Embutición de Chapa Metálica

¡KDM tiene más de 10 años en la fabricación de láminas de metal con experiencia en servicios de embutición profunda!

KDM Chapa Metálica Embutición Profunda

La embutición profunda es el proceso comúnmente utilizado para formar láminas de metal. El proceso ocurre bajo condiciones de compresión y tensión. Hay tres tipos de procesos de embutición profunda. Puede incluir embutición profunda con herramientas, medios activos y energía activa.

KDM se especializa en la fabricación de chapa metálica , realizando técnicas de embutición profunda. El proceso nos permite transformar cualquier hoja de metal en una estructura similar a una caja o copa. A través de nuestras capacidades de embutición profunda, podemos producir sartenes y ollas para cocinar, piezas de automóviles , fregaderos, recipientes y muchos más.

La embutición profunda de láminas de metal puede eliminar los pasos de ensamblaje, produce geometrías complejas y produce piezas muy resistentes. Esta capacidad garantiza alta velocidad, alta precisión y sin problemas. Debido a sus beneficios continuos, la embutición profunda puede producir cualquier cosa que requiera ser impermeable al gas o al agua.

Proyecto de Embutición de Chapa de KDM

Sheet Metal Box Fabrication
Caja de Chapa de Embutición Profunda
Money Safebox
Hucha de Elaboración Profunda
42-Device Charging Cart
Carros de Carga de Empuje Profundo
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Embutición profunda de chapa: la guía definitiva

Sé que probablemente se esté preguntando cómo funciona el embutido profundo de chapa.

Bueno, esta guía explora todo lo que necesita saber sobre la embutición profunda de chapa.

Sigue leyendo para aprender mas.

¿Qué es La Embutición Profunda en la Fabricación de Chapa Metálica?

La embutición profunda es un procedimiento de fabricación que puede utilizar para crear piezas de chapa metálica sin juntas.

La pieza de chapa tiene una profundidad superior a su diámetro y está encerrada en uno de sus extremos.

Simplemente puede reconocer una pieza embutida profunda examinando sus esquinas de profundidad y radio que son característicamente suaves.

Las piezas de láminas de metal de embutición profunda pueden lograr contornos y formas más complejos más allá de los cuadrados y círculos comunes.

embutición profunda de chapa

embutición profunda de chapa

En un nivel básico, puede emplear una operación básica de embutición profunda para crear una caja o copa multidimensional a partir de una formación de lámina plana.

Sin embargo, también puede crear contornos y formas más complejos más allá de los cuadrados y círculos comunes a partir de piezas de chapa embutidas en profundidad.

Material para la Fabricación de Dibujos Profundos

Puede utilizar cualquier metal dúctil para la embutición profunda de chapas .

En general, cualquier metal que se pueda laminar en frío debe poseer la ductilidad suficiente, ideal para el laminado profundo de láminas de metal.

Sin embargo, también debe tener en cuenta las propiedades del material, como la anisotropía o el endurecimiento por trabajo.

Algunos de los materiales que puede usar para laminación profunda incluyen cobre, aleaciones de cobre, latón, aleaciones de aluminio, láminas bajas en carbono, acero, latón, bronce, titanio, invar, plata, tungsteno, Kovar, hierro, níquel, molibdeno y frío. acero inoxidable laminado.

Herramientas para la Embutición Profunda de Chapa Metálica a Medida

Puede dar forma a los componentes en el producto final deseado a través del método de herramientas.

También puede convertir láminas de metal en latas y recintos de embutición profunda.

Las formas clave de herramientas incluyen sujetadores, punzones, troqueles y troqueles.

Hay diferentes tipos de herramientas que puede usar para modelar el gabinete deseado a través de múltiples operaciones de prensa.

La selección de un tipo de herramienta depende de las cantidades deseadas de piezas y del presupuesto.

Herramientas de escenario

herramienta de escenario

Este tipo de herramientas utiliza varias herramientas en la misma prensa y cambia de herramienta entre cada operación.

Este es el tipo de herramienta más caro en referencia al costo por pieza, pero también ofrece el costo total de herramienta más bajo.

El alto costo parcial por costo resulta de la baja velocidad de fabricación asociada con el tipo de herramienta. Todas las piezas están conformadas en frío.

En algunas circunstancias, tendrá que limpiar y templar algunas piezas entre las operaciones de formado.

Las piezas se calientan en un horno para aumentar la maleabilidad y facilitar más operaciones de prensado en el transcurso del proceso de recocido.

Tendrá que repetir el proceso de mecanizado y recocido por separado antes de lograr el producto final deseado.

Herramientas de matriz progresiva

Este tipo de herramientas es ideal para una producción de alto rendimiento que supera los 50 000 por año.

En general, son más costosos, pero de forma aislada, su precio por pieza es más bajo en comparación con las herramientas de escenario.

En el herramental de matriz progresiva , se crea un único juego de matriz a partir de una compilación de todas las herramientas requeridas en una prensa.

A continuación, se suministra una hoja de metal a través de la prensa.

Avanza en cada conjunto de herramientas y facilita la sujeción de cada componente a cada operación en serie.

A continuación, la pieza terminada se corta de la lámina de metal mediante el troquel final y se expulsa de la prensa.

Herramientas de prensa de transferencia

También puede utilizar este tipo de herramientas para su producto de gran volumen.

A diferencia de las herramientas de matriz progresiva, la hoja de metal y la pieza se separan durante la primera operación en las herramientas de prensa de transferencia.

Luego, un mecanismo de transferencia automatizado mueve la pieza a través de una serie de diversas operaciones de conformado.

Proceso de Embutición en Chapa Metálica

El procedimiento de embutición profunda de metal más simple y básico utiliza un punzón y una matriz.

El punzón corresponde a la forma de base deseada.

Por un lado, la cavidad de la matriz tiene que ser un poco más ancha que el punzón para proporcionar suficiente espacio para el paso y la holgura.

embutición profunda para chapa

embutición profunda para chapa

Básicamente, coloca una pieza de chapa en blanco en un troquel y aplica fuerza a través del punzón para empujar el metal en un troquel y producir la forma deseada.

Sin embargo, una serie de pasos a los que se somete la pieza bruta de chapa antes de transformarse en un producto acabado. Éstos incluyen:

Etapa de diseño

Esta es la etapa más importante, ya que sienta las bases para la operación real de embutición profunda.

El proceso de diseño debe considerar la forma, el grosor y el radio deseables de la pieza terminada de acuerdo con las especificaciones del cliente.

También debe determinar de antemano la fuerza del portapiezas y la fuerza del tablón.

La fuerza del punzón varía a lo largo de la operación y se maximiza aproximadamente a un tercio de la carrera.

Por otro lado, la fuerza del portapiezas varía entre el 30 y el 40% de la fuerza del punzón.

Flujo de materiales

El flujo de chapa metálica se produce cuando la planta se perfora en la cavidad del troquel.

La progresión de la hoja de metal en la cavidad de la matriz y la formación de un objeto cilíndrico en el proceso constituyen el flujo de metal.

En primer lugar, la hoja de metal se coloca encima de la cavidad del troquel redondo y se aplica una fuerza externa a través del punzón para forzar la pieza en la cavidad del troquel.

Al aumentar la fuerza, la pieza en bruto avanza hacia el interior de la cavidad de la matriz, dejando material que aún no ha entrado en el radio y la cavidad de la matriz, normalmente conocida como brida.

Fuerzas involucradas en el embutido profundo y el arrugado del metal

A medida que la lámina de metal en bruto fluye desde el reborde periférico hacia la cavidad de la matriz, el espacio reducido en la cavidad expone el material a fuerzas de compresión y tracción.

Las fuerzas de compresión se originan en la acción de punzonado y obligan al material a adoptar la forma deseada.

Cuando el grosor de la hoja de metal en blanco es pequeño, la pieza en blanco sucumbe a las arrugas.

Las arrugas de la lámina de metal comienzan en las bridas, luego avanzan hacia el troquel y terminan en la pared de las piezas.

Puede evitar que la chapa se arrugue utilizando un soporte para piezas en bruto y una pieza en bruto de un grosor adecuado.

Espesor de chapa

Espesor de chapa

Como se mencionó anteriormente, el espesor de la chapa juega un papel vital en la determinación de la calidad del producto final.

La geometría de una pieza en bruto depende principalmente de la relación entre el espesor y el diámetro de la pieza en bruto de chapa metálica.

La relación se expresa generalmente como un porcentaje. Los soportes solo son efectivos para proporciones de espesor del 1% y superiores.

La eficacia de los tenedores para ratios marginales entre 0,5 y 1 % depende de la probabilidad y es casi inexistente para ratios inferiores al 0,5 %.

Tamaño del radio de la esquina

El radio de la esquina del troquel y la esquina del punzón influye de manera crítica en la distribución de la fuerza y ​​en cómo fluye el material durante el proceso de embutición profunda.

El radio de la esquina debe tener una amplitud óptima para permitir el flujo suave del metal. El desgarro del metal es un defecto común para un radio de esquina demasiado pequeño.

Un radio demasiado grande también puede causar arrugas.

Formación de la pared

La pared de la pieza se forma con la penetración de más chapa de la brida en la cavidad.

La tensión presente en el material que forma la pared de la pieza crea un efecto de adelgazamiento y es mayor cerca de la base de la pieza.

Aunque es imposible evitar un cierto nivel de adelgazamiento, puede mitigarlo controlando los parámetros del proceso.

En conclusión, debe planchar la parte acabada para emparejar el espesor de la pared.

Aplicaciones de la Embutición de Chapa Metálica

Puede utilizar la embutición profunda de chapa en una amplia variedad de aplicaciones y piezas con mayores profundidades en comparación con el diámetro.

La embutición profunda de chapa es un proceso relativamente económico para producir piezas de diseño simple.

Puede utilizar la embutición profunda de chapa para producir formas ideales, como estructuras rectangulares o estructuras axisimétricas, como hemisferios o cilindros.

Sin embargo, también puede producir formas complejas utilizando este proceso, pero a un costo de producción elevado.

Las siguientes son las características de las aplicaciones que se adaptarán a la embutición profunda de chapa:

  • Piezas de gran volumen que requieren tiradas más largas.
  • Aplicaciones que requieren piezas estancas al gas y al agua. El proceso de producción continuo hace que el proceso de embutición profunda de la chapa sea el más ideal.
  • Componentes y piezas que requieren condiciones de producción de tolerancia estrecha.

La embutición profunda de láminas de metal tiene una alta precisión y puede establecer su tolerancia en un valor tan bajo como ±0,0005 pulg.

  • Piezas con formas axisimétricas y complejas.

El trefilado de chapa ofrece opciones rápidas y precisas para la creación de estas geometrías en comparación con otros procesos de mecanizado.

  • Piezas que no soportarían soldadura, ya sea por motivos estéticos o de durabilidad.

En general, puede producir una amplia gama de productos utilizando la técnica de embutición profunda de chapa. Algunos de los productos comunes incluyen; tanques, cilindros, paneles, recipientes, ollas y cacerolas de cocina, repuestos automotrices, fregaderos, etc.

Ventajas de la Embutición de Piezas de Chapa Metálica

La embutición profunda de chapa es una técnica de conformado de metal versátil que ha existido durante años y también por buenas razones.

Las siguientes son algunas de las ventajas asociadas con la técnica de embutición profunda de chapa:

Producción de alto volumen

La técnica de embutición profunda de chapa es específicamente ideal para operaciones que requieren una producción de alto volumen de piezas metálicas.

Puede producir de manera eficiente y económica una cantidad significativamente grande de piezas una vez que configura correctamente el troquel y las herramientas.

Requiere muy poco tiempo de inactividad y mantenimiento.

La producción continuará con un alto rendimiento siempre que mantenga un suministro estable de piezas de metal en el sistema.

Eficiencia de costo

La embutición profunda de chapa es uno de los métodos de conformado de metal más rentables disponibles en este momento.

Esta técnica ha demostrado su versatilidad a lo largo del tiempo y es conocida por la producción de alto volumen de piezas metálicas a costos significativamente más bajos en comparación con las técnicas alternativas.

El retorno significativo de los costos se deriva de las economías de escala asociadas con la característica de producción de alto rendimiento de este proceso.

Sin embargo, el proceso aún puede ser incluso mucho más barato en aplicaciones que producen solo pequeñas cantidades en comparación con otros procesos como el estampado progresivo.

Versatilidad en la aplicación

Puede usar la embutición profunda en láminas de metal para producir una variedad diversa de formas y productos. Aunque los productos cilíndricos son, con mucho, las formas y piezas más populares fabricadas por este

piezas de chapa de embutición profunda

piezas de chapa de embutición profunda

 técnica, puede utilizar eficientemente el proceso para otras piezas como cuadrados, rectángulos y geometrías más complejas.

Estas geometrías suelen ser inalcanzables con otras técnicas.

La técnica de embutición profunda de chapa es un procedimiento excepcional para la realización de productos cilíndricos.

Puede dibujar un objeto cilíndrico con forma tridimensional con una pieza en bruto de metal en una sola relación de dibujo.

En el mejor de los casos, puede producir eficientemente piezas u objetos que exigen un peso mínimo considerable y una resistencia considerablemente alta utilizando esta técnica.

Además, también utiliza considerablemente menos metal que otros métodos alternativos.

Creación de piezas sin costura

La embutición profunda para láminas de metal quizás se utilice mejor para aplicaciones que requieren recipientes herméticos a los líquidos y al aire.

Dado que solo utilizará una hoja de metal para modelar tales objetos, sus productos tendrán formas uniformes y carecerán de los puntos débiles conocidos por los objetos unidos o soldados.

Alta precisión

Puede utilizar la técnica de embutición profunda de chapa para crear componentes y productos idénticos. Los componentes que salen de la prensa de formación son altamente repetibles.

Sin embargo, para una estrecha conformidad con el dibujo, el herramental debe estar hecho correctamente.

Fuerza

Los procesos implicados en la técnica de embutición profunda de chapas endurecen los metales durante la deformación.

En consecuencia, termina con piezas y productos acabados que son más estables y resistentes que las piezas de metal mecanizadas o formadas alternativamente.

Uniformidad

Sus componentes y productos terminados producidos por embutición profunda poseen un nivel muy alto de consistencia, desde el comienzo de la producción hasta el final.

La naturaleza fluida del procedimiento también facilita la creación de productos uniformes.

Esto es más deseable si tiene la intención de utilizar sus productos finales en un sistema que requiere altos estándares de higiene.

La ausencia de hendiduras y grietas en las piezas soldadas genera un producto que puede limpiarse fácilmente y resistir algunos procedimientos de tratamiento de alta presión/alta temperatura.

Mano de obra técnica reducida

Puede automatizar fácilmente el proceso de embutición profunda y reducir significativamente el tiempo y el costo de producción.

Proceso de ensamblaje más rápido

Proceso de ensamblaje

Puede producir miles, si no millones, de piezas, componentes y productos utilizando la técnica de embutición profunda.

Dado que produce piezas y productos con un extremo cerrado, no necesitará ninguno de los procesos secundarios como soldadura y fabricaciones.

La automatización del proceso también lo sitúa considerablemente por encima de otras técnicas semiautomáticas o manuales.

Reciclaje de materiales de desecho

El proceso de embutición profunda apoya el reciclaje de los productos de desecho generados en el curso del proceso de estampación profunda.

Puede reutilizar los materiales reciclados para otras partes más adelante.

Factores Que Determinan la Calidad de las Piezas de Chapa Estirada

Durante el proceso de embutición profunda, la tensión de compresión circunferencial se produce como resultado de la presión forzada de la pieza en bruto en la cavidad de la matriz y la reducción de su diámetro.

El aumento de tensión es inversamente proporcional a la reducción en el diámetro de los espacios en blanco y con mayor tensión también viene una mayor resistencia al flujo.

En consecuencia, la sección de la pieza inicial próxima a la punta del punzón se estirará o rasgará si la resistencia al flujo supera la resistencia a la tracción de la pieza inicial.

En consecuencia, debe diseñar el proceso para reducir de manera óptima el diámetro de la pieza en bruto sin exceder sus niveles de tolerancia para evitar el estiramiento y el desgarro.

Las siguientes fórmulas ofrecen métodos cuantitativos para abordar los desafíos mencionados anteriormente.

Relación de dibujo

La relación de estirado es una cifra calculada que cuantifica la cantidad de estirado sometida a una pieza bruta de chapa.

La relación de estiramiento se puede calcular sumergiendo el diámetro de la pieza en bruto por el diámetro del punzón.

Puede utilizar el diámetro máximo o las áreas de superficie en casos de formas y objetos no circulares.

La relación de estirado máxima para una sola operación depende de la profundidad de estirado, el radio del troquel y del punzón, la anisotropía de la hoja y el material utilizado para construir la hoja. En circunstancias normales, el límite de una relación de estiramiento no debe exceder de 2.

Reducción

También puede expresar la relación de estirado como una reducción ( r ).

Puede calcular la reducción utilizando la fórmula; r=(D b -D P )/ D b , donde D b es el diámetro de la pieza bruta y D P es el diámetro del punzón.

El producto correspondiente del cálculo no debe exceder de 0,5.

También puede expresar la reducción en términos de porcentajes.

En este sentido, deberá multiplicar el producto calculado a partir de la fórmula descrita anteriormente por 100 %, en cuyo caso el porcentaje de reducción no debe exceder el 50 %.

Redibujado de chapa metálica

Redibujado de chapa metálica

Reembutir chapa se refiere a someter una pieza en bruto ya embutida en profundidad al proceso de embutición profunda posterior.

Esta técnica le permite lograr una mayor magnitud de embutición profunda más allá de la posibilidad de una sola operación.

Puede volver a dibujar una hoja de metal si el porcentaje de reducción de la hoja de metal deseable supera el 50%.

La reducción del 50% rara vez es útil en aplicaciones industriales. Aunque aún así, esta primera reducción suele oscilar entre el 35 y el 45%.

Las técnicas posteriores de embutición profunda ofrecen diferentes reducciones en la pieza bruta de chapa.

Por ejemplo, el primer rediseño puede generar entre un 20 y un 30 %, mientras que el segundo rediseño puede brindar una reducción de entre el 13 y el 16 %.

Debe recocer la pieza después de cada dos operaciones si desea realizar una gran cantidad de embutición profunda que requiera varias operaciones de redibujado.

Dado que cada redibujado a realizar requerirá una pieza intermedia, el diseño del proceso de embutición profunda debe adaptarse al dibujo de estas formas de piezas intermedias.

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