Corte de chapa a medida: técnicas, ventajas y consejos de diseño

Los materiales de chapa metálica cortados a medida se adaptan a los tamaños necesarios para fabricar diferentes productos. Si mira a su alrededor, encontrará productos de chapa metálica de uso cotidiano. Hoy en día, el corte de chapa metálica se utiliza en casi cualquier cosa, desde latas de bebidas y utensilios de cocina hasta chasis y escapes de automóviles. Su valor es universal en todas las industrias y particularmente relevante para la producción de bajo volumen.

En este artículo, le brindaremos una descripción general de la chapa metálica cortada a medida. Además, describiremos las técnicas principales, las aplicaciones y los beneficios. Además, se describirán los materiales y recubrimientos de superficie adecuados que se deben utilizar durante la fabricación. Siga leyendo para obtener más información sobre fabricación de chapa a medida.

¿En qué consiste la fabricación de chapa metálica a medida?

Piezas de chapa cortadas a medida

Personalizado fabricación de chapa Consiste en la formación de un producto a partir de láminas. Mediante técnicas sofisticadas, las láminas de metal se moldean, se curvan, se dan forma y se combinan para dar forma a un producto. El método de fabricación crea productos de secciones transversales específicas a partir de varios metales.

Además, la fabricación ayuda en diferentes materiales como acero inoxidable, aluminio, latón, cobre, zinc, etc. El espesor de las láminas suele estar entre 0.006 y 0.25 pulgadas. En general, las delgadas son más versátiles y las gruesas se utilizan para soportar cargas y tensiones pesadas.

Además, el diseño asistido por ordenador (CAD) se utiliza para facilitar el desarrollo de productos de chapa metálica. Las herramientas CAD crean modelos 3D para obtener representaciones precisas de un producto real. Estos modelos se traducen en código G que se utiliza para cortar, formar y ensamblar chapas metálicas mediante máquinas.Lea más sobre conceptos básicos de chapa metálica)

Tres técnicas clave para la fabricación de chapa metálica personalizada

En la fabricación de chapa metálica cortada a medida se aplican distintos enfoques. Comprender estos mecanizado de chapa Las técnicas mejoran los diseños y el rendimiento resultantes. A continuación, se enumeran los tres métodos comunes de fabricación de chapa metálica.

Corte de chapa metálica a medida

Cizalla de chapa

El corte a cizallamiento es a menudo la operación principal de las láminas de metal cortadas a medida. Se realiza formando láminas planas con un diseño particular. La elección de la herramienta suele depender de los requisitos del proyecto. Las técnicas de corte se clasifican en dos grupos: fresado convencional con y sin corte.

Corte sin cizalla

El corte sin cizallamiento se refiere a técnicas de corte que funcionan sin fuerza de corte mecánica. Estos procesos emplean calor, presión o abrasiones para cortar láminas de metal. Las técnicas principales son el corte por láser, el corte por plasma y el corte por chorro de agua, que son adecuadas para diferentes metales y diseños.

• Corte por láser: El corte por láser utiliza un haz de láser para cortar y fundir láminas de metal. Es muy preciso y puede crear formas muy complejas. Funciona con metales como el acero inoxidable y el acero dulce mediante el uso de gas, por ejemplo, oxígeno o nitrógeno, para limpiar los materiales fundidos y mantener los cortes estériles.
• Corte por plasma: El corte por plasma emplea gas ionizado para fundir materiales y metales conductores de electricidad. El método es óptimo para materiales como el aluminio y el acero. Tiene una alta velocidad de corte y precisión para adaptarse a metales de espesor medio para fines comerciales y especiales.
• Corte por chorro de agua: La técnica de corte por chorro de agua corta láminas mediante agua a alta presión con un granate abrasivo utilizado para cortar láminas de metal. Esta técnica multiproceso se utiliza principalmente para cortar materiales blandos y duros, incluidos el caucho y el acero al carbono. Además, se considera un proceso ecológico en comparación con el corte por láser, ya que no se observan zonas afectadas por el calor en las zonas de corte.

Corte con cizalla

El corte por cizallamiento utiliza fuerzas mecánicas para cortar una lámina de metal a medida. La categoría prevista abarca técnicas que utilizan matrices, punzones o prensas para crear el corte deseado. Es una de las técnicas más populares en las industrias que trabajan con grandes cantidades de metal y abarca herramientas como cizallas, punzones y sierras.

• Esquila: En corte de chapa, procesos, la fuerza mecánica que se aprovecha para cortar láminas de metal en línea recta únicamente. Es una forma rápida y económica de trazar grandes cantidades de materiales como, por ejemplo, latón o aluminio. Si bien es eficaz en la producción en masa, el corte puede provocar que los bordes queden afilados y que sea necesario un acabado posterior.
• Puñetazos: La perforación se utiliza para hacer agujeros redondos o con forma en metales delgados mediante la aplicación de fuerza en la dirección del espesor de la chapa. Se aplica ampliamente en industrias que necesitan cortes con formas exactas, como las industrias de fabricación de vehículos. La perforación es bastante flexible y se pueden hacer fácilmente diferentes contornos y patrones, siempre que se disponga de una matriz con la forma adecuada.
• Borrado: El proceso de troquelado consiste en cortar una pequeña pieza determinada de una gran lámina de metal mediante un punzón y una matriz. Se corta una parte del material, dejando solo la “pieza en blanco”, que es el producto terminado, y el resto son desechos. El troquelado se aplica con frecuencia a la producción de gran volumen debido a su facilidad operativa y a la capacidad de producir productos consistentes y precisos.
• Aserradura: El aserrado implica utilizar una hoja de sierra para dar forma o cortar el metal en forma de láminas o barras de metal en piezas más delgadas. Para cortar material de gran tamaño, la sierra de cinta horizontal es beneficiosa, mientras que para cortar o dar forma a piezas pequeñas e intrincadas, la sierra vertical es más útil. El aserrado es ventajoso cuando se trata de cortar metales blandos y duros en diversas formas y tamaños.

Procesos de conformado para fabricación de chapa metálica

Técnicas generales de conformado de chapa metálica

El plegado consiste en doblar el material manteniendo su integridad. Estos métodos son esenciales para desarrollar láminas metálicas para diversos usos. Las siguientes técnicas se aplican habitualmente en el conformado de láminas metálicas.

• Doblado: El plegado es un proceso eficiente en términos de costos operativos para producciones de pequeña y mediana escala. Consiste en deformar el metal mediante la aplicación de presión y doblarlo hasta el ángulo deseado. Para este proceso se utilizan prensas plegadoras y máquinas laminadoras. Además, el plegado tiene buena compatibilidad con acero para muelles, cobre y aluminio 5052.
• Laminación: El laminado utiliza rodillos para doblar o adelgazar láminas de metal. Para el cepillado, implica utilizar una herramienta plana para raspar una capa fina de material de la superficie de un metal. Luego, los rodillos de alta presión reforman el metal de manera plástica. También se puede realizar a temperatura ambiente (25 °C) o por debajo de ella, lo que se conoce como laminado en frío, o a alta temperatura, lo que se conoce como laminado en caliente. Principalmente, el laminado se aplica para crear componentes como tubos, discos y tuberías.
• Estampado: La estampación es un proceso de corte de metales en frío. Implica operaciones de corte y conformado para generar formas intrincadas rápidamente. La prensa y la matriz de estampación se utilizan para conformar metales como el aluminio, el cobre y el acero. La estampación es relativamente rápida y económica. Por lo tanto, es más adecuada para la producción en masa del producto. Sin embargo, varios cambios de diseño durante el proceso siempre han sido muy engorrosos y costosos.
• Dobladillo: El proceso de doblado forma una sección de dos capas doblando el borde de una pieza de chapa metálica hacia el otro lado de la pieza. Este proceso suele ocurrir en dos etapas: dar forma al metal en forma de V y luego aplanar la matriz. El doblado también proporciona un soporte adicional en los bordes y hace que la pieza luzca mejor. Sin embargo, pueden ocurrir variaciones dimensionales debido a las deformaciones del material que se utilizan.
• Curling: El plegado le da a la chapa metálica una forma redonda, convirtiéndola en una estructura similar a un tubo. Este proceso se realiza generalmente en tres pasos diferentes: avance y ajuste del rizo. El rizo aumenta la resistencia a la tracción de la pieza y suaviza la superficie para reducir la agudeza de los bordes, lo que reduce el contacto físico peligroso. 

Procesos de soldadura en la fabricación de chapa metálica

Soldadura de chapa metálica

Los siguientes son los principales métodos de unión empleados en la fabricación para dar una única pieza integrada a partir de las piezas de chapa metálica.

• soldadura: La soldadura consiste en unir dos láminas de metal mediante el calentamiento y la fusión de las mismas con un material de relleno. Este proceso es habitual durante las últimas operaciones de fabricación y puede incluir la soldadura SMAW, la soldadura MIG y la soldadura TIG. Todas estas técnicas se utilizan en diferentes circunstancias, pero todas tienen como objetivo crear una unión metalúrgica.
• Remachado: El remachado es un proceso de fijación mecánica en el que se pasa un remache a través de dos o más láminas de metal con un orificio y luego se hace que se expanda para unir las láminas. El proceso se aplica con mayor frecuencia a metales como el aluminio y el cobre. Existen dos tipos principales de remachado: el remachado en frío, para láminas de metal delgadas, y el remachado en caliente para metales con un espesor superior a 3 mm, como el acero. El remachado produce conexiones fuertes y ajustadas, perfectas para metales no ferrosos.

Soldadura MIG vs. TIG para cortes personalizados de chapa metálica

Cuando se trata de fabricar chapas de metal cortadas a medida, la elección entre soldadura MIG y TIG depende de varios factores clave. A continuación, se muestra una comparación de las dos técnicas de soldadura para ayudarlo a decidir cuál es el mejor método para sus necesidades específicas.

Directrices DFM para el diseño de chapa metálica

Diseño para la Manufacturabilidad (DFM) es un concepto de diseño virtual que tiene como objetivo evitar malas decisiones de diseño y mejorar los procesos de fabricación de productos. En la fabricación de chapa metálica a medida, la adhesión a los estándares DFM garantiza que la pieza se pueda producir con facilidad, lo que permite reducir los costes y el tiempo. 

7 factores clave en el diseño de chapa metálica

A continuación se muestra una lista de verificación que puede utilizar al diseñar prototipos de chapa metálica de bajo volumen.

Radio del agujero

Evite los agujeros pequeños en el diseño, ya que requieren punzones pequeños para realizarlos y suelen agrietarse. El diámetro del agujero debe ser mayor o igual al espesor del material para proporcionar la resistencia y precisión necesarias.

Bend Alivio

Bend Alivio

El alivio de curvatura se refiere a pequeñas depresiones localizadas que normalmente se proporcionan en las láminas de metal para facilitar la operación de curvatura. Esto reduce la posibilidad de desgarros o grietas en el punto de la operación de curvatura, manteniendo intacto el diseño.

Espacio libre entre el orificio y la curva

Entre dos orificios y dos dobleces debe haber una distancia mínima de 1.5 veces el espesor de la chapa más el radio de curvatura. Esta separación permite realizar el doblado sin deformación.

Radio de curvatura de chapa metálica

El radio de curvatura mínimo debe establecerse en función de la flexibilidad admisible del material y de las herramientas disponibles. En el caso de los metales flexibles, el radio alcanzable es menor que en el caso de otros metales. Sin embargo, el radio mínimo depende generalmente de las herramientas.

Ancho de la brida

El ancho de brida recomendado de una chapa metálica que se utilice en un diseño debe ser al menos cuatro veces el espesor de la chapa. De esta manera, se puede preservar la apariencia y la higiene del diseño junto con la resistencia y la durabilidad estructural.

Ventajas de la fabricación de chapa metálica

Las principales ventajas de la fabricación de chapa metálica incluyen las siguientes:

Fabricación de piezas ligeras

La fabricación de chapa metálica cortada es eficaz y útil para cortar láminas de aluminio cortadas a medida y piezas de calibre ligero. Las industrias aeroespacial y automotriz necesitan piezas de motor ligeras, para las que la fabricación de chapa metálica personalizada proporciona productos de calidad. Aumenta la eficiencia de combustible de los aviones y automóviles al mismo tiempo que mantiene la eficiencia de producción.

Alta técnica y material

La fabricación de chapa metálica a medida ofrece muchas posibilidades para diseños personalizados. Las opciones disponibles también son amplias; puede obtener chapas de acero cortadas a medida y chapas de acero inoxidable cortadas a medida, y productos. Dependiendo de la aplicación de su producto final, ya sean elementos estructurales, cerramientos o piezas de precisión, la elección del material es crucial.

Eficiencia y Precisión

La tecnología de la chapa metálica mejora la fabricación, ya que permite la creación rápida de prototipos con una mayor precisión de los modelos requeridos. Por ejemplo, algunas de las cortadoras láser pueden realizar cortes con anchos de 0.0005 pulgadas. Casi todos los procesos de la chapa metálica están controlados numéricamente por ordenador, lo que reduce la intervención humana y garantiza que los productos no se deformen relativamente.

Lista de materiales para fabricación de chapa metálica que se pueden utilizar

Una amplia gama de materiales es compatible con la ingeniería de chapa metálica, incluidos:

• Acero Inoxidable
• Acero laminado en caliente
• Acero laminado en frío
• Acero prechapado
• Acero al Carbón
• Aluminio:
• Cobre
• Latón

Estos materiales se pueden utilizar para crear múltiples elementos y productos que incluyen piezas de automóviles, cubiertas electrónicas, elementos de construcción, etc. 

Acabados de superficie para la fabricación de chapa metálica

El acabado de superficies es un aspecto fundamental de las láminas de metal cortadas a medida, ya que ofrece ventajas tanto funcionales como estéticas. A continuación, se muestran algunos acabados de superficies comunes que se utilizan en la fabricación de láminas de metal:

• Recubrimiento en polvo: Se aplica el polvo y luego se endurece mediante calor para proporcionar una capa protectora y resistente.
• Granallado: Se lanzan pequeñas perlas contra la superficie mediante aire a alta presión para limpiarla y dejar una superficie rugosa.
• Cepillado: Uno de los usos principales de los cepillos abrasivos es dar una superficie de textura fina que mejora el aspecto de la superficie y, en consecuencia, la hace menos susceptible a las huellas dactilares.
• Galvanoplastia: Se utiliza corriente eléctrica para depositar una capa de metal sobre la superficie para mejorar su capacidad de resistir la corrosión y mejorar la conductividad.
• Anodizado: Las superficies de aluminio se transforman a través de un proceso electroquímico que agrega recubrimientos resistentes, a prueba de corrosión y teñibles.
• Grabado láser: Un láser enfocado coloca diseños o textos sobre el metal para decorar y grabar con un nivel adicional de detalle.
• Impresión de pantalla: El diseño, logotipo o etiqueta se realiza sobre una superficie metálica mediante el uso de tinta que se coloca sobre una pantalla de malla.

Mejores prácticas en la fabricación de chapa metálica

A continuación se presentan algunos consejos de diseño esenciales para la fabricación de chapa metálica:

Espesor de la pared

En el caso de la fabricación de chapa metálica, cada componente debe tener un espesor uniforme en toda su extensión, ya que se crea a partir de una única lámina de metal. En general, las piezas se pueden fabricar con un espesor de entre 0.9 mm y 20 mm. En el corte por láser, el espesor de metal preferido es de entre 0.5 mm y 10 mm. Mientras que en el plegado de chapa metálica, el espesor de metal recomendado varía entre 0.5 mm y 6 mm.

Orientación de orificios y ranuras

Al diseñar una pieza de chapa cortada, se debe tener en cuenta el diámetro de los agujeros y las ranuras, que no deben ser menores que el espesor del material. Debe haber un espacio adecuado entre los agujeros. No deben estar ubicados en la circunferencia o el borde de la chapa.

Asignación y deducción por curvatura

Asignación y deducción por curvatura

El margen de curvatura determina la longitud adicional que se requiere para que el material realice las curvaturas requeridas en un diseño. Mientras que la deducción por curvatura se refiere a la cantidad que generalmente se debe recortar de la longitud de las bridas para lograr un aspecto equilibrado. Estos dos factores son importantes para el desarrollo de buenos patrones planos.

Radios de curvatura

El radio de curvatura interno debe mantenerse en un valor equivalente al espesor del material utilizado para eliminar la formación de defectos y distorsiones en el producto final. La orientación correcta de un componente y la rentabilidad en la ingeniería de chapa metálica se mejoran mediante la uniformidad de los radios de curvatura de los componentes.

Servicios de fabricación de chapa metálica de Boda

Para que una organización trabaje con un fabricante competente para obtener una fabricación de chapa metálica de calidad, es fundamental ser transparente en cuanto a los requisitos de diseño y la asequibilidad. Los servicios de fabricación que ofrece Boda son de alta calidad. Somos una empresa que cumple con las normas ISO y, como tal, le aseguramos prototipos o productos finales de calidad estándar para su fabricación de chapa metálica. Se brinda un soporte integral de inspección de piezas para garantizar que solo se entregue la mejor calidad para su proyecto. Puede llamar o enviar un correo electrónico a Boda ahora mismo para obtener información instantánea. presupuestos de fabricación de chapa y algunos comentarios sobre los resultados de su DFM.

Conclusión

Fabricación de chapa metálica a medida con el respaldo de un servicio confiable. servicio de corte por láser Es una técnica de fabricación indispensable para la producción en serie. El método ofrece numerosas ventajas, como una mayor productividad, precisión y libertad para diseñar piezas ligeras según las necesidades del proyecto. Además, es compatible con una amplia gama de materiales y técnicas. Sin embargo, para obtener resultados óptimos, es necesario tener en cuenta ciertas consideraciones. 

FAQ’s

P1. ¿Qué materiales son habituales para la fabricación de chapa metálica cortada a medida?

Las láminas de metal cortadas a medida se pueden fabricar a partir de materiales como aluminio, acero al carbono y acero inoxidable. Los siguientes materiales tienen las características necesarias que les permiten ser utilizados para cumplir distintas funciones en diversas industrias, como la automotriz, la aeroespacial y la de la construcción.

P2. ¿Cuál es el rango de espesor típico para chapas de metal cortadas a medida?

El espesor de las láminas de metal cortadas a medida suele oscilar entre 0.5 mm y 20 mm, según el método de fabricación previsto. Por ejemplo, cuando se utiliza el corte por láser para la fabricación de láminas de metal, las piezas de entre 0.5 mm y 10 mm son las más adecuadas, mientras que los procesos de plegado pueden utilizarse con piezas más gruesas.

P3. ¿Cómo afecta el diseño de chapas de metal cortadas a medida a la capacidad de fabricación?

El diseño desempeña un papel fundamental en la viabilidad de fabricación de chapas de metal cortadas a medida. Las opciones de tipos de chapa, como el espesor de pared, el tamaño de los orificios y los radios de curvatura, deben optimizarse para facilitar la fabricación y minimizar la incidencia de defectos durante la producción.

P4. ¿Qué opciones de acabado están disponibles para piezas de chapa metálica cortadas a medida?

La chapa cortada se puede acabar de varias formas, como con pintura en polvo, anodizado o galvanoplastia. Estas opciones de acabado mejoran el aspecto y la funcionalidad de las piezas metálicas.

P5. ¿Qué medidas toma Boda para garantizar la calidad en la fabricación de chapa metálica cortada a medida?

En Boda, ofrecemos servicios de fabricación de chapa metálica cortada a medida empleando nuevas tecnologías y procedimientos acreditados por la ISO para garantizar que cada producto fabricado cumpla con los estándares de calidad requeridos. La empresa cuenta con un estricto procedimiento de inspección en línea para asegurarse de que todas las piezas que produce cumplen con las especificaciones y estándares que establece.