Soldadura por estampado
vídeo del proceso
Los fundamentos del estampado de metales
El estampado de metal es un proceso de fabricación que se utiliza para convertir láminas de metal planas en formas específicas. Es un proceso complejo que puede incluir varias técnicas de conformado de metales: corte, punzonado, doblado y perforación, por nombrar algunas.
Hay miles de empresas en todo el mundo que ofrecen servicios de estampado de metales para entregar componentes para las industrias de la automoción, la aeroespacial, la médica y otros mercados. A medida que los mercados globales evolucionan, aumenta la necesidad de producir rápidamente grandes cantidades de piezas complejas.
La siguiente guía ilustra las mejores prácticas y fórmulas comúnmente empleadas en el proceso de diseño de estampado de metal e incluye consejos para incorporar consideraciones de reducción de costos en las piezas.
Conceptos básicos de estampado
El estampado, también llamado prensado, implica colocar láminas de metal planas, ya sea en forma de bobina o en blanco, en una prensa de estampado. En la prensa, una herramienta y una superficie de troquel dan al metal la forma deseada. Perforar, cortar, doblar, acuñar, estampar y rebordear son técnicas de estampado que se utilizan para dar forma al metal.
Antes de que se pueda formar el material, los profesionales del estampado deben diseñar las herramientas mediante tecnología de ingeniería CAD/CAM. Estos diseños deben ser lo más precisos posible para garantizar que cada punzón y doblez mantenga la holgura adecuada y, por lo tanto, la calidad óptima de la pieza. Un modelo 3D de una sola herramienta puede contener cientos de piezas, por lo que el proceso de diseño suele ser bastante complejo y requiere mucho tiempo.
Una vez establecido el diseño de la herramienta, un fabricante puede utilizar una variedad de servicios de mecanizado, rectificado, electroerosión por hilo y otros servicios de fabricación para completar su producción.
Tipos de estampado de metales
Hay tres tipos principales de técnicas de estampado de metal: progresiva, de cuatro deslizamientos y de embutición profunda.
Estampación progresiva
La estampación progresiva presenta varias estaciones, cada una con una función única.
En primer lugar, la tira de metal se alimenta a través de una prensa de estampado progresivo. La tira se desenrolla constantemente desde una bobina hasta la prensa, donde cada estación de la herramienta realiza un corte, punzonado o doblado diferente. Las acciones de cada estación sucesiva se suman al trabajo de las estaciones anteriores, dando como resultado una parte completa.
Es posible que un fabricante tenga que cambiar repetidamente la herramienta en una sola prensa u ocupar varias prensas, cada una de las cuales realiza una acción requerida para una pieza completa. Incluso utilizando varias prensas, a menudo se requerían servicios de mecanizado secundario para completar verdaderamente una pieza. Por ese motivo, la estampación progresiva es la solución ideal para que piezas metálicas con geometría compleja cumplan:
Entrega más rápida
Menor costo laboral
Tiradas más cortas
Mayor repetibilidad
Estampado de cuatro diapositivas
Fourslide, o multi-slide, implica alineación horizontal y cuatro diapositivas diferentes; es decir, se utilizan cuatro herramientas simultáneamente para dar forma a la pieza de trabajo. Este proceso permite realizar cortes intrincados y curvaturas complejas para desarrollar incluso las piezas más complejas.
El estampado de metal Fourslide puede ofrecer varias ventajas sobre el estampado de prensa tradicional que lo convierten en una opción ideal para muchas aplicaciones. Algunas de estas ventajas incluyen:
*Versatilidad para piezas más complejas
*Más flexibilidad para cambios de diseño
Como su nombre lo indica, un fourslide tiene cuatro diapositivas, lo que significa que se pueden usar hasta cuatro herramientas diferentes, una por diapositiva, para lograr múltiples curvaturas simultáneamente. A medida que el material ingresa a un cuatro carro, es doblado en rápida sucesión por cada eje que está equipado con una herramienta.
Estampado profundo
La embutición profunda implica introducir una pieza en bruto de chapa de metal en el troquel mediante un punzón, dándole una forma. El método se denomina “embutición profunda” cuando la profundidad de la pieza extraída excede su diámetro. Este tipo de conformado es ideal para crear componentes que necesitan varias series de diámetros y es una alternativa rentable a los procesos de torneado, que normalmente requieren el uso de más materias primas. Las aplicaciones y productos comunes fabricados con embutición profunda incluyen:
*Componentes de automoción
*Piezas de aviones
*Relés electrónicos
*Utensilios y utensilios de cocina.
Estampado de tiradas cortas
El estampado de metal en tiradas cortas requiere gastos iniciales mínimos en herramientas y puede ser una solución ideal para prototipos o proyectos pequeños. Una vez creada la pieza en bruto, los fabricantes utilizan una combinación de componentes de herramientas personalizados e insertos de matriz para doblar, perforar o perforar la pieza. Las operaciones de conformado personalizadas y el tamaño de tirada más pequeño pueden resultar en un cargo por pieza más alto, pero la ausencia de costos de herramientas puede hacer que las tiradas cortas sean más rentables para muchos proyectos, especialmente aquellos que requieren una respuesta rápida.
Herramientas de fabricación para estampación
Hay varios pasos para producir estampado de metal. El primer paso es diseñar y fabricar la herramienta real utilizada para crear el producto.
Echemos un vistazo a cómo se crea esta herramienta inicial: Diseño y diseño de tiras de stock: un diseñador utiliza para diseñar la tira y determinar dimensiones, tolerancias, dirección de alimentación, minimización de desechos y más.
Mecanizado de acero para herramientas y troqueles: el CNC garantiza un mayor nivel de precisión y repetibilidad incluso para los troqueles más complejos. Equipos como fresadoras CNC de 5 ejes y máquinas de electroerosión por hilo pueden cortar aceros para herramientas endurecidos con tolerancias extremadamente ajustadas.
Procesamiento secundario: se aplica tratamiento térmico a las piezas metálicas para mejorar su resistencia y hacerlas más duraderas para su aplicación. El rectificado se utiliza para terminar piezas que requieren alta calidad superficial y precisión dimensional.
Electroerosión por hilo: el mecanizado por descarga eléctrica con hilo da forma a materiales metálicos con un hilo de alambre de latón cargado eléctricamente. La electroerosión por hilo puede cortar las formas más complejas, incluidos pequeños ángulos y contornos.
Procesos de diseño de estampado de metales
El estampado de metal es un proceso complejo que puede incluir varios procesos de conformado de metal: corte, punzonado, doblado, perforación y más. Blanking: este proceso consiste en cortar el contorno o la forma aproximada del producto. Esta etapa consiste en minimizar y evitar rebabas, lo que puede aumentar el costo de su pieza y extender el tiempo de entrega. El paso es donde usted determina el diámetro del agujero, la geometría/conicidad, el espacio entre el borde y el agujero e inserta la primera perforación.
Doblado: cuando diseña los dobleces en su pieza de metal estampada, es importante dejar suficiente material; asegúrese de diseñar su pieza y su pieza en bruto de modo que haya suficiente material para realizar el doblez. Algunos factores importantes para recordar:
*Si se hace un doblez demasiado cerca del agujero, este puede deformarse.
*Las muescas y pestañas, así como las ranuras, deben diseñarse con anchos que sean al menos 1,5 veces el espesor del material. Si se hacen más pequeños, puede ser difícil crearlos debido a la fuerza ejercida sobre los golpes, lo que hace que se rompan.
*Cada esquina de su diseño en blanco debe tener un radio que sea al menos la mitad del espesor del material.
*Para minimizar los casos y la gravedad de las rebabas, evite las esquinas afiladas y los recortes complejos cuando sea posible. Cuando estos factores no se puedan evitar, asegúrese de anotar la dirección de las rebabas en su diseño para que puedan tenerse en cuenta durante el estampado.