Conformado de Metales

Conformado de metales

A la hora de darle forma a un metal existen muchas variedades de procesos como el troquelado, el laminado, extrusión, doblado y embutido pero los conceptos principales van relacionados con si se hacen en caliente o en frío, que desventajas y ventajas me ofrecen, que pasa si el metal que poseo es muy frajil o por el contrario el metal tiene mucha dureza. Por eso a continuación se analiza todo lo que conlleva trabajar en frio o en caliente y la explicación de algunos procesos:

Trabajo en frío

Se refiere al trabajo a temperatura ambiente o menor. Este trabajo ocurre al aplicar un esfuerzo mayor que la resistencia de cedencia original de metal, produciendo a la vez una deformación.  Las principales ventajas del trabajo en frío son: mejor precisión,  menores tolerancias, mejores acabados superficiales, posibilidades de obtener propiedades de dirección deseadas en el producto final y mayor dureza de las partes. Sin embargo, el trabajo en frío tiene algunas desventajas ya que requiere mayores fuerzas porque los metales aumentan su resistencia  debido al endurecimiento por deformación, produciendo que el esfuerzo requerido  para continuar la deformación se incremente y contrarreste el incremento de la resistencia, la reducción de la ductilidad y el aumento de la resistencia a la tensión limitan la cantidad de operaciones de formado que se puedan realizar a las partes.  

Trabajo en caliente

Se define como la deformación plástica del material metálico a una temperatura mayor que la de recristalización.  La ventaja principal del trabajo en caliente consiste en la obtención de una deformación plástica casi ilimitada, que además es adecuada para moldear partes grandes porque el metal tiene una baja resistencia de cedencia y una  alta ductilidad. Los beneficios obtenidos con el trabajo en caliente son: mayores modificaciones a la forma de la pieza de trabajo, menores fuerzas y esfuerzos requeridos para deformar el material, opción de trabajar con metales que se fracturan cuando son trabajados en frío, propiedades de fuerza generalmente isotrópicas y, finalmente, no ocurren endurecimientos de partes debidas a los procesos de trabajo. 

Sin embargo el acabado superficial y las tolerancias suelen ser más bajas en comparación con el trabajo en frío. Así mismo, es más difícil de registrar el control de exactitud dimensional debido a la combinación de deformación elástica y contracción térmica del metal, por lo cual en el diseño de la pieza es necesario tener en cuenta una dimensión mayor al iniciar cualquier operación. En la práctica, el trabajo en caliente se realiza desde temperaturas un poco mayores a la mitad de la temperatura de fusión. El proceso de deformación genera por sí mismo calor que incrementa las temperaturas de trabajo en sectores localizados de las partes, lo que puede causar la fusión indeseable de dichas regiones.

Laminado

Este es un proceso en el cual se reduce el espesor del material pasándolo entre un par de rodillos rotatorios. Los rodillos son generalmente cilíndricos y producen productos planos tales como láminas o cintas. También pueden estar ranurados o grabados sobre una superficie a fin de cambiar el perfil, así como estampar patrones en relieve. Este proceso de deformación puede llevarse a cabo, ya sea en caliente o en frío.

El trabajo en caliente es usado muy ampliamente porque es posible realizar un cambio en forma rápida y barata. El laminado en frío se lleva a cabo por razones especiales, tales como la producción de buenas superficies de acabado o propiedades mecánicas especiales. Se lamina más metal que el total tratado por todos los otros procesos.

Embutido profundo y prensado

El embutido profundo es una extensión del prensado en la que a un tejo de metal, se le da una tercera dimensión considerable después de fluir a través de un dado. El prensado simple se lleva a cabo presionando un trozo de metal entre un punzón y una matriz, así como al dentar un blanco y dar al producto una medida rígida. Latas para alimentos y botes para bebidas, son los ejemplos más comunes.

Este proceso puede llevarse a cabo únicamente en frío. Cualquier intento de estirado en caliente, produce en el metal un cuello y la ruptura.

Extrusión 

En este proceso un cilindro o trozo de metal es forzado a través de un orificio por medio de un émbolo, por tal efecto, el metal estirado y extruido tiene una sección transversal, igual a la del orificio del dado.
Hay dos tipos de extrusión, extrusión directa y extrusión indirecta o invertida. En el primer caso, el émbolo y el dado están en los extremos opuestos del cilindro y el material es empujado contra y a través del dado. En la extrusión indirecta el dado es sujetado en el extremo de un émbolo hueco y es forzado contra el cilindro, de manera que el metal es extruido hacia atrás, a través del dado.

La extrusión puede llevarse a cabo, ya sea en caliente o en frío, pero es predominantemente un proceso de trabajo en caliente. La única excepción a esto es la extrusión por impacto, en la cual el aluminio o trozos de plomo son extruidos por un rápido golpe para obtener productos como los tubos de pasta de dientes. En todos los procesos de extrusión hay una relación crítica entre las dimensiones del cilindro y las de la cavidad del contenedor, especialmente en la sección transversal.


Basado en: http://sifunpro.tripod.com/formado.htm