Introducción a la fabricación en chapa metálica

Más información sobre cómo funciona la fabricación de chapa, qué tipos de corte existen (láser, plasma, chorro de agua) y los materiales adecuados.

La fabricación en chapa metálica es el proceso de convertir chapas planas, normalmente de 0,15 mm a 10 mm de grosor, en piezas y estructuras de diversas formas. El material de partida para este proceso son chapas metálicas planas.

La fabricación en chapa metálica se utiliza para crear objetos como carcasas, chasis, soportes, elementos estampados, rizos, etc. También se utiliza con fines decorativos para realizar patrones en chapas metálicas.

¿Cómo funciona la fabricación en chapa metálica?

El paso de la materia prima al producto acabado suele requerir uno o varios de los tres procesos siguientes: eliminación de material (corte), deformación y montaje. Si se requieren todos estos procesos, suelen realizarse secuencialmente.

Se trata de cortar piezas del material en bruto para producir la forma deseada. Para obtener la máxima precisión, velocidad y eficacia, se suelen emplear las tecnologías de corte por chorro de agua, plasma y láser del CNC. La electroerosión (mecanizado por descarga eléctrica) puede ser también una opción en algunos casos.

Corte por láser

En el corte por láser, un rayo láser de alta densidad se dirige a una pieza de trabajo para fundirla, vaporizarla o quemarla, cortando efectivamente el material. Las cortadoras láser se utilizan para cortar, perforar y grabar. Hay tres tipos de láseres utilizados en el corte por láser: CO2 (dióxido de carbono), Nd (neodimio) y Nd-YAG (granate de itrio y aluminio dopado con impurezas de neodimio).

Los láseres de CO2 tienen un alto rendimiento energético y una elevada relación de potencia de salida, y se utilizan para cortar material fino, grabar y perforar. Los láseres de Nd tienen una alta energía pero una baja eficiencia de repetición. Se utilizan para grabar, perforar y soldar.

Los láseres de Nd-YAG tienen una potencia muy alta y pueden cortar materiales más gruesos. Sin embargo, su funcionamiento es más caro que el del CO2.

Las cortadoras láser pueden trabajar con aluminio, acero, cobre, acero inoxidable y otros metales. Lo mejor es utilizarlas para cortar piezas finas (con un grosor máximo de 15 mm para el aluminio y 6 mm para el acero), grabar y perforar.

Laser cutting icon animation
Animación de iconos de corte por láser

Corte por chorro de agua

En el corte por chorro de agua, se utiliza una boquilla para enfocar un chorro de agua a muy alta presión para cortar una pieza. Para materiales relativamente blandos, como el caucho y la madera, sólo se utiliza agua. Para cortar materiales más duros, como los metales, se utiliza una mezcla de agua y sustancias granulares abrasivas.

El corte por chorro de agua puede cortar materiales de distintos grosores. El grosor máximo que se puede cortar depende del material. De todos los métodos de corte CNC, el corte por chorro de agua es el más preciso, con tolerancias de entre 0,05 mm y 0,1 mm.

Una de las razones de su alta precisión es que, a diferencia de sus homólogos de plasma y láser, el corte por chorro de agua no genera calor, por lo que no hay zona afectada por el calor en la pieza.

El corte por chorro de agua es muy versátil, ya que se utiliza para cortar materiales duros como el aluminio, el acero, el cobre, el acero inoxidable y otras aleaciones metálicas, así como materiales más blandos como polímeros, elastómeros, madera y espuma.

Waterjet cutting icon animation
Animación de un icono de corte por chorro de agua

Corte por plasma

El corte por plasma funciona aplicando calor y energía a un gas para convertirlo en plasma. A continuación, se acelera un chorro de plasma caliente mediante un gas inerte o aire, que sale de la boquilla de corte y llega a la pieza. El plasma completa un arco eléctrico con la pieza, fundiéndola y cortándola. Al ser un proceso eléctrico, las cortadoras de plasma sólo trabajan con material conductor de la electricidad.

Las cortadoras de plasma pueden cortar materiales muy gruesos, de hasta 300 mm para el aluminio y 200 mm para el acero, con una tolerancia de 0,2 mm. Otros materiales que se procesan con cortadoras de plasma son el acero inoxidable, el cobre y otras aleaciones metálicas. Dependiendo de la complejidad de la pieza a producir, se pueden utilizar cortadoras de 2 o 3 ejes.

Aunque las cortadoras de plasma no son tan diversas o precisas como las de chorro de agua y láser, son la mejor opción para las piezas metálicas gruesas conductoras de electricidad, ya que son más rápidas y rentables para cortar este tipo de materiales.

Plasma cutting icon animation
Animación de un icono de corte por plasma

Deformación

Este proceso consiste en la aplicación controlada de fuerza para doblar o conformar las chapas hasta las formas deseadas. Los procesos de deformación incluyen el doblado, el conformado, el estampado y el estirado usando troqueles, así como frenos hidráulicos y magnéticos.

Montaje

Es el proceso de unir varias piezas procesadas para formar un producto final. Los procesos de ensamblaje incluyen la soldadura, la soldadura fuerte, el remachado y, a veces, el uso de adhesivos.

Materiales

Los metales más adecuados para este proceso son el aluminio y sus aleaciones, el acero, el cobre y sus aleaciones y el acero inoxidable. La siguiente tabla contiene las calidades de metal más populares para la fabricación de chapas.

  • Aluminio
  • Acero inoxidable
  • Acero

Las operaciones de posprocesado más habituales para la fabricación en chapa metálica son el chorreado, el anodizado, el recubrimiento de polvo y la pintura. En el caso de los materiales deformados o soldados, se realiza un tratamiento térmico para aliviar las tensiones residuales.

Sheet Metal Laser Cutting Steel
Corte por láser de chapa de acero

Ventajas de la fabricación de chapas metálicas

Algunas de las ventajas de la fabricación de chapas son las siguientes.

  • Durabilidad: El proceso produce productos muy duraderos tanto para la creación de prototipos como para el uso final
  • Escalabilidad y rentabilidad: Tanto si necesita una pieza única como una tirada de producción de miles de piezas, la fabricación de chapa metálica ofrece una solución rápida y rentable.
  • Selección de materiales: Numerosos metales pueden procesarse mediante este método de fabricación. Puede elegir entre cientos de metales con diferentes propiedades deseables.
  • Rapidez en los plazos: El uso de tecnologías CNC para la fabricación de chapa metálica hace que el proceso sea rápido y eficaz

Industrias que emplean la fabricación de chapas metálicas

Cualquier industria que utilice piezas metálicas probablemente necesitará la fabricación de chapas metálicas. Algunas de las industrias que emplean este proceso son:

  • Construcción de máquinas
  • Ingeniería y diseño
  • Industrial del metal
  • Electrónica
  • Mobiliario e infraestructuras de la ciudad
  • Robótica
  • Medicina y sanidad
  • Automóviles
  • Instrumentos musicales
  • Construcción civil

Conclusión

En Xometry Europa ofrecemos servicios de fabricación en chapa metálica de alta precisión, rápidos y de calidad para la creación de piezas de chapa metálica como aluminio, acero, aleaciones de cobre y muchas otras.

Utilizando tecnologías de corte automatizadas como el corte por láser CNC, el corte por plasma, el corte por chorro de agua, así como tecnologías de deformación y ensamblaje, garantizamos una alta precisión y calidad de las piezas listas.

También realizamos el posprocesado si lo solicita. Para obtener un presupuesto instantáneo, suba sus modelos a nuestra plataforma de presupuestos instantáneos.

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