¿Qué es la fabricación de chapa metálica? Guía detallada

Antes de elegir los servicios de fabricación de chapa a medida, siga leyendo para obtener una guía en profundidad sobre qué son y otros conceptos relevantes.

La fabricación de chapas metálicas implica cortes precisos, doblados y ensamblados de chapas metálicas planas en formas elaboradas. La fabricación de chapas metálicas puede utilizar el corte por láser para la precisión, el punzonado CNC para los patrones de fantasía y el plegado con plegadora para las tolerancias.

Por su resistencia a la corrosión y su relación resistencia-peso, pueden utilizarse el acero inoxidable y el aluminio. El aluminio tiene una densidad de 2,7 g/cm³, aunque el acero inoxidable tiene 8,0 g/cm³. Los armarios, soportes y carcasas industriales pueden fabricarse utilizando servicios de fabricación de chapas metálicas a medida.

Tipos de fabricación de chapa metálica

Fabricación de chapas metálicas a medida

La fabricación a medida de chapa metálica fabrica componentes metálicos para requisitos específicos. A diferencia de las soluciones estándar, la fabricación a medida permite controlar la selección de materiales, espesores, dimensiones y geometrías. Es clave para la industria aeroespacial, los dispositivos médicos y la maquinaria especializada. Por ejemplo, utilizar Mecanizado CNC y el corte por láser, los fabricantes pueden alcanzar tolerancias muy ajustadas para que los componentes encajen en conjuntos complejos. Además, la fabricación a medida ayuda a integrar el conformado en varias etapas para la funcionalidad del producto.

Fabricación de chapa metálica vs. Fabricación a medida de chapa metálica

La diferencia entre la fabricación estándar de chapa metálica y la fabricación a medida es la especificidad y la adaptación a los requisitos del usuario final. La fabricación estándar puede implicar procesos y materiales prediseñados para piezas uniformes. La fabricación a medida adapta el corte, el plegado, la soldadura y el acabado a las necesidades del proyecto. Mientras que la fabricación estándar puede utilizar el acero inoxidable 304 común, la fabricación a medida puede optar por el Inconel para usos a alta temperatura. En consecuencia, la fabricación a medida puede exigir el AEF para optimizar el rendimiento en circunstancias reales.

Procesos clave en la fabricación de chapa metálica

Corte y cizallado

El corte y el cizallado son fundamentales en la fabricación de chapas metálicas. El corte por láser domina para las geometrías compuestas. Las cizallas controladas por CNC cortan las chapas para mantener los bordes sin rebabas. Las cortadoras de plasma manejan materiales más gruesos utilizando gas ionizado para los cortes. El corte por chorro de agua con un corte estrecho brilla en las zonas no afectadas por el calor para la integridad del material. Recuerde que la selección de la herramienta adecuada depende del grosor, el tipo y la precisión del material.

Fabricación de plegado de chapa

Las plegadoras, incluidas las plegadoras CNC, son la clave del plegado preciso de chapa. Realizan tolerancias dentro de grados. Las plegadoras CNC multieje permiten realizar plegados complejos en una sola configuración para reducir el tiempo de manipulación y los errores. La elección del utillaje (matrices en V, radios, etc.) influye en la calidad final del plegado. El springback es un factor a tener en cuenta. Requiere un sobredoblado o herramientas específicas para el ángulo deseado. La precisión en la fabricación de chapa con plegadora garantiza que las piezas encajen en el montaje.

Moldear y dar forma

La embutición profunda, el hidroconformado y el estampado permiten obtener formas repetibles de materiales compuestos. La embutición profunda puede lograr profundidades de más del doble del diámetro de la chapa para depósitos de combustible. El hidroconformado utiliza fluidos a alta presión para formar formas con un grosor de pared uniforme para piezas aeroespaciales. El estampado en matrices progresivas produce piezas complicadas y maneja chapas finas. Cada técnica debe tener en cuenta las propiedades del material para evitar arrugas o desgarros.

Soldadura y montaje

La soldadura une chapas metálicas en la fabricación. Las soldaduras TIG y MIG son habituales. Con su preciso control del calor, la soldadura TIG se adapta a las chapas finas para evitar el alabeo. Por otro lado, la soldadura MIG permite soldaduras más rápidas en materiales más gruesos. La soldadura por puntos es clave en los ensamblajes de chapas en los bastidores de los automóviles para conseguir uniones rápidas y fiables. En el ensamblaje, las plantillas y las fijaciones proporcionan consistencia, y la soldadura robotizada aumenta la fiabilidad en la producción de grandes volúmenes.

Equipos y herramientas para la fabricación de chapa metálica

Equipo esencial para la fabricación de chapa metálica

• Cizalla hidráulica.
• Frenos de prensa.
• Máquinas de corte por láser.
• Cortadoras de plasma.
• Cortadoras de chorro de agua.
• Punzonadoras CNC.
• Máquinas perfiladoras.
• Guillotina de chapa.
• Máquinas de soldadura.
• Desbarbadoras.

Máquinas especializadas en la fabricación de chapas metálicas

• Punzonadora de torreta.
• Plegadoras CNC.
• Panel Benders.
• Máquinas curvadoras de tubos.
• Dobladoras giratorias de tracción.
• Máquinas curvadoras de rollos.
• Equipos de procesamiento de bobinas.
• Martillos mecánicos.
• Dobladilladoras.
• Máquinas de abalorios.

Herramientas para la fabricación de chapa metálica

• Recortes de aviación.
• Costureras.
• Mazos y martillos.
• Escanciadoras manuales.
• Frenos de chapa.
• Rodillos deslizantes.
• Sujetadores Cleco.
• Herramientas de perforación.
• Amoladoras angulares.
• Esquineros.

Piezas y recintos de fabricación de chapa metálica

Tipos de piezas de fabricación de chapa metálica

Las piezas de fabricación de chapa metálica incluyen soportes, chasis y cajas. Los soportes en el sector aeroespacial requieren niveles de tolerancia muy ajustados para la verticalidad estructural. Para la electrónica, las piezas de chasis deben tener en cuenta el blindaje EMI, que puede seleccionar cobre o acero niquelado. Los recintos para usos industriales pueden emplear acero de calibre 14 a 16 para resistir la corrosión y soportar cargas. Las geometrías complejas en los soportes de curvado múltiple requieren máquinas de curvado CNC con un alto grado de precisión.

Diseño y producción de cerramientos de fabricación de chapa metálica

El diseño de los armarios de chapa metálica tiene en cuenta los límites de tensión del material y la gestión térmica. Los armarios de telecomunicaciones para exteriores sometidos a grandes esfuerzos pueden utilizar acero inoxidable de calibre 12 para obtener solidez estructural y resistencia a la corrosión. Los ingenieros también deben tener en cuenta los coeficientes de dilatación térmica. Por ejemplo, el aluminio tiene un coeficiente de 23 x 10^-6/°C y podrían dilatarse en entornos de alta temperatura. El corte por láser con tolerancias ajustadas puede emplearse durante la producción para el encaje de los componentes con el fin de reducir los problemas de montaje. Asimismo, las fijaciones PEM, insertadas a una presión de hasta 10.000 psi, pueden proporcionar un montaje fiable de la envolvente sin comprometer la veracidad de la chapa.

Fabricación especializada: Acero inoxidable y aluminio

Fabricación de chapa de acero inoxidable

El acero inoxidable fuerte y resistente a la corrosión es ideal para aplicaciones duras. La ventaja de la fabricación a medida de chapas de acero inoxidable es la integridad estructural en condiciones difíciles. Por ejemplo, los grados 304 y 316L se utilizan en las industrias aeroespacial y médica gracias a su resistencia a las picaduras y al agrietamiento por corrosión bajo tensión. Además, la baja conductividad térmica del acero inoxidable necesita una gestión del calor durante la soldadura para evitar el alabeo en las chapas más finas. El corte por láser puede ofrecer precisión con zonas mínimas afectadas por el calor para preservar las propiedades del material.

Fabricación de chapa de aluminio

La alta conductividad térmica del aluminio y su naturaleza ligera exigen consideraciones de fabricación. A diferencia del acero inoxidable, la rápida disipación del calor del aluminio puede complicar la soldadura. Hace preferible la soldadura TIG para minimizar el agrietamiento. Además, las aleaciones 6061 y 5052 tienen propiedades mecánicas diferentes que requieren tratamientos específicos. La 6061 necesita un tratamiento térmico posterior a la soldadura para recuperar su resistencia, pero la 5052 no. Debido a la blandura del aluminio, la manipulación durante el corte y el conformado debe evitar arañazos o deformaciones en la superficie. Con revestimientos protectores, el mecanizado CNC puede ayudar a alcanzar tolerancias ajustadas y un acabado impecable.

Aplicaciones de la fabricación de chapas metálicas

Industrias y usos comunes de los productos de chapa metálica

Muchas industrias utilizan la fabricación de chapas metálicas. Las aleaciones de titanio y aluminio de alta resistencia se moldean con precisión en conjuntos de fuselaje, depósitos de combustible y alas de aviones. Los fabricantes de automóviles emplean chapas metálicas para los paneles de la carrocería y las secciones del chasis para la aerodinámica y la seguridad en caso de choque. La electrónica emplea metales finos, cortados con precisión, para carcasas y disipadores de calor para la gestión térmica y el blindaje electromagnético. En medicina, las chapas de acero inoxidable ayudan a fabricar instrumentos quirúrgicos y dispositivos para la esterilización.

Ejemplos reales de fabricación de productos de chapa metálica

Una aplicación es la fabricación de revestimientos para aviones. Las láminas de aluminio pueden ser tan finas como 0,016 pulgadas y contornear el perfil aerodinámico del avión. Otro ejemplo son las chapas de acero galvanizado en los sistemas de escape de los automóviles. Deben soportar altas temperaturas y la corrosión. En la construcción de sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado, los conductos de chapa galvanizada proporcionan un flujo de aire óptimo con tolerancias precisas para reducir la pérdida de energía. Además, la industria de los semiconductores utiliza carcasas de chapa ultrafinas con bajas tolerancias para proteger los microchips sensibles de los factores ambientales.

Por tanto, no puede negar la importancia de los servicios a medida de fabricación de chapa metálica en la fabricación moderna. Si busca soluciones de este tipo, sólo tiene que acercarse a Mecanizado MXY.