Los materiales son una variable fundamental en cualquier proceso industrial, ya que determinan los posibles diseños, aplicaciones y costos del producto final. En el caso del estampado metálico, existen diversos materiales que se utilizan de forma habitual, siendo el acero y el aluminio los más empleados debido a sus propiedades y ventajas. Te lo contamos en el blog de Bericht.
Sin embargo, también se utilizan otros metales. Un ejemplo es el uso del cobre cuando se necesitan sus propiedades conductoras de la electricidad o calor. A lo largo de este artículo trataremos sobre este y otros metales que se están empleando en los estampados.
Introducción al estampado metálico
El estampado metálico es un proceso de fabricación que consiste en deformar una lámina metálica mediante el uso de prensas y troqueles para obtener una pieza final con la forma precisa deseada.
Es una técnica muy utilizada en varias industrias para producir grandes volúmenes de piezas metálicas complejas y de alta precisión. Uno de los ejemplos más representativos es el de la fabricación de piezas para automóviles.
Existe una gran variedad de materiales que se pueden estampar, cada uno con ventajas y desventajas particulares. La selección del material adecuado depende de factores como las propiedades mecánicas requeridas, la complejidad de la pieza, los costos y los volúmenes de producción.
Comenzaremos con los materiales más comunes antes de entrar en otros menos conocidos.
Acero en el estampado metálico
El acero es el metal más utilizado en el estampado, representando alrededor del 90% de todas las piezas producidas por este método. Su versatilidad, durabilidad y relativamente bajo costo lo convierten en la opción ideal para todo tipo de aplicaciones.
Tipos de acero comunes en estampado
El proceso de estampado de acero puede realizarse en caliente o en frío. Los principales tipos de acero utilizados en el proceso de estampado son:
- Acero inoxidable: es una aleación que contiene como mínimo un 10,5% de cromo, lo que la hace más resistente a la corrosión. Permite obtener piezas de precisión complejas o sencillas.
- Acero al carbono: puede tener diferentes grados como acero dulce, 4140, 4340 o Q235/Q345B.
- Acero para herramientas: incluye a los aceros de carbono, baja aleación y alto contenido en carbono y cromo.
Las principales ventajas del acero para estampado son su alta resistencia, buena conformabilidad, enorme variedad de aleaciones disponibles y un costo de producción medio o bajo.
Por otro lado, algunos desafíos de utilizar este material son la tendencia a corroerse y la necesidad de lubricación. Además, las piezas complejas pueden requerir múltiples pasos de estampado progresivo. También es importante la selección de la aleación adecuada.
Aluminio en el estampado metálico
El aluminio es el segundo material más común en estampado, justo después del acero. Es apreciado por su ligereza, su resistencia a la corrosión y su facilidad para ser mecanizado.
Las principales ventajas del aluminio al ser sometido a procesos de conformado como el estampado son:
- Bajo peso: ideal para reducir peso en las piezas a producir.
- Alta conductividad térmica y eléctrica.
- Resistente a la corrosión: no necesita la aplicación de recubrimientos protectores, como los que recibe el acero.
- Alta conformabilidad: gracias a su maleabilidad se pueden lograr formas complejas.
- Acabado superficial atractivo: en la mayoría de aplicaciones no requiere pintura.
Consideraciones específicas del estampado de aluminio
Existen algunas consideraciones a tener en cuenta sobre el aluminio. Por ejemplo, el aluminio se adhiere a las superficies de las herramientas durante el estampado. Esto requiere el uso de lubricantes especiales y revestimientos antiadherentes en las herramientas.
Es un material más difícil de cortar y tiende al rebote en las operaciones de troquelado.
Los bordes pueden rasgarse durante el estampado. Por eso, un diseño de troqueles cuidadoso es esencial.
Otros materiales en estampado
Más allá del acero y aluminio, también existen otros materiales que se pueden estampar para usos muy específicos en industrias como la electrónica, la decoración o la joyería.
El cobre puro tiene una excelente conformabilidad, conductividad térmica y eléctrica, por lo tanto, se utiliza para el estampado de piezas con aplicaciones eléctricas o de intercambio térmico.
También se utilizan aleaciones del cobre, como el latón y el bronce. Estas aleaciones incrementan la resistencia y amplían los usos posibles.
Materiales innovadores en estampado
Algunos materiales de vanguardia como aleaciones de magnesio, polímeros reforzados y materiales compuestos también se pueden estampar para reducir peso y costos. Sus propiedades se pueden optimizar mediante procesos controlados de estampado.
El proceso de termoestampación compuesta es una técnica prometedora para industrias como la automotriz. Consiste en calentar preformas compuestas de termoplásticos reforzados con fibra de vidrio o carbono, colocarlas en moldes precalentados y darles forma mediante aplicación de presión, logrando de forma similar al estampado de metales pero con ciclos cortos, piezas continuas de bajo costo y alto rendimiento.
Consideraciones de selección de materiales
Para finalizar este interesante recorrido, existen varios factores clave a tener en cuenta al seleccionar el material para un trabajo de estampado.
- Las propiedades mecánicas necesarias (resistencia, ductilidad, etc).
- La capacidad de conformado para lograr la geometría deseada.
- La necesidad de aplicar un acabado superficial.
- El volumen de producción previsto y el costo por pieza.
- Posibles restricciones de peso del sector industrial.
- Disponibilidad de material en el mercado.
Un análisis cuidadoso de estos factores guiará la selección óptima del material para cada aplicación de estampado, aunque en general se están primando factores como la resistencia y la ligereza.
En conclusión, todo parece indicar que el acero seguirá siendo el material más utilizado para la mayoría de las aplicaciones de estampado metálico, aunque el aluminio y otros metales son alternativas cuando se necesita reducir el peso u obtener otras propiedades más específicas.
Por otro lado, los nuevos materiales y procesos de estampado prometen solucionar algunos problemas que los metales tradicionales no logran solventar con éxito, especialmente en características como el peso, importante para ciertas industrias.
