La creciente demanda de productos hechos a medida impulsó una investigación que demostró que la chapa metálica es un material versátil que puede transformarse en diversas formas. La transformación se logra mediante el uso de procesos simples de formación de láminas, como el doblado de metal, para darle a la lámina las formas deseadas requeridas para diversos fines de producción. Para lograrlo se utilizan numerosas técnicas, y aprender a doblar chapa metálica requiere conocimientos básicos.
Este artículo analizará la importancia del doblado de chapa, cómo se realiza y su papel en procesos de fabricacion de chapa. También incluye algunos consejos útiles para doblar placas de acero.
¿Cuál es el significado: doblado de chapa metálica?
El proceso de doblar o dar forma a láminas de metal para crear un producto con una geometría específica se llama doblado de metal. Con la ayuda de una dobladora de chapa, se aplica fuerza a una pieza de trabajo para cambiar su geometría y producir la forma deseada. Realizar un procedimiento de doblado de chapa no es tan fácil como parece; Los muchos requisitos son verificar el material del producto, calcular el factor k, determinar la forma del metal y muchos más. El metal es particularmente único en operaciones de doblado debido a su maleabilidad.
Una variedad de máquinas realizan el trabajo de doblado para las industrias manufactureras. Para realizar la misma tarea, una sola máquina puede emplear múltiples técnicas de doblado. Los mismos procedimientos, que se tratarán con más detalle más adelante en este artículo, se utilizan para todos los productos cuyo proceso de fabricación requiere doblado. Pasemos directamente al proceso de doblado de chapa.
¿Cómo doblar chapa de metal?
Hay una variedad de máquinas disponibles para doblar láminas de metal. Normalmente se encuentra en pequeños talleres mecánicos, el tipo de dispositivo más popular es la máquina plegadora. Puede operarse manualmente o con control numérico computarizado (CNC) y un sistema hidráulico. Ambas máquinas funcionan con los mismos principios, pero la experiencia del operador varía. El siguiente procedimiento se centra en cómo funciona una máquina plegadora CNC:
- Determinar los parámetros de diseño.
Determine los parámetros de diseño, como la fuerza necesaria, la línea de doblez (el lugar donde se aplica la fuerza) y la secuencia de dobleces (si las hay), antes de usar la plegadora para chapa. También está la decisión de qué troquel usar para las curvas.
- Configurar la prensa Freno de flexión
La máquina dobladora CNC debe programarse con la información calculada para configurar la plegadora. Sólo entonces podrá determinar el doblez adecuado y la secuencia para realizar los dobleces en el metal. Se deben fijar la herramienta y el troquel adecuados para preparar la prensa y el freno para el doblado.
- Alinear la pieza
Alinee el metal alrededor del troquel y la herramienta. La lámina de metal se doblará en la línea de plegado mediante el funcionamiento de la máquina.
- Engrane la plegadora
Presione el botón de liberación para aplicar los parámetros de fuerza ingresados en la plegadora CNC en el segundo paso. La pieza se puede sacar y preparar para la siguiente etapa de producción después de que la plegadora haya doblado el metal.
Métodos de doblado de láminas de metal
Estos son los métodos estándar de doblado de chapa:
Doblado rotativo
El proceso de doblado por estirado rotatorio implica sujetar láminas de metal a un troquel giratorio y estirar el metal alrededor del troquel para crear una forma cuyo radio corresponda al radio de curvatura requerido. En esta técnica se utiliza frecuentemente un mandril de soporte interno para evitar que la chapa doblada se arrugue.
Doblado de rodillos
La chapa de metal se puede doblar en rollos, tubos, conos o formas curvas utilizando la técnica de doblado por rollo. En este proceso especial de conformado de láminas de metal se utilizan juegos de rodillos para alimentar y doblar el material metálico en la curvatura requerida.
Las láminas de metal se pueden formar en varios perfiles de sección transversal con múltiples curvas de flexión mediante curvado por rodillos. Es beneficioso para producir componentes de chapa metálica extremadamente largos con anchos de hasta 20 pulgadas y espesores que oscilan entre 0.004 y 0.125 pulgadas. La máquina dobladora de rodillos, por ejemplo, se puede utilizar para fabricar prototipado rápido piezas como paneles, rieles y estanterías, que generalmente se utilizan en edificios para aplicaciones de HVAC, iluminación y techos.
Cilíndrico
Una variación de la flexión en V conocida como "tocar fondo" o "flexión del fondo" también resuelve el problema del retorno elástico. Después del doblado, implica ejercer una fuerza adicional a través de la punta del punzón para deformar la chapa en la región de doblado.
El fondo proporciona un control preciso sobre el ángulo de curvatura, al igual que lo hace la curvatura con aire. Sin embargo, requiere una prensa de mayor tonelaje que la de doblado de fondo.
Flexión de aire
De manera similar a la técnica de doblado en V, el doblado por aire también utiliza un punzón y una matriz en forma de V para doblar láminas de metal. El punzón en la técnica de curvado por aire, a diferencia del método tradicional de curvado en V, no presiona la lámina hacia el fondo de la cavidad. A diferencia del plegado en V tradicional, permite un mayor control sobre el ángulo de plegado porque deja espacio (o aire) debajo de la lámina.
Por ejemplo, supongamos que tiene un punzón y muere en un ángulo de 90°. Los ángulos de curvatura se pueden lograr con el método de curvatura por aire entre noventa y ochenta y un grados. Debido a que experimenta menos recuperación elástica (un término que describe la recuperación parcial de una pieza de chapa doblada a su geometría antes de aplicar fuerza de flexión), este método también garantiza un resultado más preciso. Las curvaturas irregulares se deben a la recuperación elástica, lo cual no es deseable.
Limpie la flexión
La técnica de doblado por limpieza utiliza una almohadilla de presión para sujetar la lámina de metal contra un troquel por limpieza. Luego, el punzón fuerza el borde de la hoja que sobresale más allá del troquel y la almohadilla de presión para que se doble sobre el extremo del troquel.
Puede crear las curvas deseadas (y los ángulos de curvatura) con menos fuerza cuando utiliza este método porque tiene una buena ventaja mecánica. Sin embargo, podría haber mejores opciones para hacer ángulos de curvatura agudos porque eso requeriría una maquinaria más sofisticada que pudiera aplicar fuerza horizontal.
doblado en V
La técnica más popular para doblar chapa es el doblado en V. El método de doblado en V, como su nombre indica, utiliza un punzón y un troquel en forma de V para doblar el metal en los ángulos deseados. La pieza de trabajo de chapa es forzada a entrar en la ranura en “forma de V” de la matriz mediante el punzón en forma de V, creando chapa con varios ángulos de curvatura. Por ejemplo, dependiendo del ángulo del punzón en forma de V y del troquel, se pueden lograr ángulos de curvatura agudos, obtusos o de 90°.
¿Qué equipo se necesita para doblar chapa metálica?
Si desea obtener resultados precisos y excelentes al doblar chapa, debe utilizar herramientas especializadas. Las tres herramientas esenciales comunes para doblar chapa son las dobladoras hidráulicas, las dobladoras manuales y las cizallas.
Dobladoras de Metal o Plegadoras Hidráulicas CNC
Una máquina dobladora hidráulica es una herramienta más sofisticada para doblar chapa. Esta máquina cuenta con un sistema hidráulico que le permite doblar láminas de mayor espesor y tamaño. También cuenta con un sistema de control digital que permite programar y realizar diferentes plegados de forma automática. Es ideal para grandes empresas manufactureras que producen piezas de chapa de gran tamaño.
Máquinas plegadoras manuales
La chapa metálica normalmente se dobla utilizando una máquina dobladora (o plegadora) manual. El tamaño de la herramienta varía según el grosor de la lámina y se utiliza comúnmente para dobleces sencillos. Las pequeñas empresas de mecanizado y talleres lo eligen frecuentemente porque también es razonablemente sencillo de utilizar y transportar.
Tijeras
La chapa se rompe en pedazos con unas tijeras. Sus funciones incluyen cortar formas geométricas precisas de láminas de metal antes de doblarlas; Pueden ser manuales o eléctricos.
¿Cuáles son las diversas técnicas para doblar chapa metálica?
Múltiples herramientas implican una variedad de técnicas de doblado de metales. Para seleccionar el mejor método para su empresa, primero debe comprender las diferencias entre los distintos enfoques.
Doblado por láser
La flexión por láser es un método relativamente nuevo que crea curvas excelentes utilizando la precisión de un rayo láser. Los beneficios de las plegadoras y el corte por láser se combinan en una máquina dobladora por láser.
Primero, corte la lámina de metal al tamaño y forma adecuados con el láser. Luego, continúe usando el láser para calentar el área doblada de la hoja para hacer que el metal sea más flexible y, por lo tanto, más fácil de doblar. Se utiliza una prensa plegadora convencional para doblar la hoja después de haberla calentado.
La capacidad de doblar con rapidez y precisión láminas extremadamente gruesas es solo uno de los muchos beneficios de esta técnica de doblado. Además, permite crear dobleces con ángulos extremadamente agudos sin correr el riesgo de que la lámina se agriete o deforme.
Prensa plegadora
La plegadora es fundamental para la producción de estructuras que implican trabajos de chapa. Una lámina de metal se dobla golpeándola hasta darle la forma deseada contra un troquel. Con esta máquina podrás doblar chapas de hasta 20 mm de espesor. Las plegadoras mecánicas e hidráulicas son los dos tipos de plegadoras.
Puede crear curvas en forma de U o V con una plegadora. Cuando el metal está completamente perforado en la forma del troquel, se hace una curva en V. Este tipo de plegado se limita a láminas con un espesor no superior a 2 mm.
Una plegadora también puede realizar una curvatura por aire, en la que el punzón solo presiona la hoja en el ángulo requerido en lugar de introducirla completamente en el troquel. Una herramienta versátil, la plegadora puede doblar láminas de varios espesores de varias maneras. Póngase en contacto con expertos en doblado de metales de inmediato para obtener más información sobre sus capacidades.
plegado manual
Puedes doblar láminas de metal a mano si no tienes una máquina dobladora. Para empezar, debes determinar la tolerancia a la flexión de la lámina según el tipo de metal que estés utilizando. Después de eso, use un marcador para indicar las líneas de doblez en su hoja y córtela al tamaño adecuado. Coloque la placa firmemente dentro de un tornillo de banco con un bloque de madera como guía para el molde.
Luego, golpea suavemente la hoja contra el bloque de madera con un martillo hasta que el metal cambie de forma. Las hojas más gruesas pueden romperse, por lo que este método sólo se recomienda para hojas que no tengan un ancho superior a 2 mm.
Si bien puede ser rápido y fácil de hacer a mano, el doblado manual no puede igualar la precisión y calidad que puede proporcionar una máquina dobladora. Se recomienda utilizar una máquina dobladora para láminas más gruesas o curvas más complejas para evitar que se rompa la lámina.
¿Qué materiales funcionan bien para doblar chapa metálica?
Una máquina dobladora no puede doblar un material elástico-plástico. Si lo intenta, también puede dañar su máquina. Se debe tener especial cuidado a la hora de seleccionar materiales para doblar chapa en el proceso de fabricación. Echemos un vistazo a algunos de los mejores materiales para doblar y formar chapa metálica.
- Cobre
El material anticorrosivo más fuerte es también el menos costoso. Cobre se utiliza para producir doblado de chapa de alta precisión. El cobre es un material probado y verdadero que se usa ampliamente en muchas industrias de doblado de metales para una variedad de aplicaciones.
- Acero inoxidable
Cuando el producto resultante requiera robustez y mayor resistencia del metal, acero inoxidable es el primer material que me viene a la mente. Para dar forma al producto de acero inoxidable también es necesario utilizar una máquina dobladora de chapa de alta potencia.
- Titanio
El titanio es un material resistente a la corrosión y de alta resistencia, ideal para técnicas de doblado de chapa. Si su producto es equipo médico o deportivo, el titanio debería ser el material preferido en su lista.
- Aluminio
Aluminio se encuentra comúnmente en aplicaciones livianas. Doblar el material de aluminio requiere especial cuidado para evitar que se colapse o se agriete en las esquinas.
- Acero al Carbón
El acero al carbono es uno de los materiales más versátiles y duraderos para la fabricación de chapa. Debido a que este material es reciclable, también ayudará a reducir la huella de carbono.
Estos son algunos de los mejores materiales para doblar chapa. Entre los materiales mencionados anteriormente, el acero al carbono es el más utilizado. Muchos otros metales pueden resultar útiles en el proceso de doblado. Sin embargo, antes de finalizar el material, asegúrese de realizar una investigación exhaustiva.
Los mejores consejos para doblar chapa de metal
Para garantizar que el doblado de metal se realice sin problemas, le brindamos algunos consejos que debe considerar en sus técnicas de doblado de chapa:
Evite doblarse hacia una esquina interna afilada
La tensión interna aumenta cuando las esquinas interiores se doblan bruscamente. Incluso si el metal es dúctil y maleable, es susceptible de agrietarse. Este problema se puede reducir significativamente si se tiene en cuenta el radio de la herramienta de plegado. Trabajando hacia adelante y hacia atrás entre las líneas de plegado, doble gradualmente la chapa hasta el ángulo deseado.
Esté atento al radio de curvatura interior, que debe ser igual al espesor de la chapa de formación. Por ejemplo, si se dobla una lámina de metal de 3 mm de espesor, el radio de curvatura interior también debe ser de 3 mm. Lo mismo ocurre con el ángulo de flexión, que no debe ser mayor que el espesor total de la chapa.
Use calor para curvas gruesas/pesadas
Algunos metales son propensos a romperse o agrietarse cuando se doblan con fuerza. Estos metales necesitan calor en lugar de fuerza para lograr la curvatura deseada en la chapa. Respecto al doblado con calor se utilizan dos términos técnicos: conformado en caliente y recocido. El recocido suaviza un metal, haciéndolo más maleable. Doblar en caliente consiste simplemente en calentar el metal hasta que se ponga rojo y luego usar fuerza para doblarlo. Estas técnicas reducen significativamente la probabilidad de que el metal se rompa y agriete.
Usar margen de curvatura
El margen de curvatura es una propiedad del metal que determina la facilidad con la que se puede doblar. Le recomendamos que realice cálculos de tolerancia de curvatura para determinar la longitud de la hoja necesaria para realizar una curvatura de ángulo y radio específicos. Tener en cuenta el margen de flexión y la fuerza de flexión durante el proceso de fabricación le ayudará a lograr un resultado del producto más limpio. También le ayudará a producir un modelo de fabricación aplanado con precisión.
Aplicaciones de chapa doblada
En la industria metalúrgica uno de los procesos más importantes es el plegado de chapa. Por ejemplo, dado que los fabricantes de automóviles experimentan con diversas formas para encontrar el componente ideal que complemente su diseño, esta etapa es crucial. Mediante este proceso se pueden producir piezas de motor de gran tamaño a nivel industrial.
Sin embargo, también puede fabricar piezas pequeñas para reemplazar componentes desgastados del motor. Todos los métodos de doblado de chapa consideran procedimientos estándar para garantizar la precisión durante todo el proceso de producción, aunque intervienen numerosos procesos.
Conclusión
Para evitar fallas durante el proceso de fabricación, es esencial cumplir con las reglas para el doblado de chapa y poseer competencia en múltiples funciones. Si se toman las medidas adecuadas, puede llegar a ser manejable. Contacto Zintilon fabricación de chapa para encontrar soluciones para todos sus problemas de doblado de chapa metálica.
Preguntas Frecuentes
¿Cómo puede el corte por láser aumentar la precisión y eficacia del doblado de chapa metálica?
Dado que el corte por láser requiere menos tiempo para preparar la chapa para doblarla, aumenta la eficiencia del doblado de chapa. Los bordes con tolerancias ajustadas son otro beneficio del corte por láser. Si se utiliza una máquina dobladora de plegadoras de metal, estos bordes se pueden utilizar como datos. La precisión de la ubicación del doblez disminuiría al disminuir la precisión del borde cortado.
¿Qué es el margen de flexión de chapa metálica?
El término "margen de flexión" en la fabricación describe el espacio asignado para permitir el estiramiento y doblado de la chapa. La chapa metálica sufre cambios de dimensión física cuando se dobla desde su forma plana original. El material se comprime y se estira tanto por dentro como por fuera cuando se dobla con fuerza.
La fuerza de compresión y estiramiento en la curva da como resultado esta deformación. Esto modifica la longitud total de la chapa. Sin embargo, la distancia entre la superficie exterior bajo tensión y la superficie interior comprimida se determina midiendo el espesor de la curvatura. Una línea conocida como “eje neutral” sirve como indicador de esto.
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