Embutición profunda de chapa
El proceso industrial de la Embutición profunda de chapa
La embutición profunda es el proceso de deformación de láminas de metal para conseguir un producto o semielaborado. Esto es posible mediante el uso de un punzón, una matriz para dibujar radialmente el metal en una matriz de formación.
En todo caso, la acción mecánica del punzón se combina con la matriz hueca. Posteriormente, el proceso aplica fuerzas de tracción y compresión que transforman la forma bajo alta presión. En general, éste retiene el grosor del material de chapa. Además, produce componentes repetibles de alta precisión.
Se considera que la embutición profunda es un proceso rentable para aplicaciones de fabricación. Sobre todo, para las que requieren alta precisión y grandes volúmenes de piezas. Por otro lado, también funciona bien para productos de material liviano que requieren una cantidad significativa de resistencia.
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Preguntas frecuentes sobre embutición profunda
¿Qué significa Embutición profunda?
Dicho de forma simple, la embutición profunda es un proceso conformado en el cual un material tubular, generalmente de acero o aluminio, se expande para darle forma a una pieza con un diámetro interno mayor.
El procedimiento se realiza utilizando un embutidor. Es decir, una herramienta en forma de cono invertido que se inserta en el tubo. Posteriormente, se expande mediante el uso de una prensa hidráulica. Generalmente, este tipo de técnica se utiliza para fabricar piezas con características específicas de diámetro interno. Por ejemplo, juntas, tuberías de interconexión, etc.
¿Cómo se conoce el límite embutición profunda máxima?
Para conocer el máximo de profundidad que se puede embutir un material se suele realizar un ensayo de embutibilidad. El fin del ensayo es determinar el grado de embutibilidad de la chapa metálica. Para ello, se suele utilizar una muestra cuadrada de 12 cm x 12 cm, y un pistón de punta redondeada.
Se toma como punto de partida el punto en el cual la punta del pistón hace contacto con la placa. Luego se aplica una presión constante hasta que la placa empieza a fisurarse. Llegado este punto, se mide entonces la distancia que ha avanzado el pistón. Esta distancia, nos da la medida de embutibilidad del material.
Este ensayo es habitual cuando se trabaja con nuevos materiales de diferentes aleaciones.
¿Qué tipo de piezas se realizan en embutición profunda?
Para que nos hagamos una idea, se podría realizar una bañera. O una olla de grandes dimensiones.
Las piezas de embutición profunda tienen más dificultad que las de estampación.
Se deben seleccionar bien los materiales que permitan este tipo de embutición.
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¿Cómo son las prensas de embutición profunda?
Son mayores que las de estampación porque necesitan un recorrido más largo.
¿Para que se usa el pisador?
Los pisadores evitan o controlan el desplazamiento de la pieza mientras se realiza la embutición.
Son imprescindibles cuando se trabaja con piezas de poco espesor. O bien cuando la embutición es profunda o de gran diámetro
Gracias a los pisadores, se pueden evitar arrugas o pliegues en el material embutido.
Los hay de tipo fijo, planos o ligeramente inclinados.
Existen también pisadores de presión o pisadores de freno que se utilizan cuando se pretende estirar la superficie de la chapa para reducir su espesor.
¿Se puede realizar embutición profunda con chapa de aluminio?
Es posible, y de hecho se hace. Aunque tiene distintos grados de de dificultad. El aluminio tiene más facilidad para fisurarse que otros materiales.
¿Cómo se recorta el material sobrante de la embutición?
Dependerá de la pieza y el proceso, pero una opción es usar un laser 3d. Así el corte es limpio y el resultado final es óptimo.
Cada vez es más frecuente el uso de estos laser 3d en la industria del metal 4.0.
El uso de brazos robotizados también está imponiendo en esta industria 4.0, ya sea para soldadura o para corte.
¿Desde cuándo se realiza la embutición profunda?
La embutición profunda tiene un historial de uso que data de hace varios siglos. El proceso se ha utilizado desde la antigüedad para fabricar objetos de metal. Antiguamente, servía en la elaboración de armaduras o utensilios, entre otros.
Aunque no hay una fecha precisa para determinar desde cuándo se realiza la embutición profunda, se cree que este proceso ha sido utilizado desde hace mucho tiempo. Sobre todo, en la fabricación de objetos de metal. Incluso, desde entonces ya se utilizaba una herramienta de embutición para expandir una pieza de metal y darle la forma deseada.
Sin embargo, el desarrollo de la tecnología y la maquinaria especializada, permite que el proceso de embutición profunda se realice con mayor precisión y automatización. En tal sentido, aumenta su uso y aplicaciones en la industria moderna. Se estima que, a partir del siglo XX, se comenzó a utilizar de manera más generalizada en diferentes industrias, mejorando su precisión y productividad.
¿Qué son las matrices en la embutición profunda?
En el contexto de la fabricación, las matrices son herramientas utilizadas en procesos de estampación, embutición, forja, etc. La matriz es una herramienta moldeada que adopta la forma del objeto que se desea fabricar. El material se coloca en la matriz. Luego, se aplica una fuerza para que el material adopte la forma de la matriz.
En el proceso de embutición se utilizan matrices para expandir el material tubular y darle la forma deseada. Existen dos tipos de matrices, las matrices de corte, y las matrices de estampación.
¿Qué ventajas tiene la embutición profunda?
A decir verdad, este proceso tiene gran cantidad de ventajas. De hecho, sus beneficios van mucho más allá de lo que solemos conocer. En tal sentido, algunas de las ventajas de este procedimiento son las siguientes:
- La precisión: la embutición profunda permite fabricar piezas con un alto grado de precisión en cuanto a dimensiones internas y externas.
- Alta producción: el proceso es rápido y semiautomatizado. Sin duda, esto es lo que permite un alto rendimiento en la producción de piezas.
- Flexibilidad en los materiales: se puede utilizar con una amplia variedad de materiales, como acero, aluminio, cobre o plásticos, entre otros.
- Ahorro de material: al expandir el material tubular se utiliza solo la cantidad necesaria de material. Entonces, es mucho más simple reducir los costes y residuos.
- Fortaleza: las piezas producidas mediante embutición profunda tienen una alta resistencia a la tracción y al esfuerzo a flexión.
- Acabados: en algunos casos, el proceso permite alcanzar acabados superficiales deseados. En otros puede requerir de corte láser y de pulido.
- Versatilidad: el proceso es aplicable en una amplia variedad de industrias, desde la automotriz, la aeroespacial, la medicina o la electrónica, entre otras.
- Formas complejas: la embutición permite fabricar piezas con geometrías complejas. Asimismo, geometrías internas y externas con precisión.
¿Cuáles son las desventajas de la embutición profunda?
La embutición profunda es un proceso de fabricación de alta precisión. Sin embargo, también presenta algunas dificultades:
- Costes: la inversión en maquinaria y herramientas especializadas puede ser elevada al principio, aunque se rentabiliza a las pocas unidades.
- Diseño y desarrollo de herramientas: diseñar y desarrollar las herramientas y matrices necesarias para el proceso requiere un alto nivel de experiencia. Por otro lado, es esencial contar con personal poseedor de conocimientos en el campo.
- Proceso complejo: el proceso requiere una gran precisión en la alineación de las herramientas. Además, un control preciso de la fuerza de embutición.
- Limitaciones en el tamaño de las piezas: este método tiene limitaciones en cuanto al tamaño de las piezas que se pueden fabricar. No todos los proveedores están preparados para realizar piezas grandes de embutición.
- Materiales limitados: algunos materiales no son adecuados para ser sometidos al proceso de embutición profunda. Mayormente, esto es debido a su fragilidad o baja resistencia a la tracción.
¿Qué materiales son adecuados para la embutición profunda?
En el proceso de embutición hay diversidad de materiales que se pueden usar, que vienen en bobinas . Algunos de los más comunes son los siguientes:
- Acero: es uno de los materiales más utilizados en la embutición profunda. Esto se debe a su alta resistencia mecánica y su estabilidad térmica.
- Aluminio: es un material ligero y resistente. En general, es utilizado en aplicaciones donde se requiere alta resistencia a la corrosión y un bajo peso.
- Cobre: es un material conductor eléctrico y térmico, utilizado en aplicaciones eléctricas y electrónicas.
- Aleaciones especiales: En algunos casos, dependiendo de los requisitos del producto final se pueden usar aleaciones metálicas especiales,por ejemplo con titanio para tener por ejemplo una mejor resistencia.
Es importante mencionar que no todos los materiales son adecuados para el proceso de embutición profunda. Por ejemplo, materiales frágiles o con baja resistencia a la tracción, no son aptos para ser sometidos a este proceso.
¿Qué tipo de piezas se fabrican con embutición profunda?
Esta técnica es útil para elaborar diversos tipos de piezas. Básicamente, puedes encontrar algunas como:
- Juntas: se utilizan para conectar tuberías o conductos. Además, las juntas fabricadas mediante embutición profunda son precisas y resistentes.
- Tuberías de interconexión: se usan para conectar tuberías de diferentes tamaños y diámetros. Son usuales en la industria petroquímica, aeroespacial o automotriz, entre otras.
- Componentes de maquinaria: la embutición profunda se utiliza para fabricar componentes de maquinaria como, por ejemplo, recipientes, tapas, protecciones, chasis …
- Partes de automóviles: es útil para fabricar componentes de automóviles, como, por ejemplo, depósitos, cajas …
- Piezas aeroespaciales: son utilizados para fabricar componentes para la industria aeroespacial. Entre las más comunes tenemos juntas, tuberías de interconexión y componentes de maquinaria, entre otros.
- Productos médicos: La embutición profunda se utiliza para fabricar catéteres o tubos.