatarra del estampado es relativamente mayor que en otros procesos. 

El punzonado de chapa es un subconjunto del proceso de fabricación de estampado que se centra en crear agujeros en chapa. Una explicación un poco más sencilla es cómo una máquina perforadora (artículo estacionario) crea agujeros precisos en el papel.  

Sin embargo, este proceso utiliza una punzonadora más potente. La herramienta perforadora se fuerza a través de la lámina de metal hacia un troquel, cortando el material y dejando un corte limpio y preciso. La pieza separada, llamada slug, se considera chatarra, mientras que el resto conserva su integridad.

El punzonado de chapa es un proceso auxiliar que se puede realizar después de los métodos de estampado. Ejemplos de punzones para chapa son paneles de automóviles, soportes, placas frontales y placas de circuitos.  

Ventajas del punzonado

• Muy preciso y limpio que no requiere acabado.
• Rentable en comparación con el corte por láser.
• Más rápido que perforar.
• Funciona bien en diferentes láminas de metal, incluidos acero, aluminio y cobre.
• Bajo coste de troqueles y herramientas, en comparación con el estampado.

Limitaciones del punzonado

• El punzonado funciona mejor en láminas de metal (de 0,5 mm a 6 mm).
• El punzón puede dejar rebabas en la sección superior del orificio, lo que exige desbarbado y otros procesos de acabado. 

De la revisión introductoria, es evidente que la fabricación por punzonado y el estampado son procesos distintos. Sin embargo, la comparación no es sencilla, ya que el estampado abarca una gama más amplia de operaciones, mientras que el punzonado es una técnica más especializada. 

"El estampado incluye el punzonado, pero el punzonado por sí solo no es estampado. El punzonado se centra en agujeros y recortes, pero el estampado va más allá:doblar, formar y transformar láminas de metal en formas intrincadas" 

Para hacer las cosas, comparemos el proceso con diferentes aspectos. Antes de eso, aquí hay una vista resumida que muestra las diferencias clave entre punzonado y estampado. 

Perforación de metales Estampado de metales Funciones principales Recortes de agujeros Dar forma a cualquier geometría 3D/Cortar una sección Espesores admitidos 0,0036 – 0,5 pulgadas0,0001 – 6 pulgadasHerramientas Un juego de punzonador y troquelMáquina de estampado de alta resistenciaCosto medio de instalación $200  – 10 000$10 000 a 10 000cliente potencial BajoAltoDesperdicio de material AltoBajoAplicaciones Carcasas perforadoras, soportes, orificios de ventilaciónPaneles de carrocería, carcasas, componentes quirúrgicos, carcasas externas

Principio del proceso

El principio del proceso en ambos métodos gira en torno a un sistema de prensa y matriz. Una prensa ejerce fuerza y ​​un troquel da forma o corta el material para lograr el resultado deseado. Sin embargo, en ambos casos los resultados finales son diferentes. 

En la mayoría de las técnicas de estampado, la prensa funciona dando forma al metal con la forma del troquel o simplemente bridandolo. Básicamente, transforma una chapa plana 2D en una estructura 3D. Por el contrario, el proceso de punzonado utiliza el mismo sistema de prensa y matriz, pero su único propósito es cortar agujeros en el material sin alterar su geometría general. 

Espesor del material

Según los expertos, el estampado y el punzonado son más adecuados solo para procesar láminas de metal, es decir, láminas de metal con espesores de 0,5 mm (1/64 de pulgada) a 6 mm (1/4 de pulgada). Sin embargo, las prácticas industriales difieren ligeramente. 

La mayoría de las prensas de estampado disponibles en el mercado pueden manejar espesores de chapa de entre 0,001 pulgadas y 0,625 pulgadas. Sin embargo, algunos troqueles especializados pueden ampliar las capacidades de estampado para formar y cortar barras de acero de hasta 3 pulgadas de espesor.

El punzonado, al ser un proceso de estampado especializado, se realiza comúnmente en láminas con espesores entre 0,0036 pulgadas y 0,25 pulgadas. Sin embargo, las punzonadoras CNC avanzadas pueden manejar materiales más gruesos y potencialmente cortar agujeros en láminas de hasta 0,5 pulgadas de espesor.

Complejidad del diseño

El estampado es un grupo de procesos de conformación que transforman la forma de la chapa. Incluye doblar, rebordear, acuñar, cortar e incluso la técnica de punzonado también se incluye bajo este paraguas. Con estas combinaciones de técnicas, los fabricantes pueden crear geometrías muy complejas a partir de chapa metálica. 

Por otro lado, el punzonado es un proceso sencillo que sólo se centra en un elemento de diseño:realizar agujeros o cortes precisos en la pieza de trabajo. A menudo complementa el estampado introduciendo características como perforaciones una vez completada la conformación primaria. 

Herramientas y equipos

Una punzonadora suele ser más pequeña y compacta. Muchos utilizan un marco en C, que está abierto por tres lados. Esto facilita la carga y descarga de materiales. Algunas punzonadoras también tienen una torreta con múltiples herramientas de perforación, que permiten cambios rápidos de herramientas para diferentes tamaños de orificios. Las máquinas avanzadas suelen incluir controles CNC para realizar agujeros con precisión.

Por el contrario, una máquina prensa de estampación suele ser más rígida y pesada, porque tiene que requerir tareas más forzadas. La mayoría de las prensas de estampado tienen un marco de lados rectos para soportar la gran fuerza necesaria para formar metal. Estas prensas vienen con camas más grandes para soportar troqueles grandes o múltiples. Las prensas de estampado pueden ser mecánicas para mayor velocidad o hidráulicas para un mejor control de la fuerza.

Costos operativos y de instalación

Las punzonadoras están disponibles en modelos compactos de nivel básico. Además, ya que sólo tienen una única función que realizar. Por tanto, estas máquinas son comparativamente asequibles. Al ser de naturaleza compacta, también ocupan menos espacio. Las punzonadoras de nivel básico están disponibles por unos pocos cientos de dólares. 

En la comparación entre punzonado y estampado de metal, las plantas de estampado tienen prensas de alta resistencia y vienen con toneladas de capacidad de fuerza. Su naturaleza versátil conlleva mayores costos operativos y de instalación. La inversión inicial es importante, y el mantenimiento también es recurrente.

Plazo de entrega

El estampado puede ser un proceso de varios pasos que involucra varias etapas, como cortar, doblar o formar. Cada paso requiere una alineación precisa, cambios de herramientas y manipulación adicional, lo que en general hace que el proceso lleve algo de tiempo. 

Por el contrario, el punzonado es una operación de un solo paso. El material se coloca en la máquina y el orificio o corte se realiza con un solo movimiento sin procesamiento adicional. Para procesos de una sola operación, el tiempo de entrega para el estampado coincide con el del punzonado.

Residuos de materiales

El punzonado, por su naturaleza, produce desechos en forma de trozos:los trozos de material que se eliminan para crear agujeros. Este desperdicio es inevitable ya que el proceso se centra únicamente en cortar el material.

Sin embargo, el estampado abarca una gama más amplia de operaciones y el corte es sólo uno de sus tipos potenciales. Muchas de sus operaciones sólo remodelan el material sin eliminar nada. En consecuencia, el desperdicio medio de material en el estampado es mucho menor que en el punzonado.

Aplicaciones

Existen muchas diferencias de aplicación entre el punzonado y el estampado, especialmente la diversidad de usos y la capacidad de fabricar diseños complejos. 

Algunos ejemplos de productos perforados en diferentes sectores son: 

• Industria del automóvil :Orificios de montaje para soportes y estructuras de soporte.
• Electrónica :Carcasas y recintos perforantes para ventilación o gestión de cables.
• Electrodomésticos: Orificios de ventilación o puntos de montaje en paneles de electrodomésticos.

El estampado brilla en aplicaciones de modelado y conformado de metales como:

• Industria del automóvil :Paneles de carrocería, componentes del chasis y piezas del motor.
• Aeroespacial :Componentes estructurales complejos en 3D con tolerancias precisas.
• Bienes de consumo :Piezas para electrodomésticos y carcasas metálicas.
• Equipo médico :Instrumentos quirúrgicos y dispositivos de diagnóstico.

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