Procesos de Conformado de Metales: Extrusión, Estirado y Doblado de Chapa

Extrusión

En el proceso de extrusión se empuja el material a través de una matriz, que es la responsable de la geometría del producto resultante. Se emplea para la fabricación de perfiles y tubos de sección constante en una amplia variedad de materiales (muy utilizado para perfiles de aluminio).

En general, el proceso se lleva a cabo en caliente, aunque existen algunos procesos de extrusión en frío.

Descripción del proceso

1. El proceso comienza con el calentamiento del material.
2. Este se carga posteriormente dentro del contenedor de la prensa.
3. Se coloca un bloque en la prensa de forma que sea empujado, haciéndolo pasar por un troquel (matriz).
4. Si se requieren mejores propiedades, el material puede ser tratado mediante calor o trabajado en frío posteriormente.

Extrusión en Caliente

La extrusión en caliente se realiza a temperaturas elevadas, evitando así el endurecimiento por deformación (trabajo forzado) y facilitando el paso del material a través del troquel.

Extrusión en Frío

La extrusión en frío se realiza cerca de la temperatura ambiente. La ventaja de esta sobre la extrusión en caliente es la falta de oxidación, lo que se traduce en una mayor fortaleza debido al trabajo en frío (endurecimiento por deformación). Con ello se consigue un buen acabado superficial. La velocidad de extrusión puede ser rápida si el material es sometido a breves calentamientos.

Los materiales comúnmente tratados con extrusión fría incluyen:

• Plomo
• Estaño
• Acero
• Aluminio
• Cobre
• Titanio
• Vanadio
• Etc.

Estirado

El proceso de estirado, como norma general, se realiza como una operación de deformación plástica en frío, comúnmente para secciones redondas. Las principales ventajas del proceso de estirado son:

• Mayor control de las tolerancias: Permite obtener tolerancias dimensionales muy ajustadas (IT bajo).
• Acabado superficial: Se puede lograr un muy buen acabado superficial.
• Propiedades mecánicas: Mejora la resistencia (especialmente a flexión) y aumenta la dureza debido al trabajo en frío.
• Mayor capacidad de mecanización: Las piezas estiradas suelen ser más fáciles de mecanizar posteriormente.

Operaciones del Proceso de Estirado

Las operaciones típicas en el proceso de estirado son:

Decapado

Se limpia el material, generalmente mediante ataques químicos y agua a presión, para eliminar el óxido o calamina que pueda haberse formado en la superficie. Esto es necesario para prevenir daños en la matriz de estirado y en la superficie de la pieza.

Estirado

Se procede a colocar el material preparado en la máquina (banco de estirado) para iniciar el proceso. En esta etapa es decisivo el uso de lubricantes adecuados para proteger la superficie del material y la matriz al aplicar la reducción de sección.

Conformado de Chapa

El conformado de chapa consiste en la obtención de piezas partiendo de chapa laminar mediante operaciones como el corte, doblado y embutición.

Características y Aplicaciones

Las características principales de los productos obtenidos por conformado de chapa son:

• Permite obtener formas complejas con excelentes acabados superficiales.
• Las piezas resultantes tienen una elevada relación rigidez/peso.
• Ofrece alta productividad (ratios de hasta 1500 piezas/hora).
• Generalmente, solo se justifica para series largas debido al coste de los utillajes y medios de producción.

Las industrias del automóvil, envases y electrodomésticos son grandes usuarias de los procesos de conformado de chapa.

Descripción del Doblado

Generalidades

El doblado y el curvado son operaciones que consisten en obtener una pieza de chapa con una forma geométrica determinada (generatrices y bordes rectilíneos o curvos), modificando su forma sin someter el material a grandes deformaciones localizadas o cambios significativos de espesor, a diferencia de la embutición.

Doblez en Ángulo Vivo

Si se realiza un doblado buscando una arista viva (radio de doblado muy pequeño), se produce un adelgazamiento considerable de la chapa en la zona doblada, que puede alcanzar hasta el 50% del espesor original.

Doblez en Ángulo Redondeado

Utilizando un radio interior de doblado igual o mayor al espesor de la chapa (r ≥ e), la disminución del espesor en la zona del doblez no sobrepasa el 20%. Si el radio interior es 5 veces el espesor (r = 5e), la disminución de dicho espesor solo alcanza aproximadamente el 5%.