26 procesos comunes de conformado de metales explicados

La fabricación de metales es una de las industrias más importantes en la producción moderna. Ya sea que usted sea Prototipos metálicos mecanizados a medidaYa sea para trabajar piezas de aeronaves o herramientas cotidianas, comprender los diferentes métodos de metalurgia puede ayudarle a elegir la tecnología adecuada para su proyecto.

Cada proceso de fabricación ofrece ventajas únicas y se adapta mejor a aplicaciones específicas. Algunos métodos destacan en la creación de formas complejas, mientras que otros proporcionan mayor resistencia o menores costes. Exploremos estas técnicas esenciales de metalurgia que impulsan la fabricación en todo el mundo.

Este artículo le guiará a través de los principales procesos utilizados para dar forma y mecanizar productos metálicos, desde los métodos de fundición tradicionales hasta la tecnología láser moderna.

Procesos de fundición

Fundición a presión

La fundición a presión empuja el metal fundido hacia las cavidades del molde a alta presión. Los fabricantes crean moldes a partir de aleaciones de alta resistencia, de forma similar a como funciona el moldeo por inyección de plástico. Este proceso produce piezas metálicas personalizadas Con un excelente acabado superficial y tolerancias ajustadas, es muy popular para productos de automoción y de consumo.

Fundición en arena

La fundición en arena utiliza moldes de arena para dar forma a los objetos.piezas metálicas mecanizadas a medidaLos operarios colocan un modelo (ya sea una pieza terminada o un modelo de madera) en la arena y luego compactan la arena a su alrededor. Tras retirar el modelo, la arena forma la cavidad del molde. El proceso requiere la creación de canales para verter el metal y liberar los gases. Dado que el molde de arena se rompe al retirar la pieza terminada, cada fundición requiere un molde nuevo.

Fundición de precisión

También conocida como fundición a la cera perdida, esta técnica consta de varios pasos: prensado de la cera, reparación de la cera, ensamblaje del árbol, recubrimiento con lechada cerámica, fusión de la cera, vertido del metal y acabado. Los operarios primero crean un modelo de cera de la pieza deseada y luego lo recubren con una lechada cerámica para formar una cáscara. Una vez seca la cáscara, el calentamiento funde la cera, dejando solo el molde cerámico. El vertido de metal fundido a través de compuertas prefabricadas llena la cavidad, y el enfriamiento produce la pieza final.

Fundición a presión

Esta técnica consiste en llenar moldes con metal líquido o semilíquido a alta velocidad y bajo presión. El metal se moldea y solidifica bajo presión continua, creando piezas fundidas densas y resistentes con mínimos defectos.

Fundición a baja presión

Un gas a baja presión fuerza el metal líquido hacia los moldes, donde se solidifica formando las piezas terminadas. Este método, desarrollado originalmente para productos de aleación de aluminio, ahora se utiliza para piezas fundidas de cobre, hierro y acero que requieren puntos de fusión más altos.

Fundición centrífuga

El vertido de metal líquido en moldes que giran rápidamente utiliza la fuerza centrífuga para llenar la cavidad y dar forma a las piezas. Según la forma, el tamaño y el volumen de producción de la pieza, los fabricantes eligen diferentes tipos de moldes, como los de arena, de cáscara, de revestimiento, metálicos o metálicos con capas de recubrimiento.

Moldeo por evaporación

Este proceso consiste en unir patrones de parafina o espuma que coinciden con las dimensiones de la pieza, recubrirlos con material refractario y enterrarlos en arena de cuarzo seca. Al verter metal al vacío, el patrón se vaporiza, permitiendo que el metal líquido lo reemplace. Tras el enfriamiento, se obtiene una pieza fundida con forma casi definitiva. Este método elimina los ángulos de desmoldeo, las líneas de separación y los machos, reduciendo así los defectos y los errores dimensionales.

Fundición por compresión

A veces denominada forja líquida, la fundición por compresión vierte metal fundido o semisólido directamente en moldes abiertos, para luego cerrarlos y generar flujo que complete la forma de la pieza. La alta presión aplicada a la capa solidificada provoca deformación plástica, mientras que el metal sin solidificar experimenta presión isostática y solidificación a alta presión. La fundición por compresión indirecta inyecta metal en moldes cerrados mediante un punzón a alta presión para su cristalización y solidificación.

Fundición continua

Este método consiste en verter continuamente metal líquido por un extremo de un molde pasante mientras se extrae el material formado por el otro extremo, creando un flujo constante de productos fundidos.

Procesos de forjado y conformado

Forja

El forjado aplica presión a las piezas metálicas en bruto mediante maquinaria especializada, provocando una deformación plástica que permite obtener formas, tamaños y propiedades mecánicas específicas. Este proceso elimina defectos de fundición como la porosidad, optimiza la microestructura y preserva la integridad del flujo del metal. Las piezas forjadas suelen presentar mejores propiedades mecánicas que las piezas fundidas del mismo material, lo que las hace ideales para aplicaciones exigentes y de alta carga.

La forja

El equipo especializado de forja con troqueles utiliza matrices para dar forma a las piezas en bruto y convertirlas en forjas. Entre los métodos se incluyen la forja con martillo, la forja con prensa de manivela, la forja plana y la forja con prensa de fricción. La forja por laminación hace girar matrices opuestas para deformar plásticamente el material y convertirlo en las piezas en bruto o forjas requeridas, lo que representa un tipo especial de laminación longitudinal.

Laminación

El laminado (o fresado) consiste en hacer pasar lingotes de metal a través de rodillos emparejados para darles forma. Cuando la temperatura del metal supera su temperatura de recristalización durante el laminado, el proceso se denomina "laminado en caliente"; de lo contrario, se denomina "laminado en frío". El laminado sigue siendo el método más común para el trabajo de metales.

Dibujo

El proceso de estirado consiste en pasar el metal a través de matrices de sección transversal menor que la original, aplicando fuerza en el extremo frontal para obtener las formas y tamaños deseados. Dado que el estirado suele realizarse en frío, también se le denomina estirado en frío.

Estampado

Las prensas y matrices aplican fuerza a láminas, tiras, tubos y perfiles, provocando deformación plástica o separación para obtener piezas con las formas y tamaños requeridos.

Típicamente, Carcasas metálicas y piezas de chapa metálica a medida Se fabrican mediante un proceso de estampado, que es más rápido y permite obtener una mayor precisión dimensional.

Moldeo por inyección de metales

Derivada del moldeo por inyección de plástico, esta técnica de metalurgia de polvos permite obtener formas complejas de manera económica. La adición de polvos metálicos o cerámicos al plástico mejora su resistencia y durabilidad. El proceso maximiza el contenido de partículas sólidas, elimina los aglutinantes durante la sinterización y densifica la pieza conformada.

Conformado por rodillos

Los rodillos de conformado continuo dan forma progresivamente al acero inoxidable, creando formas complejas. El perfil de cada rodillo deforma el metal hasta alcanzar la forma final. Las piezas complejas pueden requerir treinta y seis rodillos, mientras que las sencillas solo necesitan tres o cuatro.

Troquelado

Este proceso de troquelado coloca la película formada sobre las matrices de punzonado y, a continuación, cierra la matriz para eliminar el exceso de material, conservando la forma tridimensional del producto y adaptándola a la cavidad.

Corte con troquel de cuchilla

Este método consiste en colocar paneles de película o circuitos sobre placas base, fijando las cuchillas a plantillas de la máquina. La presión de la máquina controla el corte de la cuchilla a través del material. A diferencia del corte con punzón, el corte con cuchilla produce bordes más suaves y permite crear pliegues o cortes parciales ajustando la presión y la profundidad. Las cuchillas son más económicas y ofrecen un funcionamiento más cómodo, seguro y rápido.

Procesos de mecanizado

Torneado

El torneado utiliza tornos donde las herramientas de corte dan forma a las piezas giratorias. Los tornos se utilizan principalmente para mecanizar ejes, discos, manguitos y otras piezas con superficies giratorias.

El giro representa lo más básico y común. tecnología CNC de alta precisiónIdeal para el procesamiento de superficies giratorias, incluyendo cilindros, conos, caras frontales, ranuras, roscas y superficies conformadas.

Molienda

El fresado es uno de los procesos más utilizados en Prototipo de fabricación de metal a medidaEl fresado fija las piezas en bruto mientras que las fresas giratorias de alta velocidad eliminan material para crear las formas y características deseadas. El fresado tradicional maneja contornos y ranuras simples, mientras que las fresadoras CNC procesan formas complejas. Los centros de fresado realizan operaciones de tres o múltiples ejes para moldes, fijaciones, superficies curvas de paredes delgadas, prótesis y cuchillas.

Cepillado

El cepillado utiliza cepilladoras que realizan movimientos horizontales alternativos con respecto a las piezas de trabajo para el corte, principalmente para el procesamiento de perfiles de piezas. La precisión del cepillado alcanza IT9-IT7 con una rugosidad superficial de Ra 6,3-1,6 µm.

Molienda

El esmerilado elimina el exceso de material mediante abrasivos y herramientas de esmerilado, y representa uno de los métodos de corte más utilizados.

Impresión 3D de metales

Fusión selectiva por láser

CO2 de alta potencia controlado por ordenador₂ Los láseres escanean selectivamente las superficies de polvo metálico en cámaras llenas de polvo. Donde inciden los láseres, el polvo superficial se funde y se fusiona por completo, mientras que las áreas no afectadas permanecen pulverizadas. Todo el proceso se lleva a cabo en cámaras selladas llenas de gas inerte.

Sinterización selectiva por láser

La sinterización selectiva por láser (SLS) utiliza láseres infrarrojos con materiales en polvo. Tras precalentar el polvo ligeramente por debajo de su punto de fusión, rodillos niveladores lo extienden uniformemente. Láseres controlados por ordenador sinterizan selectivamente las capas en función de la información de su sección transversal. Una vez completadas todas las capas y eliminado el exceso de polvo, se obtienen las piezas sinterizadas. Entre los materiales ya consolidados se encuentran los polvos de cera y plástico, mientras que los procesos con polvos metálicos y cerámicos se encuentran aún en desarrollo.

Deposición de metales

Similar a la deposición por fusión mediante el método de "exprimir pasta de dientes", este proceso pulveriza polvo metálico. Las boquillas proporcionan simultáneamente láseres de alta potencia y protección con gas inerte durante la deposición del polvo. Este método no está limitado por el tamaño de la caja de polvo, lo que permite trabajar con componentes de mayor tamaño y reparar con precisión piezas de precisión dañadas.

Conclusión

La fabricación de metales abarca diversos procesos, cada uno adecuado para diferentes aplicaciones, materiales y requisitos de producción. Los métodos de fundición, como la fundición a presión y la fundición a la cera perdida, destacan por sus formas complejas, mientras que la forja produce una resistencia superior. El mecanizado moderno ofrece acabados de precisión, y tecnologías avanzadas como la fusión selectiva por láser permiten diseños innovadores.

Como un Proveedor de servicios en línea para la fabricación de metales a medidaLVMA siempre selecciona los procesos de fabricación adecuados para nuestros clientes. Comprender estos procesos fundamentales ayuda a ingenieros y fabricantes a tomar decisiones informadas, optimizar la eficiencia de la producción y fabricar productos metálicos de alta calidad que cumplen con especificaciones precisas.