Fabricación de chapas metálicas
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¿Qué es la fabricación de chapas metálicas?
La fabricación de chapas metálicas es una técnica de construcción que consiste en cortar, doblar y ensamblar acero conformado en frío para crear estructuras robustas. Permite una fabricación precisa y ofrece soluciones de construcción duraderas y flexibles.
Los principales procesos son:
Corte por láser: La precisión alcanza ±0,1 mm, adecuado para el procesamiento de contornos complejos
CNC flexión: Radio de curvatura mínimo ≥ espesor del material para evitar fisuras.
Soldadura/remachado: AWS D1.1 las normas de soldadura garantizan la resistencia estructural
Material para la fabricación de chapas
| Tipo de acero | Resistencia a la tracción (MPa) | Límite elástico (MPa) | Elongación (%) | Escenarios típicos de aplicación |
|---|---|---|---|---|
| SPCC Acero laminado en frío | 320-400 | 180-250 | 28 | Armarios de control eléctrico, carcasas de equipos |
| Q235 | 375-500 | 235 | 26 | Soportes estructurales del edificio |
| A36 | 400-550 | 250 | 20 | Bases de maquinaria pesada |
| Acero inoxidable | Prueba de resistencia a la niebla salina | Dureza (HV) | Soldabilidad | Escenarios típicos de aplicación |
| 304 | 5000 horas sin óxido rojo | 150 | Excelente | Marcos para equipos médicos |
| 316 | 10000 horas sin óxido rojo | 160 | Bien | Estructuras de ingeniería marina |
| 430 | 3000 horas sin óxido rojo | 180 | Medio | Soportes para equipos de cocina |
| Aleación de aluminio | Densidad (g/cm³) | Resistencia a la tracción (MPa) | Tratamiento de superficies | Escenarios típicos de aplicación |
| 6061-T6 | 2.7 | 310 | Anodizado | Carcasas de equipos electrónicos |
| 5052-H32 | 2.68 | 230 | Pulverización | Estructuras de cubierta |
| 3003-H14 | 2.73 | 150 | Electroforesis | Elementos decorativos de la estructura |
Acabados superficiales para la fabricación de chapas metálicas
Acabado mecanizado
El prototipo procesado por la máquina herramienta conserva huellas del mecanizado de la herramienta.
Anodizado
El anodizado mejora la resistencia a la corrosión y al desgaste de los metales y permite colorearlos y recubrirlos. Es adecuado para metales como el aluminio, el magnesio y el titanio.
Polaco
El pulido mejora el acabado superficial y el aspecto estético, y es adecuado para materiales como metales, cerámica, plásticos y PMMA.
Chorro de arena
El arenado consiste en propulsar material abrasivo a alta presión o mecánicamente sobre una pieza de trabajo para conseguir un acabado limpio, rugoso y mate.
Acabado cepillado
El acabado cepillado crea un patrón texturizado en las superficies metálicas, realzando el atractivo estético. Adecuado para aluminio, cobre, acero inoxidable y otros materiales.
Recubrimiento en polvo
El recubrimiento en polvo se aplica a la superficie de la pieza mediante adhesión electrostática y, a continuación, se cura a altas temperaturas para formar un recubrimiento denso que mejora la resistencia a la corrosión de las superficies metálicas y plásticas.
Acabado galvánico
El chapado metálico se deposita sobre las superficies de los materiales mediante procesos electrolíticos para mejorar la resistencia a la corrosión y al desgaste. Esta técnica es adecuada para metales y determinados plásticos.
Óxido negro
El revestimiento de óxido negro se forma en las superficies metálicas mediante oxidación química, lo que ofrece un bajo coste, un proceso sencillo y una reducción de la reflexión de la luz.
Electropulido
Elimina las protuberancias microscópicas de las superficies metálicas mediante disolución anódica electroquímica, creando una superficie lisa y densa, libre de tensiones residuales y altamente resistente a la corrosión. Capaz de procesar metales complejos y materiales conductores.
Alodine
Forma una capa protectora sobre las superficies mediante conversión química, mejorando la resistencia a la corrosión y la adherencia. Respetuoso con el medio ambiente y de excelente conductividad, adecuado para aleaciones de aluminio y magnesio.
Tratamiento térmico
Al alterar la microestructura interna de los materiales metálicos mediante calentamiento, este proceso mejora la dureza, la resistencia, la tenacidad y la resistencia al desgaste. Es adecuado para metales como el acero, las aleaciones de aluminio, las aleaciones de cobre y las aleaciones de titanio.
Guía de fabricación de chapa metálica:
| Problemas comunes | Causas | Soluciones |
|---|---|---|
| Corte inexacto | Precisión insuficiente del equipo de corte, fijación inestable de la placa, etc. | Comprobar y ajustar el equipo de corte, garantizar la fijación estable de la placa. |
| Desviación dimensional en el conformado | Moldes desgastados de plegadoras o punzones, grosor desigual de la chapa, etc. | Sustituya los moldes desgastados, compruebe y ajuste el grosor de la placa. |
| Defectos de soldadura | Ajuste incorrecto de los parámetros de soldadura, mala calidad de los materiales de soldadura, etc. | Ajustar los parámetros de soldadura, sustituir por materiales de soldadura de alta calidad. |
| Tratamiento superficial deficiente | Selección inadecuada de los procesos de tratamiento de superficies, funcionamiento incorrecto durante el tratamiento, etc. | Elegir los procesos de tratamiento de superficies adecuados, operar estrictamente de acuerdo con los requisitos del proceso. |
Capacidad de fabricación de chapas metálicas:
| Parámetros básicos | Precisión de posicionamiento ±0,03 mm, Velocidad de corte de hasta 8 m/min (para acero inoxidable de 1 mm) |
|---|---|
| Longitud máxima de flexión | 3100mm, Precisión del ángulo ±0,1° |
| Capacidad de producción | Producción mensual de 80.000 piezas de chapa de precisión, Tasa de defectos en el armazón de los dispositivos médicos < 1% |
| Compatibilidad de materiales | Admite materiales especiales como aluminio, cobre, aleación de titanio, etc. |
Ventajas de la fabricación de chapas metálicas
Fabricación de alta precisión
Las tolerancias de corte por láser se controlan dentro de ±0,1 mm, y la repetibilidad del ángulo de plegado alcanza ±0,5°, cumpliendo los requisitos de grado aeroespacial (por ejemplo, tolerancia del orificio de montaje del bastidor del asiento del avión ≤0,2 mm).
Utilización optimizada del material
La tecnología de composición tipográfica anidada aumenta la utilización de material de chapa de 60% con el estampado tradicional a 92%. Esta tecnología ha permitido ahorrar 1,2 millones de yuanes en costes anuales de material en un proyecto de bandejas para baterías de nueva energía.
Iteración rápida
La duración del ciclo desde el diseño 3D hasta la entrega de la muestra es inferior a 72 horas, 80% menos que el desarrollo tradicional de moldes, lo que lo hace ideal para la validación rápida de prototipos de automoción.
Estructura ligera
El armazón de aleación de aluminio, diseñado con optimización topológica, es 40% más ligero que una estructura de acero al tiempo que mantiene una rigidez comparable gracias a su diseño acanalado (por ejemplo, un aumento de 25% en la capacidad de carga del armazón de un dron).
Sostenibilidad medioambiental
El proceso de recubrimiento en polvo reduce las emisiones de COV en 90% en comparación con los recubrimientos con disolventes, y el índice de recuperación de chatarra metálica supera los 95%, cumpliendo las normas medioambientales CEP de la UE.
Aplicación de la fabricación de chapas metálicas
Industria automovilística: El bastidor de la carrocería del Tesla Model 3 utiliza aleación de aluminio de la serie 5, con soldaduras láser de hasta 150 metros de longitud, lo que reduce el peso del vehículo en 180 kg.
Muros cortina arquitectónicos: El bastidor de soporte del muro cortina del edificio utiliza aleación de aluminio 6061-T6, con una longitud de una sola pieza de 12 metros y un error de rectitud de ≤ 2 mm.
Equipamiento electrónico: Los armarios de las estaciones base de señalización utilizan acero galvanizado (SGCC) con recubrimiento en polvo, consiguiendo un grado de protección IP65 y un funcionamiento estable a temperaturas que oscilan entre -40°C y 70°C.
Equipo médico: El armazón de acero inoxidable 316L tiene una rugosidad superficial de Ra ≤ 0,8 μm, es esterilizable a 134°C y cumple con ISO 10993 normas de biocompatibilidad.
Preguntas más frecuentes sobre la fabricación de chapas metálicas
Utilice la soldadura por láser pulsado con una anchura de la zona afectada por el calor inferior a 0,1 mm.
Suelde desde el centro hacia fuera, utilizando fijaciones para la sujeción.
Efectuar un recocido de distensión a baja temperatura (300°C durante 1 hora) después de la soldadura.
El material se encuentra en el estado de envejecimiento T6, lo que provoca una plasticidad insuficiente.
Radio de curvatura inferior al espesor del material (por ejemplo, un radio de curvatura de 1 mm de espesor de 6061 T6 requiere ≥1,5 mm).
Medidas preventivas:
Utilizar material recocido O o H32.
Realizar un recocido local (temperatura 410°C ± 10°C) antes del plegado.
Chorro de arena: Arena de alúmina de malla 80, presión 0,3 MPa
Fosfatado: Espesor del recubrimiento de fosfato de zinc 5-8 μm, resistencia a la corrosión ≥ 500 horas.
Pulverización: Espesor del recubrimiento en polvo 60-80 μm, temperatura de curado 180°C x 20 minutos.
Utilizar una sección en C de acero + refuerzo para aumentar el momento de inercia en 30%
Instalar soportes a intervalos ≤ 1,5 m, y controlar la deflexión a L/200 (L = vano).
Utiliza acero de alta resistencia Q355B, límite elástico ≥ 355 MPa.
Normalizar las especificaciones de grosor del material (por ejemplo, utilizar grosores de 1,2 mm y 2,0 mm en el mismo producto).
Utilice el diseño modular para reducir las variaciones de número de pieza en 30%
Cambiar la producción en serie a la estampación progresiva, reduciendo el tiempo de procesamiento de una sola pieza a 15 segundos.
