Guía Definitiva para la Fabricación de Chapa Metálica de Aluminio

Guía definitiva para la fabricación de chapa de aluminio

 

 

Los procesos de fabricación transforman las láminas de aluminio en productos útiles.

Esta guía te enseñará cómo cortar, mejores formas de dar forma, y cómo ensamblar las láminas de aluminio. Finalmente, aprenderás las mejores técnicas de acabado, aplicaciones e ideas de ahorro de costes durante el proceso de fabricación.

Sigue leyendo para convertirte en un experto en la fabricación de chapa metálica de aluminio.

¿Qué es la Fabricación de Chapa Metálica de Aluminio?

La fabricación de chapa metálica de aluminio implica el proceso de convertir láminas de aluminio en productos útiles.

Se emplean procesos como corte, plegado, punzonado y unión en la fabricación de chapa metálica de aluminio.

Figura 1 - Bombos de aluminio fabricados

 

Vasos de aluminio fabricados

Ventajas de la Fabricación de Chapa Metálica de Aluminio

Identificarás las siguientes ventajas de la fabricación de chapa metálica de aluminio:

  • Aluminio altamente resistente a la corrosión: Esto le permite proteger componentes en ambientes que causan corrosión.
  • Aluminio resistente al desgaste: Te beneficias de la resistencia superior del aluminio a la deterioración provocada por el calor y otras condiciones ambientales comunes.
  • Aluminio ligero: Puedes combinar fácilmente el aluminio con otros metales para formar aleaciones ligeras.
  • Aluminio muy flexible: Puedes emplear láminas de aluminio en diversas aplicaciones.

Mejores Grados de Aluminio para el Proceso de Fabricación

Los grados típicos de aluminio incluyen:

  1. Grado 1100-H14
    Aunque tiene la menor resistencia, este grado te ofrece la mayor ductilidad especialmente para dibujo y soldadura.
  2. Grado 3003-H14
    Este grado de metal de aluminio es asequible, altamente resistente a la corrosión y soldable.
  3. Grado 5052-H32
    Este grado de aluminio emplea magnesio y ofrece alta conformabilidad y resistencia a la corrosión, ideal para aplicaciones como tanques o chasis.
  4. Grado 6061-T6
    Emplea silicio junto con magnesio y su uso se extiende desde aplicaciones de aviones, armamento, piezas automotrices, bicicletas y barcos.

Más Recursos:

Grados de Aluminio a Utilizar

Tipos de Aluminio

Pasos en la Fabricación de Chapa Metálica de Aluminio

El proceso de fabricación implica los procedimientos que se llevan a cabo para convertir la chapa de aluminio en una forma terminada y útil.

Encuentras los siguientes pasos necesarios en la fabricación de chapa metálica de aluminio:

Corte de la Chapa Metálica de Aluminio

El corte implica separar piezas de metal de aluminio de una gran lámina para producir un producto en la forma deseada.

Encuentras que el proceso de corte está dividido en dos: Métodos de Corte por Cizallamiento y Métodos sin Cizallamiento

Métodos sin Cizallamiento

Los métodos de corte por cizallamiento implican la aplicación de calor en el proceso de corte de la lámina de aluminio. Estos incluyen:

Corte por Láser

Figura 2 - Corte por láser

 

Corte por láser

En este proceso, empleas haces láser para cortar la chapa de aluminio a través de la fusión centrada en ubicaciones específicas.

Corte por Plasma

En este procedimiento de corte de chapa de aluminio, empleas gas ionizado o plasma en el proceso de corte.

El calor resultante del chorro de plasma derrite la chapa metálica de aluminio enfocada.

Corte por Chorro de Agua

Aquí, cortas láminas de aluminio con un chorro de agua a alta presión, generalmente superior a 50,000 psi a aproximadamente 600 m/s.

Más Recursos:

Piezas de Corte por Láser

Corte por Plasma

Corte por Chorro de Agua

Métodos de Cizallamiento

Los métodos de cizallamiento implican la aplicación de fuerza en lugar de tratamiento térmico que derrita la chapa metálica de aluminio en el punto de rotura.

Figura 3 - Chapistería

 

Recorte de chapa metálica

Algunos de los métodos de corte incluyen:

Recorte

En este método, utilizas un troquel y una matriz para extraer una parte metálica de una lámina de aluminio más grande.

La matriz asegura la pieza metálica mientras el troquel corta la parte en el proceso de recortado.

Punzonado

Este proceso es similar al recorte en la asignación de la fuerza de cizallamiento. Sin embargo, la pieza útil queda en la matriz mientras punzones la chatarra.

Serrado

Empleas una herramienta llamada sierra para cortar gradualmente la chapa metálica de aluminio para crear una secuencia de incisiones. Un diente de sierra separa una pequeña fracción del material de la lámina de aluminio mediante fricción y fuerza de cizallamiento.

Tipos de Sierras

  • Sierras de Cinta Metálica: Tienen múltiples dientes pequeños ligeramente curvados, perfectos para cortar metales no ferrosos como el aluminio.
  • Sierras de Cinta Horizontales: Estas se utilizan para cortar barras en tamaños más pequeños cuando sea necesario.
  • Sierras de Cinta Verticales: Te permiten terminar cortes más difíciles que requieren formas precisas en la pieza de metal.

Llevas a cabo el proceso de corte en líneas rectas mediante el uso de fuerza de cizallamiento al realizar este método. La chapa metálica de aluminio consecuentemente se rompe en el punto de aplicación del cizallamiento.

Más Recursos:

Recorte de Chapa Metálica

Punzonado de Chapa Metálica

4 Formas de Cortar Chapa Metálica

Formación de Chapa Metálica de Aluminio

Llevas a cabo la formación de chapa metálica de aluminio deformando mecánicamente el aluminio en la forma deseada.

La deformación mecánica implica cambiar la forma del material de aluminio sin alterar su tamaño.

Métodos de Formación de Chapa Metálica de Aluminio

Plegado

Durante el proceso de plegado, moldeas la chapa metálica de aluminio en una forma preferida aplicando fuerza a lo largo de un eje.

El plegado solo cambia la forma a través de la deformación plástica pero conserva el volumen del material.

Técnicas de Plegado

  • Plegado Rotativo: Doblas la chapa metálica de aluminio en ángulos agudos que generalmente superan los 90 grados.
  • Plegado en V: Utilizas un punzón para doblar la chapa metálica de aluminio sobre una matriz en forma de V mediante una aplicación de fuerzas anguladas.
  • Plegado en U: Aunque similar en ejecución a la técnica de plegado en V, este proceso requiere una matriz en forma de U que le da su forma al producto final.
  • Plegado por Rolado: Aquí, doblas la chapa de aluminio en rollos o formas redondeadas.
    Para lograr un plegado particular, generalmente necesitas tres rodillos, una prensa hidráulica y una freno de prensa.
  • Plegado de Traslape: Aquí, determinas el radio interno del doblado de chapa metálica de aluminio empleando una matriz de traslape.

Hidroconformado

Cuando hidroconformas, empleas una matriz para estirar una chapa de aluminio mediante la aplicación de un fluido a alta presión.

Hidroconformado

 

Puedes lograr formas cóncavas y convexas con este proceso que se usa comúnmente en la construcción de carrocerías en la industria automotriz.

Acordonado

Cuando acordonas chapa metálica de aluminio, eliminas rebabas de los bordes para hacerlos suaves.

Esta técnica proporciona a los bordes de la pieza un rollo hueco y redondo, aumentando la resistencia del borde y promoviendo un manejo seguro.

Estirado

Cuando utilizas el estirado en la chapa metálica de aluminio, logras un espesor de pared uniforme.

Encuentras que esta técnica de formación es común en la fabricación de latas de aluminio utilizando un punzón y una matriz.

Más Recursos:

Piezas de Plegado de Chapa Metálica

Hidroconformado

Unión de Chapa Metálica de Aluminio

El proceso de unión en la fabricación de chapa metálica de
aluminio implica unir piezas metálicas para obtener la forma deseada.

Métodos de Unión

Elementos de Fijación

Los elementos de fijación son una opción no permanente para las uniones que emplean componentes conocidos como elementos de fijación para unir mecánicamente dos o más láminas de aluminio.

Rivetado

Este método te ofrece un enfoque no permanente para unir láminas de aluminio utilizando clips llamados remaches.

Primero perforas agujeros en las respectivas láminas de aluminio antes de insertar el remache.

Luego formas una unión aplicando fuerza al remache para aplanarlo, evitando así que se pueda quitar.

Soldadura

A diferencia del método de soldadura, aquí no derrites el metal base.

En cambio, unes dos láminas de aluminio calentando un metal de relleno hasta que sea moldeable.

Soldadura

Aquí empleas calor, presión o ambos, para unir dos láminas de aluminio.

En este proceso, el metal base se derrite bajo un calor intenso con un material de relleno formando una unión común.

Técnicas de Soldadura

Soldadura de Arco de Metal Protegido:

En esta técnica, un electrodo se adhiere al contactar con las láminas de aluminio al aplicar una corriente eléctrica.

Soldadura de Gas Inerte de Metal (MIG)

Este método utiliza un electrodo de alambre continuo y gas de protección.

El gas de protección protege al aluminio fundido de la exposición a la atmósfera, mientras que el electrodo de alambre fundido permite la conexión de las láminas de aluminio.

Figura 4 - Soldadura

 

Soldadura

Soldadura de Gas Inerte de Tungsteno (TIG)

Aquí empleas un electrodo de tungsteno para producir un arco reducido al unir metales densos.

También utilizas gas de protección para proteger el electrodo y la región de soldadura de partículas contaminantes en el aire.

Aplicar Acabado a las Piezas de Chapa Metálica de Aluminio Fabricadas

Un acabado superficial sobre la chapa metálica de aluminio te permite proteger la superficie de contaminantes externos que pueden causar deterioro.

Más Recursos :

Soldadura MIG Vs. TIG

Técnicas de Ensamblaje de Chapa Metálica para Trabajo en Metal

Tipos de Acabado

Anodizado

Este método se aplica comúnmente en la industria aeroespacial y la fabricación de instrumentos de precisión.

Aquí, oxidizas la superficie de la chapa metálica de aluminio de las siguientes maneras:

  • Tipo I: Implica el uso de ácido crómico para depositar una capa delgada en la superficie de la chapa metálica de aluminio.
  • Tipo II: Crea una capa resistente a la corrosión en la superficie de la chapa metálica de aluminio utilizando ácido sulfúrico.
  • Tipo III: Aquí produces recubrimientos gruesos y resistentes capaces de resistir la corrosión y el desgaste.

Granallado

Aquí empleas pequeños abrasivos, generalmente perlas de vidrio o arena gruesa, para obtener un acabado suave con la fuerza de aire comprimido.

El granallado ofrece a las piezas de chapa metálica de aluminio una superficie lisa sin alterar su tamaño.

Cepillado

Aquí simplemente empleas un cepillo con filamentos para mejorar la calidad superficial de los productos de chapa metálica de aluminio.

Puedes eliminar rebabas desarrolladas durante los diferentes pasos del procesamiento de chapa metálica de aluminio sin poner en peligro la calidad de la pieza.

Galvanoplastia

En este método, adhieres una capa delgada de metal a la superficie de la chapa metálica de aluminio.

Pintura en Polvo

Este método implica pintar la superficie de la chapa metálica de aluminio con pintura en polvo.

Luego horneas la superficie para formar capas resistentes que confieren resistencia al desgaste y la corrosión.

Industrias que Utilizan Piezas de Chapa Metálica de Aluminio Fabricadas

Las siguientes industrias emplean la fabricación de chapa metálica de aluminio:

Figura 5-Pieza metálica de chapa de aluminio fabricada

 

Pieza de chapa metálica de aluminio fabricada

Industria Automotriz

Puedes emplear piezas de chapa metálica de aluminio delgadas para formar bastidores sólidos para usar como capós, paneles laterales y guardabarros.

Electrodomésticos

Encuentras un uso extensivo de piezas de chapa metálica de aluminio para electrodomésticos.

Una aplicación común es en sartenes de cocina y carcasa para electrodomésticos como licuadoras y batidoras.

Industria Aeroespacial

Industria aeroespacial

 

Necesitas componentes con alta precisión y tolerancia en esta industria, capaces a través de la fabricación de chapa metálica de aluminio.

Construcción

La chapa metálica de aluminio es una característica común en la construcción donde se usa en techos y en la fabricación de revestimientos ondulados debido a su durabilidad.

Electrónica

Empleas la producción de chapa metálica de aluminio en el desarrollo de componentes electrónicos como computadoras, tabletas, equipos de audiovisual y de telecomunicaciones, e incluso drones.

Recintos

La fabricación de chapa metálica de aluminio puede satisfacer la demanda de encerrar mecanismos electrónicos por razones de seguridad o sanitarias.

Salud

Encuentras piezas de chapa metálica de aluminio fabricadas empleadas en herramientas médicas diseñadas para la precisión y la calidad.

Estas incluyen herramientas quirúrgicas como bisturís.

Consejos de Diseño para Ahorrar Costos en la Fabricación de Chapa Metálica de Aluminio

La naturaleza intensiva en mano de obra de la fabricación de chapa metálica de aluminio podría aumentar los costos de producción. Puedes mitigar los altos costos siguiendo las siguientes estrategias:

Avoid Plating or Welding

Los procesos de soldadura y galvanoplastia son costosos y afectan negativamente los plazos de entrega. Estos procesos tampoco son ambientalmente amigables.

Consider Basic Fasteners

El uso de elementos de fijación personalizados obstaculiza la producción y generalmente dispara el costo de producción. Emplea elementos de fijación básicos donde funcionen bien.

Employ Simple Design Elements

Si bien los diseños intrincados tienen un atractivo estético, aumentan los costos de producción.

Por ejemplo, el uso de láminas de aluminio gruesas y realizar varios dobleces y cortes complica la fabricación.

Maintain Proper Tolerances

Las tolerancias más finas aumentan el costo de producción de chapa metálica de aluminio, ya que requieren herramientas especializadas que debes reemplazar con frecuencia.

Select Appropriate Raw Materials

Al considerar la chapa metálica de aluminio, encuentras que es más económica que el acero inoxidable con cualidades casi idénticas.

Use Inexpensive Finishes

Realiza el acabado que sirva a la vida útil de tu producto de chapa metálica de aluminio sin enfatizar en el atractivo visual.

Use Optimal Bend Radius

Otra técnica para reducir los costos de producción de chapa metálica de aluminio es usar geometrías óptimas en el diseño.

El radio de doblado interno debe estar dentro del rango del grosor del material y 0,762 mm.

Utilize the Common Sheet Gauge

Tus costos de producción pueden aumentar cuando ordenas chapa metálica de aluminio en calibres personalizados.

Calibre de chapa común

 

Puedes emplear calibres estándar que son fácilmente accesibles para evitar un proceso de pedido prolongado.

Desafíos Comunes en la Fabricación de Chapa Metálica de Aluminio

Algunos problemas de fabricación comunes que experimentas con la chapa metálica de aluminio son:

Susceptibilidad al Daño

Aunque el aluminio es un metal flexible, es menos resistente que el acero y, por lo tanto, es probable que falle durante el proceso de fabricación.

Conductividad Térmica

La conductividad térmica del aluminio hace que resista el calor durante el proceso de soldadura, lo que potencialmente debilita las soldaduras.

Tolerancias Estándar en la Fabricación de Chapa Metálica de Aluminio

Figure-6-Tolerance-for-sheet-metal-fabrication

 

Tolerancia para la fabricación de chapa metálica

Puedes lograr un ajuste y una función excepcionales empleando la tolerancia correcta, lo que resulta en una mayor eficiencia de producción.

Tamaños de los Agujeros +/- 0.003 Pulgadas

El tamaño del agujero y las características dependen del punzón y la matriz. En general, una tolerancia adecuada y útil es de +/-0.003″.

Distancia de Agujero a Agujero +/- 0.005 Pulgadas

La maquinaria que empleas en la fabricación de chapa metálica de aluminio determina la precisión de la distancia de agujero a agujero. Una tolerancia de +/-0.005″ es manejable.

Distancia de Agujero a Borde +/- 0.010 Pulgadas

Cuando golpeas el metal, el estrés puede empujar el borde cuando está cerca de menos de dos veces el grosor del material. Esto puede afectar la precisión posicional del agujero en relación al borde, por lo que se requiere una tolerancia de aproximadamente +/-0.010″.

Distancia de Agujero a Doblado +/- 0.015 Pulgadas

Para la mayoría de las aplicaciones, una tolerancia de +/-0.015″ para la distancia de agujero a doblado es funcionalmente aceptable.

Debes tener en cuenta la variación de la prensa dobladora en relación al grosor del material.

Doblado a Doblado +/- 0.020 Pulgadas

Siempre debes permitir una tolerancia de +/-0.020″ en el doblado a doblado. Si cruzas varios dobleces, debes emplear tolerancias mayores.

Conclusión

Con las técnicas de esta guía, puedes fabricar cualquier parte de aluminio de tu elección.

Para todas tus piezas de chapa metálica de aluminio fabricadas de China, KDMFAB está aquí para ayudarte. ¡Contáctanos ahora!

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