¿Ha visto los productos de diseño elegante, moderno y estilizado fabricados con metales? Todos esos diseños metálicos son posibles gracias al proceso de plegado de metales. La carpintería metálica está incompleta sin un proceso de plegado adecuado. Pero, ¿cómo se curvan las chapas metálicas? Es posible que se lo pregunte al ver esos complejos productos fabricados con chapas metálicas.
Comprender este proceso es esencial para cualquier persona relacionada con la industria metalúrgica. El conocimiento del doblado de metales también le ayudará si es usted un aficionado al bricolaje. Este artículo le desvelará todo lo relacionado con el plegado de chapas metálicas. Aprenderá a doblar desde lo más básico hasta lo más avanzado. Así que ¡empecemos!
¿Qué es el plegado de chapa?
El plegado de chapa es un proceso de conformado de diferentes metales. Mediante este proceso, puede convertir chapas metálicas planas en formas intrincadas. Sin embargo, no se trata de un procedimiento de un solo paso, sino de una serie de pasos para conseguir los diseños deseados. Además, este procedimiento da forma a los metales sin romperlos ni fracturarlos.
Los productos metálicos, especialmente los de diseño complejo, son el resultado del plegado de metales. Las chapas se someten a un proceso de doblado para crear los productos finales. Además, el plegado puede dar diferentes formas según la forma de las matrices. En pocas palabras, se trata de transformar una chapa 2D en 3D.
Recuerde que el proceso de plegado depende de muchas herramientas y máquinas. Estas herramientas incluyen punzones, matrices y prensas. Todas estas herramientas desempeñan distintas funciones a la hora de dar forma al metal. Sin embargo, estas herramientas se fabrican para dar forma al material sin dañar su estructura.
Gracias a su sencillo funcionamiento, el plegado de chapa es útil en muchos campos. Por ejemplo, forma piezas de automóviles en la industria automovilística. Además, vigas, paneles, sillas, piezas de maquinaria, etc., también se forman mediante el plegado de chapa. No sería erróneo decir que la metalurgia no puede existir sin este proceso.
Tipos de plegado de chapa y su funcionamiento
Existen varios tipos de plegado de chapa metálica. Estos tipos utilizan diferentes métodos para doblar la chapa y darnos las formas deseadas. Recuerde que el funcionamiento de cada tipo de plegado varía. Por lo tanto, es fundamental comprenderlos antes de seleccionarlos para su proyecto. En la sección siguiente, hablaré brevemente de los tipos más comunes de plegado de chapa metálica.
1- Prensa plegadora
En este tipo, las chapas se doblan con una prensa plegadora. Consta de un bastidor resistente, un cilindro con un punzón y una bancada con una matriz. La chapa se coloca entre el punzón y la matriz. Un ariete con un punzón aplica fuerzas y empuja las piezas metálicas hacia la matriz.
La profundidad de la matriz decide hasta qué punto se doblará la chapa. En prensa plegadora moderna diseño cuenta con un sistema CNC (Control Numérico por Ordenador). Se trata de un sistema automatizado que dobla con precisión la chapa metálica para darle diferentes formas. Utilizando una plegadora, se pueden obtener dos tipos de plegado. A continuación se detallan dichos plegados.
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Flexión por aire
En este tipo de plegado, el punzón no presiona completamente la chapa en la matriz. Esto significa que la chapa flota por encima del fondo de la matriz. Hay un contacto parcial entre el punzón, la chapa y la matriz, por lo que se denomina plegado por aire.
Este proceso ayuda a crear diferentes ángulos en la chapa. Pero recuerde que hay más posibilidades de que la chapa retroceda al doblarla al aire. Este retroceso de la chapa puede afectar al ángulo final. Por lo tanto, la precisión se ve ligeramente comprometida en este proceso.
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Flexión inferior
El plegado por el fondo es el proceso inverso al plegado por aire. En este plegado, el punzón presiona la chapa hasta el fondo de la matriz. En este plegado, la matriz suele tener forma de V. Cuando la chapa encaja en esta forma, se obtiene un plegado preciso. Cuando la chapa encaja en esta forma, se obtiene un plegado preciso de la chapa.
En pocas palabras, el metal adopta la forma de la matriz, es decir, en V. Además, desaparece el problema del efecto muelle. Así pues, el plegado inferior se utiliza en la fabricación de piezas aeronáuticas en las que la precisión es una preocupación importante. Algunos llaman a este tipo plegado completo. La razón es que el punzón presiona completamente la chapa contra la matriz.
2- Rodando
El laminado es el segundo método de plegado de chapa. En este método, se da forma cilíndrica a la chapa utilizando diferentes rodillos. Las máquinas de laminado constan de dobladoras superiores e inferiores. Los rodillos inferiores sujetan la chapa y los superiores aplican presión para darle forma cilíndrica.
Sin embargo, el proceso de laminado tiene diferentes tipos en función del número de rodillos. Estos tipos incluyen el curvado con tres rodillos, el curvado con cuatro rodillos y el curvado de chapas. El proceso de laminado crea con precisión curvas suaves en la chapa. Además, este proceso también puede manipular eficazmente distintos tipos de material.
Aplicaciones del plegado de chapa metálica
La metalurgia moderna exige precisión. Los fabricantes no pueden conseguir los productos deseados si la precisión está ligeramente desviada. En este caso, es necesario plegar con precisión las chapas metálicas. Todas las industrias manufactureras dependen de este proceso de plegado para lograr los resultados deseados. Exploremos brevemente las distintas aplicaciones del plegado de metales.
1- Industria del automóvil
En la industria del automóvil, el curvado de chapa forma los bastidores de los vehículos. Los tubos curvados utilizados en el sistema de escape de los coches y otros vehículos también se fabrican utilizando el plegado de chapa. Como es sabido, la principal preocupación de la industria del automóvil es la innovación. Introducen diseños de carrocería de vehículos modernos e innovadores. Todos esos intrincados diseños se forman con la ayuda del plegado de chapa.
2- Aeroespacial y aviación
En las industrias aeroespacial y aeronáutica, la precisión nunca está reñida. Una ligera imprecisión en las piezas puede provocar un desastre. Utilizan materiales ligeros para fabricar componentes. Por eso, el proceso de plegado se utiliza cuidadosamente para esos materiales ligeros. El proceso se utiliza para diseñar tanto la estructura externa como la compleja geometría de las alas de los aviones. Además, los compartimentos de almacenamiento y los asientos también se preparan mediante plegado de metal.
3- Electrodomésticos
Es la aplicación más común del plegado de chapa. Este proceso se utiliza para fabricar todos los electrodomésticos. Por ejemplo, vemos los modernos diseños de frigoríficos y lavadoras. Un proceso de plegado de chapa prepara su armazón metálico interior y exterior. Este proceso proporciona la mejor combinación de durabilidad y estética para los electrodomésticos.
4- Equipamiento industrial
¿Ha visto alguna vez grandes máquinas trabajando en diferentes industrias? ¿Cómo se fabrican sus armazones? El proceso de plegado de chapa es la respuesta principal. El proceso de plegado también es útil para fabricar equipos como tuberías y tanques de almacenamiento. Todos los productos industriales de metal dependen del curvado.
Ventajas del plegado de chapa
Por lo dicho anteriormente, ¡sabrá lo vital que es el plegado! Es versátil y preciso, lo que ayuda a fabricar productos metálicos únicos y complejos. Pero las ventajas que ofrece el plegado van mucho más allá. Analicemos las importantes ventajas del plegado de chapas metálicas.
1- Precisión y exactitud
Esta es la principal ventaja del plegado de chapa. Como sabe, ninguna industria renuncia a la precisión en sus productos. Por eso, ganan precisión con el proceso de plegado de chapa. Recuerde que muchas máquinas curvadoras vienen con un sistema CNC. Estas máquinas funcionan con las instrucciones de un ordenador. Así, hay pocas posibilidades de que se produzcan errores humanos, y las chapas metálicas se fabrican con precisión en diversas formas.
2- Fabricación rentable
La rentabilidad del proceso de plegado de metales es otra de sus principales ventajas. Durante este proceso, la pérdida de metal en residuos es mínima. Esto reduce el coste total. Además, este proceso utiliza máquinas sencillas que ahorran energía. Estas máquinas ahorran el coste de las facturas de electricidad. Por último, el manejo de las plegadoras de metal no requiere grandes conocimientos. Por lo tanto, también reduce el coste de mano de obra.
3- Apoyo a los materiales ligeros
El material ligero es una preocupación importante para algunas industrias. En la aviación, las estructuras de los aviones se fabrican con materiales ligeros. Sin embargo, los materiales ligeros son relativamente débiles. No pueden soportar tensiones extremas. El plegado de chapa puede manejar fácilmente esos materiales sin riesgo de fractura.
4- Atractivo estético
El proceso de plegado de chapa proporciona un atractivo estético a los metales. Por ejemplo, los elegantes diseños de muebles metálicos se fabrican mediante el plegado de chapa. Este proceso también da forma a delicados trabajos metálicos en lugares arquitectónicos. El tratamiento de superficies se combina con este procedimiento para realzar aún más el atractivo estético del metal.
Desventajas del plegado de chapa
Junto con las ventajas del plegado de chapa, también existen algunas limitaciones. Conocerlas es esencial antes de seleccionar este proceso para su proyecto. Analicemos algunos de los retos frecuentes a los que puede enfrentarse durante este proceso.
1- Limitaciones materiales
El proceso de plegado de chapa no puede manipular todo tipo de materiales. Por ejemplo, el hierro fundido y algunas calidades bajas de acero no pueden fabricarse mediante este proceso. La razón es que tienen poca resistencia a la tracción y pueden romperse al doblarse. Además, este proceso no es adecuado para materiales más rígidos y de gran grosor. Por último, durante el proceso de plegado de metales puede surgir el problema del springback. Puede afectar al ángulo de plegado y afectar a la precisión.
2- Inversión inicial elevada
Aunque el plegado de chapa es rentable en general, su inversión inicial es elevada. Por ejemplo, se necesita una plegadora CNC y otras herramientas para mantener la precisión. Los precios de todas esas herramientas CNC son mucho más elevados. Además, el manejo de esas herramientas CNC requiere personal cualificado, lo que puede aumentar los costes de mano de obra. Por otra parte, para la personalización, se necesitan costosas herramientas avanzadas de punzonado y troquelado.
Lo más destacado: En el mercado existen diferentes máquinas curvadoras. Estas máquinas varían en precio y características. Las máquinas automatizadas y de precisión costarán más que las manuales. Si tienes un presupuesto ajustado, te recomiendo que utilices máquinas manuales que no tengan integración CNC.
3- Limitaciones de tamaño y escala
Las máquinas del proceso de plegado de metal suelen ser pequeñas. Estas máquinas carecen de plataformas ajustables para distintos tamaños de chapa. Por ejemplo, si desea fabricar una chapa de gran tamaño, no hay lugar para ajustarla. Como resultado, no podrá obtener los resultados deseados con precisión. La manipulación de chapas pequeñas también es un reto con estas máquinas.
4- Instalación lenta
Como he dicho antes, el proceso de plegado de chapa es una serie de pasos. Por lo tanto, algunos de los pasos llevan tiempo. Por ejemplo, durante el punzonado, hay que cambiar la matriz después de un tiempo para la formación de nuevos diseños. Además, es necesario ajustar manualmente algunas herramientas para obtener precisión, lo que lleva tiempo. Todos estos pasos ralentizan el proceso global de producción.
Comparación del plegado de chapa con otras tecnologías de transformación
¿Ha decidido elegir el proceso de plegado de chapa metálica para su proyecto? ¡PARE! Antes de tomar una decisión definitiva, debe saber por qué es diferente de otras tecnologías. En la tabla siguiente, veamos a vista de pájaro la comparación entre las distintas tecnologías.
| Característica | Curvado de chapa | Cizalla | Estampación | Corte por láser |
| Función principal | Deforma el metal en los ángulos o curvas deseados. | Corta líneas rectas en metal aplicando fuerza de cizallamiento. | Da forma al metal cortando y conformando simultáneamente. | Corta el metal con precisión mediante un láser focalizado. |
| Material necesario | Conserva una sola pieza de metal; sin material adicional. | Funciona en hojas sueltas sin material adicional. | Utiliza una sola hoja para múltiples salidas. | Retiene una sola hoja para un corte de precisión. |
| Complejidad de las formas | Complejidad moderada con curvas unidireccionales. | Limitado a cortes rectos. | Adecuado para diseños 3D complejos con varias matrices. | Alta precisión pero limitada a 2D o formas básicas. |
| Precisión | Moderado; depende de la calibración de la máquina. | Alta; excelente para cortes rectos. | Alta; la uniformidad depende de la calidad del troquel. | Muy alto; excelente para diseños intrincados. |
| Costo | Moderada; inversión inicial en máquinas. | Baja; requiere herramientas sencillas y menos capital. | Elevado; los costes de utillaje son significativos. | Alta; requiere equipos caros. |
| Eficiencia temporal | Moderado; requiere configuración y calibración. | Alta; rápida y eficaz para cortes rectos. | Alta; adecuada para la producción en serie. | Alta; especialmente para tareas de precisión a pequeña escala. |
| Residuos materiales | Baja; conserva la integridad del metal. | Baja; desperdicio mínimo gracias a los cortes limpios. | Moderado; chatarra de corte y punzonado. | Bajo; optimizado para la conservación del material. |
| Aplicación | Ideal para marcos, soportes y cerramientos. | Común para el recorte de chapas, acabado de bordes. | Se utiliza en la fabricación de automóviles y electrodomésticos. | Común para diseños intrincados y señalización. |
Materiales adecuados para el curvado
Imagine que instala las herramientas de plegado de chapa, pero el material que quiere fabricar no se puede doblar. Sería una pérdida de tiempo y dinero. No cabe duda de que el plegado de chapa es un procedimiento versátil. Sin embargo, sólo es adecuado para unos pocos materiales. En la sección siguiente, hablaré de esos materiales en detalle.
1- Acero dulce
El acero dulce tiene un bajo contenido de carbono, del orden de 0,05-0,25%. Debido a este bajo contenido, es muy maleable, lo que significa que no se deforma al aplicar una fuerza. Además, debido a su ligereza, es muy fácil de manejar. Estas razones indican que es un metal adecuado para el plegado. Este proceso permite crear fácilmente diseños intrincados en acero dulce con fines decorativos.
2- Aluminio
El aluminio pesa 1/3 del acero. Debido a su ligereza, es adecuado para el proceso de plegado. Sus aleaciones, como la 3003 y la 6061, son más ligeras y dúctiles. Por eso, en lugar del aluminio, se prefieren estas aleaciones para el curvado. El aluminio se utiliza en muchas industrias con distintos fines. Por ejemplo, las industrias automovilística y aeroespacial utilizan el aluminio para fabricar diferentes armazones.
3- Acero inoxidable
El acero inoxidable ofrece la mejor combinación de resistencia y ligereza. Además, destaca por su resistencia a la corrosión. Sus grados 304 y 316 tienen una mayor resistencia a la corrosión. Así, funciona eficazmente en ambientes marinos y húmedos. Además, debido a su naturaleza maleable, puede soportar altas presiones. Todas estas propiedades del acero inoxidable lo hacen adecuado para el proceso de doblado.
4- Titanio
En el proceso de curvado también se fabrica titanio. Pero hay que tener en cuenta que tratar con él durante el proceso de curvado es todo un reto. La razón radica en su grosor y resistencia. Para curvarlo se necesitan herramientas especializadas. El proceso de curvado también es un poco costoso. Aunque el titanio es un material difícil de tratar, se sigue doblando y utilizando en diversos campos. Por ejemplo, se utiliza para fabricar instrumentos médicos y motores de aviación.
Consideraciones clave para el diseño de plegado de chapa metálica
Hay que tener en cuenta algunos factores importantes a la hora de elegir un diseño de plegado de metal. Estas consideraciones le evitarán cometer errores comunes. Como consecuencia, podrá conseguir el resultado deseado con una precisión 100%. Echemos un breve vistazo a estas consideraciones en la sección siguiente.
1- Selección del material
En primer lugar, debe conocer la naturaleza del material que desea doblar. Asegúrese de que es lo suficientemente resistente y dúctil como para soportar una gran fuerza. Además, debe preferir un material ligero que sea fácil de manejar. Doblar un material muy ligero que no requiera una máquina de alto tonelaje también es un reto. Recomiendo optar por el equilibrio. El material debe ser ligero con una resistencia óptima.
2- Radio de curvatura
La gente no presta atención al radio de curvado y acaba lamentándolo. La selección del radio de curvado es clave para un proceso de curvado sin problemas. Por ejemplo, si dobla un material quebradizo y selecciona un radio de curvatura mínimo. Esto hará que el material se agriete o incluso se rompa. Elija material ligero si desea doblar material con un radio menor. Recuerde que el material ligero puede soportar con facilidad las curvaturas pronunciadas.
3- Longitud de plegado
Este es otro factor crítico que puede influir en el proceso de curvado. La longitud de curvado indica la longitud de material que se va a curvar. Si desea doblar más longitud, debe disponer de las herramientas adecuadas. Por lo general, las máquinas menos costosas son adecuadas para pequeñas longitudes de curvado. La selección de la longitud de curvado depende del tipo de producto que esté fabricando.
4- Springback
En el proceso de flexión, también puede surgir el problema del efecto spring-back. Sin embargo, muchas personas no tienen en cuenta este problema. Como resultado, obtienen un ángulo de doblado incorrecto, lo que afecta a la precisión. En este efecto, el material elástico, como el acero inoxidable, se desvía ligeramente del ángulo requerido después del doblado.
En palabras sencillas, algunos materiales intentan volver a su posición anterior. Este retorno del material a su posición anterior afecta al ángulo de curvatura. Como resultado, afectan a la precisión del ángulo de flexión. Para evitar este problema, debe aplicar una fuerza de doblado adicional. Además, el uso de herramientas CNC también elimina este problema.
5- Estado de los bordes
El estado de los bordes de la pieza metálica que va a doblar es lo más importante. Si los bordes son afilados e irregulares, afectarán a la calidad del plegado. Por el contrario, los bordes lisos de la chapa facilitan el doblado. Los bordes rugosos crean puntos débiles al doblarla. Estos puntos débiles no son buenos a largo plazo. Causan problemas como grietas y roturas. Por lo tanto, primero debe alisar los bordes si son irregulares.
6- Tolerancia al tratamiento
La tolerancia de mecanizado se refiere al margen aceptable de variación en el plegado. En pocas palabras, es la cantidad de precisión que podemos aceptar. Siempre debe trabajar con una tolerancia más ajustada y estricta. Le proporcionará una mejor calidad de plegado y un ángulo similar al que desea. Por el contrario, las tolerancias flojas también le pondrán al borde del arrepentimiento. Las posibilidades de error aumentan cuando se trabaja con tolerancias holgadas.
7- Herramientas y seguridad
Un material adecuado también puede manipular eficazmente materiales duros. Por último, la seguridad personal debe ser una preocupación importante. Antes de iniciar el proceso, asegúrese de que todas las máquinas están perfectamente alineadas. Debe haber suficiente espacio entre los operarios y las máquinas para evitar accidentes. Además, manipule con cuidado los bordes afilados del material doblado para evitar lesiones.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la regla de doblado para chapas metálicas?
La regla de curvado de las chapas metálicas es el radio de curvatura. El radio de curvatura debe ser inferior o igual al grosor de la chapa para que el curvado sea eficaz. Por ejemplo, si el grosor del metal es de 2 mm, el radio de curvatura debe ser de 2 mm o 1 mm.
¿Qué dispositivo se utiliza para doblar chapas metálicas?
Una prensa plegadora se utiliza principalmente para plegar la chapa. Consta de un punzón y una matriz. El punzón presiona el metal en la ranura de la matriz. Sin embargo, la profundidad de la matriz decide el ángulo de la curva. El diseño moderno de las plegadoras cuenta con un sistema CNC, que garantiza la precisión.
¿Cuál es el espesor máximo para el plegado de chapas?
El grosor del metal para el plegado de chapas varía en función del material. Por ejemplo, el grosor máximo del acero inoxidable es de 10 mm. Sin embargo, para el metal de aluminio, el grosor máximo es de 2 mm.
Conclusión
El proceso de plegado de metales permite fabricar distintos metales. Este proceso crea varios diseños intrincados en otros materiales. En este artículo he tratado todos los aspectos de este proceso. Por ejemplo, el plegado de metales es versátil y puede trabajar con distintos materiales. Es un proceso rentable y fácil de utilizar.
Sin embargo, este procedimiento también tiene algunas limitaciones. Por ejemplo, requiere mucho tiempo y no sirve para todos los materiales. El aluminio, el acero inoxidable y el acero dulce son materiales adecuados para este proceso. Por último, antes de poner en práctica este proceso, debe tener en cuenta algunas consideraciones. Debe conocer la naturaleza de sus materiales y herramientas.