La chapa es un metal formado por un proceso industrial en piezas delgadas y planas. La chapa es una de las formas fundamentales que se utilizan en el trabajo de los metales y se puede cortar y doblar en una variedad de formas. Innumerables objetos cotidianos se fabrican a partir de chapa. Los espesores pueden variar significativamente; las láminas extremadamente delgadas se consideran láminas u hojas , y las piezas de más de 6 mm (0,25 pulg.) se consideran placas de acero o "acero estructural".
La chapa está disponible en piezas planas o tiras enrolladas. Las bobinas se forman pasando una hoja de metal continua a través de una cortadora de rodillos .
En la mayor parte del mundo, el espesor de la chapa se especifica constantemente en milímetros. En los EE. UU., El espesor de la chapa se especifica comúnmente mediante una medida tradicional no lineal conocida como su calibre . Cuanto mayor sea el número de calibre, más delgado será el metal. La chapa de acero de uso común varía de calibre 30 a calibre 7 aproximadamente. El calibre se diferencia entre metales ferrosos (a base de hierro) y metales no ferrosos como el aluminio o el cobre. El espesor del cobre, por ejemplo, se mide en onzas, lo que representa el peso del cobre contenido en un área de un pie cuadrado. Las piezas fabricadas con láminas de metal deben mantener un grosor uniforme para obtener resultados ideales. [1]
Hay muchos metales diferentes que se pueden convertir en láminas de metal, como aluminio , latón , cobre , acero , estaño , níquel y titanio . Para usos decorativos, algunas láminas de metal importantes incluyen plata , oro y platino (la lámina de platino también se utiliza como catalizador ).
La chapa se utiliza en carrocerías de automóviles y camiones (camiones), fuselajes y alas de aviones, mesas médicas, techos para edificios (arquitectura) y muchas otras aplicaciones. La chapa de hierro y otros materiales con alta permeabilidad magnética , también conocidos como núcleos de acero laminado , tiene aplicaciones en transformadores y máquinas eléctricas . Históricamente, un uso importante de las láminas de metal fue en las armaduras de placas usadas por la caballería , y las láminas de metal continúan teniendo muchos usos decorativos, incluso en la tachuela de caballos . Los trabajadores de la hojalata también se conocen como "golpeadores de hojalata" (o "aldabas de hojalata"), un nombre derivado del martilleo de las juntas de los paneles al instalar techos de hojalata. [2]
Historia
Las láminas de metal martilladas a mano se han utilizado desde la antigüedad con fines arquitectónicos. Los trenes de laminación accionados por agua reemplazaron el proceso manual a fines del siglo XVII. El proceso de aplanamiento de láminas de metal requería grandes cilindros de hierro giratorios que comprimían las piezas de metal en láminas. Los metales adecuados para esto fueron plomo, cobre, zinc, hierro y más tarde acero. El estaño se usaba a menudo para recubrir láminas de hierro y acero para evitar que se oxidara. [3] Esta hoja de metal recubierta de estaño se llamaba " hojalata ". Las láminas de metal aparecieron en los Estados Unidos en la década de 1870, y se utilizaron para techos de tejas, techos ornamentales estampados y fachadas exteriores. Los techos de chapa solo se conocían popularmente como " techos de hojalata"más tarde, ya que los fabricantes de la época no utilizaron el término. La popularidad de las tejas y los techos alentó la producción generalizada. Con los avances adicionales de la producción de chapa de acero en la década de 1890, la promesa de ser barata, duradera, fácil de instalar, ligera y incombustible dio a la clase media un apetito significativo por los productos de chapa metálica. No fue hasta la década de 1930 y la Segunda Guerra Mundial que los metales escasearon y la industria de la chapa metálica comenzó a colapsar. [4] Sin embargo, algunas empresas estadounidenses, como WF Norman Corporation , pudieron mantenerse en el negocio fabricando otros productos hasta que los proyectos de preservación histórica ayudaron a revivir las láminas de metal ornamentales.
Materiales
Acero inoxidable
El grado 304 es el más común de los tres grados. Ofrece una buena resistencia a la corrosión al tiempo que mantiene la formabilidad y la soldabilidad . Los acabados disponibles son # 2B, # 3 y # 4. El grado 303 no está disponible en forma de hoja. [5]
El grado 316 posee más resistencia a la corrosión y fuerza a temperaturas elevadas que el 304. Se usa comúnmente para bombas , válvulas , equipos químicos y aplicaciones marinas. Los acabados disponibles son # 2B, # 3 y # 4. [5]
El grado 410 es un acero inoxidable tratable térmicamente , pero tiene una menor resistencia a la corrosión que los otros grados. Se usa comúnmente en cubiertos . El único acabado disponible es opaco. [5]
El grado 430 es una alternativa popular y de bajo costo a los grados de la serie 300. Se utiliza cuando una alta resistencia a la corrosión no es un criterio principal. Grado común para productos de electrodomésticos, a menudo con un acabado cepillado.
Aluminio
El aluminio , o aluminio en inglés británico , también es un metal popular que se utiliza en láminas de metal debido a su flexibilidad, amplia gama de opciones, rentabilidad y otras propiedades. [6] Los cuatro grados de aluminio más comunes disponibles como chapa son 1100-H14, 3003-H14, 5052-H32 y 6061-T6. [5] [7]
El grado 1100-H14 es de aluminio comercialmente puro, altamente resistente a los productos químicos y a la intemperie. Es lo suficientemente dúctil para embutición profunda y soldable, pero tiene poca resistencia. Se usa comúnmente en equipos de procesamiento químico, reflectores de luz y joyería . [5]
El grado 3003-H14 es más resistente que el 1100, pero mantiene la misma formabilidad y bajo costo. Es resistente a la corrosión y soldable. Se utiliza a menudo en estampados , piezas hiladas y trefiladas , buzones de correo , armarios , tanques y aspas de ventilador . [5]
El grado 5052-H32 es mucho más resistente que el 3003 y, al mismo tiempo, mantiene una buena formabilidad. Mantiene una alta resistencia a la corrosión y soldabilidad. Las aplicaciones comunes incluyen chasis electrónicos, tanques y recipientes a presión . [5]
El grado 6061-T6 es una aleación de aluminio estructural común tratada térmicamente. Es soldable, resistente a la corrosión y más fuerte que 5052, pero no tan moldeable. Pierde algo de su fuerza cuando se suelda. [5] Se utiliza en estructuras de aeronaves modernas. [8]
Latón
El latón es una aleación de cobre que se utiliza ampliamente como chapa. Tiene más fuerza, resistencia a la corrosión y formabilidad en comparación con el cobre mientras conserva su conductividad.
En el hidroconformado de láminas, la variación en las propiedades de las bobinas de las láminas entrantes es un problema común para el proceso de conformado, especialmente con materiales para aplicaciones automotrices. Aunque la bobina laminada entrante puede cumplir con las especificaciones de prueba de tracción, a menudo se observa una alta tasa de rechazo en la producción debido al comportamiento inconsistente del material. Por tanto, existe una gran necesidad de un método de discriminación para probar la conformabilidad del material en hoja entrante. La prueba de abombamiento de la lámina hidráulica emula las condiciones de deformación biaxial que se ven comúnmente en las operaciones de producción.
Para formar curvas límite de materiales aluminio, acero dulce y latón. El análisis teórico se lleva a cabo derivando ecuaciones de gobierno para determinar la tensión equivalente y la deformación equivalente en función de que el abombamiento sea esférico y el criterio de rendimiento de Tresca con la regla de flujo asociada. Para la experimentación se utiliza el análisis de cuadrícula circular. [9]
Calibre
 |
Numerosas organizaciones internacionales de normalización desaconsejan el uso de números de calibre para designar el espesor de la chapa. Por ejemplo, ASTM establece en la especificación ASTM A480-10a: "Se desaconseja el uso del número de calibre por ser un término arcaico de utilidad limitada que no tiene un acuerdo general sobre el significado". [10]
El calibre estándar de los fabricantes para láminas de acero se basa en una densidad promedio de 41,82 libras por pie cuadrado por pulgada de espesor, [11] equivalente a 501,84 libras por pie cúbico (8.038,7 kg / m 3 ). El calibre se define de manera diferente para metales ferrosos (a base de hierro) y no ferrosos (por ejemplo, aluminio y latón).
Los espesores de calibre que se muestran en la columna 2 (planchas y chapas estándar de EE. UU., Hierro y acero en pulgadas decimales (mm)) parecen algo arbitrarios. La progresión de los espesores es clara en la columna 3 (estándar de EE. UU. Para planchas y chapas de hierro y acero 64ths de pulgada (delta)). Los espesores varían primero en 1/32 "en espesores más altos y luego se reducen a incrementos de 1/64", luego 1/128 ", con los incrementos finales en fracciones decimales de 1/64".
Algunos tubos de acero se fabrican doblando una sola hoja de acero en un cuadrado / círculo y soldando la costura. [12] [13] El espesor de su pared tiene un calibre similar (pero distinto) al espesor de las láminas de acero. [14]
| Calibre | Norma de EE. UU. [16] [17] para planchas y planchas de hierro y acero decimal pulgada (mm) | Norma de EE. UU. [16] [17] para chapas y planchas de hierro y acero 64ths de pulgada (delta) | Calibre estándar del fabricante para chapa de acero [18] pulgadas (mm) | Pulgada de acero galvanizado (mm) | Pulgada de acero inoxidable (mm) | Espesor de la pared del tubo de acero [14] pulgadas (mm) | Pulgada de aluminio (mm) | Zinc [18] pulgadas (mm) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0000000 | 0,5000 (12,70) | 32 (-) | ...... | ...... | ...... | ...... | ...... | ...... |
| 000000 | 0,4688 (11,91) | 30 (-2) | ...... | ...... | ...... | ...... | ...... | ...... |
| 00000 | 0,4375 (11,11) | 28 (-2) | ...... | ...... | ...... | ...... | ...... | ...... |
| 0000 | 0,4063 (10,32) | 26 (-2) | ...... | ...... | ...... | ...... | ...... | ...... |
| 000 | 0,3750 (9,53) | 24 (-2) | ...... | ...... | ...... | ...... | ...... | ...... |
| 00 | 0,3438 (8,73) | 22 (-2) | ...... | ...... | ...... | 0,380 (9,7) | ...... | ...... |
| 0 | 0,3125 (7,94) | 20 (-2) | ...... | ...... | ...... | 0,340 (8,6) | ...... | ...... |
| 1 | 0,2813 (7,15) | 18 (-2) | ...... | ...... | ...... | 0,300 (7,6) | ...... | ...... |
| 2 | 0,2656 (6,75) | 17 (-1) | ...... | ...... | ...... | 0,284 (7,2) | ...... | ...... |
| 3 | 0,2500 (6,35) | 16 (-1) | 0,2391 (6,07) | ...... | ...... | 0,259 (6,6) | ...... | 0,006 (0,15) |
| 4 | 0,2344 (5,95) | 15 (-1) | 0,2242 (5,69) | ...... | ...... | 0,238 (6,0) | ...... | 0,008 (0,20) |
| 5 | 0,2188 (5,56) | 14 (-1) | 0,2092 (5,31) | ...... | ...... | 0,220 (5,6) | ...... | 0,010 (0,25) |
| 6 | 0,2031 (5,16) | 13 (-1) | 0,1943 (4,94) | ...... | ...... | 0,203 (5,2) | 0,162 (4,1) | 0,012 (0,30) |
| 7 | 0,1875 (4,76) | 12 (-1) | 0,1793 (4,55) | ...... | 0,1875 (4,76) | 0,180 (4,6) | 0,1443 (3,67) | 0,014 (0,36) |
| 8 | 0,1719 (4,37) | 11 (-1) | 0,1644 (4,18) | 0,1681 (4,27) | 0,1719 (4,37) | 0,165 (4,2) | 0,1285 (3,26) | 0,016 (0,41) |
| 9 | 0,1563 (3,97) | 10 (-1) | 0,1495 (3,80) | 0,1532 (3,89) | 0,1563 (3,97) | 0,148 (3,8) | 0,1144 (2,91) | 0,018 (0,46) |
| 10 | 0,1406 (3,57) | 9 (-1) | 0,1345 (3,42) | 0,1382 (3,51) | 0,1406 (3,57) | 0,134 (3,4) | 0,1019 (2,59) | 0,020 (0,51) |
| 11 | 0,1250 (3,18) | 8 (-1) | 0,1196 (3,04) | 0,1233 (3,13) | 0,1250 (3,18) | 0,120 (3,0) | 0.0907 (2.30) | 0,024 (0,61) |
| 12 | 0,1094 (2,78) | 7 (-1) | 0,1046 (2,66) | 0.1084 (2.75) | 0,1094 (2,78) | 0,109 (2,8) | 0.0808 (2.05) | 0,028 (0,71) |
| 13 | 0.0938 (2.38) | 6 (-1) | 0,0897 (2,28) | 0.0934 (2.37) | 0,094 (2,4) | 0,095 (2,4) | 0,072 (1,8) | 0,032 (0,81) |
| 14 | 0.0781 (1.98) | 5 (-1) | 0.0747 (1.90) | 0.0785 (1.99) | 0.0781 (1.98) | 0,083 (2,1) | 0,063 (1,6) | 0,036 (0,91) |
| 15 | 0,0703 (1,79) | 4,5 (-0,5) | 0.0673 (1.71) | 0,0710 (1,80) | 0,07 (1,8) | 0,072 (1,8) | 0,057 (1,4) | 0,040 (1,0) |
| dieciséis | 0.0625 (1.59) | 4,0 (-0,5) | 0,0598 (1,52) | 0.0635 (1.61) | 0.0625 (1.59) | 0,065 (1,7) | 0.0508 (1.29) | 0,045 (1,1) |
| 17 | 0.0563 (1.43) | 3,6 (-0,4) | 0.0538 (1.37) | 0,0575 (1,46) | 0,056 (1,4) | 0,058 (1,5) | 0,045 (1,1) | 0,050 (1,3) |
| 18 | 0,0500 (1,27) | 3,2 (-0,4) | 0.0478 (1.21) | 0,0516 (1,31) | 0,0500 (1,27) | 0,049 (1,2) | 0.0403 (1.02) | 0,055 (1,4) |
| 19 | 0.0438 (1.11) | 2,8 (-0,4) | 0.0418 (1.06) | 0,0456 (1,16) | 0,044 (1,1) | 0,042 (1,1) | 0,036 (0,91) | 0,060 (1,5) |
| 20 | 0.0375 (0.95) | 2,4 (-0,4) | 0.0359 (0.91) | 0.0396 (1.01) | 0.0375 (0.95) | 0,035 (0,89) | 0.0320 (0.81) | 0,070 (1,8) |
| 21 | 0.0344 (0.87) | 2,2 (-0,2) | 0,0329 (0,84) | 0.0366 (0.93) | 0.034 (0.86) | 0,032 (0,81) | 0,028 (0,71) | 0,080 (2,0) |
| 22 | 0,0313 (0,80) | 2,0 (-0,2) | 0,0299 (0,76) | 0.0336 (0.85) | 0,031 (0,79) | 0,028 (0,71) | 0,025 (0,64) | 0,090 (2,3) |
| 23 | 0,0281 (0,71) | 1,8 (-0,2) | 0,0269 (0,68) | 0,0306 (0,78) | 0,028 (0,71) | 0,025 (0,64) | 0,023 (0,58) | 0,100 (2,5) |
| 24 | 0,0250 (0,64) | 1,6 (-0,2) | 0,0239 (0,61) | 0,0276 (0,70) | 0,025 (0,64) | 0,022 (0,56) | 0,02 (0,51) | 0,125 (3,2) |
| 25 | 0.0219 (0.56) | 1,4 (-0,2) | 0.0209 (0.53) | 0,0247 (0,63) | 0,022 (0,56) | ...... | 0,018 (0,46) | ...... |
| 26 | 0,0188 (0,48) | 1,2 (-0,2) | 0,0179 (0,45) | 0.0217 (0.55) | 0,019 (0,48) | ...... | 0,017 (0,43) | ...... |
| 27 | 0.0172 (0.44) | 1,1 (-0,1) | 0.0164 (0.42) | 0.0202 (0.51) | 0,017 (0,43) | ...... | 0,014 (0,36) | ...... |
| 28 | 0.0156 (0.40) | 1,0 (-0,1) | 0,0149 (0,38) | 0.0187 (0.47) | 0,016 (0,41) | ...... | 0,0126 (0,32) | ...... |
| 29 | 0,0141 (0,36) | 0,9 (-0,1) | 0,0135 (0,34) | 0.0172 (0.44) | 0,014 (0,36) | ...... | 0,0113 (0,29) | ...... |
| 30 | 0,0125 (0,32) | 0,8 (-0,1) | 0.0120 (0.30) | 0.0157 (0.40) | 0,013 (0,33) | ...... | 0,0100 (0,25) | ...... |
| 31 | 0,0109 (0,28) | 0,7 (-0,1) | 0,0105 (0,27) | 0,0142 (0,36) | 0,011 (0,28) | ...... | 0,0089 (0,23) | ...... |
| 32 | 0,0102 (0,26) | 0,65 (-0,05) | 0,0097 (0,25) | ...... | ...... | ...... | ...... | ...... |
| 33 | 0,0094 (0,24) | 0,60 (-0,05) | 0,0090 (0,23) | ...... | ...... | ...... | ...... | ...... |
| 34 | 0,0086 (0,22) | 0,55 (-0,05) | 0,0082 (0,21) | ...... | ...... | ...... | ...... | ...... |
| 35 | 0,0078 (0,20) | 0,50 (-0,05) | 0,0075 (0,19) | ...... | ...... | ...... | ...... | ...... |
| 36 | 0,0070 (0,18) | 0,45 (-0,05) | 0,0067 (0,17) | ...... | ...... | ...... | ...... | ...... |
| 37 | 0,0066 (0,17) | 0,425 (-0,025) | 0,0064 (0,16) | ...... | ...... | ...... | ...... | ...... |
| 38 | 0,0063 (0,16) | 0,400 (-0,025) | 0,0060 (0,15) | ...... | ...... | ...... | ...... | ...... |
Tolerancias
Durante el proceso de laminado , los rodillos se arquean ligeramente, lo que hace que las hojas sean más delgadas en los bordes. [5] Las tolerancias en la tabla y los accesorios reflejan las prácticas de fabricación actuales y los estándares comerciales y no son representativas del calibre estándar del fabricante, que no tiene tolerancias inherentes.
| Calibre | Nominal [en (mm)] | Máx. [ Pulg . (Mm)] | Mínimo [en (mm)] |
|---|---|---|---|
| 10 | 0,1345 (3,42) | 0,1405 (3,57) | 0,1285 (3,26) |
| 11 | 0,1196 (3,04) | 0,1256 (3,19) | 0,1136 (2,89) |
| 12 | 0,1046 (2,66) | 0,1106 (2,81) | 0.0986 (2.50) |
| 14 | 0.0747 (1.90) | 0.0797 (2.02) | 0.0697 (1.77) |
| dieciséis | 0,0598 (1,52) | 0.0648 (1.65) | 0,0548 (1,39) |
| 18 | 0.0478 (1.21) | 0,0518 (1,32) | 0.0438 (1.11) |
| 20 | 0.0359 (0.91) | 0.0389 (0.99) | 0,0329 (0,84) |
| 22 | 0,0299 (0,76) | 0,0329 (0,84) | 0,0269 (0,68) |
| 24 | 0,0239 (0,61) | 0,0269 (0,68) | 0.0209 (0.53) |
| 26 | 0,0179 (0,45) | 0.0199 (0.51) | 0,0159 (0,40) |
| 28 | 0,0149 (0,38) | 0,0169 (0,43) | 0,0129 (0,33) |
| Espesor [en (mm)] | Ancho de hoja | |
|---|---|---|
| 36 (914,4) [pulg (mm)] | 48 (1219) [pulg (mm)] | |
| 0,018-0,028 (0,46-0,71) | 0,002 (0,051) | 0,0025 (0,064) |
| 0,029-0,036 (0,74-0,91) | 0,002 (0,051) | 0,0025 (0,064) |
| 0,037–0,045 (0,94–1,14) | 0,0025 (0,064) | 0,003 (0,076) |
| 0,046-0,068 (1,2-1,7) | 0,003 (0,076) | 0,004 (0,10) |
| 0,069–0,076 (1,8–1,9) | 0,003 (0,076) | 0,004 (0,10) |
| 0.077–0.096 (2.0–2.4) | 0,0035 (0,089) | 0,004 (0,10) |
| 0,097–0,108 (2,5–2,7) | 0,004 (0,10) | 0,005 (0,13) |
| 0,109–0,125 (2,8–3,2) | 0,0045 (0,11) | 0,005 (0,13) |
| 0,126–0,140 (3,2–3,6) | 0,0045 (0,11) | 0,005 (0,13) |
| 0,141–0,172 (3,6–4,4) | 0,006 (0,15) | 0,008 (0,20) |
| 0,173–0,203 (4,4–5,2) | 0,007 (0,18) | 0,010 (0,25) |
| 0,204–0,249 (5,2–6,3) | 0,009 (0,23) | 0,011 (0,28) |
| Espesor [en (mm)] | Ancho de hoja | |
|---|---|---|
| 36 (914,4) [pulg (mm)] | 48 (1219) [pulg (mm)] | |
| 0,017–0,030 (0,43–0,76) | 0,0015 (0,038) | 0,002 (0,051) |
| 0.031–0.041 (0.79–1.04) | 0,002 (0,051) | 0,003 (0,076) |
| 0.042–0.059 (1.1–1.5) | 0,003 (0,076) | 0,004 (0,10) |
| 0,060–0,073 (1,5–1,9) | 0,003 (0,076) | 0,0045 (0,11) |
| 0,074–0,084 (1,9–2,1) | 0,004 (0,10) | 0,0055 (0,14) |
| 0.085–0.099 (2.2–2.5) | 0,004 (0,10) | 0,006 (0,15) |
| 0,100–0,115 (2,5–2,9) | 0,005 (0,13) | 0,007 (0,18) |
| 0,116–0,131 (2,9–3,3) | 0,005 (0,13) | 0,0075 (0,19) |
| 0,132–0,146 (3,4–3,7) | 0,006 (0,15) | 0,009 (0,23) |
| 0,147–0,187 (3,7–4,7) | 0,007 (0,18) | 0,0105 (0,27) |
Procesos de formación
Flexión
La ecuación para estimar la fuerza de flexión máxima es,
,
donde k es un factor que tiene en cuenta varios parámetros, incluida la fricción. T es la máxima resistencia a la tracción del metal. L y t son la longitud y el grosor de la chapa, respectivamente. La variable W es el ancho abierto de un troquel en V o un troquel de limpieza.
Curling
El proceso de rizado se utiliza para formar un borde en un anillo. Este proceso se utiliza para eliminar los bordes afilados. También aumenta el momento de inercia cerca del extremo rizado. La llamarada / rebaba debe alejarse del dado. Se utiliza para rizar un material de espesor específico. El acero para herramientas se utiliza generalmente debido a la cantidad de desgaste provocado por la operación.
Decambering
Es un proceso de trabajo de metales para eliminar la curvatura, la curva horizontal, de un material en forma de tira. Puede hacerse en una sección de longitud finita o en bobinas. Se asemeja al aplanamiento del proceso de nivelación, pero en un borde deformado.
Dibujo profundo
El dibujo es un proceso de formación en el que el metal se estira sobre una forma o matriz . [20] En embutición profunda, la profundidad de la pieza que se está fabricando es más de la mitad de su diámetro. La embutición profunda se utiliza para fabricar tanques de combustible para automóviles, fregaderos de cocina, latas de aluminio de dos piezas , etc. La embutición profunda se realiza generalmente en varios pasos denominados reducciones de extracción. Cuanto mayor sea la profundidad, más reducciones se requieren. El embutido profundo también se puede lograr con menos reducciones calentando la pieza de trabajo, por ejemplo, en la fabricación de fregaderos.
En muchos casos, el material se lamina en el molino en ambas direcciones para ayudar en la embutición profunda. Esto conduce a una estructura de grano más uniforme que limita el desgarro y se denomina material de "calidad de estirado".
Expandiendo
La expansión es un proceso de cortar o estampar hendiduras en un patrón alterno, muy parecido a la unión de la camilla en el ladrillo y luego estirar la hoja para abrirla en forma de acordeón. Se utiliza en aplicaciones donde se desea flujo de aire y agua, así como cuando se desea un peso ligero a costa de una superficie plana sólida. Se utiliza un proceso similar en otros materiales, como el papel, para crear un papel de embalaje de bajo costo con mejores propiedades de soporte que el papel plano solo.
Dobladillos y costuras
El dobladillo es un proceso de doblar el borde de la chapa sobre sí mismo para reforzar ese borde. La costura es un proceso de doblar dos láminas de metal para formar una junta.
Hidroformado
El hidroconformado es un proceso análogo al embutido profundo, en el que la pieza se forma estirando la pieza en bruto sobre una matriz estacionaria . La fuerza requerida se genera mediante la aplicación directa de una presión hidrostática extremadamente alta a la pieza de trabajo o a una vejiga que está en contacto con la pieza de trabajo, en lugar de por la parte móvil de un troquel en una prensa mecánica o hidráulica. A diferencia de la embutición profunda, el hidroformado no suele implicar reducciones de estirado: la pieza se forma en un solo paso.
Formado incremental de hojas
El proceso de conformado incremental de chapa o ISF es básicamente un proceso de trabajo de chapa o de conformado de chapa. En este caso, la hoja se forma en la forma final mediante una serie de procesos en los que se puede realizar una pequeña deformación incremental en cada serie.
Planchado
El planchado es un proceso de trabajo de chapa o de conformado de chapa. Adelgaza uniformemente la pieza de trabajo en un área específica. Este es un proceso muy útil. Se utiliza para producir una pieza de espesor de pared uniforme con una alta relación entre altura y diámetro. Se utiliza en la fabricación de latas de aluminio para bebidas.
Corte por láser
La chapa se puede cortar de varias formas, desde herramientas manuales llamadas tijeras para hojalata hasta cizallas eléctricas muy grandes. Con los avances en tecnología, el corte de chapa se ha convertido en computadoras para un corte preciso. Muchas operaciones de corte de chapa se basan en el corte por láser de control numérico por computadora (CNC) o en la punzonadora CNC de múltiples herramientas.
El láser CNC implica mover un conjunto de lentes que lleva un rayo de luz láser sobre la superficie del metal. El oxígeno, nitrógeno o aire se alimenta a través de la misma boquilla por la que sale el rayo láser. El metal es calentado y quemado por el rayo láser, cortando la hoja de metal. [21] La calidad del borde puede ser suave como un espejo y se puede obtener una precisión de alrededor de 0,1 mm (0,0039 pulgadas). Las velocidades de corte en hojas delgadas de 1,2 mm (0,047 pulg.) Pueden llegar a 25 m (82 pies) por minuto. La mayoría de los sistemas de corte por láser utilizan una fuente láser basada en CO2 con una longitud de onda de alrededor de 10 µm ; algunos sistemas más recientes utilizan un láser basado en YAG con una longitud de onda de alrededor de 1 µm.
Mecanizado fotoquímico
El mecanizado fotoquímico, también conocido como fotograbado, es un proceso de corrosión estrictamente controlado que se utiliza para producir piezas metálicas complejas a partir de láminas de metal con detalles muy finos. El proceso de fotograbado implica la aplicación de un polímero fotosensible a una hoja de metal en bruto. Usando herramientas fotográficas diseñadas por CAD como plantillas, el metal se expone a la luz ultravioleta para dejar un patrón de diseño, que se desarrolla y se graba a partir de la hoja de metal.
Perforando
La perforación es un proceso de corte que perfora múltiples agujeros pequeños juntos en una pieza de trabajo plana. De chapa perforada se utiliza para hacer una amplia variedad de herramientas de corte de superficie, tales como la Surform .
Prensa de formación de freno
Esta es una forma de doblado que se utiliza para producir piezas de chapa metálica largas y delgadas. La máquina que dobla el metal se llama plegadora . La parte inferior de la prensa contiene una ranura en forma de V llamada matriz. La parte superior de la prensa contiene un punzón que presiona la hoja de metal hacia abajo en el troquel en forma de V, haciendo que se doble. [22]Se utilizan varias técnicas, pero el método moderno más común es la "flexión por aire". Aquí, el troquel tiene un ángulo más agudo que la curva requerida (típicamente 85 grados para una curva de 90 grados) y la herramienta superior se controla con precisión en su recorrido para empujar el metal hacia abajo la cantidad requerida para doblarlo 90 grados. Normalmente, una máquina de uso general tiene una fuerza de flexión disponible de alrededor de 25 toneladas por metro de longitud. El ancho de la abertura de la matriz inferior es típicamente de 8 a 10 veces el grosor del metal a doblar (por ejemplo, un material de 5 mm podría doblarse en una matriz de 40 mm). El radio interior de la curva formada en el metal no está determinado por el radio de la herramienta superior, sino por el ancho de la matriz inferior. Normalmente, el radio interior es igual a 1/6 del ancho en V utilizado en el proceso de conformado.
La prensa generalmente tiene algún tipo de tope trasero para colocar la profundidad de la curva a lo largo de la pieza de trabajo. El tope trasero se puede controlar por computadora para permitir al operador hacer una serie de curvas en un componente con un alto grado de precisión. Las máquinas simples controlan solo el tope, las máquinas más avanzadas controlan la posición y el ángulo del tope, su altura y la posición de las dos clavijas de referencia utilizadas para ubicar el material. La máquina también puede registrar la posición exacta y la presión requerida para cada operación de doblado para permitir que el operador logre un doblado perfecto de 90 grados en una variedad de operaciones en la pieza.
Puñetazos
El punzonado se realiza colocando la hoja de metal entre un punzón y un troquel montado en una prensa. El punzón y la matriz están hechos de acero endurecido y tienen la misma forma. El punzón está dimensionado para encajar muy bien en la matriz. La prensa empuja el punzón contra y dentro de la matriz con suficiente fuerza para hacer un agujero en el material. En algunos casos, el punzón y la matriz se "anidan" juntos para crear una depresión en el material. En el estampado progresivo , se introduce una bobina de material en un juego de troqueles / punzones largo con muchas etapas. Se pueden producir múltiples orificios de formas simples en una etapa, pero los orificios complejos se crean en múltiples etapas. En la etapa final, la pieza se perfora para liberarla de la "red".
Un punzón de torreta CNC típico tiene una opción de hasta 60 herramientas en una "torreta" que se puede girar para llevar cualquier herramienta a la posición de punzonado. Una forma simple (por ejemplo, un cuadrado, un círculo o un hexágono) se corta directamente de la hoja. Se puede cortar una forma compleja haciendo muchos cortes cuadrados o redondeados alrededor del perímetro. Un punzón es menos flexible que un láser para cortar formas compuestas, pero más rápido para formas repetitivas (por ejemplo, la rejilla de una unidad de aire acondicionado). Un punzón CNC puede alcanzar 600 golpes por minuto.
Un componente típico (como el lateral de la carcasa de una computadora) se puede cortar con alta precisión a partir de una hoja en blanco en menos de 15 segundos mediante una prensa o una máquina CNC láser.
Formación de rollos
Una operación de plegado continuo para la producción de perfiles abiertos o tubos soldados con longitudes largas o en grandes cantidades.
Rodando
El laminado es un proceso de trabajo o conformado de metales. En este método, el material se pasa a través de uno o más pares de rollos para reducir el grosor. Se utiliza para uniformar el espesor. Se clasifica según su temperatura de laminación: [23]
1. Laminado en caliente: a esta temperatura está por encima de la temperatura de recristalización.
2. Laminado en frío: En esta temperatura está por debajo de la temperatura de recristalización.
3. Laminado en caliente: En esta temperatura se utiliza entre laminado en caliente y laminado en frío.
Girando
El hilado se utiliza para fabricar piezas tubulares (simétricas en el eje) fijando una pieza de material laminado a una forma giratoria ( mandril ). Los rodillos o herramientas rígidas presionan el material contra el formulario, estirándolo hasta que el material toma la forma del formulario. El hilado se utiliza para fabricar carcasas de motores de cohetes, conos de punta de misiles, antenas parabólicas y embudos de cocina de metal.
Sellado
El estampado incluye una variedad de operaciones tales como perforar, cortar, estampar, doblar, rebordear y acuñar; se pueden formar formas simples o complejas a altas tasas de producción; Los costos de herramientas y equipos pueden ser altos, pero los costos de mano de obra son bajos.
Alternativamente, las técnicas relacionadas repoussé y persecución tienen bajos costos de herramientas y equipos, pero altos costos de mano de obra.
Corte por chorro de agua
Un cortador de chorro de agua, también conocido como chorro de agua, es una herramienta capaz de una erosión controlada en metal u otros materiales utilizando un chorro de agua a alta velocidad y presión, o una mezcla de agua y una sustancia abrasiva.
Wheeling
El proceso de usar una rueda inglesa se llama rueda. Es básicamente un proceso de trabajo o conformado de metales. Un artesano utiliza una rueda inglesa para formar curvas compuestas a partir de una hoja plana de metal de aluminio o acero. Es costoso, ya que se requiere mano de obra altamente calificada. Puede producir diferentes paneles por el mismo método. Una prensa de estampado se utiliza para grandes cantidades de producción. [24]
Sujetadores
Los sujetadores que se utilizan comúnmente en la hoja de metal incluyen: clecos , [25] remaches , [26] y tornillos de metal .
Ver también
- Análisis de cuadrícula circular
- Hierro galvanizado corrugado , también conocido como chapa corrugada
- Placa de diamante
- Diagrama de límite de formación
- Fleje de acero
- Molino de temple
Referencias
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Bibliografía
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- Parker (2013). Building Victory: Fabricación de aviones en el área de Los Ángeles durante la Segunda Guerra Mundial . Cypress, CA. ISBN 978-0-9897906-0-4.
Enlaces externos
 |
- "Proceso de plegado de chapa" . Ltd. de la máquina herramienta de Nanjing Harsle
- "Historia del calibre estándar de los fabricantes" . Actualización del mercado del acero.
- "Calibres y espesores de chapa de acero" (PDF) . Hechos de la chapa de acero . Instituto Canadiense de Construcción de Chapa de Acero. Abril de 2009.
- Hitos en la historia de la chapa
