El conformado de chapa es el proceso de conformado más rentable que existe actualmente para fabricar grandes cantidades de piezas. Puede estar muy automatizado en fábricas o funcionar manualmente en talleres de metal para piezas de series pequeñas. Es un procedimiento versátil, constante y de alta calidad para crear piezas metálicas precisas con un desperdicio de material limitado.

El conformado de chapa es una operación que requiere mucho equipamiento y maquinaria y herramientas especializadas que dependen de la pieza. La herramienta, también conocida como molde o matriz, es la parte de la máquina de conformado que se encarga de doblar la chapa. Normalmente, los fabricantes producen sus herramientas de conformado en metal mediante mecanizado CNC, ya sea internamente o recurriendo a proveedores de servicios externos.

Aunque las piezas de gran tamaño se asocian a herramientas pesadas, la mayoría de los talleres de metal también producen todo tipo de elementos pequeños que requieren fuerzas de doblado menores. Sustituir esas herramientas metálicas por piezas de plástico impresas en 3D internamente para prototipado y producción de bajo volumen puede acortar los tiempos de desarrollo y reducir los costes de producción. La impresión interna permite a los ingenieros crear prototipos rápidamente de piezas metálicas y realizar iteraciones de diseños de herramientas con geometrías complejas, al tiempo que reduce la dependencia de proveedores externos.

El conformado del metal implica aplicar fuerzas al material para que sufra una deformación plástica que lo lleve hasta la forma deseada. Permite crear estructuras complejas con una gran resistencia y una cantidad mínima de material. El conformado incluye tratamientos como el doblado, el repujado al torno o el estirado, llevados a cabo por troqueles o herramientas de perforación.

El proceso de conformado de chapa metálica es sencillo:

1. Se corta una chapa metálica a partir de un metal en bruto para crear piezas individuales.
2. La lámina virgen se coloca en la máquina de conformado, entre dos herramientas.
3. La máquina somete el metal a fuerzas elevadas y la herramienta superior empuja el metal en torno a la herramienta inferior correspondiente y lo dobla hasta que alcanza la forma deseada.

Formlabs ofrece un amplio catálogo de resinas y polvos técnicos con diversas propiedades de los materiales que se pueden utilizar para optimizar el proceso para distintas aplicaciones.

• La Rigid 10K Resin tiene una alta resistencia a la rotura por tracción (88 MPa) y un alto módulo de tenacidad (11 GPa), que proporcionan una buena rigidez que ayuda a las herramientas a soportar cargas elevadas sin deformarse.
• La Tough 2000 Resin y la Tough 1500 Resin son opciones adecuadas cuando se trata de fuerzas y cargas dinámicas menores. Estas resinas absorben la energía del impacto sin romperse y deberían resistir el desgaste, los golpes de martillo y los tratamientos de repujado.
• El Nylon 12 Powder tiene una alta resistencia a la rotura por tracción (50 MPa) y es más adecuado para conjuntos complejos y piezas duraderas.
• La Draft Resin es adecuada para validar rápidamente la geometría del dado. Formlabs no recomienda esta resina para la producción de piezas de conformado de chapa.

La geometría de la herramienta es crucial para el éxito de la operación de conformado. Lo primero que hay que hacer cuando tenemos el diseño en CAD de la pieza final es determinar cómo se va a doblar y conformar. Formlabs recomienda dividir cada elemento en su propio paso de conformado dentro del procedimiento.

Recomendaciones generales:

• Doblar bridas cerca de un agujero puede provocar distorsión. Asegúrate de que la herramienta superior está presionando toda la superficie de la parte superior.
• Ten en cuenta la elasticidad del metal a la hora de doblar paredes verticales. Dobla las planchas más allá de los 90° para crear paredes verticales.
• Utiliza rampas para doblar las aletas más allá de los 90°.
• Deja un espacio entre los dos modelos dentales o la pieza podría romperse. Algunas herramientas de software CAD tienen una función llamada adaptabilidad que integra la tolerancia automáticamente.

Para más información sobre consideraciones de diseño, consulta el libro blanco Cómo realizar utillaje rápido para conformado de chapa con matrices impresas en 3D.

Sigue las buenas prácticas de Formlabs para la orientación de los modelos y evita imprimir soportes en las superficies de conformado. Si la geometría lo permite, imprime la herramienta apoyada en el borde directamente sobre la base de impresión, para reducir la deformación.

Recomendaciones generales:

• Asegúrate de que haya suficiente soporte para evitar que la pieza se deforme.
• Imprime con una altura de capa de 50-100 μm.

Sigue las buenas prácticas de Formlabs para el lavado y el poscurado de las impresiones. Consulta los artículos individuales de cada material para conocer las instrucciones específicas de lavado y curado.

Consejos para tener éxito en el conformado de chapa metálica:

• Valida la herramienta con un material de menor grosor para reducir las posibilidades de rotura.
• Corta la plancha de metal antes de conformarla. Los procesos de conformado tradicionales cortan el material con el troquel metálico. Sin embargo, las piezas impresas en 3D no son lo bastante resistentes como para perforar el metal. Formlabs recomienda utilizar una cizalla de banco, una cizalla manual, un taladro, un chorro de agua, un cortador de plasma o un cortador láser para cortar la plancha de metal.
• Utiliza lubricación para ayudar a evitar el desgaste de las herramientas y reducir la fuerza necesaria para presionar.
• Las herramientas de plástico no marcan la lámina en el proceso de conformado, por lo que el pulido no es necesario.

Imprimir internamente herramientas de chapa en 3D da flexibilidad a los diseñadores e ingenieros al reducir el tiempo de entrega de semanas a un día. Para la producción de grandes volúmenes, crear un prototipo de la herramienta en plástico permite a los usuarios verificar el diseño antes de comprometerse a fabricar una herramienta metálica costosa. Para la producción de tiradas cortas, las matrices impresas ahorrarían cientos de dólares en comparación con la externalización de la pieza. Se recomienda especialmente para:

• Prototipado de piezas de chapa, como soportes, protecciones y bridas.
• Producción de series cortas de geometrías sencillas o de complejidad media.
• Pruebas de encaje y validación antes de invertir en matrices metálicas.

Algunas limitaciones son:

• No es adecuado para paneles de gran tamaño o piezas de embutición profunda que requieran fuerzas de prensado extremadamente altas.
• Los muñones impresos pueden agrietarse si se les somete a una presión excesiva. Formlabs recomienda validar primero la matriz con chapa metálica de menor grosor.
• Las piezas impresas tienen una resistencia al cizallamiento limitada y no pueden cortar ni troquelar.

• Cómo realizar un utillaje rápido para conformado de chapa con matrices impresas en 3D documento técnico
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