Diseño de conformado por laminación: Cómo diseñar una pieza conformada por laminación de alta calidad, Parte B
Pieza laminada de gran calidad: sustantivo, una pieza cuyo material, tolerancias y diseño de laminado se ejecutan eficazmente, a tiempo y a un coste aceptable. Una pieza laminada de gran calidad puede integrarse fácilmente en un sistema de suministro fiable.
Hemos compartido información sobre la importancia de los materiales y las tolerancias para fabricar una excelente pieza laminada. Ahora continuamos con más información.
DISEÑO
de diseño para conformado por rodillos : Dibuja una línea continua de cualquier forma en una hoja de papel.
● Siempre que la línea no se cruce consigo misma, el proceso de conformado por rodillos probablemente pueda producir esa forma.
● Las posibles aplicaciones de las formas conformadas por rodillos solo están limitadas por tu imaginación.
● No restrinjas tu pensamiento al diseñar tu producto: crea siempre el mejor diseño posible.
● Piensa en términos de doblar el metal en la configuración funcional que realmente se necesita.
● Si tienes problemas con tu diseño, tu fabricante puede ayudarte a optimizarlo para el proceso de fabricación.
Reglas de una Gran Pieza Formada por un Rollo
Lo sabemos, lo sabemos. Acabamos de pedirles que se salgan de lo establecido y ahora queremos que se adentren en él. En realidad, estas "reglas" son más bien directrices para ayudarles a maximizar la eficiencia y la rentabilidad de su diseño. Al fin y al cabo, su objetivo es una pieza laminada excelente: una pieza que se fabrique rápida y fácilmente desde el principio. Si su diseño requiere procesos, formas, fabricaciones, etc., no estándar, su fabricante hará todo lo posible por adaptarse. Sin embargo, las herramientas y matrices personalizadas pueden ser bastante caras para usted, el cliente; por eso no las llamamos excelentes. Tenga esto en cuenta antes de comprometerse con un diseño de pieza no tradicional.
Un aspecto a considerar con respecto a las herramientas personalizadas: una vez que se decide crear un conjunto de herramientas de perfilado, los cambios graduales en dicho conjunto son muy asequibles. Además, se disfrutan de los beneficios de las características adicionales durante la vida útil del producto. En cuanto a las siguientes reglas: actualmente, existen límites a lo que una línea de perfilado puede hacer con una bobina de chapa metálica. Si desea crear un diseño perfectamente optimizado para su aplicación (no solo para los procesos de fabricación actuales), su fabricante puede adaptarlo a su maquinaria. De nuevo, estas reglas son más bien directrices y pueden modificarse o romperse cuando sea necesario. Sin embargo, una excelente pieza laminada seguirá todas o la mayoría de estas reglas.
Regla n.° 1: No utilice canales extremadamente profundos ni estrechos. Aunque nos encantan los canales en U altos y con curvas, pueden ser difíciles (es decir, imposibles) de producir con maquinaria estándar. Contamos con un servicio específico para este tipo de producto, conocido como MeshTrim. Este servicio reducirá considerablemente el gasto en canales profundos y estrechos, que otros fabricantes aún consideran un producto especializado. En general, los canales profundos y estrechos requieren rodillos formadores de mayor diámetro, que son más costosos de adquirir. Las máquinas de tamaño promedio funcionan mejor con una profundidad máxima de 10 cm.
Regla n.° 2: Espesor uniforme. Diseñe para lograr un espesor uniforme en toda la pieza, ya sea utilizando la tira en bruto o doblando el material sobre sí mismo para aumentar el espesor. Dependiendo del tipo de metal y la complejidad del perfil, podemos laminar espesores de 0,012" a 0,220".
Regla n.° 3: No se permiten áreas anchas ni planas en un borde. Las formas anchas con conformado en un borde están desequilibradas y son propensas a ondulaciones. Para evitar ondulaciones y otras deformaciones, añada una pequeña pata o desplazamiento en el borde plano para mayor resistencia y equilibrio. Pequeñas nervaduras o dobladillos de refuerzo pueden hacer que la pieza sea más plana y resistente. Diseño de perfilado.
Regla n.° 4: Longitudes adecuadas de las patas. Las patas cortas pueden ser imposibles de conformar con rodillos en materiales de mayor calibre debido a la falta de palanca. Las patas extremadamente largas son difíciles de conformar sin equipo especializado. Esto también aplica al doblar o doblar material sobre sí mismo. Existe un punto intermedio: si le preocupa que las patas sean demasiado cortas, asegúrese de que tengan al menos tres veces el grosor del material más allá del punto de tangencia. Si cree que las patas podrían ser demasiado largas, puede ensanchar la sección o abrir la pared lateral en ángulo. Diseño de perfilado
Regla n.° 5: Ubicación correcta de los orificios de preperforación. Si la ubicación de los orificios en su diseño no es crucial, debe diseñar su patrón de preperforación de forma repetitiva, sin especificar dónde se ubican los orificios en relación con el extremo de la pieza. Es posible que aparezca un orificio parcial al final de algunas piezas, lo cual no es un problema. Cuando la ubicación de los orificios sea crucial, colóquelos al menos a 1,27 cm (½") pero a menos de 10 cm (4") del extremo de la pieza. Esto permite un diseño económico del juego de matrices de corte/punción. Diseño de conformado por rolado
Regla n.° 6: Mantenga las características perforadas alejadas de los bordes. Las características perforadas demasiado cerca del borde del perfil pueden distorsionar el borde o la característica. Estas deben ubicarse al menos a la mitad del diámetro (o ancho) de la característica del borde del perfil.
Regla n.° 7: Máximo radio de curvatura siempre que sea posible. Las esquinas estrechas provocan grietas en materiales más duros debido a las tensiones generadas en las fibras externas de la curva. Los radios pequeños también pueden aumentar el desgaste y la rotura de la herramienta, reducir la vida útil del rodillo y requerir una fresadora con mayor potencia. Si bien a veces se pueden aceptar radios más estrechos, ninguno de estos factores es óptimo para las perfiladoras ni para su costo. Para evitar estos problemas, considere un radio mínimo de 1,5 a 2 veces el espesor del material.
Regla n.° 8: Diseño simétrico. Las piezas asimétricas son más propensas a torcerse y a otros tipos de distorsión en las formas terminadas. Diseñar la pieza lo más simétricamente posible puede reducir o eliminar la probabilidad de deformación. Muchas piezas no se pueden diseñar simétricamente; Dahlstrom puede adaptar estos proyectos al diseño de herramientas de laminación y a los parámetros de configuración de la máquina.
Regla n.° 9: Mantenga las características punzonadas alejadas de los pliegues. Fabricaciones como ranuras, muescas y agujeros pueden deformarse o distorsionar la pieza si se colocan incorrectamente. Surgen problemas cuando se colocan demasiado cerca (o directamente sobre) la línea de pliegue, así como cuando se colocan demasiado cerca del borde. Para evitar este problema, el borde del agujero o ranura debe estar al menos a 3 veces el espesor del material del punto tangente del pliegue más cercano. Nota: Los materiales más duros con mayor límite elástico requerirán mayor distancia desde la línea de pliegue.
Regla n.° 10: Tolerancias flexibles. Como se menciona en la sección de tolerancias de este libro electrónico, las piezas laminadas de alta calidad tienen tolerancias flexibles para reducir la tasa de defectos y los plazos de entrega. (No se preocupe demasiado por los productos defectuosos; Dahlstrom tiene un nivel de defectos de campo de 1432 ppm. El nivel de seis sigma es de 2700)
Resumen Entonces, ¿qué hace que una pieza laminada sea excelente?
● Materiales fácilmente disponibles que se pueden moldear fácilmente y que cumplen con los requisitos de su proyecto.
● Tolerancias menos estrictas que permiten a su fabricante cierta libertad en la fabricación y la colocación de los pliegues, manteniendo al mismo tiempo los estándares de su producto. ● Seguir las diez "reglas" de diseño lo más fielmente posible.
Preguntas frecuentes
Al diseñar una pieza conformada por laminación, ¿cómo debo gestionar los canales profundos o estrechos si son necesarios para mi aplicación? ›
Los canales profundos o estrechos pueden resultar difíciles de fabricar con líneas de conformado estándar, ya que requieren rodillos de mayor tamaño, que son más caros. En la página se indica que las máquinas promedio manejan profundidades de hasta aproximadamente cuatro pulgadas. Si su diseño requiere canales más profundos, lo mejor es trabajar con un fabricante que ofrezca servicios especializados, como el recorte de malla, para producirlos de forma económica. Durante la revisión del diseño, un fabricante con experiencia puede sugerir geometrías o procesos de fabricación alternativos que logren el mismo resultado funcional sin un costo excesivo de herramientas.
¿Qué consideraciones debo tener en cuenta para la longitud de las patas al diseñar mi pieza conformada por laminación? ›
La longitud de las patas influye significativamente en la conformabilidad. Las patas extremadamente cortas carecen de palanca para un doblado uniforme, especialmente en materiales gruesos; por lo tanto, deben tener al menos tres veces el espesor del material más allá del punto de tangencia. Las patas extremadamente largas pueden requerir equipo especial o causar inestabilidad. Si tiene limitaciones, considere ensanchar la sección o abrir la pared lateral en ángulo para mantener el perfil dentro de las capacidades estándar de la máquina. Consultar con su fabricante con anticipación puede ayudarle a identificar una longitud de pata adecuada para su material y las tolerancias deseadas.
¿Cómo afecta la simetría de la pieza a la calidad de mi perfil conformado por laminación? ›
Los perfiles asimétricos son más propensos a torcerse, deformarse o curvarse debido a que las tensiones desiguales se distribuyen de manera diferente a lo largo de su longitud. Diseñar la pieza con la mayor simetría posible ayuda a reducir o eliminar estos defectos, mejorando la consistencia dimensional y reduciendo el tiempo de preparación. Si los requisitos funcionales exigen asimetría, un perfilador experimentado puede compensarla mediante un diseño cuidadoso de la herramienta de laminación y el ajuste de los parámetros de la máquina; sin embargo, el proceso será más complejo. Intente equilibrar el perfil añadiendo elementos o redistribuyendo el material cuando sea factible.
¿Cuáles son los errores más comunes al realizar el pre-perforado de orificios en piezas conformadas por laminación, y cómo puedo evitarlos? ›
Si los orificios están demasiado cerca del borde del perfil, pueden distorsionarse tanto el orificio como el borde de la pieza. Mantenga las características a una distancia del borde equivalente a al menos la mitad del diámetro o ancho del orificio. Los orificios demasiado cerca de una curva pueden deformarse o agrietarse, por lo que debe mantener una distancia de al menos tres veces el espesor del material desde el punto de tangencia de la curva. Para ubicaciones críticas de orificios con respecto a los extremos de la pieza, mantenga los orificios entre media pulgada y cuatro pulgadas del extremo para permitir el uso de troqueles de corte y punzonado rentables.
¿Qué significa "radio de curvatura máximo" para el diseño de mi pieza y por qué se recomienda? ›
Los radios de curvatura más pequeños generan mayor tensión en las fibras externas del metal, lo que puede provocar grietas, especialmente en materiales más duros. Los radios muy pequeños también aumentan el desgaste de la herramienta, reducen la vida útil del rodillo y requieren mayor potencia de la fresadora. Para evitar estos problemas, la regla general es diseñar curvas con un radio interior mínimo de 1,5 a 2 veces el espesor del material. Esto garantiza un conformado uniforme y prolonga la vida útil de la herramienta, reduciendo el costo por pieza. Siempre verifique los límites de curvatura específicos de su material con su proveedor.
Mi pieza conformada por laminación necesita ser perforada o ranurada. ¿Qué reglas generales debo seguir para ubicar estas características? ›
Primero, ubique las características perforadas lejos de las líneas de doblado; el borde del orificio debe estar al menos a tres veces el espesor del material desde el punto de tangencia del doblado más cercano; más lejos para materiales más duros y de mayor límite elástico. Segundo, mantenga las características alejadas del borde del perfil, idealmente a la mitad de su diámetro o ancho. Cuando la ubicación del orificio con respecto al extremo de la pieza no es crítica, un patrón repetitivo es aceptable, incluso si produce un orificio parcial en el corte. Si la ubicación es crítica, procure que esté al menos a media pulgada del extremo para un diseño de matriz económico.
¿Cómo puedo solicitar a mi fabricante de perfiles de laminación que me dé su opinión sobre mi diseño? ›
Comparta el dibujo completo de la pieza o el modelo CAD, incluyendo el grado del material, el espesor y las tolerancias requeridas. Explique la función de las características, especialmente las inusuales, para que puedan sugerir alternativas ajustables. Pregunte específicamente sobre los límites de profundidad del perfil, la longitud de las patas, los radios de curvatura y la ubicación de los orificios en relación con sus herramientas estándar. Esté abierto a realizar cambios de diseño graduales; el artículo señala que, una vez fabricado un rodillo, las pequeñas modificaciones son asequibles, pero las herramientas personalizadas iniciales son costosas. Una revisión colaborativa le ayudará a obtener una pieza fácil de producir a menor costo.
