Lección 4.4DeformarCapítulo 4 · Conformado de chapa y tubo

Conformado por flujo (flow forming)

Unos rodillos estiran un tubo giratorio sobre un mandril, haciéndolo más fino y largo

El conformado por flujo aprieta la pared de un tubo o copa giratorios contra un mandril con rodillos, haciéndola más fina y larga. Muchas llantas ligeras de coche se hacen así, además de bombonas de gas y carcasas de motores de cohete. Da tubos precisos y sin costura cuyo metal se vuelve más resistente al ser apretado.

conformado por flujo hacia delante · vista lateralLa figura corta por la mitad la pieza y el mandril a lo largo del eje; los números en círculo corresponden a los pasos de abajo.

Cómo funciona

Carga y sujeta. Una preforma corta y gruesa (una pieza de partida, normalmente una copa o tubo mecanizado, forjado o fundido) se desliza sobre un mandril de acero templado. El contrapunto la sujeta en su sitio.
Gira. El cabezal hace girar juntos el mandril y la preforma.
Aprieta. Normalmente tres rodillos, repartidos por igual alrededor de la pieza, presionan la pared contra el mandril. La pared se hace más fina, a menudo en más de la mitad en total.
Avanza y fluye. Los rodillos se desplazan a lo largo del eje, y el metal apretado solo puede ir a lo largo, así que el tubo se alarga. Por último el tubo se saca del mandril y se recorta a longitud.

En esta versión hacia delante, el metal fluye en el mismo sentido en que avanzan los rodillos. En el conformado por flujo hacia atrás, el tubo se empuja contra un tope y el metal fluye en sentido contrario, lo que conviene a tubos largos y abiertos.

Datos clave

Materiales: Acero y acero inoxidable, aluminio, titanio y aleaciones de níquel; las calidades dúctiles funcionan mejor
Piezas típicas: Llantas, bombonas de gas, carcasas de motores de cohete, tambores de transmisión, tubos de precisión
Tamaño de pieza: Diámetros desde unos pocos centímetros hasta aproximadamente un metro o más
Precisión: Espesor de pared y diámetro hasta unos ±0,05 mm en trabajos de precisión
Acabado superficial: Taladro interior muy liso que copia el mandril pulido; finas marcas de rodillo en el exterior
Tamaño de lote adecuado: Volumen medio a alto (llantas, bombonas); también series pequeñas de piezas de alto valor
Coste de utillaje y máquina: Cada diámetro interior necesita su propio mandril; las máquinas suelen costar cientos de miles de dólares o más
Velocidad: Normalmente de uno a unos pocos minutos por pieza

Ventajas y límites

Ventajas

Tubos sin costura con paredes muy uniformes y precisas
El metal se vuelve más resistente al ser apretado
Poco desperdicio: el metal se desplaza, no se arranca
Las llantas conformadas por flujo son más ligeras que las simplemente fundidas

Límites

Solo piezas redondas
Máquina cara, más un mandril para cada diámetro interior
Necesita antes una preforma hecha por otro proceso
Las aleaciones duras pueden necesitar calentamiento o recocido entre pasadas

Dónde se usa

AutomociónLlantas, tambores de embrague y de transmisión, piezas de tren motriz
Energía y gasBombonas de gas y recipientes a presión
Aeroespacial y defensaCarcasas de motores de cohete, cuerpos de misiles, ejes
IndustriaTubos de precisión para cilindros hidráulicos

Cómo reconocerlo

Tubos largos y sin costura o cuerpos de llanta con paredes finas y muy uniformes.
Un taladro interior liso como un espejo y finas marcas de rodillo en espiral en el exterior.
Llantas de posventa vendidas como conformadas por flujo o forjadas rotativas: el centro fundido sigue grueso mientras el cuerpo es fino.

Compáralo con

Repujado en torno4.3la misma idea de torno, pero remodela un disco y mantiene el espesor más o menos igual; el conformado por flujo adelgaza la pared a propósito.Extrusión3.3también hace tubos, empujando metal a través de una matriz; el conformado por flujo da paredes más finas y precisas a partir de una preforma corta.

Míralo

BBS of America, Inc. · Cómo un fabricante de llantas conforma por flujo una llanta, explicado y mostrado

Leifeld Metal Spinning · Un tubo estirado sobre un mandril mientras avanzan los rodillos

WF Maschinenbau · Imágenes reales de una máquina de llantas trabajando

Leifeld Metal Spinning · Conformado por flujo de piezas de transmisión de automoción en producción

Ver fotos reales

Wikipedia: Conformado por cizallamiento — abarca el conformado por flujo; sobre todo texto, así que usa Commons para fotos
Wikipedia: Repujado en torno — la familia de origen, con fotos de tornos de repujado y piezas
Búsqueda de fotos en Wikimedia Commons

Recuerda

Unos rodillos aprietan un tubo giratorio contra un mandril: la pared se adelgaza y el tubo se alarga.
El resultado es un tubo preciso y sin costura cuyo metal es más resistente que antes.
Necesita antes una preforma gruesa y solo hace piezas redondas.