Dominando la Fabricación de Metal: Tipos y Aplicaciones

Es importante que un material pase por varios procesos de fabricación de metal antes de usarlo para sus tareas de ensamblaje y manufactura. Estos procesos de manufactura de metal podrían variar, y esto depende de para qué pretenda usar el metal. Sin embargo, puede usarlos en varias aplicaciones decorativas, industriales o estructurales. Hay diferentes tipos de proyectos de fabricación de metal.

En la mayoría de casos, los fabricantes combinan un tipo con otros tipos. Estos métodos incluyen cualquiera o algunos de estampado, fundición, corte, extrusión, etc. Además, estos métodos de fabricación de piezas de metal revelan las propiedades de un metal y qué tan versátil es en aplicaciones específicas.

La fabricación de metal es un proceso para cortar, dar forma y moldear materiales metálicos para crear un producto final. En lugar de ensamblar el producto de componentes pre-preparados, la fabricación trata con el uso de materiales semi-terminados o en bruto para producir el producto final. La manufactura de fabricación de metal es útil para productos tanto estándar como personalizados y entender el proceso completo de fabricación de metal ayuda a los ingenieros optimizar diseño y eficiencia de producción.

Puede crear la mayoría de productos personalizados de diferentes metales comúnmente usados así como sus aleaciones. Estos fabricantes de metal usualmente comienzan con componentes de metal en bruto como varillas, barras, láminas, etc. para crear nuevos productos.

Fabricantes de equipos, revendedores y contratistas hacen uso de fabricantes de metal al manejar diferentes proyectos. Los fabricadores usualmente envían sus dibujos para licitar en diferentes trabajos y luego comienzan a construir el proyecto una vez obtienen el contrato. Comienzan planificando consiguiendo los materiales correctos. Siguiente es contratar servicios profesionales de un ingeniero para programar las máquinas CNC.

Además, los talleres de fabricación podrían utilizar muchos procesos para crear el producto final. Además, ofrecen servicios de acabado como recubrimiento, pulido, pintura y desbarbado al producto final. Note que, acabado y fabricación difieren.

El acabado no es un proceso primario, en contraste con la fabricación de metal, y ayuda a tratar el exterior de un producto. Por otro lado, las técnicas de fabricación dan forma a un producto o crean uno nuevo.

Seleccionar un método particular para su fabricación de metal que se ajuste a un producto específico depende de algunos factores:

• Geometría de la pieza diseñada
• Los materiales que usa
• El propósito previsto del producto

A continuación están los procesos de fabricación de metal:

Fundición (Casting)

La fundición ocurre cuando metal fundido se transfiere a una matriz o molde y se deja enfriar y endurecer, tomando la forma deseada. Además, este proceso es perfecto durante manufactura a granel de piezas, reutilizando el molde para producir productos similares. La fundición viene en diferentes formas, incluyendo fundición a presión, fundición en molde semi-permanente, fundición en molde permanente, etc.

La fundición a presión es el proceso de forzar metal líquido en un molde de acero. El molde es una matriz. Durante la fundición a presión, coloca el metal que inyecta bajo alta presión y se mantiene en su lugar para endurecer. Este procedimiento es genial para aplicaciones de alta velocidad.

La fundición en molde semi-permanente presenta núcleos expandibles, lo que las hace menos costosas de remover y manejables. Para fundición en molde permanente, los fabricantes de componentes metálicos pueden producir fundiciones más fuertes comparado con fundición a presión. Sin embargo, removerlas del producto final podría ser difícil.

También está la fundición en arena. Con este proceso, puede crear fundición presionando un patrón específico en una mezcla de arena. Esto crea un molde, donde puede verter el metal fundido. Es un proceso lento pero es menos costoso comparado con otros tipos de fundición. También es útil al tratar diseños complejos.

Corte (Cutting)

Este es uno de los métodos de fabricación de metal más comunes. Trata de dividir una pieza de trabajo de metal en trozos más pequeños. Mientras el método de corte más antiguo es el aserrado, métodos modernos para corte incluyen tijeras de potencia, corte por chorro de agua, corte láser, etc.

Puede participar en corte de diferentes formas, estos incluyen el uso de herramientas de potencia, herramientas manuales, y cortadoras CNC. A veces, el corte podría ser la etapa inicial en fabricación o puede ser el único proceso.

Otro tipo de corte es corte por matriz. Este proceso de corte hace uso de una matriz para rebanar metal. Las matrices son herramientas especialmente diseñadas que tienen bordes afilados. El corte por matriz rotativo hace uso de una matriz giratoria para cortar material, que luego alimenta a través de la prensa.

También puede usar corte por matriz de cama plana. Este método de corte también sirve materiales metálicos más gruesos y para cortar formas.

Punzonado (Punching)

Las prensas de punzonado presentan torretas bien formadas que ayudan a golpear metales a través de matrices, lo que crea agujeros. Cualquier producto resultante podría ser piezas de metal perforado que ayudan en sujeción. Puede lograr punzones menores manualmente, mientras la mayoría de prensas de punzonado son mecánicas. Además, las prensas de punzonado CNC se han vuelto comunes y son adecuadas para metalistería ligera y pesada.

Estirado (Drawing)

El estirado hace uso de fuerza tensil en jalar metal a través y dentro de matrices cónicas. Esta matriz transforma el metal para tomar una forma más delgada estirándolo. Puede estirar a temperatura ambiente en un proceso llamado estirado en frío. Sin embargo, puede calentar la pieza de trabajo para ayudar a reducir la fuerza necesaria.

El proceso también es estirado profundo cuando la profundidad del producto final es mayor o igual a su radio. La mayoría de veces, usa una configuración de matriz adecuada para transformar láminas en bruto en vasijas con forma de caja o cilíndrica.

Plegado (Folding)

El plegado es un proceso de fabricación de metal que le permite manipular el metal para doblar en un ángulo específico. Usar una prensa plegadora es lo más frecuente, ya que pellizca el metal para crear pliegues en él. Además, coloca la pieza de trabajo entre la matriz y el punzón, con el punzón entregando presión que la fuerza a plegarse.

El proceso ayuda a dar forma a las láminas de metal. También, puede lograr plegado golpeando la pieza de trabajo hasta que se doble. También puede hacer uso de una máquina de plegado. Esta máquina presenta un panel frontal, que se eleva hacia arriba. Esto causa que el metal extendido se doble, una superficie metálica plana donde puede colocar su lámina plana, y un sujetador que asegura la pieza de trabajo en su lugar.

Soldadura (Welding)

La soldadura permite la unión de al menos dos piezas de metal combinando presión y calor. Este proceso es bien conocido porque las piezas individuales podrían tomar cualquier tamaño, forma o forma. Algunos procedimientos de soldadura bien conocidos incluyen soldadura MIG, soldadura por arco o varilla, soldadura por arco con fundente, y soldadura de gas inerte de tungsteno (TIG).

Soldadura de Gas Inerte Metálico (MIG) o Soldadura por Arco Metálico con Gas (GMA) utiliza un suministro de gas externo con un electrodo de alambre sólido para ofrecer protección contra factores ambientales, asegurando que la soldadura sea más rápida y continua. Además, este gas de protección ayuda a crear menos humos durante la soldadura.

Soldadura por Arco o Varilla hace uso de un electrodo de varilla, que crea una corriente eléctrica. Esta corriente crea un arco eléctrico cuando toca el metal. La alta temperatura del arco suelda el metal.

Soldadura por Arco con Fundente funciona con equipo y técnicas de fabricación similares al proceso de fabricación de metal y soldadura, pero usa un alambre auto-protegido. Aquí, un electrodo de alambre que contiene un núcleo que manufactura protección es usado, así que no hay necesidad de una fuente secundaria de gas. Esta técnica de soldadura es más portátil comparada a los tipos de soldadura varilla o MIG. Sin embargo, no puede usar este método de soldadura en láminas más delgadas.

Soldadura de Gas Inerte de Tungsteno (TIG) hace uso de varillas de electrodo de tungsteno para crear arcos cortos, útiles en soldar metales pesados durante fabricación pesada. Con soldadura TIG, necesita un profesional en el campo, porque es un proceso muy difícil. Sin embargo, es útil para tareas complejas y la mayoría de productos metálicos terminados.

Forja (Forging)

Al igual que el corte, la forja es una de las técnicas de fabricación de metal más antiguas. Si trabajó con esto, seguramente tendrá la idea de un martillo golpeando un bloque de yunque sólido.

Hasta la fecha, la forja es un método confiable, aún usado para dar forma a metales en diferentes tamaños. Además, la forja viene en diferentes tipos. Estos incluyen forja a matriz abierta, forja en caliente y forja en frío. Mientras cada método viene con sus características únicas. Todos son similares en su utilización de fuerzas de compresión en prensar, doblar o dar forma a un metal para tomar la forma elegida.

Extrusión (Extrusion)

El proceso de extrusión no es específico a metales porque también puede usarlo en manufactura de polímeros y productos plásticos. Además, son útiles en fabricación de perfiles para componentes seccionales o vigas de aluminio o acero.

Durante la extrusión, un lingote sólido hecho de metal o aleación pasa a través de la matriz de utillaje, que contiene una sección transversal única. Puede lograr esto usando un sistema hidráulico de alta presión y alta potencia, que permite a la matriz dar forma al lingote. Inmediatamente expulsa el producto extruido, entonces puede someterlo a medidas de post-procesamiento para deshacerse de defectos, darle mejor apariencia, y hacer algunos ajustes.

Un perfil extruido de aluminio es la aplicación más usada para extrusiones. Son útiles en hacer marcos de puertas y ventanas, montantes, barandillas, etc. Aunque el aluminio no es corrosivo, los fabricantes usualmente añaden una capa adicional de pintura en polvo al material. Esto le da mejor aspecto estético y lo hace duradero.

Mecanizado (Machining)

El mecanizado es otro método de fabricación de metal que implica remover material de la pieza para darle forma. Puede realizar este proceso de diferentes formas. El mecanizado ofrece diferentes procesos. Considerémoslos.

Taladrado (Drilling):

Este proceso crea agujeros en materiales usando brocas. Estas brocas usualmente presionan el material y giran rápido para crear agujeros circulares.

Torneado (Turning):

El torneado rota el metal usando un torno, mientras la herramienta de corte se mueve linealmente para deshacerse de metales a lo largo de su diámetro. Además, puede anglar la herramienta de corte diferente para crear varias formas. Puede lograr esto usando una máquina de torneado CNC o hacerlo manualmente. Generalmente, el mecanizado CNC es necesario cuando debe ser muy preciso con medidas de pieza.

Fresado (Milling):

Este método de manufactura de productos metálicos hace uso de herramientas de corte rotativas para sacar materiales de su pieza de trabajo hasta obtener la forma preferida. Durante el fresado, pasa el metal lentamente en la herramienta de corte. También puede realizar esta operación manualmente o usando una máquina de fresado CNC.

Generalmente, el fresado es un proceso de acabado. Sin embargo, puede usarlo como técnica principal para su fabricación de metal. El fresado también viene en diferentes tipos incluyendo fresado de trepado, fresado angular, fresado de forma, fresado de cara, etc.

Estampado de Metal (Metal Stamping)

Este proceso es específicamente útil para chapas como aluminio, latón/cobre, acero inoxidable, etc. También puede usar este procedimiento con otros métodos de fabricación para lograr el resultado requerido.

Una aplicación importante de la técnica de estampado se ve en el ensamblaje y manufactura de componentes automotrices. Además, este método ayuda en diseñar componentes de vehículos incluyendo tapacubos, cortafuegos, tapas de maletero, etc.

Otra razón por la que el estampado es genial para automotrices es la capacidad de usarlo para crear diseños personalizados y únicos. Entusiastas y fabricantes de coches pueden capitalizar este método y crear componentes para sus vehículos.

Cizallado (Shearing)

El cizallado es un proceso mediante el cual puede lograr un corte recto y largo mediante el uso de dos herramientas, una herramienta se coloca encima del metal, mientras la otra ayuda a aplicar presión y está ubicada debajo. La cuchilla superior empuja el metal hacia la cuchilla estacionaria, fracturándolo como resultado. Esta fractura ahora se extiende hacia adentro para lograr separación completa.

Además, el cizallado es genial al cortar materiales con diferentes formas y para cortar longitudes pequeñas. Esto es posible porque puede montar las cuchillas en ángulos para ayudar a reducir la fuerza necesaria.

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La ductilidad (o formabilidad) es la propiedad clave de material que define si puede fabricar un metal o no. Materiales altamente dúctiles como aleaciones de aluminio son fáciles de procesar con diferentes tipos de procesos de fabricación de metal, mientras que podría ser difícil para acero inoxidable. Estos materiales definen la base del trabajo de fabricación de metal a través de industrias.

Aceros al Carbono

Puede usar aceros al carbono en diferentes industrias debido a sus propiedades. Puede usar estos metales en construcción, ensamblajes de máquinas y otras aplicaciones de alta gama. Son versátiles y pueden soportar varias condiciones de trabajo. Además de estos beneficios, los aceros al carbono son muy duraderos y pueden resistir desgaste.

Aluminio

Este metal ligero es adecuado para uso en manufactura. Debido a su baja densidad, puede usar aluminio en industrias aeroespacial y automotriz. Esto es porque es importante mantener bajo peso en tales aplicaciones. Tiene una alta relación resistencia-peso y buenas propiedades térmicas, lo que lo hace sobresalir en casi todas las aplicaciones.

Bronce

El bronce es una opción menos popular entre metales. Este material comprende un gran porcentaje de estaño. Además, el bronce es resistente al desgaste y a la corrosión. Como buen conductor de calor y electricidad, este material es ideal para uso en la industria manufacturera.

Aleaciones de Latón

Las aleaciones de latón son una combinación de zinc y cobre. Estos metales son maleables y tienen puntos de fusión bajos. Su color rojizo los distingue de otros metales. Debido a su aspecto atractivo, puede usarlos en aplicaciones donde la estética es una preocupación mayor.

Además, la aleación de latón presenta propiedades antibacterianas lo que las hace útiles en la industria médica. Puede usar este material para combatir enfermedades. También, puede personalizar este metal a su deseo basado en su composición.

Acero Inoxidable

El acero inoxidable es conocido por su capacidad para resistir corrosión y óxido y durabilidad. Tiene un acabado fino, tipo espejo, que realza su atractivo. Por lo tanto, es altamente preferido entre fabricantes. Además, puede doblar y soldar este metal según su deseo.

Cobre

Este metal no necesita pasar por procesamiento extra antes de poder usarlo. El cobre tiene buenas propiedades como conductividad térmica y eléctrica, maleabilidad, suavidad, resistencia a la tracción y ductilidad. Debido a estas propiedades, puede usar cobre en muchas aplicaciones de alto rendimiento.

Acero Estructural

Este tipo de acero se integra comúnmente en la industria de construcción. Puede usarlo en construcción de edificios y otras estructuras como puentes, túneles, etc. El acero estructural comprende alrededor de 2.1% carbono. Para lograr gran resistencia, puede aumentar la cantidad de carbono presente en este acero. Sin embargo, hacer esto reducirá la ductilidad del acero.

En algunas aplicaciones, necesita considerar la cantidad de carbono que necesita. Tiene que asegurar que el contenido de carbono cumpla los requisitos de su proyecto deseado y algunos estándares específicos.

Titanio

Como metal ligero con alta resistencia a la corrosión, el titanio se ha vuelto una opción preferible entre fabricadores. Puede usar este acero en proyectos médicos que tratan reemplazos de articulaciones. Su capacidad para unir con hueso lo hace adecuado para aplicaciones médicas.

Puede integrar diferentes tipos de tecnologías de fabricación de metal durante el proceso de fabricación de metal. Aquí hay algunas tecnologías comunes en las que puede confiar;

Tecnología Láser

Si quiere lograr manufactura de metal precisa y rápida, este método es el mejor que puede integrar. Esta tecnología requiere hacer incursiones precisas en chapa con ayuda de un láser. Este láser logra esto fundiendo, a una temperatura sobre 1000 grados. Durante este proceso, necesitará combinar un haz láser con oxígeno o nitrógeno.

Puede usar equipo láser para grabar material si se lleva a cabo correctamente con experiencia. Para lograr mejor resultado, puede usar un grabador láser diseñado solely para grabar materiales.

Software CAD

CAD que significa Diseño Asistido por Computadora, es un software popular usado en aplicaciones avanzadas como manufactura de metal. Con este software, puede crear diseños que le ayuden a través de las técnicas de fabricación. CAD le permite crear modelos 3D que puede actualizar en cualquier momento.

Además, CAD le ayuda a traducir los diseños que creó en lenguaje de programación. Este software es altamente confiable, haciéndolo una opción preferida entre ingenieros. Como software avanzado, CAD le permite detectar datos importantes durante el proceso de fabricación.

Corte por Plasma

El corte por plasma es una tecnología común usada en fabricación. En este proceso, puede cortar metales usando plasma caliente. Es un proceso de corte térmico que usa calor intenso. El plasma comprende electrones e iones cargados, que son acelerados y colisionan antes de formar una antorcha de plasma concentrada.

Automatización

El proceso de automatización usa capacidades de programación durante fabricación. Es una tecnología sofisticada que le permite usar máquinas para realizar tareas específicas basadas en algunas especificaciones o configuraciones. Este proceso de automatización no realmente requiere intervención humana. Los beneficios de automatización superan sus debilidades. Este método mejora consistencia y precisión mientras minimiza costos operacionales.

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Ventajas de Fabricación de Metal

El metal es un material fuerte, duradero y resistente a daño. Este material puede soportar la prueba del tiempo a pesar de su exposición a uso riguroso. Por lo tanto, las fabricaciones de metal pueden durar mucho tiempo sin necesidad de reemplazarlas. Puede considerarlas como una gran opción en aplicaciones que requieren durabilidad.

Hay varias aplicaciones donde puede integrar fabricación especializada. Estos días, es fácil adaptar fabricaciones de metal basándose en su preferencia. Por lo tanto, puede obtener un diseño y tamaño adecuados para su proyecto previsto. A continuación están los beneficios clave;

Versatilidad

El metal es versátil en naturaleza ya que se usa ampliamente en muchas aplicaciones. Desde construcción a manufactura, procesos de fabricación de metal personalizados juegan un papel crucial en estas aplicaciones.

Precios competitivos

Los metales son productos con precios competitivos considerados una opción perfecta para producción de una amplia gama de artículos. También, se consideran una alternativa rentable ya que son duraderos. Integrar este material en su proyecto le ayudará a ahorrar más dinero. Además, los metales son más asequibles lo que los hace una buena opción para uso en aplicaciones donde el costo es motivo de preocupación.

Fácil de mantener

Los metales son un buen material que requiere bajo mantenimiento, todo gracias a su propiedad de resistencia a la corrosión. Debido a su facilidad de mantenimiento, puede usarlos en aplicaciones exteriores. Como material resistente a fuego y calor, puede usarlos en temperaturas extremas. Debido a sus propiedades térmicas, las fabricaciones de metal son geniales para uso industrial y comercial.

Desventajas de Fabricación de Metal

Los costos iniciales pueden ser más altos

Aunque es más barato a largo plazo crear artículos de material metálico en bruto basado en durabilidad, el costo inicial puede ser mayor comparado a otros materiales

Más tiempo

Usar fabricación de metal puede tomar un período más largo, especialmente cuando hay necesidad de utillaje personalizado.

Más procedimientos de acabado

Una vez completada la fabricación, hay alta probabilidad que algunos metales requieran más procedimientos de acabado como desbarbado y pintura. Esto podría retrasar producción así como aumentar precios generales.

Restricciones de diseño

Durante la construcción de sistemas complicados, los metales pueden experimentar restricciones de diseño. Esto podría llevar a componentes con diferentes tamaños, tamaños pequeños o formas inusuales.

A continuación están algunas áreas donde los productos de fabricación de metal pueden aplicarse:

Aeroespacial

Puede usar fabricación de metal en aeronaves. Estos incluyen aviones comerciales y militares. Este campo no puede existir sin el uso de fabricación de metal.

Construcción

La mayoría de ingenieros y arquitectos prefieren usar productos/partes fabricados en metal para sus tareas. El marco importante para almacenes, puentes, edificios y muchas mega estructuras son manufacturados de escaleras de acero, vigas, plataformas y pasamanos, que son manufacturados por fabricadores de metal. No puede hablar de construcción sin discutir fabricación de metal.

Construcción Naval

Artículos usados para fabricación de metal son importantes en diferentes equipos usados en construcción naval. Algunos de los artículos son escaleras, pisos de acero, tuberías de transporte, plataformas, escaleras, etc.

Fabricación de Hardware

Los fabricantes tratan con fabricar metales para uso en diferentes componentes de hardware y esto es por qué las computadoras han podido extenderse lejos y ancho. La fabricación de metal ha asegurado que los sistemas informáticos se mantengan fuertes para uso de oficina y hogar por casi 40 años.

Minería

El acero es muy importante en el sector minero porque la mayoría de herramientas usadas aquí i.e. picos, palas, topadoras, etc. necesitan acero mientras construyéndolas. Curiosamente, el acero puede verse como subproducto de minería porque no puede existir en ausencia de los metales necesarios para manufacturarlo.

Militar

La industria militar trabaja con fabricación de metal para varios artículos. Estos incluyen armaduras corporales, aeronaves, municiones, submarinos, etc.

Energía

El sector energético también trabaja con fabricación de metal. Estos incluyen negocios produciendo electricidad de fuentes nucleares, sol, petróleo y gas, etc. Algunos bienes usados en el campo energético manufacturados a través de fabricación de metal incluyen escudos electromagnéticos, torres de transmisión, núcleos de transformadores, turbinas eólicas, tuberías, electroimanes, etc.

Conclusión

La fabricación de metal es importante en muchas industrias y por eso es importante entender los tipos de fabricación de metal así como la precisión necesaria para lograr componentes de alta calidad. Respecto a fabricación de metal, es importante trabajar con un proveedor de servicios profesional.

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Preguntas Frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre manufactura y fabricación?

La manufactura se refiere al proceso involucrado en la creación de productos finales. Esto trata con transformar materiales en bruto en productos listos para uso inmediato. Por otro lado, la fabricación es parte del proceso de manufactura que trata con crear piezas para producción posterior

¿Cuál es el principio de fabricación?

Hay muchos procesos y tecnologías involucrados en el proceso de fabricación. El principio de fabricación involucra los materiales, tecnologías y procesos involucrados en fabricación.

¿Qué herramientas se usan durante la fabricación de metal?

Una amplia gama de herramientas se usan durante el proceso de fabricación de metal. Estas incluyen cortadoras de plasma, sierra manual, nibbler de metal, herramientas de marcado, cortador de alambre, amoladora de matriz, martillos de planchado, sujetadores cleco, herramientas de biselado, estiradoras, herramientas de desbarbado, líneas de viga, cizallas sin garganta, y muchas más.

¿Cuál es la Diferencia Entre Fabricación de Metal y Soldadura?

La fabricación de metal es un proceso amplio que involucra cortar, dar forma y ensamblar piezas de metal en productos terminados. La soldadura es solo un paso dentro de la fabricación, enfocándose en unir metales usando calor y presión. En resumen, toda soldadura es parte de fabricación de metal, pero no toda fabricación involucra soldadura. Si solo necesita unir piezas, elija soldadura; para producción completa o ensamblaje, elija fabricación.

¿Cómo remueve metal durante el corte de metal?

Durante el corte de metal, es importante remueva el material no deseado para lograr la forma o forma esperada de metal en bruto. Este proceso requiere usar herramientas o equipos para remover metal no deseado del material deseado para lograr el producto final. Sin embargo, el metal no deseado que remueve puede ser en forma de virutas o polvo.

¿Qué diferencia la fabricación de metal de la fabricación de acero?

Mientras la fabricación de metal involucra varios metales como latón, bronce y cobre entre otros, la fabricación de acero involucra solo acero. Esta diferencia mayor impacta las herramientas, tecnologías y pasos involucrados en el proceso de fabricación. Además, los procesos involucrados en fabricación de acero son directos. Mientras tanto, la fabricación de metal involucra técnicas más especializadas.