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El conformado es un tipo de proceso de fabricación muy utilizado en todo el mundo y es una de las técnicas antiguas. Los siguientes son los puntos que vamos a discutir en detalle en este artículo:

Contenido

¿Qué se está formando? | Fundamentos de los procesos de conformado de metales

El conformado / conformado de metales es un proceso en el que el material se deforma plásticamente para obtener la forma requerida mediante la aplicación de fuerza de tal manera que la tensión generada debe ser mayor o igual a tensión de fluencia, y al mismo tiempo, debe ser menor que el estrés final del material.

Tipos de proceso de conformado | Proceso de conformado en la fabricación | Procesos de conformado de metales a granel | Procesos de conformado de metales | Operaciones de conformado | Tipo de operaciones de conformado | Diferentes tipos de conformado | | Clasificación del proceso de conformado de metales | Tipos de conformado de plástico

Formación de metales:

1) Formación de metales a granel: 

1. Forjando
2. Rolling
3. Extrusión 
4. Formación de alambre

2) Conformado de chapa

1. Doblar
2. Dibujo de copa profunda
3. Cizallamiento
4. Estiramiento
5. Hilado

3) conformado avanzado de metales

1. Formación de super plástico
2. Electroformado
3. Operación de multas y bancarias
4. Hidroformado
5. Formación por láser
6. Formación de polvo

Evolución de la microestructura en los procesos de conformado de metales

Cuando se lleva a cabo el conformado de metal, el material se somete a una tensión muy alta para cambiar su forma. Se produce el cambio microestructural en el material. Pero la formación de cristales solo se reorganizará si es trabajo en caliente, que se trabaja por encima de la temperatura de recristalización. Es decir, el material se calienta por encima de su temperatura de recristalización y se lleva a cabo la conformación.

Temperatura en los procesos de conformado | Procesos de conformado de metales en caliente | Procesos de conformado de metales en frío | Efecto de la temperatura en el proceso de conformado de metales.

• La temperatura es un factor muy importante en el proceso de fabricación, ya que las propiedades del material son función de la temperatura.
• El trabajo en el proceso de conformado se divide en tres partes sobre los conceptos básicos de la temperatura:
• 1. Trabajo en frío
• 2. Trabajo cálido
• 3. Trabajo en caliente
• Antes de definir los puntos anteriores, háganos saber qué es la temperatura de recristalización.

Temperatura de recristalización:

• La temperatura a la que el material reformará la disposición de su cristal se conoce como temperatura de recristalización.
• Es un valor único para cada material.
•  El plomo, estaño, zinc y cadmio es el material cuya temperatura de recristalización es igual a la temperatura ambiente y, por lo tanto, el trabajo realizado en estos materiales es siempre trabajo en caliente.
• La temperatura de recristalización varía de 0.5 a 0.9 veces la temperatura de fusión del material.

Trabajo en frío:

• Cuando se trabaja en el material, cuando la temperatura del material está por debajo de la temperatura de recristalización, dicho trabajo entra en la categoría de trabajo en frío.
• La cantidad de fuerza y ​​energía requerida en el trabajo en frío es muy alta.
• La precisión es bastante buena en el trabajo en frío en comparación con otros.
• Aumentan propiedades como fuerza y ​​dureza. 
• Mientras que las propiedades como maleabilidad y ductilidad se reducen.
• La fricción que actúa en el trabajo en frío es baja.

Trabajo en caliente:

• Cuando se trabaja en el material a una temperatura superior al trabajo en frío pero menor que la temperatura de recristalización, se incluye en la categoría de trabajo en caliente.
• Se prefiere al trabajo en frío cuando la cantidad de fuerza aplicada es menor.

Trabajo en caliente:

• Cuando se trabaja en el material, la temperatura del material es mayor que la temperatura de recristalización, dicho trabajo entra en la categoría de trabajo en caliente.
• La cantidad de fuerza y ​​energía requerida en el trabajo en caliente es menor.
• La precisión se mantiene pobre en trabajo en caliente en comparación con otros.
• Propiedades como la fuerza y ​​la dureza disminuyen.
• Mientras aumentan las propiedades como maleabilidad y ductilidad.
• La fricción que actúa en el trabajo en caliente es alta.

Tipos de proceso de conformado en frío

Técnicas de conformado en frío: proceso de prensado, proceso de plegado, proceso de estirado y proceso de cizallamiento. 

El proceso de exprimido consta de:

• Proceso de laminación,
• Proceso de extrusión,
• Proceso de forja,
• Proceso de dimensionamiento

El proceso de plegado consta de:

• Proceso de flexión de ángulos,
• Proceso de doblado de rollos,
• Proceso de perfilado,
• Proceso de costura,
• Proceso de alisado
• El proceso de cizallamiento consta de:
• Proceso de corte por cizalla de chapa,

Borrado.

• El proceso de dibujo consta de:
• Proceso de trefilado,
• Proceso de trefilado de tubos,
• Proceso de hilado de metales,
• Proceso de trefilado de chapa,
• Proceso de planchado

Fricción y lubricación en procesos de conformado de metales | Fricción en el proceso de conformado de metales

• La fricción en la conformación del metal tiene lugar debido al contacto cercano de la superficie de la pieza de trabajo y la herramienta (matriz, punzón) a alta presión (también alta temperatura para algunas operaciones).
• Esta alta presión, alta estrés compresivo y también la fricción juega un papel muy importante en la formación del producto.
• Pero se requiere más del 50% de energía para superar esta fricción.
• Se retrasa la calidad de la superficie, se reduce la vida útil de la herramienta y del troquel.
• Para superar estos efectos indeseables, se introduce la lubricación.

Para superar la fricción se lleva a cabo la lubricación:

Lubricación en procesos de conformado de metales | Tipos de lubricantes utilizados en la conformación de metales.

La formación de metales utiliza lubricación: película sólida, sintética, a base de agua, a base de aceite

• A base de agua: son buenos para enfriar, pero tienen menos lubricidad. Se utilizan principalmente para aplicaciones de alta velocidad.
• A base de aceite: supera los inconvenientes del lubricante a base de agua, pero carece de solubilidad de aditivos.
• Sintético: con solubilidad también proporciona una buena lubricidad.
• Película sólida: se puede usar con o sin aceite / agua, se usa principalmente para aplicaciones de alta presión, baja velocidad y baja temperatura.

Ventajas y desventajas del proceso de conformado de metales.

Ventajas:

• El desperdicio de material es insignificante o nulo (ya que no implica ninguna acción de corte).
• El grano se puede orientar en la dirección requerida
• Con el trabajo en frío se fortalece y la dureza aumenta, mientras que con el trabajo en caliente aumenta la ductilidad y maleabilidad.

Limitaciones:

• La fuerza y ​​la energía necesarias son muy elevadas.
• Se requiere automatización, por lo tanto, es costoso
• Excepto el forjado, todos los demás procesos pueden producir una sección transversal uniforme.
• Los cruces y recortes son difíciles de producir.

Aplicaciones del proceso de conformado de metales.

• Canales de forma directa. 
• Tubos sin costura
• Anillos de turbina.
• Productos de hardware como clavos, granizos
• Herramientas agrícolas utilizadas para aserrar y cortar.
• Productos militares
• Puertas de piezas de estructura de automóvil, escudo exterior de la carrocería. 
• Diferentes productos plásticos

Rolling 

El laminado es un proceso en el que se obtiene la forma requerida pasando el material a través de rodillos. Estos rodillos son lugares con distancia entre ellos, que se define por el espesor requerido del producto de salida. A medida que el material se ve obligado a pasar a través de este espacio, los rodillos también aplican una gran fuerza. El número de rodillos depende de la aplicación de fuerza.

Formación de rollos (caliente)

• El laminado en caliente es un proceso de laminado (también conocido como trabajo en caliente) cuando el material se calienta por encima de su temperatura de recristalización antes de pasarlo por los rodillos.
• La maleabilidad y la ductilidad aumentan mientras que la resistencia y la dureza disminuyen
• El acabado superficial y la precisión de las dimensiones son deficientes
• La fuerza y ​​la energía necesarias son menores en comparación con el laminado en frío
• La fricción es alta

Formación de rollos (frío)

• La laminación en frío es un proceso de laminación (también conocido como trabajo en frío) cuando el material se calienta por debajo de su temperatura de recristalización antes de pasarlo por los rodillos.
• La maleabilidad y la ductilidad disminuyen mientras que la resistencia y la dureza aumentan
• El acabado superficial y la precisión de las dimensiones son excelentes.
• La fuerza y ​​la energía necesarias son mayores en comparación con el laminado en caliente
• La fricción es baja

Tipos de máquina perfiladora

• Laminadores de dos alturas
• Laminadores de tres alturas
• Laminadores de cuatro alturas
• Laminador de racimo
• Laminador planetario
• Laminador en tándem

Procesos y aplicaciones de conformado de chapa | Procesos de conformado de chapa y diseño de matrices | Proceso de laminado de chapa | Procesos y aplicaciones de conformado de chapa

En la operación de conformado de chapa, el material se deforma plásticamente y no se lleva a cabo ninguna acción de corte.

La fuerza aplicada en la operación de conformado de chapa es mayor que la tensión de fluencia para soportar la deformación, pero menor que la tensión final ya que la acción de no corte se lleva a cabo en el proceso de conformación.

Diferentes tipos de procesos de conformado de chapa | Tipos de proceso de conformado de chapa | Tipos de procesos de conformado de chapa

• Doblar
• Dibujo de copa profunda
• Cizallamiento
• Estiramiento
• Hilado

Doblar

Estirar la formación | Tipos de conformado por estiramiento

Es un proceso de formación de chapa en el que la chapa seleccionada se estira y se dobla continuamente sobre un troquel para obtener la forma requerida. Adquiere la forma del dado.

Tipos de conformado por estiramiento:

• Formación de estiramiento longitudinal
• Transversales estiramiento formando

Proceso de embutición profunda de metal

Conformado de metales con proceso Guerin

El conformado de metales del proceso guerin es un proceso de conformado de subpartes de chapa. En este proceso, la chapa se estampa con ayuda de un punzón para obtener el resultado deseable. Es una forma sencilla de chapa mediante un proceso de estampación.

Proceso de formación de prensa de metal

La formación de prensa de metal es un proceso muy simple en el que la chapa se sujeta con la ayuda de las abrazaderas y se le da forma con la ayuda de troquel y punzón. Es igual que el proceso de estampación.

Proceso de hilado en conformado de metales | Proceso de hilatura en conformado de chapa

En este proceso, el disco de la hoja de metal se utiliza como producto crudo. Se sujeta sobre la máquina de hilar contra el mandril. El disco de la hoja se presiona contra el mandril giratorio de alta velocidad con la ayuda de la herramienta de presión. Los objetos simétricos se fabrican en este proceso. Se puede realizar en la máquina CNC.

Proceso de perfilado en chapa

El laminado en chapa es un proceso en el que se obtiene la forma / tamaño requerido pasando la chapa a través de rodillos. Estos rodillos se colocan con una distancia entre ellos, que se define por el espesor requerido del producto de salida. A medida que el material se ve obligado a pasar a través de este espacio, los rodillos también aplican una gran fuerza. El número de rodillos depende de la aplicación de fuerza.

Tipos de perfilado

• Laminadores de dos alturas
• Laminadores de tres alturas
• Laminadores de cuatro alturas
• Laminador de racimo
• Laminador planetario
• Laminador en tándem

Defectos en el proceso de conformado de chapa

Defectos en chapa:

Arruga: la creación de pliegues en el interior del componente embutido se llama arruga. Puede eliminarse aplicando fuerza de sujeción de la pieza en bruto a lo largo de la placa de la tira.

Defectos de oreja: El pliegue creado en el extremo de la brida del componente embutido se denomina defecto de oreja. Se genera debido a la tensión de compresión circunferencial o las propiedades anisotrópicas del material. 

Puede eliminarse cortando el material después de la operación de embutición profunda mediante el proceso de recorte. La cantidad de material recortado se incluye en el margen de recorte.

Arañazos: En un proceso de embutición profunda debido a la fricción presente entre el componente y el troquel se generan rayones y se reduce la calidad de la superficie. Puede eliminarse mediante una lubricación adecuada.

Grieta o fractura de esquina: la grieta o fractura de esquina se genera en la parte inferior de los componentes embutidos debido al adelgazamiento del material y la concentración de tensiones. 

Piel de naranja: Cuando el recocido del componente embutido se realiza por encima de la temperatura de recristalización, se observa que el grano se expande de forma independiente y produce un tamaño de grano grueso. Que tiene una estructura como cáscara de naranja. Por eso se le llama piel de naranja.

Ventajas y desventajas del proceso de conformado de chapa | Ventajas del proceso de conformado de chapa

Ventaja:

• La tasa de producción es alta
• Desperdicio mínimo
• Densidad uniforme
• Proceso simple
• Alta resistencia
• Buen acabado superficial

Desventaja:

• Requiere mucha fuerza
• Maquinarias pesadas
• Requiere automatización
• Algo deficiente para mantener la precisión

Forjando

La forja es un proceso en el que el material se deforma plásticamente para obtener la forma requerida aplicando una fuerza de compresión alta con la ayuda de martillos. La fuerza de compresión se aplica en un lugar particular varias veces para obtener el producto final.

En su mayoría, la forja utiliza un proceso de trabajo en caliente.

Extrusión | Proceso de extrusión de conformado de metales | Proceso de extrusión en conformado de metales

Tipos de extrusión:

1) Extrusión directa / directa: Extrusión hidrostática.

2) Extrusión hacia atrás / indirecta: Extrusión por impacto o extrusión hacia atrás hueca.

Trefilado | Proceso de conformado de metal de dibujo

Zona 1: Zona de deformación

El diámetro de entrada de la zona es igual al diámetro de la varilla de la zona, mientras que el diámetro del extremo es el diámetro del alambre necesario. Por lo tanto, cualquier deformación que se requiera para convertir la varilla en alambre tiene lugar en esta zona. Se la conoce como zona de deformación. El ángulo total incluido de la superficie con stent de la zona de deformación se denomina ángulo de matriz o ángulo de deformación.

Zona 2: Zona de lubricación

Esta zona se utiliza para suministrar lubricante para reducir la fricción y permitir que el proceso se desarrolle sin problemas. Si no se proporciona la lubricación, el acabado de la superficie del cable es opaco, áspero y desagradable.

Zona 3: zona de dimensionamiento

Esta zona solo se utiliza para mantener la misma carga durante algún tiempo para convertir la deformación elástica en deformación plástica permanente.

Zona 4: Salida o zona de seguridad

Esta zona se utiliza para recolectar lubricantes de alta presión y alta temperatura.

Proceso de punzonado de metal

El punzonado es un proceso en el que se utiliza un punzón para aplicar la fuerza sobre la pieza de trabajo para obtener la salida requerida y el resultado puede ser en forma de acción de corte / cizallamiento dependiendo del material. Se utiliza principalmente para crear agujeros en una hoja de metal.

Procesos avanzados de conformado de metales | Proceso avanzado de formación de metales

• Formación de super plástico
• Electroformado
• Operación de multas y bancarias
• Hidroformado
• Formación por láser
• Proceso de formación de metal en polvo

Proceso de formación de metal en polvo

La formación de metal de potencia es un proceso en el que la materia prima está en forma de polvo y se mezcla bien para obtener la composición de producto de salida deseada. El polvo se empuja dentro del dado y el punzón se usa para aplicar la fuerza y ​​mantenerlo por un tiempo. Para aumentar la densidad del producto también se introduce la aplicación de calor. Se utiliza para la fabricación de cojinetes autolubricantes.

Proceso de conformado de metal ciego

El blanking es el proceso especializado de formación de metales de precisión que incluye extrusión en frío y técnicas avanzadas de estampado. Proporciona productos limpios y de buena precisión dimensional, pero el costo es muy alto.

Se utiliza principalmente para fabricar piezas de automóvil y electrónicas.

Tipos de plástico para conformado al vacío

• Acrilonitrilo butadieno estireno
• Acrílico - Perspex
• Co-Poliéster
• Poliestireno
• policarbonato
• Polipropileno
• Polietileno

FAQ'S

¿Cuáles son los diferentes procesos de conformado de metales? Tipos de proceso de conformado de metales | cuales son los diferentes tipos de conformado | Ejemplo de proceso de conformado de metales

1) Formación de metales a granel: 

• Forjando
• Rolling
• Extrusión 
• Formación de alambre

2) Conformado de chapa

• Doblar
• Dibujo de copa profunda
• Cizallamiento
• Estiramiento
• Hilado

3) conformado avanzado de metales

• Formación de super plástico
• Electroformado
• Operación de multas y bancarias
• Hidroformado
• Formación por láser
• Proceso de formación de metal en polvo

Proceso de conformado de chapa

• Doblar
• Dibujo de copa profunda
• Cizallamiento
• Estiramiento
• Hilado

Procesos de conformado de metales calientes

• Cuando el trabajo se realiza en el material a una temperatura superior a la temperatura de recristalización, dicho trabajo entra en la categoría de trabajo en caliente.
• La cantidad de fuerza y ​​energía requerida en el trabajo en caliente es menor.
• La precisión se mantiene pobre en trabajo en caliente en comparación con otros.
• Las propiedades como la fuerza y ​​la dureza disminuyen mientras que las propiedades como la maleabilidad y la ductilidad aumentan.
• La fricción que actúa en el trabajo en caliente es alta.

Proceso de conformado de metales en la industria del automóvil

La mayor parte del conformado de chapa se utiliza en la industria del automóvil.

¿Cuáles son los defectos en el proceso de conformado de metales?

Defectos de rodadura:

Extensión: En un laminado, cuando el material se esparce a lo ancho, dicho defecto se llama esparcimiento. Generalmente, cuando el grosor de la tira es muy alto y el ancho es menor, el material se extiende a lo largo de la dirección del ancho.

Cocodrilo: Debido al corte excesivo a lo largo de un plano de corte de una tira de materia prima, a veces se fractura desde el centro y crea una estructura similar a la boca del cocodrilo. Por lo tanto, se le llama como el defecto del cocodrilo.

Ondulación: Debido a la propiedad anisotrópica del material de ingeniería, una ondulación que generé en los componentes enrollados, dicho defecto se denomina defecto de ondulación.

Defectos de extrusión:

Defectos de bambú: fisura suave a lo largo de la superficie del componente.

Cola de pez: Ocurre cuando se realiza extrusión en caliente con impurezas en la palanquilla. También se le llama defecto de picadura. Crea un orificio para el fregadero al final de la palanquilla.

Ráfaga central: El estallido central son las grietas internas presentes en el producto. 

Defectos de formación de chapa:

Arruga: la creación de pliegues en el interior del componente embutido se llama arruga. Puede eliminarse aplicando fuerza de sujeción en blanco a lo largo de la placa de la tira.

Defectos de oreja: El pliegue creado en el extremo de la pestaña del componente embutido se denomina defecto de oreja. Se genera debido a la tensión de compresión circunferencial o las propiedades anisotrópicas del material. Puede eliminarse cortando el material después de la operación de embutición profunda mediante el proceso de recorte. La cantidad de material recortado se incluye en el margen de recorte.

Arañazos: En un proceso de embutición profunda debido a la fricción presente entre el componente y el troquel se generan rayones y se reduce la calidad de la superficie. Puede eliminarse mediante una lubricación adecuada.

Grieta o fractura de esquina: Se generan grietas o fracturas en las esquinas en la parte inferior de los componentes embutidos debido al adelgazamiento del material y la concentración de tensiones. 

Piel de naranja: Cuando el recocido del componente embutido se realiza por encima de la temperatura de recristalización, se observa que el grano se expande de forma independiente y produce un tamaño de grano grueso. Que tiene una estructura como cáscara de naranja. Por eso se le llama piel de naranja.

¿El proceso de formación de metal por batido de paneles todavía se usa hoy en día?

Sí, el golpe de panel todavía se usa hoy en día. Principalmente en pequeñas tiendas de automóviles para recuperar la parte dañada.

¿Qué factores influyen en la conformabilidad en el conformado de metales?

Propiedades como la ductilidad, maleabilidad y conformabilidad son importantes en la conformación de metales.

¿Existe alguna diferencia entre el proceso de trabajo de chapa y el proceso de conformado de chapa?

Sí, en el trabajo de chapa implicamos el corte / cizallamiento además de la acción de conformado, pero en el conformado de chapa la chapa no pasa por la acción de corte. El conformado de chapa es una subparte del trabajo de metales..

¿Cuál es la diferencia entre formar y dar forma a los procesos?

La formación es el proceso en el que la palanquilla se convierte y se forma en una forma particular con la aplicación de fuerza de compresión. Los cambios de volumen son insignificantes.

Dar forma es el proceso donde el material es cortado y maquinado para obtener el producto de salida requerido. Las herramientas de corte afiladas se utilizan para mecanizar el material. Se produce el cambio de volumen.

¿Cuáles son algunos usos comunes de la chapa metálica?

En automóvil, Recubrimiento de aeronaves.

En electrodomésticos: revestimiento de hierro, cuerpo de lavadora, aspas de ventilador, utensilios de cocina, etc.

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