Lección 4.2DeformarCapítulo 4 · Conformado de chapa y tubo

Estampado y embutición profunda

Matrices acopladas cortan y prensan la chapa hasta darle forma, a menudo en un segundo

La estampación da forma a la chapa metálica entre matrices acopladas en una prensa, una pieza por golpe. La embutición profunda es la operación de estampación que estira una pieza plana en bruto hacia una matriz para hacer una pieza hueca sin costuras. Latas de bebida, fregaderos de cocina, cuerpos de pilas y paneles de carrocería de coche se embuten así.

Foto: Pressteck S.p.A, CC BY-SA 2.0, vía Wikimedia Commons

embutición profunda de un vaso · 3 etapasLos tres paneles cortan por el medio un vaso redondo a medida que se embute; los números en círculo coinciden con los pasos de abajo.

Estampado y embutición profunda en un minuto, por MecMade

Cómo funciona

Carga la pieza en bruto. Una pieza plana en bruto (un trozo cortado de chapa, aquí un disco) se coloca sobre la matriz, un bloque con un agujero de borde redondeado. Ese borde redondeado se llama radio de matriz.
Sujeta el borde. El pisador, un anillo alrededor del punzón, presiona el borde con una fuerza controlada. Con muy poca fuerza el borde se arruga; con demasiada, la pared se rasga.
Embute. El punzón empuja el centro hacia el agujero. El borde se desliza hacia dentro bajo el pisador y se curva sobre el radio de matriz para convertirse en la pared.
Expulsa y recorta. El punzón y el pisador suben, un expulsor saca el vaso y se recorta el borde irregular. Las piezas más profundas se embuten de nuevo en etapas posteriores (reembutidos), cada una más estrecha y más profunda.

En la estampación de gran volumen, una matriz progresiva hace varias operaciones en estaciones a lo largo de una banda de bobina: corte, perforado (hacer agujeros), plegado y embutición. La banda avanza una estación por golpe, así que en cada golpe cae una pieza terminada.

Datos clave

Materiales: Chapa dúctil: acero de bajo carbono e inoxidable, aluminio, cobre, latón; normalmente de unos 0,2 a 6 mm de espesor
Piezas típicas: Latas, vasos, fregaderos, baterías de cocina, depósitos de combustible, paneles de carrocería, cuerpos de pilas, soportes
Tamaño de pieza: De carcasas de unos pocos milímetros a paneles laterales de carrocería de unos metros de largo
Precisión: Unos ±0,1 mm en piezas pequeñas; más holgada en paneles grandes
Acabado superficial: Lisa, cercana al acabado de la propia chapa; suficiente para paneles de coche pintados
Tamaño de lote adecuado: Gran volumen: de miles a millones de piezas, porque las matrices solo compensan a escala
Coste de utillaje y máquina: Matrices desde unos 10.000 $ para piezas pequeñas y sencillas hasta más de 1 millón de $ para un juego de matrices de carrocería; prensas desde unos 100.000 $ hasta muchos millones para una línea de paneles de coche
Velocidad: Una pieza por golpe: los paneles grandes de coche, unos 10 a 15 por minuto; las piezas pequeñas en matrices progresivas, de decenas a cientos por minuto

Ventajas y límites

Ventajas

Muy rápido y barato por pieza en grandes volúmenes
Piezas huecas sin costuras y estancas, sin soldaduras
Piezas resistentes y ligeras; el metal se endurece al trabajarlo
Muy repetible de una pieza a otra

Límites

Las matrices son caras y tardan de semanas a meses en construirse y ponerse a punto
La profundidad por etapa es limitada: la pieza en bruto solo puede ser de unas dos veces el diámetro del punzón
Defectos que controlar: arrugas en el borde, desgarros cerca de la esquina del punzón, un borde ondulado
Un cambio de diseño supone matrices nuevas o retocadas

Dónde se usa

AutomociónPuertas, capós, techos, aletas, depósitos de combustible, cárteres de aceite
EnvasadoLatas de bebida y de comida, latas de aerosol, tapones de botella
Cocina y electrodomésticosFregaderos, ollas, sartenes, carcasas de electrodomésticos
Electrónica y bateríasCuerpos cilíndricos de pilas, carcasas de conectores, cápsulas de blindaje
DefensaVainas de cartuchos

Cómo reconocerlo

Formas huecas sin costuras, como latas, vasos y fregaderos, sin cordón de soldadura.
Esquinas redondeadas interiores y exteriores en el fondo, copiadas de los radios del punzón y de la matriz.
Un borde limpio y recortado en la abertura, a menudo enrollado o doblado.
Tenues arañazos verticales en la pared exterior, por donde el metal se deslizó sobre la matriz.

Compáralo con

Plegado de chapa4.1herramientas baratas pero solo dobleces rectos; la estampación forma una forma 3D completa de un golpe.Repujado en torno4.3hace piezas huecas redondas parecidas con utillaje barato, adecuado para series pequeñas pero más lento por pieza.Hidroconformado4.5la presión de un fluido sustituye a una de las herramientas sólidas, lo que permite formas complejas en menos etapas.

Míralo

Toledo Metal Spinning · Una visión general para principiantes de la estampación por embutición profunda

Hubert Stüken GmbH & Co. KG · Cómo se embute una pieza en varias etapas, explicado por un fabricante

Gut Metallumformung AG · Embutición profunda real de un vaso en una prensa

ANDRITZ Schuler · Una línea de prensas de carrocerías con robots que mueven paneles entre matrices

Ver fotos reales

Wikipedia: Embutición profunda — esquemas del proceso y una línea de embutición profunda
Wikipedia: Estampación (metalurgia) — visión general de las operaciones de estampación
Búsqueda de fotos en Wikimedia Commons

Recuerda

Las matrices acopladas dan forma a la chapa en un golpe de prensa; la embutición profunda estira una pieza plana en bruto hasta formar un vaso sin costuras.
El pisador evita que el borde se arrugue mientras se desliza hacia dentro.
Las matrices son caras, así que la estampación compensa con grandes volúmenes.