Embutición en Chapa metálica

¿De que material estamos hablando cuando decimos embutición de chapa?

Si no se especifica lo contrario, estaríamos hablando de acero. 

Aquí os paso los artículos según el tipo de material:

Embutición en chapa de acero

Embutición en aluminio

Embutición en acero inoxidable

¿Qué herramientas se usan en la embutición metálica?

– Los principales elementos para la embutición son:

• La chapa y el lubricante.
• Los utillajes
• Matrices
• La prensa (mejor si es hidráulica).

¿Cómo se realiza la embutición profunda?

–          Aunque habitualmente se conoce el proceso mayormente por formas cilíndricas. También puede existir formas de todo tipo, como un cubo y otras formas primitivas. Pero generalmente con una cara o superficie abierta para que sea la base del punzón.

–          Se dispone de una chapa generalmente lubricada (para evitar el gripaje), entre el macho y la hembra (punzón y matriz). Y luego se realiza un movimiento o recorrido hasta que la chapa va adoptando la forma del punzón. En la embutición profunda casi siempre se habla mínimamente de doble efecto. Esto es debido a que se debe tener un recorrido o profundidad similar al diámetro o anchura de la pieza a realizar.

¿Quién puede realizar piezas de embutición profunda?

Se les llama estampadores o embutidores los que generalizan esta técnica. Suele conllevar altos conocimientos de matricería (oficio de construcción de los utillajes), que se aprende con los años y experiencia. Esto se traspasa de generación en generación. Aun hoy día aparece relativa poca bibliografía. Aunque ya existen algunos programas de simulación por ordenador que ayudan a predecir algunos resultados.

¿Cuales son los procesos para fabricar series de piezas de embutición?

Siempre que la situación lo permita, debería seguirse un orden parecido al siguiente. Esto es para reunir el mayor éxito en estas aplicaciones.

–          Estudiar y optimizar el diseño de la pieza. Por los responsables de matricería o quién deba producirla.

–          Analizar el mercado y la demanda. Se hace para saber los requisitos de calidad acabados,aspectos,tolerancias y cantidad de piezas.

–          Evaluar si la pieza debe ensamblarse con otras y sus necesidades intrínsecas.

–          Determinar los medios y materiales . Por ejemplo si debe ser aluminio, acero al carbono o acero inoxidable. O bien saber el tipo de prensas del fabricante (pueden condicionar los útiles en función de lo tipos y tonelajes). También conocer los años que deberá permanecer activa la posibilidad de fabricación. Este dato puede ser interesante para calcular el proyecto de matricería.

¿Qué es el punzón de embutición?

Generalmente se le llama macho, y es la forma a copiar la chapa mientras se efectúa el recorrido de embutición.

¿Que es el pisado en el proceso de embutición?

Se trata de la contrafuerza que existe opuesta a la principal. Y que ejerce la función de sujeta chapas, para que estas sean pisadas y no se arruguen mientras avanza el recorrido durante la embutición. La fuerza de pisado es menor a la principal. Ya que la principal debe vencer al esfuerzo de embutido más el de pisado.

¿Qué es mejor para la embutición metálica? . ¿la chapa de acero o el acero inoxidable?               

Depende esencialmente de las necesidades del producto en su ciclo de uso. Habitualmente puede ir relacionado con el sector. Los espesores generalmente van de 0.5 mm hasta los 4 o 5 mm. Aunque se centran entre 1 y 3mm. Según el secor tenemos:

–          Podemos empezar con aluminios: Perfumería, aeronáutica, automoción, iluminación. Puesto que tiene peso ligero, razonable coste, razonable capacidad o resistencia de la pieza.

–          Aceros al Carbono: En general todos los sectores, el material es el que mejor relación tiene en coste de materia prima. Y tiene una buena resistencia mecánica de la pieza. En la mayoría de casos debe tener un tratamiento posterior de protección, tipo pinturas, lacados, esmaltados, galvanizados, etc, para minimizar las corrosiones u oxidaciones.

–          También tenemos aceros inoxidables. De más difícil conformado, ofrecen superiores capacidades mecánicas a los 2 primeros. Aunque puede ser más costoso, se pueden minimizar o eliminar las necesidades de tratamientos posteriores de protección.

–         Por último Aceros especiales o de alta resistencia. Cabe mención a parte. Si se trata de conformado en frío o en caliente. Algunos especiales del sector automoción, son conformados en caliente simultáneamente. Son procesos por lo general costosos.

¿La embutición se hace en frío o el material se calienta al transformarse?

Generalmente los procesos siempre que se puede se hacen en frío, por un tema de costes. Esto no significa que durante el proceso de embutición, especialmente si es profunda, la pieza por deformación consigue elevar su temperatura varias decenas de grados. Es razonable tener piezas donde la temperatura en algunos puntos supere los 60 o 70 ºC.

También existen procesos de hipertemple y/o revenido o aliviado de tensiones del material. Se trata de procesos intermedios (entre una fase y otra fase de embutición). En estas fases se somete la pieza (generalmente de acero inoxidable) a un horneado a más de 1000ºC, .Esto se hace para recuperar capacidad de conformado después de que el material esté muy tensionado con riesgo de rotura.

¿Por qué son tan pesadas las prensas de embutición de metales?

Las hay de todo tipo. Pero generalmente, si hablamos de cierto tamaño y espesor de chapa, debemos tener la capacidad en máquinas de poder superar los límites de plasticidad de los materiales. Esto significa llegar a donde se estiran, y ya no vuelven a su forma original, por lo que se conforman de forma permanente. Estos esfuerzos en el caso de aceros y aceros inoxidables pueden oscilar entre los 20 Kg. a 30 Kg. por mm2 de sección. Por lo que sumando los esfuerzos de pisado, rápidamente nos encontramos con máquinas que deben poseer varios cientos de toneladas. Y esas máquinas deben ser robustas y por tanto pesadas al tener mucho acero en su construcción.

¿Qué ventajas tiene una pieza embutida respecto una hecha con fundición?

Habitualmente los plazos de entrega en su proceso de fabricación son mucho más rápidos. Y  los costes de ejecución mucho menores, ya que el acabado en piezas embutidas puede ser casi definitivo con pocos o nulos reprocesados. Sin embargo en fundición,  al tener acabados adicionales, el reprocesado es habitual, aumentando así los costes. También las capacidades estructurales de piezas embutidas pueden ser mayores a igualdad de peso. En general las piezas embutidas son mucho más ligeras.

¿Qué ventajas tiene una pieza embutida respecto una hecha con plegados y soldadura (tipo calderería o chapistería)?

Generalmente también los plazos son más rápidos. Sobretodo si se pretende realizar series de repetición medianas o grandes. Y los costes de ejecución mucho menores. Ya que el acabado en piezas embutidas puede ser casi definitivo con pocos o nulos reprocesados. En plegados y soldaduras, tener acabados adicionales de reprocesado, tipo limados o desbarbados, es habitual. Esto aumenta los costes. También las capacidades estructurales de piezas embutidas pueden ser mayores. Esto se debe a tener el conformado estirado del material, que lo ha endurecido, siendo más alto su límite a la rotura.