Guía definitiva sobre el plegado de chapa metálica

 

La conformación es un proceso importante en el proceso de fabricación de chapas metálicas.

En esta guía, explicaré todo lo que debe saber sobre el proceso de conformación de chapas metálicas.

Si quieres ser un experto en partes de conformación de metal, lee esta guía hasta el final.

¿Qué es la Conformación de Metal?

La conformación de chapas metálicas implica la deformación de una parte metálica plásticamente a lo largo de un eje, lo que resulta en un cambio geométrico. El cambio es solo en la forma mientras que el volumen de la parte metálica permanece igual.

Tipos Comunes de Técnicas de Conformación de Chapas Metálicas

Algunos de los métodos de conformación más comunes son:

Plegado

Un doblador de barras o freno de cornisa te permite realizar operaciones de plegado en piezas de chapa metálica. Una viga de sujeción es crucial para doblar la pieza en la forma deseada al apretar. El resultado final es un doblez en forma de V con ángulos de doblez negativos o positivos.

 

Doblado en V

La conformación en V emplea una matriz en forma de V y un punzón que te permite realizar dobleces con diferentes ángulos. Al posicionar la pieza de chapa metálica sobre la matriz en V, doblas la pieza utilizando una prensa plegadora.

El punto de presión del punzón determina el ángulo formado de la chapa metálica. Tienes tres enfoques para el doblado en V:

 

Fondo

En esta técnica, comprimes la pieza de chapa metálica hasta el fondo de la matriz para crear una forma y ángulo específicos. El doblez resultante representa la configuración de la herramienta de la matriz.

El fondo supera el problema de rebote elástico mediante la fuerza de la matriz y el punzón y los parámetros de ángulo dan forma permanentemente a la parte metálica.

 

Acuñado

La precisión y la capacidad distintiva para producir partes metálicas ejemplares hacen que el acuñado sea una técnica popular de conformación de metal. Las partes de chapa metálica dobladas no tienen rebote elástico durante el procedimiento. Esto se debe a que la moneda solo abolla ligeramente la parte de chapa metálica, lo que te permite identificar la diferencia.

Doblado con Aire

En comparación con el fondo y el acuñado, el doblado con aire es una técnica menos precisa que también es susceptible al rebote elástico. No obstante, es fácil de usar ya que no empleas herramientas.

En este proceso, un punzón aplica presión a la pieza de chapa metálica en la cavidad de la matriz. Durante el proceso de doblado, la parte metálica no toca el fondo de la matriz, lo que requiere el uso de una prensa plegadora.

Doblado por Deslizamiento

En el doblado por deslizamiento, aseguras la pieza metálica con una abrazadera sobre la cual aplicas fuerza contra la matriz. Realizas la acción de doblado al someter la pieza de chapa metálica a una fuerza que se imprime contra la matriz.

Esta técnica tiene ventaja mecánica, lo que te permite doblar objetos con menos fuerza. No obstante, es difícil hacer ángulos de doblez obtusos y requiere maquinaria sofisticada con la fuerza horizontal necesaria.

Doblado por Rodadura

En el doblado por rodadura, creas partes curvadas como conos y tubos. Los juegos de rodillos son fundamentales en el uso de este método, capaz de lograr diferentes perfiles de sección transversal con numerosas curvas.

Doblado por Empuje Giratorio

Aquí, sujetas las piezas metálicas a una matriz giratoria, tirando alrededor de ella para que coincida con el radio de doblado requerido. Esta técnica utiliza con frecuencia un mandril de soporte internamente para evitar que la pieza de chapa metálica doblada se arrugue.
La flexión por tracción no raspa la superficie de la pieza a diferencia de las técnicas de doblado por estirado (wipe) y en V.

Flexión por Tracción
Flexión por Tracción

Además, puedes elaborar piezas de metal con amplios ángulos de flexión y bordes afilados.

Doblado por Pasos

Esta técnica utiliza múltiples dobleces en V sucesivos para elaborar una pieza con un radio grande. La cantidad de dobleces y la distancia entre ellos determinan en última instancia la calidad, que aumenta con el número. Es un método rentable para volúmenes de producción pequeños.

Doblado por Pasos para Chapa Metálica
Doblado por Pasos para Chapa Metálica

En resumen, elegirás la máquina y las herramientas de doblado de chapa metálica en función del proceso de doblado.

Beneficios del Doblado de Chapa Metálica

Existen muchas razones por las cuales deberías considerar el doblado como una técnica crítica en el proceso de fabricación de chapa metálica.

  1. Mayor Precisión: Dado la determinación precisa del factor k y la tolerancia de doblado, el proceso de doblado de metal es significativamente preciso.
  2. Mayor Productividad: El proceso de doblado requiere menos herramientas y puede admitir la automatización. Por lo tanto, puedes llevar a cabo operaciones de doblado rápidas permitiendo una producción de alto volumen.
  3. Menos Procedimientos Secundarios: El proceso de doblado no requiere procesos secundarios para su finalización, como el corte, que podría requerir soldadura.
  4. Bajo Costo de Herramientas: El proceso de doblado utiliza herramientas simples para llevar a cabo el proceso, lo que resulta en un costo total bajo.
  5. Reducir el Uso de Piezas: El doblado te permite formar una sola pieza en la forma deseada sin la necesidad de emplear muchas piezas en un ensamblaje.
  6. Reducción del Peso de la Pieza: Puedes obtener rigidez y resistencia deseadas en la pieza al emplear el doblado sin registrar un aumento en el peso de la pieza.

Aplicaciones del Doblado de Chapa Metálica

Destacaremos algunas de las aplicaciones más comunes:

  1. Electrodomésticos: Muchos electrodomésticos como lavadoras y licuadoras emplean metal, como acero inoxidable, en su construcción. Por ejemplo, la formación del tambor en una lavadora se logra doblando chapa metálica en la forma deseada.
  2. Industria Automotriz y Aeronáutica: Partes de vehículos y aeronaves, como paneles laterales y fuselajes respectivamente, emplean el proceso de doblado durante la formación. El doblado puede permitir la ejecución de características de diseño como la aerodinámica para aumentar la eficiencia.
  3. Construcción: La industria de la construcción emplea chapas metálicas dobladas en áreas como techado, perforación de pozos y pozos, y barandillas de seguridad. Las láminas de hierro corrugado utilizadas en techos de casas se someten a un proceso de doblado como característica de diseño.
  4. Industria de la Salud: Equipos y maquinaria en el sector de la salud, como máquinas de resonancia magnética e incluso camas, emplean la fabricación de metal, incluido el doblado.
  5. Industria Manufacturera: Encuentras la aplicación de doblado de metal en el sector manufacturero, como la construcción de calderas. Para formar un equipo con pocos puntos de tensión, se realiza el proceso de doblado en lugar de, por ejemplo, soldadura.

Limitaciones del Proceso de Doblado

Siempre que adoptes esta técnica de fabricación de metal, es importante prestar atención a:

  • Altos Costos Iniciales: Configurar el equipo para el proceso de doblado de piezas de metal es intensivo en capital en comparación con otros materiales como el plástico.
  • Restricciones de Diseño: Algunas propiedades físicas y mecánicas de los metales los hacen inadecuados para producir geometrías o formas complicadas.
  • Operaciones Auxiliares: Después del proceso de doblado de metal, necesitarás otras operaciones secundarias como pintura y acabado.

Mejor Material de Chapa Metálica para el Proceso de Doblado

Puedes doblar chapas metálicas de diferentes calibres o espesores. Además, el proceso de doblado es adecuado para prácticamente todas las chapas metálicas.

Echemos un vistazo a algunas:
i. Aluminio: El aluminio se combina fácilmente con otros elementos para formar aleaciones con una amplia variedad de propiedades. Algunas de las aleaciones más comunes son:

  • Aluminio 5052: Este tipo de aleación tiene una impresionante maleabilidad sin deficiencias de grietas, excepto al ser retrabajada.
  • Aluminio 6061: Esta aleación de aluminio presenta un desafío al doblarse, ya que es propensa a agrietarse. El metal se debilita al doblarse en frío, mientras que la maleabilidad aumenta con el recocido.

ii. Acero aleado recocido: Depende de la aleación, siendo el acero 4140 ofrece una impresionante maleabilidad con menos posibilidad de agrietarse.

iii. Latón: La concentración de zinc en el latón es crucial, ya que cuanto más zinc, menos flexible es el material. Es útil al realizar procedimientos de doblado simples, con procesos más complejos que requieren calentamiento.

iv. Bronce: Doblado el bronce no es una tarea sencilla, además de su tendencia a agrietarse a menos que se trate calentándolo.

v. Cobre: Tiene una alta maleabilidad, lo que lo hace fácilmente flexible.

vi. Acero: Con este material, se encuentran diferentes variantes, siendo el acero laminado en caliente más maleable que el acero laminado en frío. Las principales variantes son:

  • Acero de bajo carbono: Disponible en formas laminadas en caliente y en frío, el acero suave tiene un alto grado de ductilidad. Sin embargo, es necesario recubrirlo para prevenir la corrosión en presencia de humedad, como a través de la galvanización.
  • Acero para muelles: Es maleable al recocerse y es necesario el calor para volver a doblarse cuando está endurecido por el trabajo.
  • Acero inoxidable: Es una aleación de acero suave que contiene más del 10.5% de cromo, lo que lo hace altamente resistente a la corrosión.

vii. Titanio: La rigidez del titanio es tal que es necesario diseñar un radio interno extendido para el doblado. Dado que la recuperación elástica es un problema, es necesario sobredoblar las piezas de chapa metálica de este material.

Herramientas y Equipos Para Doblado de Chapa Metálica

Dependiendo del tipo de estilo de doblado que desee lograr, puede considerar cualquiera de estas herramientas y equipos:

i. La prensa dobladora: Es la herramienta principal para doblar metal, con diferentes variedades, como las siguientes:

  • Prensa dobladora de cornisas: Sujeta una pieza de chapa metálica a una superficie plana utilizando la fuerza para plisarla o doblarla en línea recta.
  • Prensa dobladora: Emplea una combinación de punzón y matriz para hacer dobleces en diferentes formas (U, V, etc.)
  • Prensa dobladora de caja y pan: Produce varias líneas de dobleces utilizando proyecciones metálicas en forma de dedos.
  • Prensa dobladora recta: Tiene un diseño robusto que es simple de usar con una precisión de doblado inigualable.
  • Prensa dobladora: Puede doblar diferentes materiales de manera ordenada y con diferentes grosores.

ii. Dobladora de barras: Un dispositivo de doblado compacto y sencillo con un solo mango que emplea un solo movimiento de doblado.

iii. Rodillo de placas: Realiza operaciones de doblado para formar componentes redondeados como aros, equipos de calderas, intercambiadores de calor y apoyos de túneles.

iv. Dobladora de chapa metálica: Dobla piezas de chapa metálica con un grosor máximo de un milímetro.

v. Rodillo de chapa metálica: Produce una amplia variedad de objetos circulares, cilindros, arcos y dobleces.

Consejos de Diseño Para Piezas de Chapa Metálica Doblada

Veamos algunas reglas de diseño comunes que le ayudarán a obtener los mejores diseños y formas:

i. Alivio de doblez: Cree alivios de doblez cortando láser pequeñas incisiones en los lados del diseño del nervio con un ancho que exceda el grosor del material.

ii. Dirección del doblez: La dirección del doblez no debe corresponder a la del laminado del material.

iii. La línea de doblez es paralela a un lado: Tal escenario produce resultados poco confiables. Un lado paralelo es necesario por motivos de colocación.

iv. Lados chaflanados: El chaflán debe terminar antes de la base del detalle. Se logran buenos dobleces espaciando adecuadamente los chaflanes.

v. Dobleces cercanos: Al incorporar dobleces consecutivos, haga que la parte central del diseño sea más larga que los nervios.

vi. Distancia del agujero al doblez: Los agujeros pueden deformarse si están demasiado cerca del doblez.

vii. Mantener los dobleces en la misma línea: Especialmente donde hay una serie de nervios.

viii. Longitud mínima del nervio: Elija el ancho de la matriz en función del grosor. Construir un nervio con altura mínima resulta en su terminación en la fisura.

ix. Tuercas remachadas: Inserte tuercas remachadas antes de doblar cerca de la línea de doblez para asegurarse de que estén fijas.

x. Simetría: Trate de hacer que sus piezas sean lo más simétricas posible para evitar un proceso de doblado deficiente.

Conclusión

Como puede ver, el doblado de chapa metálica es un proceso importante en la fabricación de chapa metálica. Espero que con la información de esta guía, pueda doblar toda la chapa metálica a una forma y diseño adecuados.

Más Recursos:

Factores a Considerar al Doblar Chapa Metálica – Fuente: KDMFAB

Doblado de Chapa Metálica – Fuente: Fractory

Doblado en la Trabajación del Metal – Fuente: Wikipedia

Proceso de Doblar Chapa Metálica – Fuente: The Library Of Manufacturing

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