El plegado de chapa es la operaci\u00f3n de conformado m\u00e1s habitual en la fabricaci\u00f3n de metales. Se coloca una pieza plana sobre una matriz, un punz\u00f3n desciende y aplica fuerza a lo largo de un eje recto, y el material se deforma adoptando un perfil en V, en U o en canal. Parece sencillo, pero la ingenier\u00eda que hay detr\u00e1s de un plegado limpio y dimensionalmente preciso implica la ciencia de los materiales, la geometr\u00eda de las herramientas, la capacidad de la m\u00e1quina y una cuidadosa planificaci\u00f3n del dise\u00f1o para la fabricaci\u00f3n (DFM).<\/p>\n\n\n\n
Esta gu\u00eda abarca todo lo que un ingeniero o dise\u00f1ador de productos necesita saber para dise\u00f1ar piezas de chapa que se plieguen correctamente a la primera: m\u00e9todos de plegado, radios m\u00ednimos de plegado, c\u00e1lculos del factor K y del margen de plegado, compensaci\u00f3n de la recuperaci\u00f3n el\u00e1stica, expectativas de tolerancia, normas de colocaci\u00f3n de elementos y errores habituales en el dise\u00f1o para la fabricaci\u00f3n (DFM) que encarecen los costes o provocan rechazos.<\/p>\n\n\n\n
El plegado de chapa es un proceso de conformado que deforma una pieza met\u00e1lica plana a lo largo de una l\u00ednea recta para crear un reborde en \u00e1ngulo, un perfil en U o un perfil de cerramiento. A diferencia de los procesos de corte (l\u00e1ser, chorro de agua, punzonado) que eliminan material, el plegado remodela la pieza existente sin p\u00e9rdida de material. La pieza de trabajo se coloca sobre una matriz en V o una matriz de canal, y un punz\u00f3n a juego aplica una fuerza hacia abajo hasta que el metal adopta el \u00e1ngulo deseado.<\/p>\n\n\n\n
Durante el plegado, la superficie exterior del pliegue se estira por tracci\u00f3n, mientras que la superficie interior se comprime. Entre ambas se encuentra el eje neutro, el plano imaginario en el que el material no se estira ni se comprime. La posici\u00f3n de este eje neutro, expresada como el factor K, determina la cantidad de material que se consume en el pliegue y constituye la base para realizar c\u00e1lculos precisos del patr\u00f3n plano.<\/p>\n\n\n\n
En muchas aplicaciones, se prefiere el plegado a la soldadura, el remachado o el mecanizado, ya que produce una transici\u00f3n continua y sin juntas entre las superficies, aporta rigidez estructural sin aumentar el peso del material y resulta considerablemente m\u00e1s r\u00e1pido y econ\u00f3mico que fabricar la misma geometr\u00eda mediante ensamblajes unidos.<\/p>\n\n\n\n
El plegado neum\u00e1tico es el m\u00e9todo m\u00e1s utilizado en las operaciones modernas con prensas plegadoras CNC. El punz\u00f3n empuja la pieza de trabajo parcialmente hacia el interior de la abertura de la matriz en V sin llegar a entrar en contacto total con el fondo de la matriz. El \u00e1ngulo de plegado viene determinado por la profundidad del punz\u00f3n, no por el \u00e1ngulo de la matriz, lo que significa que una sola matriz en V puede producir una amplia gama de \u00e1ngulos variando la carrera. El plegado neum\u00e1tico requiere el menor tonelaje (normalmente entre 50 y 60% de fondo de carrera), provoca un desgaste m\u00ednimo de las herramientas y permite cambios r\u00e1pidos entre diferentes \u00e1ngulos. La contrapartida es que el plegado neum\u00e1tico ofrece una precisi\u00f3n angular ligeramente inferior a la del plegado con fondo o el acu\u00f1ado, con tolerancias t\u00edpicas de entre +\/-0,5 grados y +\/-1 grado. La recuperaci\u00f3n el\u00e1stica es mayor en el plegado neum\u00e1tico y debe compensarse con un sobrepliegue de entre 2 y 5 grados, dependiendo del tipo de material y del espesor.<\/p>\n\n\n\n
En el plegado por presi\u00f3n inferior, el punz\u00f3n empuja la pieza de trabajo completamente contra la superficie de la matriz, de modo que la chapa se adapta perfectamente al \u00e1ngulo de la matriz. Esto requiere entre 3 y 5 veces m\u00e1s tonelaje que el plegado neum\u00e1tico, pero produce tolerancias angulares m\u00e1s ajustadas (de +\/-0,25 a +\/-0,5 grados) y resultados m\u00e1s uniformes a lo largo de las series de producci\u00f3n. La recuperaci\u00f3n el\u00e1stica se reduce porque el material se somete a una deformaci\u00f3n que supera su l\u00edmite el\u00e1stico. El plegado por presi\u00f3n es el m\u00e9todo preferido cuando la precisi\u00f3n angular es fundamental, como en el caso de cajas con bordes de acoplamiento o soportes que deben alinearse con precisi\u00f3n con las superficies de montaje.<\/p>\n\n\n\n
El estampado aplica una presi\u00f3n extrema (entre 5 y 8 veces el tonelaje de fondo) para deformar pl\u00e1sticamente el material hasta que adopte por completo la forma del troquel, lo que elimina pr\u00e1cticamente la recuperaci\u00f3n el\u00e1stica. El resultado es la mayor precisi\u00f3n angular que se puede alcanzar en el plegado, normalmente de +\/-0,1 grados o mejor. El estampado se utiliza para materiales finos (menos de 1,5 mm) en aplicaciones que requieren una variaci\u00f3n angular pr\u00e1cticamente nula, como peque\u00f1as carcasas electr\u00f3nicas y soportes aeroespaciales. El elevado tonelaje necesario provoca un desgaste acelerado de la matriz, por lo que el estampado se reserva para piezas en las que la precisi\u00f3n es fundamental y el coste est\u00e1 justificado.<\/p>\n\n\n\n
En el doblado con rodillos, la chapa se hace pasar entre tres rodillos ajustables para crear curvas de gran radio, envolventes cil\u00edndricas y formas c\u00f3nicas. Se utiliza para conductos, dep\u00f3sitos, tuber\u00edas y paneles arquitect\u00f3nicos en los que el radio de curvatura es considerablemente mayor que el espesor del material. El doblado con rodillos no es adecuado para curvas pronunciadas ni radios reducidos.<\/p>\n\n\n\n
En el plegado por barrido, la chapa se sujeta contra una base plana mientras que una matriz de barrido arrastra el material sobresaliente hacia abajo para formar el pliegue. Este m\u00e9todo es r\u00e1pido y funciona bien para conformar rebordes y dobladillos sencillos, pero requiere utillaje espec\u00edfico para cada perfil de pieza y es menos flexible que el plegado neum\u00e1tico para trabajos con m\u00faltiples \u00e1ngulos.<\/p>\n\n\n\n
El radio m\u00ednimo de curvatura es el radio interior m\u00e1s peque\u00f1o que puede alcanzar un material sin que se produzcan grietas en la superficie exterior. Como regla general, el radio interior m\u00ednimo de curvatura debe ser, como m\u00ednimo, igual al espesor del material (1T) en el caso de metales d\u00factiles como el acero dulce y las aleaciones de aluminio. En el caso de materiales m\u00e1s duros o menos d\u00factiles, como el acero inoxidable 304\/316, el aluminio 7075 o el acero para muelles, el radio m\u00ednimo aumenta hasta 1,5T o 3T, dependiendo del estado de temple y de la direcci\u00f3n del grano. El plegado perpendicular al grano (direcci\u00f3n de laminaci\u00f3n) produce pliegues m\u00e1s suaves con menor riesgo de agrietamiento que el plegado paralelo al grano. Para todos los proyectos de chapa met\u00e1lica de XY Machining, utilizamos por defecto un radio interior m\u00ednimo de plegado de 1T, a menos que se especifique expresamente un radio m\u00e1s cerrado y se verifique en funci\u00f3n de las propiedades del material.<\/p>\n\n\n\n
El factor K es la relaci\u00f3n entre la posici\u00f3n del eje neutro (medida desde la superficie interior del pliegue) y el espesor total del material. Oscila entre 0,25 y 0,50, y en la mayor\u00eda de las aplicaciones de chapa met\u00e1lica se sit\u00faa entre 0,30 y 0,45. Un factor K de 0,33 significa que el eje neutro se encuentra a un tercio del espesor, contando desde el interior del pliegue. Los materiales m\u00e1s finos y los radios de pliegue m\u00e1s grandes producen factores K m\u00e1s cercanos a 0,50 (eje neutro cerca del centro). Los pliegues m\u00e1s cerrados y los materiales m\u00e1s gruesos reducen el factor K, ya que el eje neutro se desplaza hacia la superficie interior. Los valores precisos del factor K son esenciales para los c\u00e1lculos del plano de corte, ya que determinan la cantidad de material que se consume en cada pliegue.<\/p>\n\n\n\n
El margen de plegado es la longitud del arco del pliegue medida a lo largo del eje neutro. Representa la cantidad de material que se consume debido al propio pliegue. La f\u00f3rmula es: BA = (pi \/ 180) x \u00e1ngulo de plegado x (radio interior + factor K x espesor del material). Para un pliegue de 90 grados en acero dulce de 1,5 mm con un radio interior de 1,5 mm y un factor K de 0,33, el margen de pliegue es de aproximadamente 3,12 mm. La mayor\u00eda de los programas de CAD (SolidWorks, Autodesk Inventor, Creo) calculan autom\u00e1ticamente el margen de plegado cuando se introducen el factor K y el radio de plegado correctos en el entorno de chapa met\u00e1lica.<\/p>\n\n\n\n
La deducci\u00f3n por curvatura es la cantidad que se resta de la suma de las dos longitudes de brida para obtener la longitud correcta del patr\u00f3n plano. Equivale a 2 \u00d7 (radio interior + espesor del material) menos el margen de curvatura. Para el mismo ejemplo de doblez de 90 grados anterior, la deducci\u00f3n por doblez es de aproximadamente 2,88 mm. En la pr\u00e1ctica: mida las dos longitudes de las bridas seg\u00fan el plano, reste la deducci\u00f3n por doblez para cada doblez y el resultado ser\u00e1 la longitud de la pieza en plano que dar\u00e1 lugar a las dimensiones correctas tras el doblez.<\/p>\n\n\n\n
La recuperaci\u00f3n el\u00e1stica es la recuperaci\u00f3n el\u00e1stica del material una vez que se libera la carga de flexi\u00f3n. Todos los metales recuperan parcialmente su forma tras la flexi\u00f3n, ya que la deformaci\u00f3n es una combinaci\u00f3n de deformaci\u00f3n pl\u00e1stica (permanente) y el\u00e1stica (recuperable). El efecto pr\u00e1ctico es que el \u00e1ngulo de flexi\u00f3n se abre ligeramente despu\u00e9s de que el punz\u00f3n se retraiga, lo que significa que la pieza queda con un \u00e1ngulo mayor que el que se hab\u00eda ajustado en el punz\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
La magnitud de la recuperaci\u00f3n el\u00e1stica depende del l\u00edmite el\u00e1stico del material, el espesor, el radio de curvatura y el m\u00e9todo de curvado. Los materiales de alta resistencia (acero inoxidable, acero para muelles, aluminio de alta resistencia) presentan una mayor recuperaci\u00f3n el\u00e1stica que el acero dulce con bajo contenido en carbono. Los radios de curvatura m\u00e1s amplios producen una mayor recuperaci\u00f3n el\u00e1stica que los radios estrechos, ya que una mayor proporci\u00f3n de la deformaci\u00f3n es el\u00e1stica. El doblado por aire es el que produce mayor recuperaci\u00f3n el\u00e1stica (normalmente de 2 a 5 grados para un doblado de 90 grados en acero dulce), mientras que el estampado produce una recuperaci\u00f3n casi nula.<\/p>\n\n\n\n
Las estrategias de compensaci\u00f3n incluyen el sobrepliegue (programar la prensa plegadora para doblar entre 2 y 5 grados m\u00e1s all\u00e1 del \u00e1ngulo objetivo), el pliegue inferior o el acu\u00f1ado (que reduce f\u00edsicamente la recuperaci\u00f3n el\u00e1stica) y el uso de tablas de recuperaci\u00f3n el\u00e1stica espec\u00edficas para cada material almacenadas en el controlador CNC de la prensa plegadora. Las modernas prensas plegadoras CNC con sistemas de medici\u00f3n de \u00e1ngulos pueden medir el \u00e1ngulo de plegado real en tiempo real y ajustar autom\u00e1ticamente la carrera para alcanzar el valor objetivo con una precisi\u00f3n de +\/-0,25 grados.<\/p>\n\n\n\n
Las tolerancias de plegado dependen de la homogeneidad del material, la precisi\u00f3n de la m\u00e1quina, el estado de las herramientas y la complejidad de la pieza. A continuaci\u00f3n se indican las tolerancias realistas que se pueden alcanzar con las modernas prensas plegadoras CNC:<\/p>\n\n\n\n
Tolerancia angular: <\/strong>Una tolerancia de +\/-0,5 grados es la norma en la mayor\u00eda de los trabajos de chapister\u00eda comercial. Se puede alcanzar una tolerancia de +\/-0,25 grados mediante la medici\u00f3n de \u00e1ngulos con CNC y un material bien controlado. Una tolerancia de +\/-0,1 grados requiere el uso de la estampaci\u00f3n y se limita a materiales finos.<\/p>\n\n\n\n Tolerancia lineal (dimensiones controladas): <\/strong>De +\/-0,1 mm a +\/-0,2 mm para las longitudes de reborde controladas por el tope trasero. Estas son las dimensiones determinadas directamente por la posici\u00f3n del tope trasero y constituyen las tolerancias m\u00e1s estrictas que puede mantener una prensa plegadora.<\/p>\n\n\n\n Tolerancia lineal (dimensiones no controladas): <\/strong>De +\/-0,3 mm a +\/-0,8 mm para las dimensiones que resultan del efecto acumulativo de m\u00faltiples pliegues. Cada pliegue a\u00f1ade aproximadamente +\/-0,2 mm a la suma de tolerancias, por lo que una pieza con cuatro pliegues acumula +\/-0,8 mm en la dimensi\u00f3n final no controlada.<\/p>\n\n\n\n Referencia a la norma ISO 2768-1: <\/strong>Para trabajos generales de chapa sin indicaciones espec\u00edficas de tolerancia, la norma predeterminada es la clase media (m) de la norma ISO 2768-1. Esta establece tolerancias angulares de +\/-1 grado para pliegues con una longitud de lado de hasta 10 mm, y de +\/-0,5 grados para lados de m\u00e1s de 120 mm. XY Machining toma la norma ISO 2768-m como referencia para todos los trabajos en chapa, salvo que se especifiquen tolerancias m\u00e1s estrictas en el plano.<\/p>\n\n\n\n Seguir estas normas de dise\u00f1o evita problemas de fabricaci\u00f3n, reduce los costes y garantiza que tus piezas se doblen con precisi\u00f3n a la primera:<\/p>\n\n\n\n Mant\u00e9n un espesor de pared uniforme. <\/strong>Las piezas de chapa met\u00e1lica se conforman a partir de una pieza en bruto de un solo espesor. Las variaciones de espesor dentro de una misma pieza requieren operaciones de mecanizado secundarias y suponen un coste adicional significativo. Dise\u00f1a las piezas con un \u00fanico espesor est\u00e1ndar.<\/p>\n\n\n\n Utiliza un radio de curvatura uniforme en toda la pieza. <\/strong>Cambiar el radio de curvatura entre diferentes curvaturas de una misma pieza requiere cambiar los troqueles, lo que aumenta el tiempo y el coste de preparaci\u00f3n. Se recomienda estandarizar un \u00fanico radio interior (normalmente 1T) para todas las curvaturas, salvo que se requiera un radio espec\u00edfico por motivos funcionales.<\/p>\n\n\n\n Siempre que sea posible, mant\u00e9n las curvas en la misma direcci\u00f3n y en el mismo plano. <\/strong>Cada vez que hay que dar la vuelta a la pieza o reorientarla en la prensa plegadora, es necesario realizar una nueva configuraci\u00f3n. Minimizar las reorientaciones reduce el tiempo de trabajo y la posibilidad de que se produzcan errores.<\/p>\n\n\n\n A\u00f1ade radios de curvatura en los puntos de intersecci\u00f3n de las curvas. <\/strong>Cuando una l\u00ednea de plegado se encuentra con otro elemento (una brida perpendicular, una ranura o una leng\u00fceta), el material se rasgar\u00e1 o se deformar\u00e1 a menos que se prevea un recorte de alivio. La anchura est\u00e1ndar del rebaje debe ser, como m\u00ednimo, igual al espesor del material, y la longitud del rebaje debe superar el radio de curvatura. Los rebajes alargados (redondeados) distribuyen la tensi\u00f3n de forma m\u00e1s uniforme que los rectangulares y son los m\u00e1s recomendables para materiales m\u00e1s finos.<\/p>\n\n\n\n Mant\u00e9n una distancia m\u00ednima entre los orificios o ranuras y las l\u00edneas de plegado. <\/strong>Los agujeros, ranuras y recortes situados demasiado cerca de un pliegue se deformar\u00e1n durante el proceso de conformado. La distancia m\u00ednima de seguridad entre el borde de un agujero y la l\u00ednea de pliegue m\u00e1s cercana es de 2T m\u00e1s el radio de pliegue (2T + R). En el caso de las ranuras paralelas al pliegue, esta distancia debe aumentarse a 4T.<\/p>\n\n\n\n Longitud m\u00ednima de la brida. <\/strong>La pesta\u00f1a (el material situado a un lado del pliegue) debe tener la longitud suficiente para que la matriz se acople correctamente. La longitud m\u00ednima de la pesta\u00f1a suele ser de 4T o la anchura de la abertura de la matriz dividida por 2, el valor que sea mayor. Las pesta\u00f1as m\u00e1s cortas que esto corren el riesgo de salirse de la matriz o de producir \u00e1ngulos de pliegue irregulares.<\/p>\n\n\n\n Distancia entre el pliegue y el borde y entre un pliegue y otro. <\/strong>En el caso de piezas con varios pliegues paralelos, mantenga una distancia m\u00ednima de 8T entre las l\u00edneas de pliegue adyacentes para evitar la interferencia de los troqueles y el pandeo del material. En los pliegues cercanos a los bordes de la pieza, mantenga una distancia m\u00ednima de 4T.<\/p>\n\n\n\n Percepci\u00f3n de la direcci\u00f3n del grano. <\/strong>Siempre que sea posible, realiza el plegado perpendicularmente a la direcci\u00f3n de laminaci\u00f3n (fibra), especialmente en el caso del aluminio y el acero inoxidable. El plegado paralelo a la fibra aumenta el riesgo de que se produzcan grietas superficiales en el radio exterior. Si es necesario realizar pliegues en ambas direcciones, especifica una orientaci\u00f3n de la fibra de 45 grados como soluci\u00f3n intermedia.<\/p>\n\n\n\n La elecci\u00f3n del material influye directamente en el radio de plegado, la recuperaci\u00f3n el\u00e1stica, el acabado superficial y las tolerancias que se pueden alcanzar. A continuaci\u00f3n se enumeran los materiales que se pliegan con mayor frecuencia: materiales<\/a> En nuestra tienda:<\/p>\n\n\n\n Acero dulce (SPCC, CR, 1018, A36): <\/strong>El material m\u00e1s flexible para el plegado. Admite radios estrechos (m\u00ednimo de 0,8T a 1T), presenta una baja recuperaci\u00f3n el\u00e1stica y un comportamiento predecible. Gama de espesores: de 0,5 mm a 12 mm.<\/p>\n\n\n\n Acero inoxidable (304, 316L, 430): <\/strong>Un l\u00edmite el\u00e1stico m\u00e1s alto implica una mayor recuperaci\u00f3n el\u00e1stica (entre 3 y 5 grados, lo habitual en el doblado neum\u00e1tico a 90 grados). Radio m\u00ednimo de curvatura de 1T a 1,5T. Tiende a endurecerse por deformaci\u00f3n, por lo que deben evitarse los doblamientos m\u00faltiples en la misma zona. Excelente resistencia a la corrosi\u00f3n para aplicaciones alimentarias, m\u00e9dicas y en exteriores.<\/p>\n\n\n\n Aluminio (5052, 6061-T6, 5754): <\/strong>La aleaci\u00f3n 5052 es la m\u00e1s habitual para el plegado debido a su excelente conformabilidad (radio m\u00ednimo de 0,5T). La aleaci\u00f3n 6061-T6 es considerablemente m\u00e1s dura y m\u00e1s propensa a agrietarse en radios estrechos (m\u00ednimo de 2T a 3T, a menos que se recocida antes del plegado). La recuperaci\u00f3n el\u00e1stica es moderada. Es ligera y resistente a la corrosi\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n Cobre (C110, C101): <\/strong>Altamente d\u00factil y con una excelente conformabilidad. Radio m\u00ednimo de 0,5T. Baja recuperaci\u00f3n el\u00e1stica. Se utiliza para barras colectoras el\u00e9ctricas, blindajes de radiofrecuencia y disipadores t\u00e9rmicos.<\/p>\n\n\n\n Lat\u00f3n (C260, C360): <\/strong>Buena conformabilidad con un radio m\u00ednimo de entre 0,5 T y 1 T. Se utiliza para piezas decorativas, conectores el\u00e9ctricos y carcasas de instrumentos.<\/p>\n\n\n\n Electr\u00f3nica y telecomunicaciones: <\/strong>Cajas, chasis, blindajes de RF, soportes para disipadores t\u00e9rmicos, carcasas para montaje en rack. Los requisitos habituales son tolerancias de curvatura muy ajustadas y superficies con un acabado impecable. <\/p>\n\n\n\n Sector de la automoci\u00f3n: <\/strong>Soportes estructurales, placas de montaje, protectores t\u00e9rmicos, componentes de la bandeja de la bater\u00eda y bastidores de soporte de los embellecedores interiores. <\/p>\n\n\n\n Productos sanitarios: <\/strong>Carcasas de instrumentos, bastidores de carros, paneles de equipos y cubiertas sanitarias de acero inoxidable. Las piezas suelen requerir un tratamiento de pasivaci\u00f3n o electropulido tras su conformado.<\/p>\n\n\n\n Rob\u00f3tica y automatizaci\u00f3n: <\/strong>Soportes para motores, soportes para sensores, bandejas para cables y paneles de cerramiento para armarios de control. Es fundamental que las iteraciones de dise\u00f1o se realicen con rapidez.<\/p>\n\n\n\n Aeroespacial: <\/strong>Soportes estructurales, secciones de conductos, carcasas de avi\u00f3nica y equipos de apoyo en tierra. Las especificaciones de tolerancias estrictas y la trazabilidad total de los materiales son requisitos est\u00e1ndar. <\/p>\n\n\n\n Plegado frente a soldadura: <\/strong>Una pieza doblada elimina por completo la uni\u00f3n soldada, lo que significa que no hay zona afectada por el calor, ni material de aportaci\u00f3n, ni es necesario esmerilar ni dar acabado al cord\u00f3n de soldadura, y se obtiene una secci\u00f3n transversal m\u00e1s resistente en la transici\u00f3n. El doblado es m\u00e1s r\u00e1pido, m\u00e1s econ\u00f3mico y ofrece un mejor resultado est\u00e9tico para cualquier geometr\u00eda que pueda conformarse a partir de una sola pieza plana.<\/p>\n\n\n\nNormas de dise\u00f1o DFM para el plegado de chapa met\u00e1lica<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Materiales habituales para el plegado de chapa<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Aplicaciones industriales del plegado de chapa<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
El plegado de chapa frente a otros m\u00e9todos de fabricaci\u00f3n<\/strong><\/h2>\n\n\n\n