Conformado de metales: ¿qué es y cuáles son sus técnicas más habituales?

Hace un tiempo publicamos un post en el que hablábamos del mecanizado de piezas en contraposición a la fabricación o conformado. Dado que en aquél artículo explicábamos el mecanizado, quedó pendiente desarrollar la parte del conformado de metales.

La manera más rápida de localizar en nuestra mente el conformado de metales, más rápida aún que hacer una definición, sería evocar la imagen de un orfebre antiguo martilleando un material metálico al rojo vivo sujetado con unas tenazas encima de un yunque, como tantas veces hemos visto en las películas. Se podían dar golpes en línea recta, alternando golpes horizontales y verticales, con herramientas con texturas en la cabeza del martillo para crear diseños únicos en la superficie del metal, etc. De hecho, la herrería, la orfebrería y la joyería son algunos de los oficios más antiguos basados en el conformado de metales, realizado con metales preciosos como la plata y el oro.

El martillado, que es la técnica de la que acabamos de hablar, es una de las diversas que existen de conformado de metales, y se continúa utilizando hoy en día para lograr grosores y texturas en los metales, por cierto. Evidentemente, se trata de un proceso ya industrializado, y permite dar forma a diferentes componentes y estructuras de metal en el sector del automóvil y aeroespacial, en la construcción, etc. Puede hacerse en frío, en caliente, en relieve, etc.

Las técnicas de conformado de metales

Evidentemente existen muchas más técnicas de conformado de metales que el martillado. Pero antes de mencionarlas, podemos resumir en qué consiste exactamente este conjunto de técnicas, es decir, qué tienen en común. El conformado de metales, también llamado metalistería, es el proceso que implica alterar la forma de los metales (su geometría, su tamaño, sus propiedades) para crear productos o componentes específicos.

La Wikipedia incluye en su entrada sobre conformado de metales también procesos de corte (torneado, fresado, roscado…) y de unión (soldadura, remachado, fijación mecánica…). Sin embargo, en este post nos ceñiremos a la definición estricta del conformado, limitándolo al cambio de forma (aunque efectivamente la unión y el corte cambian la forma del metal, quitando una parte o añadiéndola), es decir, sin incluir los procesos que implican arranque de viruta, y remitiremos al lector a nuestro post sobre mecanizado y soldadura para saber más sobre estas otras técnicas.

Recordemos que las técnicas de transformación de metales con arranque de viruta son aquellas que eliminan el exceso de material de la pieza en bruto para lograr la forma, las dimensiones y el grosor deseados, y son las más habituales. Las que no implican arranque de viruta son las que, como decimos, estrictamente son el conformado o fabricación.

Entre las técnicas más comunes de conformado de metales podemos destacar:

Laminado

Esta técnica consiste en hacer pasar un metal caliente por una serie de rodillos que lo comprimen y reducen su grosor, aumentando a su vez su longitud. Normalmente se lleva a cabo con bobinas de acero, y se usa para crear perfiles específicos o en secciones transversales para cambiar de forma. Se usa muy ampliamente en componentes de cualquier industria: en electrodomésticos, en automóviles, en muebles, en puertas y ventanas, en paneles solares, etc.

Forjado

En el forjado engloba varias técnicas como el martilleado, del que hemos hablado antes. Implica dar forma al metal mediante fuerzas de compresión, aplicadas con martillo, prensa o rodillos (matriz). Se puede llevar a cabo con tolerancias muy estrechas, y por lo tanto requerir muy pocos procesos de acabado. Como apuntábamos en el caso del martilleado, puede hacerse con el metal frío o caliente, aunque normalmente suele ser en caliente, dado que la aplicación de altas temperaturas aumenta la plasticidad del metal y hace que sean necesarias menos fuerzas para darle forma. Algunos componentes que requieren ser fuertes y duraderos, como los engranajes o los cigüeñales de un automóvil se conforman de está manera.

Extrusión

La extrusión es una técnica muy antigua que consiste en hacer pasar a presión un metal caliente a través de una matriz o molde de la forma deseada mediante una bomba de ariete o ariete hidráulico. Puede ser en forma contínua (para un material infinitamente largo) y semicontínua (para la producción de muchas piezas) y tanto en frío como en caliente. Permite crear objetos largos como barras y tubos metálicos, además de una gama infinita de secciones transversales, que son las que hacen posible crear productos como marcos de puerta y de ventana, bisagras, componentes para cerraduras, etc. Se usa especialmente con materiales como el aluminio y el latón.

Estampado o prensado

Se trata de colocar un metal en plano o en bobina en una prensa de estampado para darle la forma deseada. Algunas de las técnicas que enumeramos a continuación son en realidad una forma de estampado o prensado, como el doblado o el estirado.

Plegado o doblado

Es una técnica utilizada para conformar objetos con ángulos, curvas o formas. Se trata de deformar plásticamente el metal (generalmente en chapa) para darle la forma deseada, generalmente una forma de U o de V. Se usa comúnmente para fabricar tubos de escape, marcos de chasis, jaulas de protección y refuerzos de parachoques en industria autmotriz; vigas curvas, pasamanos y componentes ornamentales en construcción; alas, estructuras del fuselaje y soportes estructurales en industria aeroespacial; conductos de ventilación en sistemas de aire acondicionado, etc.

Estirado

El estirado es un tipo de estampado que se usa para crear formas cilíndricas o cúbicas desde láminas metálicas, que se usa sobre todo en la fabricación de contenedores metálicos y baterías de cocina.

Torneado

Consiste en girar a alta velocidad un metal en forma de disco o tubo en un torno contra una forma para crear componentes simétricos y huecos, como cuencos, copas, etc. Si imaginamos un torno manual de alfarería, la vasija que estamos creando sería el disco o tubo y nuestras manos serían las formas situadas de forma axialmente simétrica.

Fundición

Está técnica implica verter el metal fundido en un molde para que se solidifique en la forma deseada. El molde consiste en una cavidad que tiene la forma de la pieza que se quiere obtener, dividido en dos partes. Este molde o matriz suele ser de arena, dado que puede soportar temperaturas más altas que las del metal fundido que debe contener, pero también puede ser de acero o de fundición de hierro. Con este tipo de técnica se pueden fabricar formas complejas como bloques de motor, componentes diversos de maquinaria, etc.

Las aplicaciones del conformado de metales

Como hemos esbozado en la explicación de cada técnica, prácticamente todos los procesos industriales requieren la aplicación de alguna de las técnicas de conformado de metales, dado que todos los procesos industriales en algún momento requieren crear formas complejas con el metal a partir de piezas en bruto (láminas, hilo, tubos sin cortar, etc.), dimensiones precisas y diseños personalizados. Podemos hacer un resumen de estas aplicaciones aquí:

Fabricación de chapa de metal: existe una industria que a su vez sirve a otras industrias, como la de automoción, aeroespacial, construcción o electrónica que hace un uso extensivo del conformado de metales que es la que se dedica precisamente a fabricar chapa de metal para alterar su forma para fabricar las piezas que estas industrias necesitan.

• Automoción: partes de vehículos como paneles de carrocería, componentes del chasis y del motor, etc., necesitan conformado de metales para lograr los requisitos dimensionales necesarios.
• Industria aeroespecial: los aviones dependen del conformado de metal para dar forma a componentes fundamentales en sus alas, partes del fuselaje, carcasas del motor, trenes de aterrizaje, etc.
• Industria náutica: los barcos tienen muchos componentes estructurales y en el motor que se han fabricado por conformado de metales.
• Construcción: elementos estructurales de cualquier edificación necesitan del conformado de metales, como los techos, las paredes, etc.
• Ferrocarril: los procesos de conformación de metales se utilizan para producir componentes para vías férreas, material rodante y locomotoras.
• Bienes de consumo: como hemos apuntado antes, electrodomésticos como las neveras o las lavadoras, así como los muebles o las herramientas implican en algún momento de su fabricación está técnica para transformar el metal en forma primaria.
• Electrónica: dispositivos móviles, ordenadores, etc., como las carcasas, los soportes y los disipadores de calor, entre otros, son ejemplos de componentes que han pasado por una conformación de metal.
• Generación de energía: el conformado de metales se usa para fabricar componentes para centrales eléctricas, turbinas, sistemas de energía eólica y paneles solares, así como para fabricar equipos y piezas para plataformas petrolíferas, oleoductos y refinerías.
• Medicina: implantes, prótesis y equipos quirúrgicos, entre otros, son algunos ejemplos de dispositivos médicos que se fabrican por medio de estas técnicas de transformación de metales.
• Industria militar: este sector usa equipos, vehículos y armas, fabricados con piezas y componentes metálicos que pasan por estos procesos y técnicas.
• Industria alimentaria: todos los procesos industriales por los que pasa la comida y bebida requieren maquinaria que está fabricada con metal que debe transformarse por medio del conformado.

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