Procesos de conformado de metales: doblado, repujado, laminado y forjado

Resumen

El documento describe cuatro procesos de conformado de metales: la recuperación elástica en el doblado y sus métodos de compensación, el repujado para piezas de simetría axial, los conceptos básicos del laminado con sus trenes de perfiles y los términos clave en el diseño de matrices de forjado. Permite al estudiante comprender cómo se deforma el metal en cada proceso y qué factores de diseño debe considerar.

Puntos clave

La recuperación elástica es el incremento del ángulo de la pieza doblada respecto al ángulo de la herramienta tras retirarla.
Los métodos más comunes para compensar la recuperación elástica son el sobre doblado y el fondeado.
El repujado da forma a piezas de simetría axial sobre un mandril mediante un rodillo que aplica presión muy localizada.
El laminado reduce el espesor del material mediante fuerzas de compresión ejercidas por dos rodillos opuestos.
Los trenes de laminado de perfiles se clasifican por el diámetro de sus rodillos: grandes (500-750 mm), medios (350-500 mm) y pequeños (250-350 mm).
En el diseño de matrices de forjado, la línea de separación divide la estampa superior de la inferior y el ángulo de salida permite retirar la pieza.
La rebaba es un factor crítico en el forjado con matriz cerrada porque genera acumulación de presión que dificulta el llenado de la cavidad.

Ponte a prueba

Recuperación Elástica en el Doblado de Metales

¿Qué es la recuperación elástica y cómo se soluciona?

Cuando cesa la presión al terminar la operación de doblado, la propia elasticidad de la parte doblada hace que esta recobre parcialmente su forma original. Esta recuperación elástica se define como el incremento del ángulo comprendido en la parte doblada en relación con el ángulo de la herramienta formado después de que esta última se ha retirado.

Existen varios métodos para lograr una compensación de la recuperación elástica. Los dos más comunes son el sobre doblado y el fondeado.

Sobre Doblado: En esta técnica, el ángulo del punzón y su radio se fabrican ligeramente menores que el ángulo especificado, de manera que la plancha regrese al valor deseado.
Fondeado: Consiste en comprimir la pieza al final de la carrera, deformándola plásticamente en la zona del doblado.

El Proceso de Repujado de Metales

¿En qué consiste el repujado?

El repujado es un proceso por el que se da forma a una pieza de simetría axial sobre un mandril u horma con una herramienta redondeada o rodillo. Con el rodillo se aplica una presión muy localizada para deformar la chapa, mediante movimientos axiales o radiales sobre la superficie de la pieza.

Conos, hemisferios o casquetes, tubos y cilindros son las formas geométricas típicas que se producen por repujado.

Laminado de Metales: Conceptos Fundamentales

¿Qué es el laminado? Configuración elemental y tipos de trenes de laminado de perfiles.

El laminado es un proceso de deformación por el cual el espesor del material se reduce mediante fuerzas de compresión ejercidas por dos rodillos opuestos.

Configuración Elemental de un Laminador

La configuración elemental de un laminador consiste en: un motor, un reductor con caja de engranajes adicional y una o varias cajas de trabajo (también conocidas como cajas de rodillos o estaciones).

Función y Tipos de Trenes de Laminado de Perfiles

Los trenes de laminadores de perfiles están destinados a laminar perfiles regulares, de construcción y de formas complicadas (vigas, rieles, etc.). Se dividen en:

De grandes perfiles comerciales: Con rodillos de 500 a 750 mm de diámetro.
De perfiles medios comerciales: Con rodillos de 350 a 500 mm de diámetro.
De pequeños perfiles comerciales: Con rodillos de 250 a 350 mm de diámetro.

Diseño de Matrices de Forjado: Términos Clave

Indica los diferentes términos a tener en cuenta en el diseño de matrices de forjado.

Al diseñar matrices de forjado, es crucial considerar los siguientes términos:

Línea de separación: Es el plano que divide la estampa superior de la inferior.
Ángulo de salida (desahogo, aguzamiento): Es la inclinación que se requiere en los lados de la pieza para poder retirarla de las estampas.
Membrana y costillas: Una membrana es una parte delgada del forjado, paralela a la línea de separación, mientras que una costilla es una parte de características parecidas, pero perpendicular a la línea de separación.
Filetes y radios de las esquinas: Los radios pequeños tienden a limitar el flujo del metal e incrementar la resistencia en las superficies de la estampa durante el forjado.
Rebaba: La formación de rebaba es un factor crítico en el forjado con matriz cerrada, puesto que causa acumulación de presión dentro de la estampa que dificulta el llenado de la cavidad.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la recuperación elástica en el doblado de metales?

Es la recuperación parcial de la forma original de la parte doblada una vez cesa la presión, lo que hace que el ángulo aumente respecto al de la herramienta. Se define como el incremento de ese ángulo tras retirar la herramienta.

¿Cuáles son los métodos para compensar la recuperación elástica?

Los dos más comunes son el sobre doblado, que fabrica el punzón con un ángulo y radio ligeramente menores, y el fondeado, que comprime la pieza al final de la carrera para deformarla plásticamente en la zona de doblado.

¿En qué consiste el repujado de metales?

Es un proceso que da forma a una pieza de simetría axial sobre un mandril u horma mediante una herramienta redondeada o rodillo que aplica presión localizada. Las formas típicas son conos, hemisferios, casquetes, tubos y cilindros.

¿Qué es la rebaba en el forjado?

Es el exceso de material que se forma en el forjado con matriz cerrada. Es un factor crítico porque causa acumulación de presión dentro de la estampa, lo que dificulta el llenado de la cavidad.