El plegado de chapa metálica es un paso clave en la fabricación de metales, y dominar el cálculo de los pliegues es esencial para lograr precisión y garantizar la calidad del producto terminado. Los cálculos de plegado incorrectos pueden dar lugar a piezas distorsionadas o con formas imprecisas, lo que puede generar desperdicio, retrabajo o demoras costosas.
Este artículo describe los factores clave que afectan los cálculos de plegado de chapa metálica, los cálculos de plegado esenciales como la tolerancia de plegado, la deducción de plegado y la longitud plana, y las herramientas y el software que ayudan en este proceso.
6 factores clave que afectan los cálculos de plegado
Los cálculos de plegado están influenciados por varios factores críticos, cada uno de los cuales afecta la precisión general del plegado. Estos incluyen:
- Tipo de material: los diferentes metales se comportan de manera diferente cuando se doblan. Los materiales como el aluminio, el acero inoxidable y el acero dulce tienen distintos grados de maleabilidad y elasticidad, lo que puede afectar la cantidad de estiramiento o recuperación elástica que se produce durante el proceso de plegado.
- Grosor del material: el grosor del material afecta directamente cuánto se estirará o comprimirá durante el proceso de doblado. Los metales más gruesos requieren más fuerza y pueden exhibir una mayor recuperación elástica en comparación con los metales más delgados.
- Radio de curvatura: un radio de curvatura más pequeño generalmente produce más tensión en el material, lo que puede causar grietas, especialmente en materiales frágiles. El radio de curvatura idealmente debe ser proporcional al grosor del material para garantizar curvaturas suaves sin deformación.
- Ángulo de curvatura: el ángulo de curvatura ayuda a determinar la cantidad de material que se necesitará para lograr el ángulo y la forma finales deseados.
- Recuperación elástica: una vez que se elimina la fuerza de curvatura, el material generalmente experimenta una ligera “recuperación elástica”, lo que hace que regrese a una posición ligeramente menor que el ángulo aplicado originalmente durante el proceso de curvatura. Esto es más notorio en materiales con mayor elasticidad y debe tenerse en cuenta en los cálculos.
- Características de las herramientas y la máquina: la elección de las herramientas, como el punzón y la matriz, y la máquina utilizada para doblar, afectan la precisión de la curvatura. La geometría de la herramienta y los sistemas de control de la máquina pueden alterar las dimensiones finales del pliegue.
Cálculos esenciales de plegado
Los tres cálculos clave necesarios para un plegado preciso de chapa metálica son el margen de plegado, la deducción de plegado y la longitud plana. Estos cálculos garantizan que se prepare la longitud correcta de material antes del proceso de plegado.
1. Margen de plegado
El margen de plegado tiene en cuenta el material estirado durante el proceso de plegado. Es la longitud adicional necesaria para formar el pliegue y es esencial para determinar la longitud total del metal antes de doblarlo.
Fórmula de tolerancia de curvatura: π/180×A×(R+K×T)
Donde:
- R = Radio de curvatura interior
- K = Factor K (una constante específica del material, normalmente entre 0,3 y 0,5)
- T = Espesor del material
- A = Ángulo de curvatura (en grados)
2. Deducción de curvatura
La deducción de curvatura se refiere a la longitud restada del patrón plano para compensar el material que se “pierde” durante el proceso de curvatura. Esta pérdida se produce principalmente debido a la compresión del metal en la curvatura. Ayuda a compensar cualquier contracción o deformación del material que se produzca durante la curvatura.
Fórmula de deducción de curvatura: 2(R+T)×tan(A/2)-BA
Donde:
- R = Radio de curvatura interior
- BA = Margen de curvatura
- T = Espesor del material
- A = Ángulo de curvatura (en grados)
3. Longitud plana
La longitud plana es la longitud real de la tira de metal antes de doblarla. Es esencial determinar esta longitud para garantizar que se utilice la cantidad correcta de material, especialmente al diseñar piezas que requieren múltiples curvaturas.
Fórmula de longitud plana: Longitud A + Longitud B + Margen de curvatura
Herramientas y software para el cálculo de curvaturas
Hay varias herramientas y software avanzados disponibles para ayudar a agilizar el proceso de cálculo de curvaturas, lo que reduce las posibilidades de errores y garantiza una mayor precisión en la fabricación de chapa metálica.
Software de cálculo de plegado
Existen varios programas de software especializados que pueden automatizar los cálculos de plegado, teniendo en cuenta factores como el tipo de material, el espesor, el radio de plegado y más. Algunos ejemplos incluyen:
- SolidWorks: este módulo permite a los diseñadores crear modelos 3D de piezas de chapa metálica y calcular automáticamente tolerancias de plegado, deducciones y longitudes planas.
- AutoCAD: aunque se utilizan principalmente para dibujos 2D, las herramientas de diseño de chapa metálica de AutoCAD pueden ayudar a calcular patrones planos e incluir tolerancias de plegado.
- Software de chapa metálica de Fagor Automation: este software ofrece herramientas para los cálculos de corte y plegado de chapa metálica, teniendo en cuenta los ajustes de la máquina y las propiedades del material.
Herramientas de prueba de plegado
Para garantizar que el cálculo del plegado sea preciso, los fabricantes pueden utilizar herramientas como comprobadores de plegado y medidores de radio de plegado para medir físicamente el plegado una vez realizado y compararlo con los resultados esperados.
Máquinas de plegado CNC
Muchas máquinas de plegado CNC modernas vienen con sistemas de cálculo de plegado integrados, lo que permite a los usuarios ingresar especificaciones de material y ajustar automáticamente los ajustes de la máquina para un plegado óptimo. Estas máquinas tienen en cuenta la recuperación elástica del material, proporcionando curvas precisas con una necesidad mínima de ajustes manuales.