Skip to content

Cómo funciona el conformado de metales en la industria automotriz

Cómo funciona el conformado de metales en la industria automotriz

Tecnologías para el conformado de metales en el sector de la automoción

Una de las cosas más importantes del metal es que puede durar. deformación plastica. Esto no significa que el metal esté hecho de plástico, pero puede hacer una de las cosas que el plástico puede hacer: literalmente, puede tomar casi cualquier forma que podamos imaginar.

El proceso de deformación comienza con un Vacío, una cantidad de metal en forma básica que cambiará de forma. el blanco se vuelve pedazo – la pieza de metal a remodelar – en el proceso de conformado del metal. Para el conformado de metales en la industria automotriz, la pieza en bruto a menudo está hecha de láminas de metal, que se pueden estampar, cortar o doblar en la forma necesaria para la carrocería de un automóvil. Alternativamente, puede ser un bloque sólido de metal cúbico o con forma de lente. A continuación, se indican algunas formas en las que se puede deformar una pieza de metal durante el proceso de fabricación de automóviles:

Corte comercial

Duplicación: Durante el doblado, se aplica una fuerza a una pieza de chapa para producir una curvatura de la superficie. La flexión se utiliza a menudo para producir superficies curvas simples en lugar de superficies complejas. Una prensa eléctrica empuja un punzón contra la hoja de metal, obligándola a formar un molde simple con suficiente presión para producir un cambio permanente en la forma del metal. La cantidad de presión es importante. Si se aplica una presión insuficiente, el metal simplemente puede volver a su forma original. Si aplica demasiado, puede romperse.

Dibujo: Durante el dibujo, la hoja se fuerza contra una matriz que ha sido cortada en la forma tridimensional, generalmente curva, que debería asumir la hoja. En efecto, la matriz actúa como molde para el metal. Esta técnica puede producir formas relativamente complejas. Nuevamente, se aplica presión a la pieza de trabajo usando un punzón operado hidráulica o mecánicamente. Hay una serie de peligros involucrados, no tanto para las personas (ya que el proceso es en gran parte mecanizado) sino para el metal en sí. Puede romperse debido a una presión excesiva o arrugarse debido a su interacción con la matriz. Se puede utilizar lubricante para que el metal se deslice más fácilmente contra el molde, evitando así la posibilidad de arrugas. Alternativamente, los bordes doblados se pueden cortar del metal en una operación separada. Este método se usa comúnmente para fabricar partes del cuerpo y tanques de combustible.

Estampado: En el estampado, se utiliza un dispositivo llamado prensa de estampado con una serie de troqueles para cortar y dar forma al metal en varias formas. Esto se usa comúnmente para fabricar piezas de automóviles como tapacubos y guardabarros.

Extrusión: La extrusión se puede utilizar para producir objetos metálicos largos, como barras y tubos. La pieza de metal se introduce en un molde con un orificio en el extremo opuesto. El metal se extruye a través del orificio para formar la forma. La extrusión se puede utilizar para fabricar partes importantes del tren de potencia de un automóvil o los anclajes que sujetan los cinturones de seguridad en su lugar.

Forjar: El proceso de forja utiliza un martillo o prensa que es esencialmente una versión mecanizada de los martillos utilizados por los antiguos herreros. El metal se golpea contra una superficie que actúa como un yunque. Puede martillarse repetidamente para formar formas complejas. Esto se puede utilizar como una alternativa al proceso de diseño.

Los métodos anteriores se utilizan generalmente con metal frío. También se puede usar metal caliente, a veces a temperaturas lo suficientemente altas como para fundir el metal fundido en un molde. Esto requiere moldes muy costosos que puedan resistir el calor y deben hacerse rápidamente para minimizar la exposición del molde al metal fundido.

En la página siguiente, veremos cómo las tecnologías modernas de conformado de metales están llevando la fabricación de automóviles al futuro.

Corte comercial

Avances en el conformado de metales en la industria automotriz

Los trabajadores de una planta de automóviles de Hyundai alinean las piezas de metal estampadas que se utilizan en su línea de ensamblaje de automóviles en Beijing, China.

Foto AP / Ng Han Guan

Lo más importante que le ha sucedido a la fabricación de automóviles y la formación de metales en el último medio siglo ha sido la computadora. Las computadoras son importantes para la formación de metales de dos maneras:

Ellos guían el proceso. Se puede usar una computadora para tomar decisiones en una fracción de segundo para guiar las operaciones de conformado de metales a través de secuencias complejas, como usar un martillo de forja contra una pieza de trabajo de la misma manera que un herrero anterior, pero con la mayor fuerza física de las máquinas hidráulicas. La acción del martillo se puede programar de antemano para producir formas complejas, como las creadas por las manos de un artesano humano. Asimismo, las computadoras pueden controlar el flujo de la pieza entre las diferentes etapas de operación para producir la forma terminada.

Corte comercial

Simulan el proceso. Se puede usar una computadora para simular las fuerzas físicas involucradas en la conformación de metales, de modo que se puedan inventar nuevas operaciones de conformación de metales sin tener que usar máquinas costosas para experimentar con nuevas ideas. Se encuentra disponible un sofisticado software de simulación para replicar las operaciones de conformado de metales en la computadora, de modo que los científicos puedan ver el resultado de aplicar calor y fuerza a diferentes tipos de metal. Los errores cometidos en la computadora son mucho más baratos que los que se producen en el mundo real y permiten el tipo de prueba y error que sería una pérdida de tiempo en máquinas reales.

La simulación por computadora abre nuevas perspectivas en el conformado de metales. Muchas de las nuevas tecnologías de formación de metales dependen de un conocimiento profundo de la microestructura de varios tipos de metales y los procesos físicos que tienen lugar dentro del metal bajo presión y calor. Algunos de los procesos nuevos son híbridos de procesos antiguos. También ha habido un cambio al trabajo en caliente, lo que permite el uso de metales que no se prestan bien al trabajo en frío.

Estas nuevas tecnologías permiten innovaciones como el uso de metales más ligeros que aún conservan la fuerza de las piezas de automóviles tradicionales. Esto es útil, por ejemplo, en la fabricación de vehículos de bajo consumo de combustible o vehículos eléctricos alimentados por batería, donde la carrocería del automóvil debe ser lo más ligera posible para compensar el considerable peso de la batería. Estas tecnologías también permiten la producción de componentes automotrices a un costo menor y sin pérdida de calidad. Por ejemplo, las técnicas de formación electromagnética, en las que la pieza de metal se expone a un campo magnético que crea un flujo eléctrico en el propio metal, se pueden utilizar para acelerar el proceso de formación sin los desgarros y arrugas que normalmente ocurrirían. Esto permite el uso de procesos que antes no eran posibles en el conformado automático de metales.

Desde que Henry Ford demostró la viabilidad de la producción en línea de ensamblaje de automóviles y autopartes baratos, la ciencia y la tecnología de la conformación de metales han recorrido un largo camino para mostrarle a la industria automotriz cómo producir automóviles extraordinarios sin un gran precio.

Para obtener más información sobre el conformado de metales para automóviles y otros temas relacionados, siga los enlaces de la página siguiente.

Corte comercial

Los herreros llevan miles de años moliendo metal para convertirlo en objetos útiles.  Vea fotos de herramientas eléctricas.

Los herreros llevan miles de años moliendo metal para convertirlo en objetos útiles. Vea fotos de herramientas eléctricas.

© iStockphoto.com/Stacey Bates

La profesión de herrero se remonta a miles de años. En la antigüedad, el herrero martillaba metal en objetos útiles con un martillo, generalmente calentando el metal primero en una forja. (La palabra “Smith” proviene de la misma raíz que “toc”, por lo que un herrero era alguien cuyo trabajo consistía en arrojar metal ennegrecido al fuego).

Los herreros son relativamente raros hoy en día, aunque todavía existen y usan herramientas mucho más modernas que las que se usaban en la antigüedad. El trabajo de convertir el metal en objetos utilizables ahora lo realiza principalmente la máquina. En ninguna parte este arte de la conformación de metales es más importante que en la industria automotriz, donde cada pieza de metal, desde la carrocería del automóvil hasta la tuerca de rueda más pequeña, se crea mediante procesos de conformación industrial. Estos procesos están a la vanguardia de la fabricación moderna, donde las computadoras se encuentran con las máquinas mecánicas e hidráulicas en la fábrica de automóviles.

Corte comercial

Uno de los aspectos más importantes de la fabricación de automóviles es la formación de metales para automóviles. Si no pudieras trabajar el metal en formas útiles, los autos no existirían. Y la capacidad de los automóviles, generalmente controlados por computadora, para producir piezas automotrices de manera rápida y confiable es una de las cosas que hace posible comprar un automóvil por un poco menos de lo que costaría comprar una casa. .

Pero, ¿cómo funciona el conformado de metales? Es fácil ver cómo un herrero moderno puede dar forma al metal con un martillo neumático y un soplete de oxiacetileno, pero ¿cómo puede una máquina hacer estas cosas? En las próximas páginas, analizaremos cómo este proceso de conformado de metales se puede mecanizar y llevar a cabo a gran escala industrial. Veremos algunas técnicas y procesos específicos utilizados en la fabricación de automóviles. También miraremos hacia el futuro y veremos cómo las tecnologías de conformado de metales desarrolladas hoy nos ayudarán a construir los autos del mañana.

Corte comercial