Definición de la técnica de la embutición profunda (deep drawing) del metal

La embutición profunda del metal, o Deep drawing, es el proceso de estirar dicho material para obtener una forma cóncaba y pronunciada por medio del diseño de utillaje. Es uno de los procesos más generalmente utilizados en el conformado de chapa.  La embutición del metal es frecuentemente empleado para piezas y productos que necesitan tener más profundidad que un estampado de metal común, como elementos tridimensionales o partes abiertas cóncavas. Si la altura de la pieza o producto se divide por el diámetro ≥ 0,5, se trata de una pieza o un producto de metal embutido.

 

 

Implementaciones de la embutición profunda del metal

Las implementaciones de la embutición profunda del metal no solo son cilíndricas o en partes en forma de copa, sino que podemos consguir formas cónicas, rectangulares, esféricas, cúbicas, con forma escalonada u otras formas irregulares. Combinado con otros procesos de estampado del metal, la embutición profunda del metal puede posibilitar formas más complejas. El proceso de la embutición profunda del metal es ampliamente utilizado en la industria automovilística, los eqipos de industria pesada, los equipos médicos, los equipamientos mecánicos, la electrónica de consumo, los electrodomésticos, los componentes de hardware, el menaje  las válvulas y los motores. Si la altura de la pieza se divide por el diámetro ≥ 0,5, se trata de una pieza de metal embutido.

 

 

Materiales utilizados en la embutición profunda del metal

Aluminio, latón, bronce, SUS304, SUS430, SPCC, SPHC, SPHE, etc.

 

 

Proceso de embutición profunda del metal

 

Normalmente, algunas piezas simples pueden ser producidas a partir de un solo paso de embutición. Sin embargo, se necesitarán más pasos/procesos si hay partes más complejas o con más profundidad. Por lo general, el proceso de embutición profunda incluye: corte/laminado, embutición inicial, embutición secundaria y re-embutición. A mayores, dependerá del diseño para ver si es necesario añadir perforaciones, muescas o levas. El paso final sería el conformado y el recorte.

1. Corte de láminas: Se corta el material necesario de las láminas metálicas vírgenes.
2. Embutición inicial. Se utiliza una placa para fijar y compactar la lámina plana. Por medio de la fuerza del punzón, se presiona la lámina en la cavidad de la matriz para hacer que las piezas tengan la forma deseada.
3. Embutición secundaria o re-embutición: es decir, volver a embutir los productos/piezas que no se pueden completar durante la embutición preliminar, para así también la profundidad de la forma.
4. Perforación: De acuerdo con las necesidades y los diseños del cliente, los agujeros de perforación se pueden hacer en la superficie inferior/plana, pudiendo tener forma redonda, ovalada o siendo perforaciones de forma irregular.
5. Muescas o perforación de levas: similar a la perforación de agujeros centrales, la perforación de levas se puede realizar en las paredes laterales de los productos/piezas de acuerdo con las necesidades y los diseños del cliente. No obstante, la forma de la perforación de leva es limitada.
6. Conformado: Ajuste de las características y formas de los productos/piezas.
7. Recorte: pieza saliente.

 

La diferencia entre el dibujo de metal y el estampado de metal

Tanto el dibujo de metal como el estampado de metal son técnicas de conformado en frío que utilizan la fuerza de punzonado de una máquina de estampado para cortar el material en la forma deseada. El estampado de metal utiliza principalmente un proceso múltiple que incluye corte, doblado, punzonado, perforación, calendario y laminación como proceso principal para formar materiales planos, lo que puede producir productos / piezas con formas variables y características de precisión.

El dibujo de metal se utiliza principalmente para hacer materiales cilíndricos y en forma de copa que pueden producir partes tridimensionales abiertas, huecas, integradas y más profundas (más altas) que el estampado de metal.

 

Beneficios de la embutición del metal  

Incluye las siguientes ventajas (no siendo las únicas):

 

• Se puede aplicar a una gran variedad de materiales: aluminio, cobre, latón, bronce, SUS304, SUS430, SPCC, SPHC, SPHE, etc.
• Algunos diseños (como las formas cilíndricas) solo se pueden lograr mediante el proceso de embutición profunda, como conos, rectángulos, esferas, cubos, piezas escalonadas u otras piezas con pared delgada de forma irregular.
• Alta eficiencia en producción: en comparación con el uso de otros procesos, como el mecanizado CNC para producir piezas cilíndricas, el uso de la embutición profunda de metales para mecanizar y automatizar el proceso puede reducir las horas de trabajo y mejorar en gran medida la eficiencia de la producción.
  Bajo costo:
  1. La tasa de desperdicio del proceso de embutición de metal es de 30%~40%, que es mucho menor en comparación con el estampado de metal (40%~70%).
  2. En comparación con el proceso de mecanizado CNC, las piezas fabricadas mediante un proceso de embutición profunda del metal con herramientas dedicadas podrían reducir los costos de mano de obra. El proceso integral de embutición puede eliminar procesos posteriores (como la soldadura), lo que reduce el tiempo de producción y el costo del proceso.
• La estabilidad de las piezas. En comparación con las piezas fabricadas manualmente, las piezas fabricadas mediante un proceso de embutición profunda de metales pueden reducir los posibles errores humanos y controlar la calidad y la estabilidad de las piezas de manera eficiente. Además, la dureza del material se puede modificar durante el calandrado y el proceso de embutición profunda, lo que aumentará la resistencia de las piezas. La embutición profunda también es un proceso necesario para producir piezas en forma de copa que puede reemplazar el proceso tradicional de formación por rotación en la producción en masa.
• El proceso de conformado giratorio es una tecnología de conformado que empuja los materiales en un molde giratorio de forma manual o mecánica y produce piezas huecas axialmente simétricas.

Los inconvenientes de utilizar la embutición profunda del metal

Incluye las siguientes desventajas (pudiendo no ser las únicas):

 

• No todos los materiales metálicos pueden ser empleados en la técnica de la embutición profunda del metal. La dureza del metal debe ser la adecuada, sin embargo, si dicho material, como el C1100, es blando pero no posee ductilidad, no será el idóneo para este proceso.
• Mayores costos de investigación y desarrollo: la embutición profunda del metal requiere de más testeo de matrices que el proceso de estampado del metal.
• La capacitación técnica de los ingenieros requerida para el proceso de embutición profunda del metal es mayor que la necesaria para la técnica de estampado.
  
  

Factores clave de la embutición profunda del metal  

• El grosor del material de las piezas de obtenidas a partir de la embutición profunda del metal: el grosor de la pared cambiará, en consecuencia, durante el proceso de embutición, por lo tanto, la capacitación técnica de los ingenieros y la habilidad de cálculo es muy importante para el proceso de clave de la embutición profunda del metal. En el pasado, muchas partes se fabricaban mediante un proceso de torneado que tiene un alto costo de procesamiento y genera más desperdicio de material. Formar piezas mediante el proceso de embutición profunda puede controlar de manera efectiva el grosor de la pared y producir piezas en forma de copa de alta calidad, especialmente las piezas que necesitan tener una resistencia significativa, un tamaño pequeño y peso ligero. La tecnología de embutición profunda del metal también es una buena opción para piezas con una geometría que no pueden ser obtenida a partir de otras técnicas.
• Ductilidad del material: el proceso de embutición profunda del metal es una técnica de conformado en frío que posibilita la fabricación de piezas a partir de láminas de metal con la forma profunda o hueca deseada. Si el material es demasiado duro o la conductividad eléctrica no es buena, será difícil formar piezas.
• Suficiente capacitación técnica y conocimiento del material de los ingenieros: los ingenieros deben evaluar la ductilidad del material, el ratio de de extensión y los posibles cambios en el grosor del material durante el proceso de embutición profunda del metal según el diseño y las solicitudes de los clientes. Como resultado, es importante tener un conocimiento suficiente sobre los procesos y materiales.
• Selección de maquinaria: Se debe elegir entre mono o multi-estación; progresiva o transfer y la capacidad del búfer de la máquina por diseño de piezas o metal (altura).
• El proceso de embutición profunda no es adecuado para todas las piezas de precisión: el proceso de producción debe evaluarse de acuerdo con el diseño del producto.

 

Capacidad de LAYANA para la embutición profunda del metal  

El equipo de Layana tiene décadas de experiencia en los diferentes pasos necesarios para la embutición profunda del metal de piezas complejas y de precisión. LAYANA dispone de equipamiento con presas servo de hasta 300 toneladas.

 

Categoría	Detalles técnicos
Diámetro de la pieza	De1,5 a 100 mm
Grosor del material	Hasta 2,5 mm
Tamaño de utillaje	Hasta 2 200 mm de largura
Largo de la estación (Pitch of transfer die)	130 mm máx.
Redondez	0.05mm
Ratio de embutición	1:3 (depende del material y del grosor del mismo) Mayor a 1:3 (envíenos un email para estudiar la propuesta)

 

 

Resumen

En esta industria, el proceso de la embutición profunda del metal es menos común que la tecnología del estampado del metal. Para convertirse en un experto de la embutición profunda, los ingenieros requieren tener la oportunidad de fabricar piezas utilizando dicha tecnología, aprender a hacerlo y ganar mucha experiencia. Layana cuenta con un equipo profesional de I+D cuyos ingenieros tienen una probada experiencia en el uso de esta técnica. El equipo de ingenieros de Layana tiene el conocimiento necesario sobre la embutición profunda empleando diferentes materiales y puede proporcionarle información sobre la fabricabilidad de las piezas que demanda su empresa. Por favor, contacte con LAYANA para más ayuda.