Introducción a la construcción de chapa metálica
Eche un vistazo y descubrirá que hay muchos productos de chapa disponibles. Ya sean productos de consumo como latas de bebidas, utensilios de cocina, archivos o productos industriales como carrocerías, estructuras y sistemas de escape. La chapa metálica es un bien valioso para la industria y la producción a pequeña escala. Por lo tanto, este artículo está dedicado a los conceptos básicos del diseño de chapa y a algunos consejos útiles para los diseñadores de chapa. Muchas industrias están adoptando el concepto de Diseño para la Manufacturabilidad o mejor conocido como DFM. En la industria del diseño de chapa, DFM ayuda a prevenir errores técnicos en el proceso de diseño para mejorar los plazos de fabricación en base a la tabla de espesores de chapa y cálculos previos. Por lo tanto, el diseño de chapa metálica para su capacidad de fabricación también es un tema importante que se trata en este artículo.
¿Qué es la chapa?
Antes de profundizar en los detalles técnicos de la construcción en chapa, primero debemos entender qué es la chapa. La chapa es un metal como aluminio, latón, titanio, níquel, estaño y cobre que se procesa en piezas delgadas y planas como láminas, láminas y placas.
Por ser ligeros, finos, resistentes y elásticos, son muy utilizados en la industria para revestimientos y revestimientos.
Operaciones básicas de procesamiento de chapa metálica
La fabricación de chapa es el proceso de formar y cortar láminas, bobinas y tiras para crear componentes y piezas de productos. Existen varios métodos para construir láminas de metal, algunos de los cuales se explican a continuación.
1. Flexiones
Doblar es doblar láminas de metal alrededor de un eje recto, aplicando una fuerza en un área específica. La pieza de trabajo se coloca sobre un troquel y se presiona un punzón para darle la forma deseada a la chapa. Diferentes industrias utilizan diferentes herramientas para doblar metal, pero las herramientas más comunes son las plegadoras o plegadoras.
2. Dibujo
Otro proceso de trefilado de chapa es el trefilado con alambre, también conocido como trefilado en copa o embutición profunda. Implica estirar láminas de metal para formar una forma hueca o cóncava. Un dispositivo sujeta la pieza en una matriz mientras un punzón en forma de U perfora la pieza de chapa. La figura adjunta ilustra el proceso:
3. Tijeras
A diferencia de las operaciones descritas anteriormente, el cizallado es un proceso de procesamiento de chapa en el que la pieza se corta aplicando fuerza al punzón, en lugar de un proceso de conformado de chapa.
Como se muestra en la figura, la pieza metálica que se coloca primero en el troquel experimenta una fuerza vertical sobre el punzón, lo que crea un efecto de cizallamiento y corta la pieza.
4. Múltiples procesos
Existen otros métodos de construcción de chapa metálica que pueden implicar el uso de troqueles y punzones para doblar el metal. Estos procedimientos incluyen
Directrices DFM para el diseño de chapa metálica
Las diferencias entre los diseños asistidos por computadora y los productos reales son inevitables. Sin embargo, seguir las pautas de DFM puede reducir estos errores. DFM o Diseño para Manufacturabilidad se basa en el concepto de diseñar piezas, componentes, piezas o productos para que sean fáciles de fabricar y más económicos. La atención se centra en reducir los costos generales de producción reduciendo el tiempo de entrega.
Las investigaciones muestran que los fabricantes dedican alrededor del 40% de su tiempo a corregir defectos, de los cuales el 24% son defectos de fabricación. Por lo tanto, las industrias deben resolver estos defectos. Cumplir con las pautas de DFM puede reducir significativamente los errores de diseño.
DFM se centra en simplificar el diseño de piezas para garantizar una fabricación sencilla y repetibilidad. Propone la estandarización de piezas para reducir el número de piezas y producir productos de calidad con una buena relación costo-beneficio.
Algunos factores básicos para el diseño de chapa metálica
El diseño de chapa para la capacidad de fabricación se centra en puntos que son críticos durante todo el proceso de diseño. Las siguientes pautas ayudarán a mejorar el diseño:
Debes evitar hacer pequeños agujeros en la pieza de metal, ya que para ello se requieren pequeños agujeros que pueden romperse durante el proceso. Por tanto, los agujeros deben tener un diámetro igual o mayor que el espesor de la pieza.
Una depresión en las estructuras de chapa metálica se denomina alivio de flexión para permitir que el proceso de flexión se produzca sin problemas durante el proceso de diseño de la chapa. Ayuda a prevenir roturas durante el proceso de doblado.
Se recomienda que la distancia entre agujeros y un doblez sea 1,5 veces el espesor de la chapa más el radio de doblez.
Se debe mantener un radio mínimo de curvatura de las láminas. Este radio de curvatura mínimo depende de las herramientas utilizadas para doblar el metal. Cuanto más flexible sea el metal, más fácil será obtener un radio pequeño.
Para la construcción de chapa, lo ideal es que el ancho mínimo del ala sea cuatro veces el espesor de la chapa. Este factor es crucial cuando se trata de la estética y limpieza de su diseño.
Consejos de DFM para el diseño de chapa metálica
A continuación se enumeran algunos consejos de diseño de chapa para elaborar su diseño.
1. Se requieren diámetros de orificio mayores en relación con el espesor de la chapa.
2. La distancia entre dos agujeros es la más importante. Se recomienda que esta distancia sea el doble del espesor de la lámina. Este factor le ayudará a evitar la deformación del metal en los agujeros perforados.
3. Si los agujeros perforados quedan muy cerca del borde exterior de la chapa, se recomienda dejar una distancia mínima del espesor de la chapa entre el agujero y el borde.
4. Debe haber al menos 1,5 veces la distancia del espesor del material entre el doblez y los agujeros.
Ventajas del DFM
DFM ofrece a los fabricantes una forma de mejorar la calidad de sus productos y al mismo tiempo reducir los costes de producción. Ofrece una lista interminable de beneficios, algunos de los cuales se enumeran a continuación:
Errores que se deben evitar al diseñar piezas de chapa metálica
Hay ciertos problemas comunes que se encuentran en la construcción de chapa. A continuación se detallan algunos de los problemas que deben evitarse al diseñar la pieza de chapa:
1. Evita utilizar modelos 3D sin curvas
2. Sujeta las esquinas perfectamente verticales y afiladas de la hoja.
3. Evite colocar elementos cerca de las líneas de plegado
4. Investigue minuciosamente antes de elegir un patrón plano para las piezas de chapa que diseñe.
5. Evite elegir el tipo incorrecto de procesamiento de chapa para diseñar un producto.
6. El archivo de diseño CAD debe contener especificaciones detalladas según la tabla de espesores de la hoja.
7. Esté atento a los requisitos de soldadura y asegúrese de no cumplirlos de manera poco realista.
8. Considere siempre la resistencia del canal en U al seleccionar el material.
Prototipos de chapa metálica
La creación de prototipos de chapa implica modelar una muestra de un producto metálico para probar un concepto. Ayuda a las empresas a probar una idea antes de comenzar la producción en masa. A diferencia de los prototipos tradicionales, los prototipos de chapa se diseñan en menos tiempo.
Diferentes empresas utilizan diferentes métodos para producir prototipos de chapa. Algunos de ellos se enumeran a continuación:
Titulación Universitaria
La chapa tiene una importancia innegable en nuestras vidas. Tienen una amplia gama de aplicaciones, desde la industria de los electrodomésticos hasta la industria del automóvil y desde la industria de la robótica hasta los bienes de consumo. Por lo tanto, es importante comprender los fundamentos del diseño de chapa y las pautas de diseño de chapa DFM consideradas en el proceso de fabricación.
