¿Se ha preguntado alguna vez cómo se fabrican los intrincados componentes de sus aparatos cotidianos? Este artículo desmitifica el proceso de producción de los productos de chapa metálica, detallando el recorrido desde el diseño del plano inicial hasta el embalaje final y la entrega. Al final, comprenderá los pasos esenciales, como el procesamiento por láser, el estampado CNC, el doblado, la soldadura y el recubrimiento, que transforman las chapas metálicas en bruto en piezas precisas y funcionales. Sumérjase para conocer a fondo este proceso de fabricación vital.
Nuestro tratamiento habitual de la chapa consta de seis pasos principales, que se describen detalladamente a continuación:
1. Diseño del dibujo
Los clientes generales facilitan dibujos o muestras, que son analizados y diseñados por el equipo de ingenieros de la empresa. Este proceso da lugar a la creación tanto de planos de despiece como de planos de montaje. A continuación, se envían al departamento de producción para su procesamiento.
En corte por láser es capaz de cortar acero al carbono, acero inoxidable y otros materiales. El resultado es un corte suave, limpio y preciso con un bonito borde. Este método es especialmente ventajoso para piezas con formas curvas y es una técnica de procesamiento indispensable en comparación con el estampado CNC tradicional.
3. CNC estampación
En Torreta CNC El punzonado se utiliza principalmente para productos con un grosor de material fino, normalmente inferior a 2,5 mm. Este método es muy adecuado para chapa metálica piezas que requieren múltiples orificios o la necesidad de utilizar un molde especializado para su procesamiento. Cuando la cantidad de piezas es grande, la estampación CNC tiene una ventaja de coste sobre otros métodos.
4. Doblado
Si la mayoría de las piezas deben doblarse después del corte, prensas plegadoras son necesarias para completar el proceso de plegado. Se prefiere la plegadora CNC porque no solo es más rápida, sino también más precisa.
5. Soldadura formando
Generalmente, después de la proceso de borradoLa pieza debe ensamblarse y conformarse. Existen varios métodos de ensamblaje, algunos de los cuales utilizan procesos no relacionados con la soldadura, como tornillos o remaches. Para la mayoría de las chapas de revestimiento mecánico, se utiliza el moldeo por soldadura y la empresa suele emplear soldadura por arco de argónsoldadura por contacto o soldadura con dióxido de carbono. Tras la soldadura, la pieza se pule para garantizar su resistencia y mejorar su aspecto.
6. Pulverización electrostática de polvo
El recubrimiento electrostático en polvo se aplica principalmente a piezas de acero al carbono. El proceso consta de varias fases, como la eliminación de aceite y óxido, la limpieza de la superficie, el tratamiento de fosfatado, el recubrimiento electrostático en polvo y el horneado a alta temperatura. El resultado es una hermosa superficie que permanecerá libre de óxido durante varios años y es rentable.
En cambio, la pintura líquida es un proceso diferente que suele utilizarse para piezas grandes y resulta más cómodo y rentable cuando el transporte no es una opción. La pintura líquida suele dividirse en dos pasos: aplicación de la imprimación y, a continuación, de la pintura.
7. Embalaje y entrega
Antes del embalaje, se realiza una inspección 100% y se facilitan los datos de la inspección. El representante del cliente confirma in situ los requisitos de entrega y el método de embalaje, y se crea un registro de ello para confirmación del cliente.
(1) Procesado sin molde
La tecnología de transformación de chapa, que incluye punzonadoras, cortadoras láser, cizallas, plegadoras y remachadoras, se utiliza generalmente para la producción de muestras o pequeños lotes con un coste más elevado.
(2) Procesamiento de moldes
El uso de moldes fijos para transformación de chapa incluye moldes de corte y moldes de conformación, y se utiliza principalmente para la producción en serie con un coste menor.
1. Blanking
El troquelado de chapas metálicas puede realizarse mediante varios métodos, como el punzonado o el corte por láser, máquina cizallatroquelado, etc. Actualmente, el punzonado CNC es el método más utilizado. El corte por láser se utiliza principalmente en la fase de creación de prototipos debido a su elevado coste de procesamiento, mientras que el troquelado se utiliza a menudo para la producción en serie.
Aquí nos centraremos en el troquelado de chapa metálica mediante punzones CNC. El punzón CNC, también conocido como punzón de torreta, puede realizar varias operaciones, como corte, punzonado, taladrado de agujeros y prensado de barras. Su precisión de mecanizado puede alcanzar +/- 0,1 mm.
La siguiente tabla muestra los espesores de chapa que pueden procesarse mediante punzonado CNC:
(1) El punzonado requiere un tamaño pequeño.
El requisito de tamaño pequeño para el punzonado depende de factores como la forma del agujero, las propiedades mecánicas del material y el grosor del material (como se ilustra en la siguiente figura).
| Materiales | Sujetar diá. b | Agujero rectangular ancho lado corto b |
|---|---|---|
| Acero con alto contenido en carbono | 1.3t | 1.0t |
| Acero bajo en carbono, latón | 1.0t | 0.7t |
| Aluminio | 0.8t | 0.5t |
(2) La distancia entre los orificios y la distancia entre los bordes de los orificios.
La pequeña distancia entre el borde de punzonado y la forma de la pieza está limitada tanto por la forma de la pieza como por el agujero. Si el borde de punzonado no es paralelo al borde del contorno de la pieza, la distancia mínima no debe ser inferior al espesor del material T. Si es paralelo, la distancia mínima no debe ser inferior a 1,5T (como se ilustra en la siguiente figura).
(3) Directrices para dibujar agujeros.
Al dibujar agujeros, la distancia mínima entre el agujero de dibujo y el borde debe ser 3T. La distancia mínima entre dos orificios de embutición debe ser de 6T, y la distancia mínima de seguridad entre el orificio de embutición y el borde de flexión interior debe ser de 3T + R (donde T es el espesor de la chapa y R es la radio de curvatura).
(4) Requisitos de espaciado para piezas de flexión y embutición profunda.
Cuando se embuten piezas curvadas y embutidas, debe mantenerse una cierta distancia entre la pared del agujero y la pared recta (como se ilustra en la siguiente figura).
2. Formando
El conformado de chapa incluye principalmente plegado de chapa y estiramientos.
① Pautas de la secuencia de plegado:
La secuencia de curvado debe seguir los principios de curvado de dentro a fuera, curvado de pequeño a grande, curvado de formas especiales primero y de formas generales después, y garantizar que los procesos anteriores no interfieran con los posteriores.
② Pequeño radio de curvatura de las piezas dobladas:
Cuando el material se dobla, la capa exterior del filete experimenta estiramiento mientras que la capa interior experimenta compresión. A medida que disminuye el radio de curvatura interior (R), aumentan las tensiones de tracción y compresión. Si el esfuerzo de tracción del filete exterior supera la resistencia última del material, pueden producirse grietas y fracturas. Por lo tanto, el diseño de las piezas de flexión debe evitar radios de flexión demasiado pequeños.
Los radios de curvatura mínimos de los materiales más utilizados por la empresa se indican en la tabla siguiente:
Tabla de radios mínimos de curvatura de piezas curvadas:
El radio de curvatura se refiere al radio interior del pieza de flexióny t es el espesor de la pared del material.
(2) Estiramiento de chapa
El estirado de chapa se realiza principalmente mediante el uso de varios punzones o de un único punzón y requiere varios punzones o matrices de estirado. La forma de la pieza estirada debe ser lo más sencilla y simétrica posible, y debe estirarse al máximo en una sola operación. Si son necesarias varias operaciones de estirado, es aceptable que la superficie muestre huellas del proceso de estirado. La pared lateral de estirado puede tener cierta inclinación siempre que cumpla los requisitos de montaje.
(3) Otros Métodos de conformado:
① Nervios de refuerzo: añadir nervios de refuerzo a las piezas de chapa metálica aumenta la rigidez estructural.
Estructura de los nervios de refuerzo y selección del tamaño:
② Rejillas - Las rejillas se utilizan habitualmente para la ventilación y la disipación del calor en diversos recintos o carcasas.
③ Rebordeado de orificios (Agujero de estiramiento) - El rebordeado de agujeros, también conocido como agujeros de estiramiento, se utiliza para crear roscas o aumentar la rigidez de las aberturas.
3. Soldadura
En el diseño de soldadura de chapa estructuras, las soldaduras y juntas deben disponerse simétricamente y debe evitarse que se produzcan convergencias, agregaciones y solapamientos. Las soldaduras y juntas secundarias pueden interrumpirse mientras que las soldaduras y juntas principales deben conectarse.
Los métodos de soldadura más utilizados en el procesado de chapas metálicas son la soldadura por arco eléctrico y la soldadura por plasma. soldadura por resistencia.
Debe dejarse espacio suficiente entre las chapas para soldar, con una separación de 0,5-0,8 mm, y la soldadura debe ser uniforme.
(2) Soldadura por resistencia
La superficie de soldadura debe ser lisa, sin arrugas ni rebotes. Las siguientes son las dimensiones para la resistencia soldadura por puntos.
| Espesor t(mm) | Diámetro de soldadura d (mm) | Distancia mínima desde unión soldada al borde f (mm) | Anchura mínima de borde de soldadura (mm) |
|---|---|---|---|
| 0.6-0.79 | 5.0-6.0 | 5 | 10 |
| 0.8-1.39 | 5.5-6.5 | 5-6 | 10-12 |
| 1.4-1.99 | 6.0-7.0 | 7-9 | 14-18 |
| 2.0-2.49 | 6.5-7.5 | 9-10 | 18-20 |
4. Métodos de conexión de chapas metálicas
En esta sección, presentaremos principalmente los métodos de unión de chapas durante la fase de transformación, que incluyen el remachado, la soldadura (como se ha descrito anteriormente), el remachado de agujeros y el remachado Tox.
(1) Remachado
El remachado es un método en el que dos placas se unen mediante un tipo de remache conocido como remache de tracción. Las formas de remachado más comunes se ilustran en la siguiente figura:
(2) Remachado por extracción:
Una parte es un orificio embutido, mientras que la otra es un avellanado, que se transforma en una conexión permanente mediante una matriz de remachado.
Ventajas: El propio agujero proporciona una función de posicionamiento. La fuerza de remachado es alta y la eficiencia de remachado a través de la matriz también es alta.
(3) Remachado Tox:
La pieza conectada se introduce a presión en la matriz mediante un simple punzón. Bajo presión adicional, el material de la matriz fluye hacia el exterior, creando un punto de conexión redondo sin bordes afilados o rebabas y conservando su resistencia a la corrosión. El revestimiento o recubrimiento por pulverización de la superficie de la chapa también se deforma y fluye conjuntamente, conservando sus propiedades antioxidantes y anticorrosivas originales.
El material se empuja hacia ambos lados y dentro del panel cerca del lado de la matriz para formar el punto de conexión Tox, como se muestra en la siguiente figura:
5. 5. Tratamiento de superficies
El tratamiento superficial de la chapa sirve tanto para protegerla de la corrosión como para decorarla. Los tratamientos superficiales más comunes son la pulverización de polvo, el electrogalvanizado, el galvanizado en caliente, la oxidación superficial, el embutición superficial y la serigrafía. Antes de someter la chapa a un tratamiento superficial, es importante eliminar de su superficie cualquier mancha de aceite, óxido o escoria de soldadura.
(1) Pintura en polvo: Existen dos opciones para la pintura de superficies en chapa metálica: la pintura líquida y la pintura en polvo. Esta última es la más utilizada. La pulverización de polvo consiste en adsorber electrostáticamente y hornear a alta temperatura una capa de diversos revestimientos de color sobre la superficie de la chapa metálica, mejorando tanto su aspecto como su rendimiento anticorrosión.
(2) Electrogalvanizado y galvanizado en caliente: El galvanizado de la superficie de la chapa es un popular método de tratamiento anticorrosión que también mejora su aspecto. Existen dos formas de galvanizado: el electrogalvanizado y el galvanizado en caliente. El electrogalvanizado produce un aspecto brillante y plano con una fina capa de zinc, mientras que el galvanizado en caliente da como resultado una capa de zinc más gruesa que crea una capa de aleación de zinc y hierro, que ofrece una mayor resistencia a la corrosión que el electrogalvanizado.
(3) Oxidación superficial: Esta sección se centra en la anodización superficial de aluminio y aleaciones de aluminio. La anodización de superficies puede producir una gran variedad de colores y proporcionar efectos protectores y decorativos. El proceso también crea una película de óxido anódico en la superficie del material, que presenta una gran dureza, resistencia al desgaste y buenas propiedades de aislamiento eléctrico y térmico.
(4) Trefilado superficial: El material se coloca entre los rodillos superior e inferior de una trefiladora, con una cinta abrasiva fijada a los rodillos. A continuación, el material es conducido a través de las cintas abrasivas, produciendo trazos en su superficie. El grosor de las huellas depende del tipo de cinta abrasiva utilizada, y el objetivo principal de este tratamiento es mejorar el aspecto del material. Este método de tratamiento de superficies sólo se suele considerar para el aluminio.
(5) Serigrafía: La serigrafía sobre materiales puede dividirse en serigrafía plana y tampografía. La serigrafía plana se utiliza en superficies planas, mientras que la tampografía se utiliza en superficies con hendiduras profundas. La serigrafía requiere una impresión en seda.
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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