Doblado de láminas metálicas

Univeridad VERITAS - Diseño de Producto - Tecnología I - Ivón Carballo

Dobladometálicas de láminas 1

Introducción

El metal es un material muy común en los entornos que nos rodean , su resistencia y la utilización frecuente de este como material de construcción nos hace pensar de èl como un material casi indispensable en las estructuras. En el diseño de productos nos es utilizado tan significativamente como en arquitectura o ingenierías, sin embargo es importante conocer las posibilidades que este material brinda.

Con el presente trabajo de investigación se pretende conocer las técnicas de doblado de metal con el fin de conocer las posibilidades que ofrece este material para la fabricación de productos. Conocer las técnicas de doblado nos permitirá familiarizarnos con los procesos a los que son sometidas las piezas que diseñamos y a la vez identificar fallos en su producción. La importancia de estar preparados en este sentido, radica en que al conocer las técnicas y procesos podremos realizar mejores diseños contemplando estos aspectos.

A continuaciòn se presentarán las tècnicas de doblado de láminas metálicas más comunes utilizadas en la industria, los métodos más utilizados y las fases de sus procedimientos. Además se brindará información sobre los ángulos de doblado y la dilatación lateral que pueden sufrir los metales. Finalmente se encontraràn ejemplos de distintos doblados y ejemplos de usos de las láminas metálicas dobladas.

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Doblado de láminas metálicas

Técnicas de

Doblado

En el trabajo de láminas metálicas el doblado se define como la deformación del metal alrededor de un eje recto.

Durante la operación de doblado, el metal dentro del plano neutral se comprime, mientras que el metal por fuera del plano neutral se estira. El metal se deforma plásticamente así que el doblez toma una forma permanente al remover los esfuerzos que lo causaron. El doblado produce poco o ningún cambio en el espesor de la lámina metálica.

La operación de doblado consiste, en realizar una transformación plástica de una lámina o plancha metálica de material y convertirla en una pieza con forma o geometría distinta a la anterior.

En cualquiera de las operaciones de doblado, siempre debe tenerse en cuenta los factores que puedan influir sobre la forma de la pieza a obtener, como por ejemplo: elasticidad del material, radios interiores y ángulos de doblado.

El doblado de piezas de chapa se realiza por medio de herramientas o matrices de doblar, que están compuestas de dos partes esenciales: 1.La superior o macho (punzón).

2.La inferior o hembra (matriz).

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La herramienta se compone de:

1. Un punzón P que tiene la forma de la pieza.

2. Una matriz M cuya forma en la parte activa, al final de la carrera debe dejar pasar el material, entre

ella y elpunzón, un juego teóricamente igual al de la propia chapa.

Para la obtención de un buen doblado deben tenerse en cuenta 3 factores: 1- La pieza no debe sufrir ningún movimiento anormal durante el doblado.

2- Los radios interiores de doblado serán como mínimo igual al espesor de la chapa.

3- Las superficies del punzón o matriz en contacto con la chapa estarán lo más lisas y pulidas posible.

Detalle de doblado Para ejemplificar las fases de doblado y comprender a cabalidad el procedimiento al que son sometidas las láminas metálicas, se muestra a continuación cada fase tomando como referencia esta pieza.

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Fases de

Fase 1

Doblado

El punzón y la parte móvil de la matriz permanecen estáticos en el punto muerto superior, mientras que en la parte inferior se posiciona una chapa plana lista para ser doblada.

Fase 2 El punzón inicia la carrera de descenso, hasta hacer contacto con la chapa e iniciar el doblado de la misma.

Fase 3 Al final de la carrera de descenso el punzón alcanza el punto muerto inferior, y la pieza queda doblada.

Fase 4 Después del doblado, la parte superior o móvil de la matriz retrocede hasta alcanzar el punto muerto superior, mientras el extractor inferior saca la pieza fuera de la boca de la matriz. En ese momento el ciclo de trabajo ha finalizado y la matriz está preparada para doblar una nueva pieza.

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Métodos de

Doblado

Los dos métodos de doblado más comunes y sus herramientas asociadas son el doblado en V, ejecutado con un dado en V; y el doblado de bordes, ejecutado con un dado deslizante.

Doblado en V En el doblado en V, la lámina de metal se dobla entre un punzón y un dado en forma de V, los ángulos van desde los muy obtusos hasta los muy agudos. El doblado en V se usa generalmente para operaciones de baja producción y se realizan frecuentemente en una prensa de cortina, los correspondientes dados en V son relativamente simples y de bajo costo. Existen variaciones de este método, no mantienen la forma en V pero sí mantiene formas similares y el brincipio de doblado es el mismo.

En los gráficos presentados en este trabajo de investigación, puede verse cómo los cantos del punzón y la matriz están debidamente redondeados para que la chapa pueda deslizarse suavemente sin que se produzcan desgarros o roturas.

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Doblado de bordes El doblado de bordes involucra una carga voladiza sobre la lámina de metal. Se usa una placa de presión, que aplica una fuerza de sujeción Fh para sujetar la lámina contra el dado, mientras el punzón fuerza la parte volada para doblarla sobre el borde del dado. En el arreglo que se ilustra en la figura, el doblado se limita a ángulos de 90 grados. Se pueden diseñar dados deslizantes más complicados para ángulos menores o mayores de 90 grados. Debido a la presión del sujetador, los dados deslizantes son más complicados y más costosos que los dados en V y se usan generalmente para trabajos de alta producción.

(1) antes y (2) después del doblado. Los símbolos v = velocidad, F = fuerza de doblado aplicada, Fh fuerza de sujeción.

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Métodos de

Doblado

Otro de los métodos de doblado se refiere al utilizado para crear piezas profundas a partir de una sola lámina.

Embutido profundo Muchas piezas fabricadas con láminas tienen forma cilíndrica o de caja, por ejemplo, ollas, tanques de combustible, recipientes de alimentos y bebidas. Estas partes se fabrican con un proceso en que un punzón golpea una lámina metálica bruta y la introduce en una cavidad del dado. Aunque este proceso se conoce como embutido profundo, también se usa para fabricar piezas de profundidad moderada.

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Procesos de formado de metal que intervienen en la

fabricaci贸n de una lata de aluminio para bebidas

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Ángulos de

Doblado

Doblado sobre un ángulo vivo Si no hubiese ningún desplazamiento molecular en el material, éste debería romperse para permitir el doblado.

En la realidad, sin embargo, se comprueba que existe verdaderamente un desplazamiento molecular. Este trabajo molecular se traduce por una disminución del espesor (en ciertos casos hasta un 50 %), provocando una acritud del material.

Doblado sobre ángulo redondeado Si no hubiese ningún desplazamiento molecular en el material, éste debería romperse para permitir el doblado.

En la realidad, sin embargo, se comprueba que existe verdaderamente un desplazamiento molecular. Este trabajo molecular se traduce por una disminución del espesor (en ciertos casos hasta un 50 %), provocando una acritud del material.

El doblado sobre ángulo vivo debe rechazarse. Se debe adoptar preferentemente, como radio mínimo, R = e (e = espesor material). En caso que nada se oponga a ello, adoptar R = 5e.

Si la forma de la pieza requiere un radio muy pequeño, habrá que asegurarse que no se vaya a originar una grieta, fractura interna o rotura total de la pieza.

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Dilatación

Lateral

Las fibras que han sido desplazadas en el sentido longitudinal, ejercen una acción lateral, provocando defor-

maciones. En el ángulo interior del doblado, la comprensión de las fibras provoca un desplazamiento de éstas hacia fuera del ancho primitivo lo que provoca la dilatación lateral. En cambio, en la parte más exterior del mismo doblado, el estirado de las fibras provoca una contracción.

Será necesario tener en cuenta esta dilatación cuando la pieza deba ser guiada, montada o insertada en algún elemento o parte de un conjunto. Igualmente, cuando la pieza deba ir sobremoldeada con material plástico por medio de molde de inyección.

La fuerza que se requiere para realizar el doblado depende de la geometría del punzón y del dado, así como de la resistencia, espesor y ancho de la lámina de metal que se dobla.

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Ejemplos de

Doblado

Estos son algunos ejemplos que muestran cual es la forma correcta e incorrecta de doblar una lámina según la pieza final que se desee.

Ejemplo 1

Ejemplo 2

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Doblado de láminas metálicas

Los ejemplos a continuación muestran otras aplicaciones y técnicas de doblado comunes en el doblado de láminas metálicas.

Ejemplos de doblado y arrollado Los bordes redondedos suelen ser utilizados ya qaue los filos del corte de las láminas on muy punzo ccortantes y se trata de prevenir acientes .

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Usos de lรกminas

Dobladas

Techado

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Doblado de lรกminas metรกlicas

Fachadas

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Usos de lรกminas

Dobladas

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Doblado de lรกminas metรกlicas

Conclusiones

Como pudimos observar en los ejemplos de usos y doblados presentados, las láminas metálicas tratadas con los procedimientos de doblados expuestos, son muy comunes en nuestros entornos urbanos. Podemos encontrarlas en techado, fachadas y estructuras de construcción. Uso de sus usos más destacados son las láminas recubiertas con hormigón para sumar resistencia en las estructuras.

Así mismo, el doblado de las láminas metálicas pareciera casi imprecindible, pues son raros los casos en los que las láminas son utilizadas en bruto. El metal en láminas suele ser doblado con distintas formas y con distintas fuerzas aplicadas. Estos dobleceses que se aplican a los metales contribuyen a la resistencia y soporte de las estructuras ya que al tener distintos puntos de doblado la tensión es distribuída.

No solo son material de construcción por su resistencia sino que, como vimos en algunas imágenes, se ha logrado un muy buen acabado en el doblado de las láminas por lo que se ha utilizado para fachadas y otras estructuras donde se deja el material expuesto.

Las láminas metálicas, y sobre todo los doblados a los que son sometidas, son materiales importantes que todo diseñador y arquitecto debe conocer y tener en cuenta a la hora de diseñar su producto o su estructura final.

Las posibilidades que las láminas metálicas brindan al diseñador de producto son muy variadas, desde latas de refresco hasta partes para autos; los materiales metálicos laminados son variados por lo que esa variedad también brinda versatilidad.

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Referencias Embutido profundo Campos, F. (2008). Formado por deformación en láminas metálicas por el proceso de embutido profundo.

Universidad de Chile, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas. Junio 2008.

Técnicas de doblado ASCAMM. (s.f.). Técnicas de Doblado. Fundació ASCAMM, Centre Tecnològic; Barcelona, España.

Operaciones de doblado UMSS, Facultad de Ciencias y Tecnología. Tecnología Mecánica II, Universidad Mayor de San Simon; Cochabamba, Bolivia.

Técnicas, equipos y aplicaciones Lobjois, Ch. (2004). Conformado de las piezas; Fabricación mecánica. Ed. CEAC; Barcelona, España.

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