Doblado de chapa metálica: definición, métodos y materiales

"La fuerza y ​​la configuración del troquel en el doblado de chapa transforma las láminas planas en componentes funcionales y estéticos, esenciales en todo, desde el sector aeroespacial hasta los bienes de consumo". 

La manipulación de láminas de metal para darles la forma deseada tiene muchos beneficios en la fabricación. Por eso, los fabricantes utilizan diferentes métodos de fabricación para producir una amplia gama de artículos. Aquí, Doblado de chapa es uno de los métodos fundamentales. Este método utiliza muchas técnicas para deformar las láminas en un radio de curvatura específico. A veces, la flexión por sí sola puede crear la geometría final, mientras que en algunos casos se combina con otros métodos de fabricación para producir la pieza o producto final.

Además, cubriremos brevemente los diferentes aspectos del plegado, incluido su funcionamiento, métodos y láminas de materiales compatibles.

Los fundamentos del doblado de chapa metálica

El trabajo de flexión de metal implica aplicar fuerza más allá de su límite elástico en un ángulo de flexión específico. Entonces, la hoja se deforma en ese ángulo. La sección deformada de la chapa metálica se denomina retroceso. A continuación, el método de flexión también crea curvaturas específicas, como forma de U o V.

Si observamos la configuración de herramientas o equipos para doblar láminas de metal, incluye tres componentes principales;

• Bending Die
• Desforge Plegadora Hidraulica CNC
• Puñetazo

El troquel de doblado se refiere a una forma específica donde se coloca la hoja de trabajo. Un punzón ejecuta las fuerzas sobre la chapa y se deforma según la geometría del troquel. Mientras tanto, la plegadora controla la fuerza de punzonado y doblado.

Mecanismo de doblado de chapa 

Es el mecanismo básico del doblado por aire, donde el punzón fuerza la lámina hacia el interior del troquel para lograr el doblado. A continuación, le presentamos la terminología básica asociada con el trabajo del doblado de chapa metálica. 

Asignación de curva

Es la longitud adicional de chapa que se agrega para adaptarse a una curva. 

L= a ( r + kt )

a= Ángulo de curvatura (radianes)

r= radio de Ben

t=espesor

k= constante (1/2 a 1/3)

Radio de doblaje

El radio del arco interior de una curva ilustra el área de deformación del material.

Radio de curvatura mínimo

El límite inferior del radio de curvatura alcanzable depende del tipo y espesor del material. Básicamente, si fijas el radio de curvatura por debajo de esta capacidad, comenzará a agrietarse.

6t para aleaciones de Al, 4-6t para aleaciones de acero, etc.

Fuerza de flexión

La fuerza necesaria para deformar la hoja en la forma deseada o la fuerza ejercida por el punzón. 

F = kYLt2 / D

Relacionado: Los fundamentos de la fabricación de chapa

El proceso de doblado de chapa metálica

Lograr la forma final a partir de láminas de metal en bruto implica diferentes etapas. Primero, es necesario cortarlo en un tamaño pequeño según el diseño. Típicamente, Corte por láser de chapa Se utiliza para cortar hojas grandes en las dimensiones deseadas. El láser puede cortar con precisión sin rebabas ni necesidad de acabados adicionales. Luego, configure el troquel, el punzonador y el horneado por prensa. 

Proceso de doblado de chapa

A continuación se explica el paso a paso del proceso de doblado de chapa.

1. Fijación de los parámetros de flexión

Primero, es necesario calcular diferentes parámetros, como la fuerza requerida, el margen de flexión, el radio de flexión, etc. Algunos de los parámetros también se especifican en el dibujo técnico 2D del proyecto.

2. Configuración de troqueles y punzones

La configuración del troquel y el punzón implica seleccionar el troquel y el punzón apropiados en la plegadora. La forma del troquel debe coincidir con el perfil de curvatura deseado y el punzón debe ser compatible en forma y tamaño. En consecuencia, es necesario personalizar el punzón y el troquel. Doblado de metal personalizado. Significa que si el doblez es complejo (es decir, no estándar como V, L, U o canal), primero se debe personalizar el troquel.

3. Alineación de la hoja de trabajo 

A continuación, mantenga una alineación adecuada de la chapa en la plegadora antes de doblarla. Es esencial asegurarse de que la curvatura se produzca en el ángulo correcto con respecto al eje neutro. Los operadores suelen marcar en el metal o en los topes de la máquina que posicionan la pieza de trabajo con precisión.

4. Aplicar la fuerza con el puñetazo

Finalmente, llega el momento de la ejecución del proceso de doblado. En este paso, el ariete de la máquina introduce el punzón en el metal, forzándolo a entrar en la matriz. Como se mencionó anteriormente, la fuerza debe calcularse con precisión en función de las propiedades del metal y los parámetros de flexión. De lo contrario, se doblará demasiado o demasiado poco.

¿Cuáles son los diferentes métodos de doblado de chapa metálica?

Se pueden utilizar diferentes métodos de doblado de chapa según la especificación del doblez o forma requerida. Por ejemplo, la flexión en V crea una forma de V con ángulos como 30˚, 45˚, 60˚, 80, etc. Por otro lado, el doblado por rodillos es ideal para superficies curvas. Aquí, el punto es que cada método tiene diferentes implicaciones de flexión.

Ahora, analicemos todos los aspectos comunes. Métodos de doblado de láminas de metal uno a uno;

1. Doblado en V

Este es uno de los más comunes. servicios de plegado de metales que puede satisfacer diversos requisitos de flexión. Como sugiere el nombre, el doblado en V implica un troquel, un punzón y una prensa en forma de V. Este método crea curvas en varios ángulos en láminas delgadas y moderadamente gruesas. La prensa puede ser hidráulica, mecánica o CNC.

Las máquinas dobladoras CNC o prensas rompedoras pueden imponer tensión con precisión en la hoja de trabajo (sobre el troquel en V). 

Punzonado manual versus automático

Bajo este método de flexión, existen dos técnicas específicas.

• Flexión de aire

En el doblado por aire, el punzón empuja la pieza de trabajo para que se apoye en los dos puntos de la matriz. Sin embargo, el punzón desciende menos que la profundidad del troquel. Este mecanismo proporciona flexibilidad en los ángulos de flexión. Permite ajustar la carrera de la plegadora sin cambiar el utillaje. 

Una desventaja de la flexión por aire es el "retroceso elástico". La hoja puede retroceder, lo que afecta a la precisión del ángulo.

• Doblado Inferior 

Esta técnica es similar a la flexión con aire, excepto que ejerce pequeñas fuerzas después de completar la flexión para hacer frente al resorte. Por lo tanto, es más preciso que la flexión con aire. Además, la flexión del fondo requiere relativamente más fuerza de flexión. Es compatible con láminas más gruesas.

2. Doblado o enrollado

Proceso de doblado de rollos

Este método convierte hojas de trabajo en formas de curvatura. Se trata de múltiples rodillos que curvan la chapa a medida que pasa a través de ellos. Mientras tanto, se pueden ajustar según la curvatura requerida.

Es ideal para;

• Conos
• Tubos
• Conos

El método de laminado también puede manejar láminas más duras y gruesas, ya que los rodillos pueden ejercer una mayor tensión.

3. Doblado rotatorio

flexión rotatoria 

La principal diferencia en la flexión rotatoria es su mecanismo. En este método, el troquel de doblado gira alrededor de la chapa para crear el doblez deseado. A diferencia de otros, no implica presionar la chapa, sino que el punzón gira alrededor del punto fijo de la chapa para ejercer una fuerza continua alrededor del punto de flexión. 

• Manejar hojas grandes y materiales pesados.
• Utilizado en construcción naval, aeroespacial y automotriz. 
• Se puede ajustar el número de rodillos.

4. Doblado de escalones

Se refiere a múltiples curvas pequeñas a intervalos variables a lo largo de la hoja de trabajo. Veamos el ejemplo de la pieza doblada por pasos, una tolva cónica. Aquí, se requieren curvas en V repetitivas para formar los escalones entre las curvas. 

En consecuencia, la naturaleza incremental de las curvaturas reduce el efecto de recuperación elástica para obtener resultados precisos. También es adecuado para Doblado de metal personalizado ya que son posibles varias curvas complejas y únicas utilizando la técnica de flexión escalonada.

Ejemplos de aplicación; 

• La sección del ala de un avión.
• Artículos arquitectónicos y decorativos.
• Piezas de automóvil como guardabarros o paneles de puertas.
• Construcción de mamparos y secciones de casco en un Barco

¿Qué láminas de metal se pueden doblar? Las opciones de materiales 

Otro aspecto crítico del doblado de chapa metálica es el metal y las aleaciones compatibles. Este fabricación de chapa La técnica se puede aplicar a varias láminas de materiales. Sin embargo, la selección varía según las propiedades deseadas y el método de doblado previsto. 

La siguiente tabla ilustra los materiales para doblar chapa metálica, las calidades comunes y las propiedades clave.

Tabla: Metal y aleaciones para doblar chapa metálica 

Otros procesos de conformado de chapa metálica 

Además del plegado, existen otros procesos de plegado de chapa, como el estiramiento y el corte. Estos procesos tienen distintas implicaciones en la fabricación.

1. Estiramiento de chapa

Este método de formación expande la superficie de la hoja de trabajo sin alterar significativamente el grosor. Lo mejor es estirar para crear curvas de gran radio y formas complejas.

Además, existe un límite en cuanto a cuánto se puede estirar una lámina, que depende del grosor y del tipo de material. Si se estira más allá de la resistencia máxima a la tracción (UTS), se producirán grietas o la lámina podría romperse.

2. Muescas y lengüetas en la fabricación de chapa metálica

Estas son otras características críticas de la fabricación de chapa metálica del proceso de conformado. Una muesca se refiere a una sección recortada en la hoja, donde se elimina una forma específica del borde o superficie. Mientras tanto, las extensiones normalmente se dejan en el borde de una pieza de chapa.

Las muescas y las tablas se utilizan normalmente en el ensamblaje de piezas de fabricación de chapa metálica. Las muescas facilitan, por ejemplo, el acceso a la soldadura en posiciones complicadas.

3. Dibujo de chapa o embutición profunda 

Este proceso implica dibujar una hoja de metal en bruto en un troquel de formación con un punzón mecánico o hidráulico. Estira la pieza de metal radialmente en un troquel moldeador para formar una pieza profunda y axialmente simétrica como un cilindro o una caja. 

En este caso, el uso de un troquel permite obtener resultados consistentes y repetibles. Por tanto, este método es eficaz para la producción de gran volumen. 

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Recapitulación 

Las chapas metálicas se pueden manipular en una amplia gama de formas de plegado con diferentes métodos de plegado. El uso del método de doblado correcto y parámetros como la fuerza de doblado, el radio de doblado mínimo y el margen de lecho son esenciales para lograr el doblez deseado. Además, las aplicaciones de Doblado de chapa están muy extendidos, desde artículos de consumo hasta la industria aeroespacial y la construcción naval. 

Preguntas Frecuentes

¿Son duraderos los productos para doblar chapa metálica?

Sí, generalmente se consideran Productos duraderos. Sin embargo, la vida útil (de 5 a 25 años) depende principalmente del tipo de metal o aleación y de los tratamientos posteriores al procesamiento. 

¿Cuál es el uso del cortador láser de CO2 en el doblado de chapa metálica?

Una cortadora láser de CO2 es la mejor manera de cortar con precisión grandes láminas de metal al tamaño requerido antes de los procedimientos de doblado. Proporciona alta precisión y cortes limpios con un mínimo desperdicio.

¿Cuánto cuesta doblar chapa?

El costo puede variar ampliamente según factores como el tipo de metal, el grosor, la complejidad del doblado y la cantidad de piezas necesarias. Decir que sigue siendo más rentable que el mecanizado o la fundición. 

¿Es preciso doblar chapa de metal?

Sí, doblar chapa es un proceso muy preciso. Las técnicas y equipos modernos, como las plegadoras CNC, pueden controlar con precisión los ángulos de plegado, la fuerza y ​​el posicionamiento para lograr plegados precisos.

Recursos

1. Ikumapayi, Madushele, N. (2020). Una breve descripción general de la operación de doblado en el conformado de chapa. En Avances en ingeniería de fabricación (págs. 149-159). Springer Nature Singapur Pte Ltd. https://doi.org/10.1007/978-981-15-5753-8_14 

2. Kuboki, T y Jin, Y. (2021). Doblado en V asimétrico de chapa metálica aplicando matrices separadas con diferentes velocidades para formas de doblado diversificadas y operabilidad. Anales CIRP, 70(1), 219-222. https://doi.org/10.1016/j.cirp.2021.03.015