Directrices de diseño de fabricación de chapa: una guía completa

La fabricación de láminas de metal es un proceso crucial en la industria manufacturera, con numerosas aplicaciones en los campos de la construcción, automotriz, aeroespacial y otros. La versatilidad de la lámina de metal y su capacidad para adoptar varias formas y tamaños la convierten en una opción popular para crear diseños complejos e intrincados.

Sin embargo, para garantizar el éxito de cualquier proyecto de fabricación de chapa, es esencial tener una comprensión sólida de los principios de diseño y las mejores prácticas. En este artículo, proporcionaremos una guía completa para el diseño de fabricación de chapa, incluidos consejos para la selección de materiales, restricciones geométricas y estrategias de diseño rentables.

Ya sea un ingeniero experimentado o un diseñador novato, esta guía lo ayudará a crear piezas de chapa de alta calidad que cumplan con los requisitos y especificaciones de su proyecto.

Descripción general de la fabricación de chapa metálica

Para fines de fabricación, la chapa metálica se clasifica como algo más delgado que 0.25 pulgadas. Todas las piezas de chapa vienen con el requisito de tener un ancho constante, lo que limita algunas de sus aplicaciones. Pero asegura que la pieza resultante sea capaz de cumplir con los requisitos de durabilidad y longevidad.

En general, las piezas de chapa son comunes en aplicaciones como chasis de automóviles y otras áreas donde la relación resistencia-peso es importante. La chapa tiene un espesor menor y las piezas fabricadas con ella son generalmente huecas. Esto significa que pesarán menos pero tendrán la misma capacidad para soportar cargas mayores.

No tiene sentido optar por procesos de precisión para aplicaciones sencillas. Sin embargo, tampoco es factible evitar la fabricación de chapa de precisión para aplicaciones de alto valor. Porque puede causar daños a equipos sensibles debido al desgaste.

El principio de funcionamiento

El principio de funcionamiento detrás fabricación de chapa es bastante simple Depende de la elasticidad del metal y del hecho de que el metal laminado en frío se comporta mejor en términos de durabilidad. La fabricación de láminas de metal consta de dos métodos, corte y formación.

Como su nombre indica, el corte requiere quitar una parte de la hoja para obtener la forma deseada. Por otro lado, la formación es un método un poco difícil que consta de tres procesos diferentes. En su mayoría trabajan juntos para crear la forma del objeto que necesita. El proceso requiere una cuidadosa consideración del diseño y la capacidad de fabricación para minimizar cualquier desperdicio y garantizar la perfección.      

En la mayoría de los casos, los fabricantes confían en los archivos CAD en el modelo DXF o DWG para garantizar el cumplimiento del diseño disponible. En la mayoría de los proyectos, los procesos de corte y formación funcionan en conjunto, ya que permite obtener resultados más rápidos. Además, la fabricación de láminas de metal generalmente no requiere procesamiento posterior, pero puede necesitar un poco de acabado y unión según la aplicación.

Las 4 técnicas principales de fabricación de chapa

El proceso de fabricación de chapa metálica consta de dos procesos principales; formación y corte. Estas dos técnicas trabajan juntas para crear la forma final de cualquier producto. Si bien el corte es un proceso simple, la formación tiene otras clasificaciones, a saber, estampado, doblado y punzonado.

Estos son los detalles básicos relacionados con las principales técnicas para crear piezas de chapa:

1 – Corte

El proceso de corte elimina el exceso de chapa en una forma particular para obtener la forma final. Hay 3 enfoques principales cuando se trata de cortar chapa:

1.      Corte por láser
2.      Corte por plasmag
3.      Corte por chorro de agua

2 – Doblado

El proceso de proceso de doblado simplemente aplica una gran fuerza sobre la chapa en un punto específico para obtener la forma requerida. En algunos casos, el área debajo de la curva puede necesitar alguna preparación. Por ejemplo, las muescas de doblez no solo le muestran al técnico la ubicación de la doblez, sino que también pueden facilitar el proceso en sí.

3 – Estampado

Para crear una pieza compleja en un tiempo limitado, los fabricantes suelen seleccionar el proceso de estampado, que es una forma de forma compleja. El proceso utiliza una combinación de diferentes técnicas utilizando corte, doblado y estiramiento para crear nuevas formas a partir de láminas de metal. 

4 – Punzonado

Para crear una pieza compleja en un tiempo limitado, los fabricantes suelen optar por el proceso de estampado, que es una forma compleja de moldear. El proceso utiliza una combinación de diferentes técnicas que incluyen cortar, doblar y estirar para crear nuevas formas a partir de láminas de metal. Además, algunos procesos de estampado llegan incluso a unir varias piezas utilizando diferentes técnicas. 

Las principales ventajas y limitaciones del uso de láminas de metal para la fabricación

Los diseños de piezas de chapa son bastante populares en muchas industrias debido a sus ventajas percibidas. Sin embargo, también existen múltiples limitaciones en el proceso. Estas ventajas y limitaciones se encuentran entre las consideraciones de diseño más importantes para los fabricantes, ya que determinan las aplicaciones correctas del metal.

Directrices para el diseño de fabricación de chapa

Como se indicó anteriormente, el diseño para la fabricación de láminas de metal necesita atención a algunos requisitos de diseño. La mayoría de esos requisitos dependen del diseño general del producto. Por ejemplo, un producto simple no tendría muchos requisitos, pero una geometría compleja naturalmente necesitaría más procesos para estar listo para el mercado.

Generalmente, la fabricación de láminas de metal requiere una serie de mejores prácticas que puedan garantizar la perfección y brindar la mejor calidad en el menor tiempo posible. Las pautas generales para láminas de metal incluyen las siguientes 5 categorías.

1 – Tolerancias

La tolerancia es uno de los parámetros más importantes para una variedad de aplicaciones. La regla general establece que una mayor precisión requiere más recursos y tiene costos adicionales. Por lo tanto, las tolerancias deben estar de acuerdo con la aplicación.

El ejemplo perfecto de esto puede ser la industria del automóvil.

La precisión requerida para la puerta o cualquier otra parte de la carrocería obviamente sería menor que la requerida para el chasis o alguna otra parte integral. Generalmente, los requisitos de tolerancia dependen de los requisitos del proyecto, pero ese enfoque puede tener muchas inconsistencias en el producto.

Muchos fabricantes e industrias prefieren establecer estándares de calidad para evitar esas inconsistencias. Si bien estos estándares no son una solución única para todos, son una herramienta excelente para mantener la coherencia y el rendimiento. Además, el cumplimiento de los estándares de la industria también facilita el cumplimiento de los requisitos industriales y genera la confianza de los consumidores en la marca.

Para la fabricación de láminas de metal, el estándar predominante es ISO 2768. Esto cubre los requisitos de tolerancia para múltiples industrias mientras mantiene el equilibrio perfecto entre costos y capacidades de procesamiento.

Tolerancias generales

Para la fabricación de láminas de metal, existen algunas tolerancias generales que la industria usa en todas partes. Cumplen con los estándares internacionales. Sin embargo, habrá varias excepciones en el caso de aplicaciones sensibles como la aeroespacial y la automotriz, donde la precisión es fundamental para el rendimiento.

Conceptos básicos de formación

En este proceso, una hoja plana de metal se dobla en una forma predeterminada mediante la aplicación de presión. Los requisitos y detalles del proceso cambian según el tipo de proceso de plegado. Si bien existen numerosas formas, los siguientes tres métodos de doblado de láminas de metal son los más comunes.

• Prensado de frenos: El proceso manual utiliza una barra de sujeción y una placa para formar la lámina metálica. El proceso sólo es adecuado para la creación de prototipos y producciones a pequeña escala.
• Doblado de rodillos: Los mismos fundamentos, pero el resultado sería en forma de cilindros, conos u otros arcos. 
• Doblado con plegadora: El proceso de doblado más avanzado que utiliza máquinas hidráulicas con punzón y matriz. Esto es adecuado para láminas de metal de hasta 6 mm de espesor y puede producir fácilmente características precisas. 

Parámetros integrales para doblado de chapa

Cuando se trata del proceso de doblado, existen múltiples parámetros que los fabricantes y diseñadores deben considerar. Estos requisitos de diseño son los que caracterizan fundamentalmente a cualquier plegado de chapa y es recomendable adherirse a sus estándares para garantizar excelentes resultados.

Estos son los 6 parámetros más importantes para cualquier operación de plegado de chapa.

• Línea de plegado: La línea de pliegue es una línea recta en la superficie de la hoja que marca el principio hasta el final en ambos lados del pliegue. El estándar de la industria para las líneas de plegado es mantener una distancia de 5 veces el espesor de la hoja entre el borde interior y el exterior del plegado.
• Radio de doblaje: El radio de curvatura se refiere a la distancia desde el eje de curvatura hasta la superficie interior de un material entre dos líneas de curvatura. En general, se recomienda utilizar un radio de curvatura que sea al menos tan grande como el grosor del material. Un radio de curvatura más grande es incluso mejor, pero usar un radio más pequeño que el grosor del material puede reducir la capacidad de carga de la pieza.
• Ángulo de curva El ángulo creado por la curva con la línea perpendicular imaginaria que viene del eje. En lugar de un número específico, la práctica de la industria para los ángulos de flexión es garantizar que la longitud de la brida sea 4 veces el espesor. También es una buena práctica mantener todos los ángulos de curvatura iguales.  
• Eje neutral: El eje neutro es la parte de una hoja que permanece en su longitud original porque no se estira ni se comprime. Es un parámetro independiente, y no existe un límite legal o directriz para su ubicación. Sin embargo, la precisión de otros factores como el radio de curvatura y el ángulo juegan un papel crucial en la determinación del rendimiento del producto final. Por lo tanto, cuanto más precisos sean estos factores, mejor será el rendimiento del producto.
• El factor K: El factor K de un material es una medida de su ubicación, determinada al dividir la distancia entre el material y su espesor (t) por su T. El factor K está sujeto a una variedad de factores, incluido el tipo de material, la flexión proceso, ángulo de plegado, y otros. Para garantizar resultados óptimos, el factor K debe estar dentro del rango de 0.25 a 0.50. La métrica K se puede calcular mediante la fórmula K = T/t.
• Asignación de curva: Para hacer piezas dobladas precisas y consistentes, es importante medir cuidadosamente y tener en cuenta la longitud del arco y la distancia entre el eje neutral y las líneas de doblado. También debe usar tolerancias de doblado precisas que sean apropiadas para el material y el grosor a doblar, así como también para el tipo de proceso de doblado que se utiliza (p. ej., doblado por aire, doblado por la parte inferior o acuñado).

Conceptos básicos de corte

Otro proceso importante en la fabricación de láminas de metal es el corte. En muchos casos, es una alternativa más sencilla que ofrece resultados rápidos con una precisión aceptable. Durante la fase de diseño, las pautas de diseño de chapa metálica se centran en los siguientes 5 parámetros.

Selección de materiales

Durante el proceso, las características del material juegan un papel importante en la determinación del proceso adecuado para el material específico. Considere el ejemplo de Aluminio y Acero para entender esto mejor. Naturalmente, cortar aluminio sería más sencillo que trabajar con acero debido a la relativa resistencia y durabilidad del acero.

Para la selección de materiales, la mejor práctica es considerar también la capacidad de fabricación. Por ejemplo, si tanto el acero como el aluminio pueden soportar las cargas de una operación en particular, no siempre es más inteligente optar por la alternativa más fuerte (acero) sin considerar las capacidades de fabricación.   

Diámetro del agujero

Al diseñar un producto que implique perforar orificios en una lámina, es importante tener en cuenta el grosor de la lámina y el diámetro del orificio. Una regla general es asegurarse de que el diámetro del orificio sea al menos igual al grosor total de la hoja.

Si el diámetro del orificio es demasiado pequeño en comparación con el grosor de la lámina, puede provocar la formación de grietas y áreas quebradizas alrededor del orificio. Estas grietas pueden propagarse con el tiempo y generar problemas de durabilidad que pueden afectar negativamente el rendimiento general del producto.

Por lo tanto, es importante asegurarse de que el diámetro del orificio sea apropiado para el grosor de la lámina a fin de mantener la integridad estructural y la durabilidad a largo plazo del producto.

Endurecimiento localizado

Cuando se cortan los materiales, el proceso puede generar cantidades significativas de calor, lo que puede tener un impacto en sus propiedades. Específicamente, la región que rodea el corte puede sobrecalentarse, lo que lleva a un endurecimiento localizado. Para evitar este problema, se recomienda reducir la velocidad de corte en general y usar refrigerantes para regular la temperatura en el área afectada. Al hacerlo, se puede minimizar el riesgo de endurecimiento localizado.

Distorsión

La distorsión en la fabricación de láminas de metal se refiere a la deformación, flexión, torsión o pandeo de la lámina de metal durante el proceso de fabricación. Este problema puede ocurrir debido a una variedad de factores, como cambios de temperatura, estrés o presión durante el proceso de fabricación. La distorsión puede causar problemas significativos en el producto final, como imprecisiones dimensionales, mal ajuste y resistencia reducida.

corte

El corte está directamente relacionado con el ancho de la herramienta de corte utilizada y el grosor del material que se corta. Esencialmente, representa el ancho del material que es eliminado por la herramienta de corte y determina cuánto material se desperdicia en el proceso de corte.

Por ejemplo, si un rayo láser tiene una entalladura de 0.1 mm y se realiza un corte a través de una lámina de metal de 1 mm de espesor, el ancho total del material extraído de la lámina será de 0.2 mm (0.1 mm de cada lado de la lámina). el corte). El ancho de corte puede variar según el tipo de proceso de corte, el tipo de material que se corta y el grosor del material.

Es importante tener en cuenta la entalladura al diseñar piezas para la fabricación de chapa, ya que puede afectar a las dimensiones finales de la pieza. Si se requieren dimensiones precisas, entonces el diseñador debe tener en cuenta el corte y ajustar el diseño en consecuencia. Además, el corte también puede afectar el costo del proceso de fabricación, ya que se puede desperdiciar más material con un corte más ancho.

Funciones comunes en piezas de chapa metálica

El diseño de chapa aborda múltiples características que permiten que estas piezas cumplan con los requisitos de la industria. Estas son las 6 características comunes principales que suelen tener las piezas de chapa.

Filetes de núcleo

Los filetes de esquina son bordes redondeados o esquinas en piezas de chapa metálica que se crean para evitar bordes afilados, que pueden ser peligrosos y también pueden causar concentración de tensión en el metal, lo que puede provocar fallas.

Sugerencias:

• Tamaño: El tamaño del filete debe ser al menos igual al espesor de la chapa metálica. En otras palabras, se debe utilizar un filete de 2 mm para chapas metálicas de 2 mm de espesor o menos. 
• Simetría: los filetes de una pieza deben ser simétricos. Esto significa que los filetes de las esquinas opuestas deben tener el mismo tamaño.
• Uniformidad: Los filetes deben tener un tamaño uniforme en toda la pieza. Esto significa que los filetes en todas las esquinas deben tener el mismo tamaño. 
• Colocación: Los filetes deben colocarse en áreas donde es probable que se produzcan concentraciones de tensión. Esto incluye áreas donde la chapa metálica está doblada o donde hay un cambio de forma o dirección. 
• Radio: El radio del filete debe ser lo más grande posible. Esto ayuda a distribuir la tensión de manera más uniforme y reduce la probabilidad de que se produzcan concentraciones de tensión. 
• Diseño: El diseño de la pieza debe ser tal que se puedan agregar filetes fácilmente sin comprometer la integridad de la pieza.

costillas

Elementos elevados que suelen ser perpendiculares a la superficie de la pieza de chapa. Se utilizan para añadir fuerza y ​​rigidez a la pieza sin añadir mucho peso.

Sugerencias:

• Utilice filetes para suavizar la transición entre la nervadura y el material circundante, lo que ayudará a distribuir las tensiones de manera más uniforme. 
• Evite colocar las costillas demasiado juntas o demasiado cerca de las curvas, ya que esto puede crear puntos débiles en el material. 
• Considere utilizar nervaduras cónicas o de altura variable para distribuir las tensiones de manera más uniforme. 

realce

Los hoyuelos se utilizan a menudo por diversas razones, entre ellas, para mejorar la rigidez y resistencia de una pieza de chapa añadiendo refuerzo. Para crear una superficie lisa y al ras para fijar sujetadores u otros componentes. Para proporcionar espacio libre para otras piezas o componentes. 

Sugerencias:

• Mantenga la profundidad del relieve a no más del 50% del espesor de la chapa metálica para evitar crear concentraciones de tensión. 
• Utilice filetes para suavizar la transición entre el relieve y el material circundante, lo que ayudará a distribuir las tensiones de manera más uniforme.
• Evite colocar los relieves demasiado juntos o demasiado cerca de las curvas, ya que esto puede crear puntos débiles en el material.
• Tenga en cuenta el impacto del relieve en la apariencia general de la pieza y asegúrese de que esté alineado con los requisitos de marca o diseño. 

Jefe redondo

Una característica circular elevada en la fabricación de láminas de metal que se utiliza para agregar resistencia y rigidez a una pieza. Por lo general, se crea perforando o formando una depresión circular en la hoja de metal, lo que hace que el metal alrededor del perímetro de la depresión sobresalga y forme una característica circular elevada.

Sugerencias:

• Elija el tamaño y la ubicación correctos: considere cuidadosamente la ubicación y el tamaño del saliente para asegurarse de que brindará el soporte y la resistencia necesarios sin interferir con otros componentes ni crear desafíos de fabricación.
• Utilice las herramientas adecuadas: para crear un saliente redondo se necesitan herramientas especializadas, como un juego de punzones y matrices o una herramienta de conformado. Es importante utilizar las herramientas adecuadas para el trabajo a fin de garantizar que el saliente se forme correctamente y que la chapa metálica no se dañe en el proceso.
• Tenga en cuenta el espesor del material: el espesor de la chapa metálica afectará el tamaño y la forma del saliente redondo que se puede formar. Los materiales más gruesos pueden requerir salientes más grandes o más profundos para proporcionar la resistencia y la rigidez necesarias.

Característica de hoyuelo

Los hoyuelos a menudo se usan por una variedad de razones, que incluyen: Para mejorar la rigidez y la resistencia de una pieza de chapa metálica agregando refuerzo. Para crear una superficie lisa y nivelada para sujetar sujetadores u otros componentes. Para proporcionar espacio libre para otras piezas o componentes.

Sugerencias:

• Considere cuidadosamente el tamaño y la ubicación de los hoyuelos. Los hoyuelos deben ubicarse en áreas donde proporcionen el mayor beneficio y su tamaño debe ser apropiado para la aplicación.
• Los hoyuelos demasiado grandes o profundos pueden debilitar el material, mientras que los hoyuelos demasiado pequeños o poco profundos pueden no proporcionar suficiente refuerzo.
• Elija la herramienta adecuada para el trabajo. Existe una variedad de herramientas que se pueden utilizar para crear hoyuelos, incluidos punzones, matrices y herramientas de conformación. La herramienta que elija dependerá del tamaño y la forma del hoyuelo, así como del tipo de material que se utilice.
• Tenga en cuenta el grosor y el material de la chapa. Los distintos tipos de chapa pueden requerir distintas técnicas o herramientas para crear hoyuelos, y los materiales más gruesos pueden requerir más fuerza o una herramienta más grande.
• Tenga en cuenta las limitaciones o restricciones del diseño. Los hoyuelos pueden ser características útiles, pero es posible que no sean apropiados para todas las aplicaciones. Asegúrese de que el diseño tenga en cuenta los posibles problemas o desafíos que puedan surgir al agregar hoyuelos.

Función de persiana

El propósito principal de las persianas es mejorar el flujo de aire y la ventilación en el gabinete o panel en el que están instaladas. Las persianas se pueden diseñar para adaptarse a un propósito específico, como dirigir el aire en una dirección particular, reducir el ruido o brindar protección contra el polvo, la suciedad o la humedad.

Sugerencias:

• Tamaño: El tamaño de las rejillas debe elegirse cuidadosamente en función del flujo de aire necesario y la cantidad de espacio disponible para la instalación. Las rejillas demasiado pequeñas pueden no proporcionar suficiente ventilación, mientras que las que son demasiado grandes pueden comprometer la integridad estructural del panel.
• Orientación: La orientación de las rejillas debe elegirse en función de la dirección del flujo de aire y la ubicación de posibles obstrucciones u obstáculos que puedan afectar el flujo de aire.
• Forma: La forma de las rejillas puede influir en la eficiencia del sistema de ventilación. Las rejillas diseñadas con una forma aerodinámica y estilizada pueden mejorar el flujo de aire y reducir la turbulencia.
• Material: El material utilizado para las rejillas de ventilación debe seleccionarse en función de la aplicación prevista, así como de las condiciones ambientales a las que estará expuesto el panel. Por ejemplo, el acero inoxidable o el aluminio pueden ser más adecuados para aplicaciones en exteriores donde la exposición a los elementos es un problema.
• Método de fabricación: El método de fabricación utilizado para crear las rejillas de ventilación debe seleccionarse en función de la precisión, la consistencia y la rentabilidad deseadas del proceso de fabricación.

eliminatoria redonda

Los agujeros ciegos redondos se pueden usar para crear orificios de varios tamaños, según el tamaño del punzón y la matriz utilizados. Se utilizan comúnmente en la fabricación de láminas de metal para aplicaciones tales como cajas eléctricas, sistemas HVAC y recintos.

Sugerencias:

• Elija el tamaño correcto: asegúrese de utilizar el tamaño correcto de punzón y matriz para el tamaño de orificio que necesita. Si utiliza un tamaño incorrecto, el orificio puede ser demasiado pequeño o demasiado grande.
• Utilice el material adecuado: los troqueles redondos suelen estar diseñados para funcionar con tipos específicos de chapa metálica, así que asegúrese de utilizar la herramienta de troquelado adecuada para el material con el que está trabajando.
• Mantenga el punzón y la matriz afilados: con el tiempo, el punzón y la matriz pueden desafilarse y comenzar a deformarse, lo que puede generar orificios de mala calidad. Manténgalos afilados y en buenas condiciones para obtener mejores resultados.
• Tenga en cuenta el grosor del material: los orificios redondos son más adecuados para materiales más delgados. Si necesita crear orificios en chapas metálicas más gruesas, es posible que deba utilizar una herramienta o técnica diferente.
• Tenga cuidado con las rebabas: al utilizar orificios redondos, existe el riesgo de crear rebabas alrededor del borde del orificio. Asegúrese de eliminar las rebabas con una herramienta desbarbadora o papel de lija para lograr un acabado limpio.

Espesor del material

El espesor recomendado para chapa depende de la aplicación específica y del material que se utilice. Generalmente, los metales más gruesos proporcionan mayor resistencia y durabilidad, mientras que los metales más delgados son más flexibles y livianos. Los espesores comunes de las láminas de metal varían de 0.5 mm a 6 mm, pero pueden variar según el material y el uso previsto. A continuación se muestra una tabla que muestra el espesor del material recomendado para algunos metales comunes utilizados en la fabricación de láminas metálicas.

Nota: : Esta tabla proporciona pautas generales y el espesor de material apropiado para una aplicación dada puede depender de factores adicionales.

Errores comunes de diseño de chapa metálica que se deben evitar

La fabricación de chapa metálica es un proceso complejo que implica diseñar, cortar, doblar y ensamblar chapa metálica hasta obtener un producto final. Sin embargo, incluso los diseñadores más hábiles pueden cometer errores que pueden provocar costosos retrabajos o piezas desechadas. Para evitar estos costosos errores, es importante conocer los errores de diseño más comunes y tomar medidas para evitarlos.

Error 1: un archivo CAD sin dobleces

Un error común que se debe evitar es proporcionar un archivo CAD sin dobleces. Una pieza de chapa sin dobleces no se puede fabricar como una sola pieza y puede requerir piezas y mano de obra adicionales para unir varias piezas. Es importante incluir curvas en el diseño y especificar los ángulos y radios de curvatura para garantizar que la pieza se pueda fabricar correctamente.     

Error 2: Características demasiado cerca de una curva

Otro error similar incluye la colocación accidental de características como agujeros, pestañas, etc. demasiado cerca de una curva. ¿Qué sucede si mantiene las funciones demasiado cerca? Terminará con una pieza de metal deformada que solo desperdiciará su dinero y tiempo. Para evitar cometer este error, puede implementar la regla 4T en todos sus diseños CAD. La regla 4T dicta que todas las características deben tener al menos 4 veces el grosor del material de cualquier línea de plegado.

Error 3: Radio de curvatura interna perfectamente perpendicular

Siempre es tentador usar líneas perpendiculares en su diseño CAD. Sin embargo, la realidad es un poco diferente. Doblar láminas de metal en su mayoría da como resultado una punta redondeada que le da un radio a su curva. Intentar lograr una esquina perfectamente afilada puede provocar la deformación y el agrietamiento del material, lo que puede comprometer la integridad del producto final. Para evitar este problema, se recomienda especificar un radio de curvatura mínimo adecuado para el material y el grosor que se utilice. Esto permitirá una transición suave en la curva y evitará concentraciones de tensión que podrían conducir a fallas.

Para su comodidad, puede encontrar fácilmente el radio de curvatura de sus piezas metálicas midiendo la longitud del área doblada y dividiendo el resultado por dos. Si bien puede usar fácilmente diferentes radios para cada parte doblada, es mucho más rentable usar el mismo radio para todas las curvas.           

Error 4: No incluir detalles de hardware en el archivo CAD

Siempre es mejor incluir tantos detalles en su archivo CAD como sea posible, incluidas especificaciones, tamaños y ubicaciones de hardware específicos. Esto asegurará un proceso de fabricación más fluido y un producto final más preciso.                                   

Imagínese necesitar una tuerca de remache específica como la CLS-440-2 para ensamblar un modelo, pero este detalle no se incluyó en el archivo CAD. No hay nada más que hacer además de esperar a que otras personas organicen el hardware necesario. Obviamente, este retraso aumentará el tiempo y el coste del montaje.

Error 5: elegir un acabado inadecuado

El acabado suele ser el último y esencial paso del proceso de fabricación. La mayoría de la gente confunde el acabado con una sola función, que es hacer que su parte se vea mejor.

En realidad, el tipo de acabado que seleccione también puede desempeñar un papel importante en la protección de los componentes metálicos contra el óxido o la corrosión. Si bien existen acabados que solo se centran en la estética de la pieza metálica, otros tipos de acabados están diseñados para aumentar la vida útil de su producto a través de sus características protectoras.

El acabado estético, como el recubrimiento en polvo, ofrece cierta protección. Sin embargo, varios acabados como el Silk Screening solo son útiles para agregar texto o imágenes a las partes metálicas. Los acabados de conversión química tienen la función opuesta.

Estos acabados alteran la capa más externa de su producto y funcionan como una capa protectora. Además de esto, también tienes el acabado Chromate Conversion que otorga conectividad eléctrica a las piezas metálicas. También proporciona una capa de imprimación para pintar.

Es importante entender qué acabado debe usar y qué debe evitar. El acabado correcto depende completamente de la aplicación de la pieza de metal que estés diseñando.

Error 6: Seleccione la hoja de metal equivocada

Debe considerar la aplicación de la pieza que está diseñando de principio a fin. Por ejemplo, no puede usar acero sin terminar en un ambiente marino y salado. Si lo hace, sus partes metálicas serán vulnerables a la oxidación y la corrosión.

En su lugar, seleccione la hoja de metal adecuada centrándose en los factores de flujo. Preguntas como las siguientes son extremadamente importantes.  

• ¿Cuál es el desgaste diario esperado?
• ¿Su pieza de metal se utiliza en un entorno propenso a la corrosión y el óxido?
• ¿Con qué facilidad se puede fabricar chapa?
• ¿Qué tan importante es la apariencia cosmética de su pieza de metal?
• ¿Su parte requiere conductividad?
• ¿Qué propiedades mecánicas deben tener sus piezas metálicas?

Responder a estas preguntas le permitirá comprender cuáles son sus requisitos técnicos y le permitirá realizar un diseño informado.

Error 7: No considerar la resistencia del material para los canales en U

Los canales en U son una parte importante del diseño de cualquier producto y su resistencia depende principalmente de la resistencia general del material. Si no se tiene en cuenta la resistencia del material, los canales en U pueden resultar demasiado débiles, lo que lleva a que se doblen o se rompan bajo tensión. Para evitar este error, es fundamental seleccionar el material y el espesor adecuados para el canal en U. Basado en la carga esperada y para tener en cuenta cualquier estrés adicional, como vibraciones o impactos, que el canal pueda experimentar en uso.

Error 8: diseñar requisitos de soldadura inalcanzables

No importa cuán simple sea un diseño, hay muchas posibilidades de que requiera soldadura u otras uniones mecánicas. Algunos diseñadores cometen el error común de sobrestimar las capacidades de soldadura de la unidad, lo que a su vez aumenta la complejidad y los costos.

La mejor manera de evitar tales problemas es implementar prácticas estrictas de diseño para la fabricación (DFM). Esto asegura que todas las características estén de acuerdo con los estándares predominantes.

Tipos de láminas de metal

El término chapa metálica se utiliza bastante en la industria. Sin embargo, el metal utilizado es generalmente uno de los siguientes.

• Acero inoxidable: Esta es quizás la opción más común y famosa por su versatilidad y durabilidad. El acero inoxidable es la primera opción para aplicaciones donde se necesita una opción rentable, duradera y resistente.
• Acero laminado en frío: Una excelente opción para aplicaciones donde la resistencia del material es la principal preocupación de los diseñadores.
• Acero prechapado: Similar al acero regular, pero viene con un revestimiento especial para evitar la corrosión.  
• Aluminio: Una opción ligera y prácticamente inerte que ofrece una excelente relación resistencia-peso.
• Cobre: El cobre es un material costoso pero efectivo. No reacciona en condiciones normales y ofrece un rendimiento duradero sin degradación química o biológica.
• Latón: Una aleación de cobre y zinc resistente a la corrosión y lo suficientemente dura como para absorber múltiples impactos.

Acabados comunes para piezas de chapa

Si bien la lámina de metal generalmente funciona bien sin ningún procesamiento, algunas aplicaciones son una excepción a esta regla. Los siguientes procesos son algunos de los pasos de procesamiento posterior más comunes para productos de chapa.

• Anodizado
• Cepillado
• Pulido
• Granallado
• Pintura en Polvo
• Recubrimiento metálico
• Pasivación
• Recubrimiento de cromo
• Acabados personalizados a pedido

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