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La fabricación de chapa metálica es uno de los métodos de producción más valiosos utilizados hoy en día para crear una gran variedad de componentes funcionales. A diferencia de otras técnicas de fabricación, se trata de un proceso bastante extenso que implica una serie de pasos y procedimientos que tratan la chapa metálica de diferentes maneras y producen piezas robustas.
Este artículo se centra en los fundamentos del proceso de fabricación de chapas metálicas. Echemos un vistazo.
¿Qué es la fabricación de chapas metálicas?
La fabricación de chapa metálica es un proceso de fabricación en el que las piezas planas de chapa metálica pueden transformarse en las formas deseadas tras diseñarlas, cortarlas, conformarlas y ensamblarlas. Además, las piezas fabricadas se someten a distintas técnicas de acabado que ofrecen una amplia gama de acabados superficiales.
Los fabricantes utilizan una amplia gama de materiales de chapa metálica para producir estas piezas fabricadas, como acero inoxidable, aluminio, acero, cobre, latón, etc. La durabilidad, conductividad, maleabilidad, peso y resistencia a la corrosión de estos materiales hacen que los productos sean muy fuertes y duraderos. Normalmente, la técnica de fabricación de chapas metálicas se utiliza para fabricar piezas en las industrias aeroespacial, automovilística, energética y robótica.
¿Qué métodos intervienen en el proceso de fabricación de chapas metálicas?
A continuación se describen algunos métodos eficaces para dar forma y manipular chapas metálicas.
1. Diseño y programación
El primer paso que hay que dar en el proceso de fabricación de metal es diseñar el producto. El proceso de diseño incluye muchos pasos. El más importante es la idea de cómo quiere que sea su producto. Se trata principalmente de diseñar un modelo en 3D de la pieza de chapa metálica necesaria. Después, los ingenieros industriales deben desarrollar planos que permitan encontrar las especificaciones de la chapa para hacer los dibujos. Por último, los dibujos se vuelven a comprobar varias veces realizando cálculos específicos.
Una vez realizado el diseño, los archivos CAD 3D se traducen en códigos de máquina que sirven para controlar las operaciones de mecanizado. Este proceso se conoce como programación.
2. Técnica de corte
Como su nombre indica, este proceso consiste en cortar chapas metálicas. Normalmente, los fabricantes toman una pieza de chapa rectangular según el diseño del componente y la cortan con un tamaño y una forma específicos. Sin embargo, las chapas pueden cortarse de dos maneras.
| Técnicas de corte | Tipos |
| Corte - Sin cizalla | ● Corte por láser
● Corte por plasma ● Corte por chorro de agua |
| Corte - Con cizalla | ● Cizallamiento
● Blanking ● Puñetazos ● Aserrado |
a) Corte - Sin cizalla
Para cortar los metales sin cizallar, se utilizan varios procesos que implican calor, presión y vaporización. Analicemos los principales tipos:
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Corte por láser
El proceso de corte por láser centra el rayo láser de alta potencia en un área localizada para fundir el metal, lo que produce la vaporización del material. Puede cortar una amplia gama de chapas metálicas, como metales no ferrosos, acero inoxidable y acero dulce, adoptando esta técnica. Sin embargo, algunos metales como el aluminio pueden resultar difíciles de cortar mediante el proceso de corte por láser.
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Corte por plasma
El corte por plasma es un proceso térmico en el que se utiliza gas ionizado para cortar chapa metálica. El elevado suministro de calor funde el material, lo que da lugar a cortes ásperos con rebabas. Por lo general, el corte por plasma solo es eficaz en metales conductores de electricidad.
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Corte por chorro de agua
El proceso de corte por chorro de agua difiere de las otras dos técnicas en que utiliza un chorro de agua a alta presión en lugar de calor o temperatura para cortar metal. La presión típica que ofrece el proceso de corte por chorro de agua es de unos 60.000 psi con una velocidad de casi 610 m/s. Este versátil método de corte permite cortar materiales duros y blandos sin rebabas ni distorsiones por calor.
b) Corte - Con cizalla
El corte con cizalla se divide en cuatro categorías: cizallado, troquelado, punzonado y aserrado.
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Cizalla
El proceso de fabricación de metal que realiza cortes en chapas metálicas bajo la influencia de una fuerza de cizallamiento se denomina cizallado. Principalmente, esta fuerza separa el material del punto específico. El proceso se utiliza principalmente para cortar metales blandos, como acero dulce, aluminio, latón, etc. Asegúrese de que el cizallado no es un proceso para los que buscan acabados finales limpios, ya que crea rebabas y deformaciones.
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Blanking
El troquelado consiste en retirar la parte de chapa metálica de la pieza de material más grande utilizando un punzón y una matriz de troquelado. La matriz se encarga de sujetar la chapa mientras el punzón aplica una fuerza de corte a través de la chapa. Como resultado, el material que se retira es el producto requerido, mientras que la chapa restante en la matriz actúa como material en bruto.
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Perforación
El punzonado es similar al troquelado, ya que también utiliza la fuerza de corte para crear agujeros en la chapa. La única diferencia es que en este caso el metal retirado actúa como material de desecho, mientras que el material sobrante en la matriz es el producto final. La función principal del punzonado es producir una variedad de agujeros de diferentes formas y tamaños. Comparativamente, el punzonado es un proceso más rápido y limpio que el troquelado.
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Serrar
El aserrado es una técnica diferente que utiliza un diente de sierra para cortar los materiales. Generalmente, se utilizan sierras de cinta para este fin. La fricción y la fuerza de cizallamiento desempeñan un papel protagonista en la separación de la viruta de material de las chapas metálicas.
3. Técnica de conformado
Conformar significa dar forma a la chapa metálica para obtener estructuras y piezas específicas. En la fase de conformado de chapa metálica intervienen varios procesos. A continuación se describen algunos de los principales.
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Doblar
El plegado es uno de los procesos de conformado más utilizados que deforma el metal aplicando fuerza. Principalmente, la fuerza dobla el metal desde una posición específica en el ángulo requerido para conseguir una forma determinada. Las plegadoras y las laminadoras desempeñan un papel importante en el plegado. Normalmente, las plegadoras utilizan el punzón y la matriz para deformar la chapa, mientras que las laminadoras enrollan el metal para darle diferentes formas. Se pueden utilizar distintos equipos para producir las curvas en U o en V.
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Rodando
El laminado es una técnica sencilla en la que se utilizan dos rodillos para presionar la chapa metálica presente entre ellos con el fin de reducir y uniformar su grosor. Durante el proceso, los rodillos siguen girando constantemente para producir fuerza de compresión.
Los fabricantes realizan el proceso de laminado de dos formas: laminado en caliente y laminado en frío. Principalmente, el laminado en frío tiene lugar a temperatura ambiente; sin embargo, el laminado en caliente se produce por encima de la temperatura de recristalización del metal. Tubos, tuberías, discos, ruedas, etc., se fabrican por laminación.
4. Unirse a
La unión es una etapa en la que los fabricantes fusionan las piezas de la pieza utilizando diferentes técnicas. Normalmente, los materiales se unen mediante soldadura, soldadura fuerte, remachado y adhesivos. Sin embargo, la soldadura es la más popular.
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Soldadura
Todo el mundo conoce el funcionamiento de la soldadura. Normalmente, utiliza calor, presión o, en algunos casos, ambos para unir los metales. Funciona fundiendo el metal base con o sin añadir material de aporte. En cuanto se enfría, se forma una unión firme. Los fabricantes de chapas metálicas pueden utilizar varios tipos de soldadura en el proceso de fabricación.
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Remachando
El remachado también es un proceso de unión en el que se utilizan diferentes remaches o fijaciones mecánicas. Durante el procedimiento, la perforación da lugar a la formación de agujeros en las chapas metálicas que se van a unir, y los remaches se instalan en los agujeros. Una vez fijados los remaches, se deforman sus colas.
El remachado es ideal para metales no ferrosos como el aluminio y el cobre. Además, es una técnica de unión fiable, rentable y eficaz. Sin embargo, la adición de remaches aumenta el peso del producto.
5. Acabado
El último paso tras completar el proceso de fabricación de chapas metálicas es el acabado de los componentes para mejorar su aspecto. Además, también mejora la calidad de la superficie del material y lo hace resistente a la corrosión. Normalmente, los fabricantes de chapa metálica utilizan técnicas de chorro de arena, pulido, anodizado o recubrimiento en polvo para acabar los productos finales.
¿Qué materiales puede utilizar para la fabricación de chapas metálicas?
Es esencial seleccionar el mejor material de chapa para garantizar la calidad óptima de las piezas. Estos son algunos materiales que puede utilizar para la fabricación:
- Acero inoxidable: El acero inoxidable es famoso por su resistencia a la corrosión y su conformabilidad. El acero inoxidable puede ser tanto no magnético como magnético.
- Acero: Los tres tipos de acero también actúan como materiales nobles para la fabricación, es decir, el acero laminado en caliente, el acero laminado en frío y el acero prelacado.
- Aluminio: La excelente relación resistencia-peso del aluminio lo hace aplicable a varios procesos de fabricación.
- De latón: El latón contiene menos cinc, por lo que es blando y fácil de trabajar.
- Cobre: Los metales de cobre son los mejores para evitar la corrosión debido a las capas protectoras de óxido.
Conclusión
Esperamos que después de leer este artículo tenga claro el proceso de fabricación de chapa metálica. En general, se prefiere la fabricación de chapa metálica por su gran resistencia y durabilidad. Además, es bastante maleable, por lo que se puede doblar para darle formas únicas sin romperse ni agrietarse. Muchas empresas prefieren fabricar piezas de chapa metálica en lugar de componentes moldeados o fundidos por la reducción general de gastos y desperdicio de material.
