Cómo doblar en la prensa dobladora partes cuya apariencia es crítica

El herramental de uretano puede formar partes cuya apariencia es crítica y ayudan a optimizar el ciclo de doblado de varias maneras.

Doblar partes cuya apariencia es crítica implica materiales preacabados como chapa metálica laminada prepulida, prepintada, recubierta, o materiales que son más suaves que la herramienta de doblado. De manera similar, puede verse daño o defectos superficiales en materiales estampados como placa de diamante, materiales con acabado texturizado y metales suaves como cobre y latón. Tales situaciones pueden encontrarse en partes de chapa metálica en ramas de la industria como fabricación ornamental, metal arquitectónico, electrodomésticos, médica, farmacéutica y de iluminación.

¿Qué causa este daño, rasguño y distorsión? Tiene que ver con la naturaleza del doblado en la prensa dobladora. La operación más común en una prensa dobladora es un doblez en ángulo recto. La chapa metálica es estirada en el dado en V sobre los dos hombros superiores. Es aquí donde ocurre la mayor parte del daño superficial (vea la Figura 1).

Si usted cambia la naturaleza de ese contacto de la herramienta con la pieza de trabajo, puede eliminar el problema. Aquí, la película de poliuretano (o uretano) y el herramental tienen un rol crucial.

Películas de uretano

Las herramientas de uretano vienen en diversos tipos, formas y tamaños, dependiendo de la cantidad de producción y de la complejidad de la forma de la parte que se esté formando. La más común y económica es simplemente una película. Usada para evitar daño superficial en dobleces en V, la película de dado de uretano sirve como una barrera entre la chapa metálica y el dado de acero.

Las películas vienen en varios anchos y en rollos de 100 pies (30.5 m) de largo de material con un espesor de 0.015 o 0.030 pulgadas (0.38 a 0.76 mm) que puede cortarse al largo requerido. La película se pone encima del dado en V y se asegura mediante cinta de doble cara, sujeciones en C o imanes. La película de uretano tiende a debilitarse rápidamente, por lo que los operadores necesitan reemplazarla con frecuencia.

Reemplazar la película es tardado, por lo que para combatir esto, algunas operaciones eligen cinta de uretano termoestable de alto desempeño, la cual puede durar alrededor de tres veces más que la cinta de uretano convencional. Junto con esto, muchas configuraciones de doblado usan soportes y posicionadores de película que pueden proporcionar y posicionar la película a lo largo así como del frente hacia atrás (vea la Figura 2).

Insertos de almohadilla en V de uretano

Estos insertos de forma triangular se colocan en la cavidad en V del dado inferior de acero, evitando así contacto de metal con metal en el radio exterior durante el doblado. Éstos están disponibles como almohadillas sólidas para dobleces en V agudos, o con un agujero moldeado en medio para reducir el tonelaje de formado requerido (vea la Figura 3).

Las almohadillas en V se usan además para doblar materiales difíciles como por ejemplo chapa perforada y placa de diamante. Al brindar presión ascendente y levantar la parte arriba y alrededor del punzón, la almohadilla envuelve la chapa metálica contra el punzón y asegura que no haya rompimiento ni distorsión en los puntos débiles.

Ciertas almohadillas en V, disponibles con un agujero moldeado para dobleces de radio de forma que se requiera menos tonelaje para doblar, pueden ser ideales para doblar placa de diamante. Al doblar placa de diamante en un dado en V convencional, las marcas individuales se arrastran contra los hombros del dado. Esto no sólo daña el material y los diamantes, sino que además crea un proceso de doblado inestable que puede cambiar dependiendo de dónde hagan contacto los hombros del dado con la marca de diamante.

Si desarrolla una configuración con un dado con almohadilla en V de uretano, la situación cambia. En lugar de las protrusiones de diamante que se arrastran contra los hombros del dado en V, éstas se clavan en la almohadilla de uretano, creando al final un proceso de doblado consistente libre de daño.

Figura 1. La mayor parte del daño en la prensa dobladora ocurre cuando el metal se arrastra contra los hombros del dado.

Una almohadilla en V que llena la cavidad de un dado en V de acero también hace posible doblar pestañas angostas en donde los anchos de pestaña son menores que la mitad de la abertura en V. Esto hace posibles anchos de pestaña de sólo dos o tres veces el espesor del metal. El radio y el ángulo del punzón dictarán el ángulo y el radio que pueden lograrse en la pieza de trabajo.

Aun en prensas dobladoras antiguas donde la cama puede estar ondulada o no perfectamente paralela a la cortina, es posible un doblez perfectamente recto siempre y cuando el punzón sea recto. Las almohadillas en V flexibles llenarán el espacio y envolverán la chapa metálica firmemente contra el punzón.

Almohadillas de uretano para formado

Las almohadillas de uretano para formado son almohadillas cuadradas o rectangulares tipo flexible colocadas en portadores de acero diseñadas para adaptarse a la cama de la prensa dobladora, y están disponibles en diferentes durezas para doblar diferentes calibres de chapa metálica. Con esta configuración, un operador puede hacer dobleces agudos o de radio con el mismo dado de almohadilla de uretano.

Durante el ciclo de doblado, estas almohadillas de uretano para formado se comportan como una bolsa de fluido hidráulico, que disipa la fuerza descendente de la prensa dobladora en todas direcciones (vea la Figura 4). Con la almohadilla puesta en un portador o retenedor metálico (con espigas atornilladas para ajustarse a las prensas dobladoras más comunes), la mayor parte de la carga aplicada es dirigida hacia arriba para envolver la chapa metálica firmemente contra el punzón descendente. Cualquier ángulo y radio en el punzón se produce en la chapa metálica, permitiendo la recuperación elástica.

Un diseño efectivo de dado de almohadilla de uretano debe controlar y dirigir las fuerzas de formado para llevar a cabo la función de doblado sin forzar de más al uretano. La histéresis, o una acumulación de calor interno causada por el esfuerzo, es la causa más común de falla en las almohadillas de uretano. Para el formado con una almohadilla sólida se requiere alrededor del triple del tonelaje que con los dados en V de acero. Las almohadillas con agujeros moldeados no sólo ayudan a reducir la carga requerida para doblar, sino que además ayudan a reducir el esfuerzo por histéresis, prolongando así la vida de la almohadilla.

Las almohadillas pueden usarse para formar dobleces en U de 180 grados. La forma en U moldeada de la almohadilla, combinada con agujeros moldeados diseñados para un tamaño y forma específicos, permite un doblado extra de 15 a 20 grados para tomar en cuenta la recuperación elástica (vea la Figura 5).

Más allá de los dobleces en U, las almohadillas de uretano ayudan a eliminar imperfecciones superficiales al formar radios grandes en partes cuya apariencia es crítica. Las cubiertas de columna en la fabricación arquitectónica son excelentes ejemplos. Las cubiertas de columna, que usualmente son de diámetro y longitud grandes, deben formarse de manera uniforme y sin daño.

Dicho doblado de radio es una de las aplicaciones más difíciles y con frecuencia desesperantes que se hacen en la prensa dobladora, que implican diversas formas y tamaños de doblez en diferentes tipos de metales. Usando un punzón y dado en V de acero convencionales y una prensa dobladora CNC avanzada, un operador forma un radio grande con golpes secuenciales con separación de ¼ a ½ pulgada—dejando “líneas de golpes” en el material. El operador verifica el radio resultante y si es diferente al radio deseado, tiene que desechar la parte y empezar todo de nuevo. Si la recuperación elástica de una chapa a otra es diferente, los radios resultantes también serán diferentes.

Aquí nuevamente, el uretano puede ayudar. Un punzón de radio de metal maquinado a una geometría para permitir la recuperación elástica—o incluso algo tan económico como tubo de acero de pared gruesa con una espiga soldada—puede formar un radio grande en un dado con una almohadilla de uretano. Esto elimina la necesidad de golpeteo intermitente y sus retos inherentes, que incluyen todas esas marcas de línea de doblez (vea la Figura 6).

Por ejemplo, una almohadilla de radio de uretano de 12 pulgadas de ancho para formado puede doblar una longitud de arco de 8 pulgadas a cualquier radio, siempre y cuando sea más grande que el radio del punzón y que la configuración permita la recuperación elástica. Cualquier forma que requiera más longitud de arco puede formarse mediante golpes intermitentes con alrededor de una pulgada de traslape entre dobleces, sin líneas de golpeteo en el exterior. Los dobleces en U más comunes con un radio de hasta 24 pulgadas pueden hacerse en tres a cinco golpes.

Figura 2. Un dispensador (izquierda) y un posicionador tipo tornillo (derecha) ayudan a los operadores a reemplazar rápidamente película de uretano.

Dichos dobleces de radio pueden volverse muy complejos. Considere el dibujo de un panel arquitectónico de la Figura 7. Está hecho de aluminio de 0.125 pulgadas de espesor de una pieza de 26 por 120 pulgadas (66 x 305 cm). Un punzón de acero y un sistema de patente propia de dado inferior con almohadilla de uretano se usó para doblar dos dobleces de radio de 1.446 pulgadas. Se desarrolló un punzón separado de 8 pulgadas de ancho para formar por golpeteo intermitente el radio de 18.7264 pulgadas (permitiendo la recuperación elástica) en sólo tres golpes, con los extremos del radio grande juntándose para encontrar a los dos radios de 1.446 pulgadas en cualquier extremo (de ahí el radio intermedio de 1.570 pulgadas marcado en el dibujo). El panel completo se dobló en cinco golpes, sin líneas de golpeteo ni marca superficial alguna.

La Figura 8 ilustra otro ejemplo de doblado de radio: canales en U para elevadores de grano y bandas transportadoras de tornillos. Fabricado usando un sistema de patente propia de almohadillas de uretano, el mismo dado inferior de uretano puede usarse para doblar cualquier calibre o tipo de material a cualquier radio igual o mayor que el radio del punzón de acero (permitiendo la recuperación elástica). Las herramientas en esta aplicación pueden formar una forma en U de cualquier tipo hasta a un radio de 24 pulgadas. Para el cambio se requiere sólo un nuevo punzón de acero. Formar con golpes intermitentes este producto requirió 44 golpes espaciados ½ pulgada. Usando sólo un dado de almohadilla de uretano y punzón redondo largo, estos productos ahora se hacen en tres golpes.

Las almohadillas de uretano también pueden ayudar a formar chapas perforadas u otras chapas con muchos agujeros. Considere las guardas de mofle de acero inoxidable perforado de la Figura 9. Una almohadilla de uretano verde se usa con una almohadilla de desgaste ámbar y un escalón en el punzón de acero para formar dobladillos de borde. La almohadilla de desgaste protege a la almohadilla de formado principal contra daño causado por la chapa perforada.

Dados de uretano

Moldeados a su forma usando un grado de uretano duro y durable, los dados en V de uretano se usan funcionalmente como los dados en V de acero. Con una duración de hasta 50,000 dobleces, estos dados pueden ser ideales para dobleces a 90 grados en alto volumen. Los dados sólidos en V de uretano se usan ampliamente en varios sectores, que incluyen la manufactura de electrodomésticos de alto nivel.

Estas herramientas no flexibles están diseñadas estrictamente para doblado con aire. De manera similar a las mejores prácticas al usar dados de acero, las aberturas en los dados en V de uretano deben ser de ocho a diez veces el espesor del metal, dependiendo de si se está doblando acero suave o acero inoxidable.

Su peso ligero también contribuye a cambios rápidos de herramienta. Algunos dados vienen con dos aberturas en V que pueden cambiarse del frente hacia atrás para doblar diferentes espesores de material (vea la Figura 10).

Nuevos diseños de dados en V de uretano compuesto—moldeados con una sola o varias V en todo el ancho del cuerpo de la herramienta—se asientan en portadores de acero maquinado que se ajustan a diversos estilos de prensa dobladora. Dependiendo de los requerimientos de la aplicación, estas herramientas pueden doblar hasta acero inoxidable calibre 10 (vea la Figura 11).

Otro tipo de dado de uretano sólido puede formar dobladillos en metales delgados. Las herramientas permiten a los operadores formar dobladillos en una sola configuración, dobladillo de dos golpes y operación de aplanamiento.

Los dados de uretano no se limitan a doblado con aire a diferencia de los dados en V convencionales o de dobladillo. Considere la aplicación de doblado de forma redondeada en la Figura 12. La geometría de doblez de forma redondeada ayuda a hacer bordes de radio para implementos médicos, mostradores, anaqueles, tableros de mesa y otros productos en los sectores médico, farmacéutico y de servicio de alimentos. El doblez de 180 grados se hace en dos golpes con un dado duro no flexible de uretano. Un tope en el borde de la porción de radio del dado permite a los operadores doblar el radio justo hasta el borde de la chapa metálica.

Sólo (no) rasguñando la superficie

Todos estos ejemplos sólo rasguñan la superficie (metafórica, no literalmente) en cuanto a los usos de herramientas de uretano para prensa dobladora. Los ejemplos ilustran a la perfección cómo llevan a cabo un doblado libre de daño y aumentan la productividad, especialmente cuando se trata de hacer dobleces de radio grande con golpes intermitentes. Hacer unos cuantos golpes en una almohadilla de uretano es mucho más rápido que doblar con golpes intermitentes docenas de líneas de doblez con un punzón y dado en V tradicionales.

Figura 3. Los insertos de almohadilla en V evitan el contacto de metal con metal en el radio exterior durante el doblado.

Dicho lo anterior, las imperfecciones superficiales en chapa metálica no siempre vienen de la fuerza física del doblado en una prensa dobladora, a veces se trata de algo químico. Por ejemplo, doblar acero inoxidable prepulido con herramental de acero convencional puede contaminar la pieza de trabajo, y las líneas de doblez pueden tener partículas férricas embebidas en la superficie. Estas partículas pueden manifestarse como líneas de herrumbre después de una exposición prolongada a la humedad—un atributo inaceptable en aplicaciones médicas o farmacéuticas. Estos problemas pueden evitarse usando punzones y dados no férricos, incluyendo herramientas de uretano.

Trátese de un problema físico o químico, todo se remite a la naturaleza del contacto entre el punzón, el dado y la pieza de trabajo. Esto incluye lo que está haciendo contacto con la pieza de trabajo y cómo se hace ese contacto durante el ciclo de doblado. Si controla ambos, puede controlar el aspecto de las partes cuya apariencia es crítica.

Slide Show | 13 Images