Guía para Dominar el Diseño de Chapa Metálica de Precisión

Imagina que tu concepto de diseño innovador está a punto de hacerse realidad, solo para ser obstaculizado por los detalles de la fabricación de chapa metálica. Esta frustración se puede evitar con la orientación adecuada. Este artículo proporciona una visión general completa de la fabricación de chapa metálica, asegurando que tus diseños pasen sin problemas del concepto al producto terminado.

La fabricación de chapa metálica transforma las láminas de metal en componentes mediante procesos como estampado, corte, conformado y doblado. Convierte diseños CAD 3D en instrucciones de máquina para dar forma precisa al metal. Conocidas por su durabilidad, las piezas de chapa metálica se utilizan ampliamente en productos como carcasas. El proceso ofrece soluciones rentables tanto para prototipos como para la producción en masa, aunque la configuración inicial y los costos de los materiales pueden ser sustanciales.

El grosor constante del material es fundamental en la fabricación de chapa metálica. El cumplimiento de las especificaciones de diseño y los requisitos de tolerancia garantiza que las piezas coincidan con la intención del diseño, al tiempo que se optimiza el uso del material.

El doblado es un proceso fundamental de conformado de chapa metálica en el que se aplica fuerza para crear ángulos específicos. Esto se puede hacer de forma brusca o gradual, según las necesidades del diseño.

Las plegadoras, disponibles en capacidades de 20 a 200 toneladas, realizan operaciones de doblado. Estas máquinas utilizan herramientas superiores (punzón) e inferiores (matriz), con topes traseros que posicionan el material. Los ángulos de doblado se determinan por la profundidad de penetración del punzón en la matriz.

Los parámetros de doblado críticos incluyen:

• Línea de doblado: La línea de la superficie que marca los límites del doblado
• Radio de doblado: Distancia desde el eje de doblado a la superficie interior
• Eje neutro: El plano del material no estirado/no comprimido
• Factor K: Relación de posición del eje neutro (T/t)
• Tolerancia de doblado: Longitud del arco del eje neutro entre las líneas de doblado

El factor K calcula los patrones planos teniendo en cuenta el estiramiento del material durante el doblado. Los valores oscilan entre 0 y 0,5, con valores típicos que varían según el material y el radio de doblado:

Consideraciones clave para el diseño de doblado:

• Mantener un grosor de pared uniforme (rango de 0,9 mm-20 mm)
• Radio de doblado interno ≥ grosor del material
• Tolerancia de doblado estándar: ±1°
• Longitud de la brida ≥ 4× grosor del material
• La consistencia de la dirección de doblado reduce los costos

El corte por láser utiliza haces de alta energía para cortar con precisión varios materiales, incluidos metales, plásticos y madera. La programación CNC controla las formas y posiciones de corte, manejando materiales de hasta 20 mm de grosor.

Los beneficios incluyen:

• Sujeción superior de la pieza de trabajo
• Reducción de la contaminación
• Alta precisión
• Distorsión térmica mínima

Las limitaciones incluyen restricciones de material e inconsistencia ocasional.

Tolerancias de corte por láser estándar:

• Conformado/doblado: ±0,4 mm
• Doblado a orificio: ±0,2 mm
• Dimensiones lineales: ±0,1 mm
• Ángulos: ±2°

Diámetro mínimo del orificio ≥ grosor del material. Mantener distancias:

• De los doblados: 2,5t + radio
• De los bordes: 2t
• Entre orificios: 6t

Requisitos de diseño:

• Ancho de la muesca ≥ 1,5t
• Ancho de la pestaña ≥ 2t o 3,2 mm
• Longitud de la característica ≤ 5× ancho

Directrices para avellanados:

• Profundidad ≤ 0,6× grosor del material
• Ángulos estándar: 82°, 90°, 100°, 120°
• Espaciamiento: 8t entre avellanados

El dobladillado fortalece los bordes y mejora la seguridad:

• Diámetro interior mínimo = grosor del material
• Longitud de retorno: 4t (dobladillo abierto), 6t (dobladillo cerrado)

Factores clave para la calidad de las piezas:

• Altura del doblado ≥ 2t + radio
• Radios de esquina ≥ 0,5t para seguridad
• Las muescas de alivio evitan el desgarro cerca de los doblados
• Compensación de retroceso para ángulos precisos