Principales Técnicas de Conformado de Chapa Metálica para la Ingeniería Moderna

La chapa metálica es uno de los materiales más esenciales utilizados en casi todas las aplicaciones que nos rodean hoy en día. Existen diferentes tipos con distintas propiedades, lo que hace que sus procesos de conformado y usos sean amplios. Las chapas metálicas se encuentran en carrocerías de automóviles y camiones, mesas médicas, fuselajes y alas de aviones, techos de edificios (arquitectura) y muchas otras aplicaciones.

La elección de un proceso de conformado específico para una chapa metálica depende del resultado requerido. Muchos de los métodos explicados a continuación ofrecen resultados similares, pero su costo puede variar según el tamaño de lote, disponibilidad y precisión deseada.

Hoy analizaremos en profundidad los diferentes métodos de procesos de conformado de chapa metálica y cómo se realizan.

Procesos de conformado de chapas metálicas

Aunque existe una gran variedad de servicios de producción de metales, lo importante radica en encontrar el adecuado para tus necesidades manteniendo la rentabilidad. Toda la información a continuación tiene como objetivo ayudarte a lograr precisamente eso. Los siguientes son los diferentes tipos de procesos de conformado de chapa metálica:

Doblado (Bending)

El doblado se logra cuando una chapa metálica se pliega en la forma deseada debido al esfuerzo de flexión. Se dobla de modo que se alcance la deformación plástica, lo que evita que el metal recupere su forma anterior.

El doblado puede realizarse con una matriz en V, denominándose doblado en V. Es la forma más común de doblado, proporcionando la forma deseada cuando se usa con una prensa punzonadora. Este doblado puede usarse para crear bridas y corrugaciones. Otro método común es el doblado de borde, usando matriz de limpieza y un punzón.

Laminado (Rolling)

Este proceso de conformado de chapa metálica se realiza para reducir el espesor total de la chapa. También hace que el material sea más uniforme. Para lograrlo, el material debe pasar por un conjunto de rodillos dependiendo de la temperatura (laminado en caliente o laminado en frío). En el laminado en caliente, la temperatura para el acero es de aproximadamente 1400 °F (760 °C). Esto ayuda a obtener un espesor de 1/16 de pulgada a 5/16 de pulgada. Mientras que en el laminado en frío, el proceso se realiza a temperatura ambiente. La chapa puede luego lavarse con ácido y tratarse térmicamente para obtener un buen acabado.

Este proceso también se usa para obtener dobleces de gran radio, en lugar de usar prensas plegadoras para el doblado. Ayuda a lograr un radio grande y uniforme sin necesidad de trabajo manual continuo.

Decamberado (Decambering)

El decamberado de chapa metálica es la eliminación de la curvatura (camber) de una chapa. Una chapa, especialmente en piezas con forma de tira, produce una curvatura horizontal cuando se aplana en láminas. Esta curvatura horizontal se elimina aplanando los bordes para cortar el camber. La fuerza se aplica en los bordes deformados y no en la cara, para empujarla a una forma recta. Esto se realiza generalmente en secciones de longitud limitada.

Perforado (Punching)

Este proceso es una técnica muy común para cortar orificios en chapas metálicas. Consiste en un punzón y una matriz de perforado, con una holgura muy pequeña entre ambos. Si llegan a juntarse, es decir, el punzón y la matriz, el material se presiona entre los dos y con suficiente fuerza se corta el orificio. Este proceso es relativamente económico en grandes cantidades y capaz de perforar orificios en tiras así como en chapas.

Se pueden hacer orificios de diferentes tamaños, pero se recomienda que el diámetro de los orificios sea mayor que el espesor del material. Generalmente, en aleaciones resistentes, el diámetro y el espesor del material perforado deben ser diferentes.

Estirado profundo (Deep drawing)

Este proceso de conformado de chapa metálica ocurre si la forma de la chapa se cambia a una forma deseada en múltiples etapas con una serie de matrices. Se considera estirado profundo si la profundidad de la forma formada supera el diámetro original de la chapa. Se usa principalmente para producción en grandes lotes, al convertir chapas en diferentes formas como fregaderos, tanques, piezas de automóviles, etc.

Expandido (Expanding)

El expandido es cuando una chapa de metal pasa a través de un objeto perforador, que corta y estira la chapa en un patrón. Se usa una malla en forma de diamante, ya que ofrece beneficios estructurales frente a otras formas. Se emplea comúnmente para producir cercas, plataformas, pasarelas, rejillas, etc. Este proceso también ofrece un producto autodrenante y resistente que puede soportar el peso para el que está diseñado. Los productos que sufren expandido se ven a menudo donde se necesita el paso de aire o líquido, pero se impide el paso de partículas mayores, por ejemplo, tamizado.

Rizado (Curling)

El método de rizado se aplica al intentar formar un borde en un anillo sobre una chapa metálica. También se usa para eliminar bordes afilados y aumenta el momento de inercia cerca del extremo rizado.

Existe diferencia entre los dos bordes comunes: borde rizado y borde en forma de lágrima (tear-shaped hem). En el rizado, el borde inicial se enrolla en el círculo formado, mientras que en el borde en forma de lágrima, el borde inicial permanece abierto.

El rizado se clasifica además en descentrado (off-center) y centrado (on-center). En los descentrados, el centro está por encima del nivel de la chapa, mientras que en los centrados, el centro está al mismo nivel que la chapa metálica.

Rueda inglesa (Wheeling)

En este proceso, se usa una rueda inglesa para estirar y curvar chapas metálicas planas en las formas requeridas. El método de rueda inglesa requiere mano de obra altamente calificada, lo que lo hace costoso. Sin embargo, el método no puede usarse para producción en masa; se usa principalmente para producir piezas personalizadas de bajo volumen. También se usa para producir piezas de chapa para prototipos de aviones y automóviles. Esto se hace en etapas y en cada etapa, se espera que el operador compare la pieza formada con la forma original.

Hidroconformado (Hydro-forming)

El proceso de hidroconformado es la forma avanzada de dar forma a chapas metálicas en formas deseadas como formas convencionales. Se realiza colocando el metal sobre una matriz, usando un fluido a alta presión para dar forma a la chapa. Las buenas ventajas de este proceso de conformado de chapa metálica son que se pueden crear piezas más complejas en un corto período de tiempo. También es más barato ya que requiere menos trabajo. El proceso también es compatible con casi todos los materiales como acero inoxidable, latón, acero al carbono, etc.

Planchado (Ironing)

Este proceso se aplica cuando el espesor de la chapa debe reducirse en cierta área. Ayuda al fabricante a obtener un espesor de pared uniforme al estirar profundamente los productos. El planchado se realiza a menudo al producir latas de refresco, ya que la pared de la lata necesita adelgazarse a un espesor predeterminado. Se necesitan 2 a 3 procesos de planchado con diferentes matrices para crear el espesor deseado en latas de aluminio. El proceso se lleva a cabo en combinación con el estirado profundo.

Corte por láser (Laser cutting)

Cuando se menciona el corte en el proceso de conformado de chapa metálica, a menudo se usa láser. En la mayoría de los casos, se utilizan máquinas CNC para cortar formas específicas. El proceso es preciso y el acabado es extremadamente suave. Al ser cortado por láser, se alcanza flexibilidad, que es una de sus ventajas. También es posible cortar las chapas metálicas en piezas extremadamente complejas usando el proceso cuando se necesita.

Mecanizado fotoquímico (Photo-chemical machining)

Este proceso es el control de la corrosión en piezas de chapa metálica según requisitos. Utiliza agente de ataque y fotorresistencia para dar forma a la chapa metálica. Este método se desarrolló en los años 60, siendo un método comparativamente económico hoy en día. Los buenos beneficios del proceso son que puede usarse para cortar cualquier metal y es ideal para producción en masa. Al igual que el corte por láser, el mecanizado fotoquímico es extremadamente preciso y ofrece acabado suave. Se usa en la fabricación de mallas finas, aperturas, elementos calefactores flexibles, juntas metálicas, contactos eléctricos y joyería.

Conformado con prensa plegadora (Press brake forming)

El conformado con prensa plegadora hace que una chapa larga de metal se doble alrededor de un eje recto que atraviesa el material. La operación puede parecer fácil, pero el doblado de precisión es una tarea difícil de realizar en este proceso.

Las propiedades del material pueden considerarse junto con la prensa y el utillaje para perfeccionar la cantidad de retorno elástico (spring-back). El conformado con prensa plegadora puede usarse perfectamente para piezas pequeñas, lo que lo hace adecuado para piezas pequeñas junto con grandes.

Conformado incremental (Incremental)

El conformado incremental es un proceso de conformado de metales que se realiza para dar a las chapas metálicas cierta forma. Aunque solo es viable con bajos volúmenes, ya que el producto se forma en pasos incrementales. En este proceso, se pueden hacer cambios en el producto rápidamente sin mucho problema. El método incremental es más flexible. Este proceso ofrece resultados similares al estirado profundo, haciendo que punzones y matrices sean innecesarios.

Eso es todo para este artículo "procesos de conformado de chapa metálica". Espero que hayas disfrutado la lectura; si es así, comenta y comparte con otros estudiantes. ¡Gracias!