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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA
EDUCACIÓN UNIVERSITARIA
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
SANTIAGO MARIÑO
EXTENSIÓN MARACAY
PROCESOS DE CONFORMACIÓN
Profesor: Integrante:
Jaime Zerpa Marcano Migleisy
Ing. Industrial
Maracay, Edo. Aragua
Conformado de metales
Finalidad del conformado de metales independientemente sea este
en frió o caliente es generar formas útiles como tubos, barras y
hojas moldeando los metales, pero conservando su masa y volumen, la
importancia de este proceso radica en los múltiples artículos y formas de
metal que existen.
En este proceso el material es sometido a
una deformación plástica, La deformación plástica es el cambio de forma
permanente debido a una fuerza mecánica aplicada mayor al límite
elástico. Lo que quiere decir que al eliminar esa fuerza, no vuelve a su
forma y dimensiones originales.
Clasificación de los procesos de Conformación en
Frio y Caliente
Los Procesos de Conformado según la Temperatura de Trabajo:
Se dividen en dos tipos, trabajo en caliente y en frio
Conformado en caliente
Se define como la deformación plástica del material metálico a una
temperatura mayor que la de re cristalización. La ventaja principal del
trabajo en caliente consiste en la obtención de una deformación plástica
casi ilimitada, que además es adecuada para moldear partes grandes
porque el metal tiene una baja resistencia de cadencia y una alta
ductilidad.
Los beneficios obtenidos con el trabajo en caliente son: mayores
modificaciones a la forma de la pieza de trabajo, menores fuerzas y
esfuerzos requeridos para deformar el material, opción de trabajar con
metales que se fracturan cuando son trabajados en frío, propiedades de
fuerza generalmente isotrópicas y, finalmente, no ocurren
endurecimientos de partes debidas a los procesos de trabajo.
CARACTERÍSTICAS DEL CONFORMADO EN CALIENTE
- Mayores modificaciones a la forma de la pieza de trabajo.
- Opción de trabajar con metales que se fracturan cuando son trabajados
en frío.
- Precisión dimensional mas baja.
- Utillaje esta sometido a elevados desgastes y consiguientes
mantenimientos .
- Herramientas especiales que resistan el calor .
- Rápida oxidación.
- Se requiere menor fuerza y por lo tanto menor tiempo, ya que el material es
más maleable.
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- Se eliminan zonas de baja resistencia.
- Se eliminan los poros en forma considerable debido a las altas presiones de
trabajo.
Conformado en Frio
Cuando un metal es laminado, forjado, rolado, extruido o estirado a
una temperatura debajo de la recristalización el metal es trabajado en
frío.
La mayoría de los metales se trabajan en frío a temperatura ambiente
aunque la reacción de formado en ellos causa una elevación de la
temperatura. El trabajo en frío mejora la resistencia, la maquinabilidad, la
exactitud dimensional y el terminado superficial del metal.
Ventajas
- Mejor precisión.
- Menores tolerancias.
- Mejores acabados
superficiales.
- Mayor dureza en las partes.
Desventajas
- Requiere de mayores fuerzas.
- Reducción de la ductilidad.
- Aumento de la resistencia a la
tensión.
- Limitado de las operaciones de
formado en las partes.
La laminación
Es un método de conformado deformación utilizado para
producir productos metálicos alargados de sección
transversal constante.
Este proceso metalúrgico se puede realizar con varios
tipos de máquinas. La elección de la máquina más adecuada
va en función del tipo de lámina que se desea obtener
(espesor y longitud) y de la naturaleza y características del
metal.
El acero laminado en caliente
se usa principalmente en:
-Edificios metálicos.
-Raíles de vías de tren.
-Bastidores y otras partes de
vehículos pesados.
-Calentadores de agua.
-Anclajes.
-Llantas.
-Estructuras de construcción.
-Otros usos que no requieren
formas precisas.
El acero laminado en frío se usa
principalmente en:
Se usa comúnmente para piezas que
requieren conformado en frío, como
engarzado, estampado o doblado.
Algunos ejemplos son:
-Partes de maquinaria (pernos, piñones,
engranajes…)
-Muebles de metal.
-Archivadores.
-Mesas.
-Tubos de escape.
-Sillas.
-Electrodomésticos.
-Calentadores de agua.
-Estanterías y otros productos similares.
USOS
Laminado en caliente
Acero laminado en caliente es acero laminado que ha pasado por el proceso
de conformación a una temperatura superior a los 926° C para evitar que se
recristalice. Al acero que está por encima de la temperatura de re cristalización
se le puede dar forma mucho más fácilmente que al acero más frío, y puede
partir de lingotes de material en tamaños mucho más grandes.
Laminado en frío:
El proceso de laminado en frío se lleva a cabo a temperatura ambiente. A
diferencia del proceso de laminación en caliente, produce laminas y tiras con
un acabado superficial mejor debido a que no hay presencia de calamina.
Además se tienen mejores tolerancias dimensionales y mejores propiedades
mecánicas debidas al endurecimiento por deformación.
Forjado
El proceso de forjado fue el primero de los procesos del tipo de compresión
indirecta y es probablemente el método más antiguo de formado de metales.
Involucra la aplicación de esfuerzos de compresión que exceden la resistencia de
fluencia del metal. En este proceso de formado se comprime el material entre dos
dados, para que tome la forma deseada.
La mayoría de operaciones de forjado se realiza en caliente, dada la
deformación demandada en el proceso y la necesidad de reducir la resistencia e
incrementar la ductilidad del metal. Sin embargo este proceso se puede realizar en
frío, la ventaja es la mayor resistencia del componente, que resulta del
endurecimiento por deformación.
Usos
Edificios e infraestructuras Equipamiento mecánico Automoción
Artículos metálicos Otros transportes Electrodoméstico
Equipo eléctrico Mecanizado de piezas de hierro
Forja en trabajo en caliente:
Ventajas: Las fuerzas requeridas para
deformarlo son menores.
El material tiene buena soldabilidad y
maquinabilidad.
Se elimina la porosidad del metal.
Desventajas: Existe una rápida oxidación
o escamado de la superficie por lo que
no es posible manejar tolerancia
estrechas.
Se produce un alto consumo de
energético.
Forja en trabajo en frió:
Ventajas: Mejora el trabajo superficial por lo
que puede laminarse hojas muy delgadas.
Distorsiona la forma del grano, mejora su
exactitud dimensional, lo que implica
tolerancias más estrechas.
Se logran mayores velocidades de producción.
Desventajas Se requiere aplicar precisiones
mayores que en el trabajo en caliente.
Se requiere mayor potencia y por
consiguiente equipos grandes.
Mientras menos dúctil sea el metal menos
puede trabajarse en frió
Ventajas y desventajas del forjado
EXTRUSIÓN
La extrusión es un proceso por compresión en el cual el metal de trabajo es
forzado a fluir a través de la abertura de un dado para darle forma a su
sección transversal. Ejemplos de este proceso son secciones huecas, como
tubos, y una variedad de formas en la sección transversal.
Los tipos de extrusión dependen básicamente de la geometría y del material
a procesar. Existe el proceso de extrusión directa, extrusión indirecta, y para
ambos casos la extrusión en caliente para metales (a alta temperatura). En la
extrusión directa, se deposita en un recipiente un lingote en bruto llamado
tocho, que será comprimido por un pistón, al ser comprimido, el material se
forzará a fluir por el otro extremo adoptando la forma que tenga la geometría
del dado.
Ventajas: bajo costo
Flexibilidad.
Alteraciones post-
extrusivas.
Desventajas: variaciones de tamaño
Limitaciones productivas.
Los diferentes usos y aplicaciones del proceso de extrusión
Recubrimiento. Alambre para uso eléctrico y telefónico.
Perfil. Hojas para persianas. Ventanería. ...
Lámina y Película Plana. Películas encogibles. Laminaciones. ...
Monofilamento. Filamentos. ...
Pelletización. Fabricación de compuestos (compounding).
Ventajas y Desventajas
Extrusión Directa
La extrusión directa, también conocida como extrusión delantera, es el
proceso más común de extrusión. Éste trabaja colocando la barra en un
recipiente fuertemente reforzado. La barra es empujada a través del troquel
por un tornillo. Hay un dummy block reusable entre el tornillo y la barra para
mantenerlos separados.
Extrusión indirecta
En la extrusión indirecta, también conocida como extrusión retardada, la
barra y el contenedor se mueven juntos mientras el troquel está estacionario.
El troquel es sostenido en el lugar por un soporte el cual debe ser tan largo
como el contenedor. La longitud máxima de la extrusión está dada por la
fuerza de la columna del soporte. Al moverse la barra con el contenedor, la
fricción es eliminada.
DOBLADO
El doblado de metales es la deformación de láminas alrededor de un
determinado ángulo. Los ángulos pueden ser clasificados como abiertos
(si son mayores a 90 grados), cerrados (menores a 90°) o rectos. Durante
la operación, las fibras externas del material están en tensión, mientras
que las interiores están en compresión. El doblado no produce cambios
significativos en el espesor de la lámina metálica.
El doblado implica la deformación de una lámina metálica o placa
para que adopte un ángulo respecto a un eje recto, en la mayoría de los
casos.
Existen diferentes formas de doblado, las más comunes son:
doblado entre dos formas y doblado deslizante.
Doblado entre formas:
En este tipo de doblado, la lámina metálica es deformada entre un punzón en
forma de V u otra forma y un dado. Se pueden doblar con este punzón desde
ángulos muy obtusos hasta ángulos muy agudos.
Esta operación se utiliza generalmente para operaciones de bajo volumen de
producción.
Doblado Deslizante:
En el doblado deslizante, una placa presiona la lámina metálica a la matriz o
dado mientras el punzón le ejerce una fuerza que la dobla alrededor del borde
del dado. Este tipo de doblado está limitado para ángulos de 90°
Cuando se remueve la fuerza de doblado, la lámina intenta regenerarse gracias
a una propiedad elástica de los metales conocida como memoria, restitución
o recuperación. Esta propiedad no sólo se observa en láminas y placas planas,
sino también en varillas, alambres y barras con cualquier perfil transversal.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL DOBLADO
VENTAJAS:
Mejor precisión, menores tolerancias, mejores acabados superficiales,
posibilidades de obtener propiedades de dirección deseadas en el producto
final y mayor dureza de las partes.
DESVENTAJAS:
Ya que requiere mayores fuerzas porque los metales aumentan su
resistencia debido al endurecimiento por deformación, produciendo que el
esfuerzo requerido para continuar la deformación se incremente y
contrarreste el incremento de la resistencia es un proceso de conformado
sin separación de material y con deformación plástica.
CORTE
Este proceso queda de alguna manera fuera de lugar en nuestra lista
de procesos de deformación, debido a que implica más el corte que
el formado del metal.
En esta operación se corta la pieza usando un punzón y un troquel,.
Aunque éste no es un proceso de formado, se incluye aquí debido a
que es una operación necesaria y muy común en el trabajo de
láminas metálicas. Las formas mas comunes de corte
son cizallado y troquelado.
Cizallado
Operación de corte de
láminas que consiste en
disminuir la lámina a un
menor tamaño.
Troquelado
En el troquelado se cortan
láminas sometiéndolas a
esfuerzos cortantes,
desarrollados entre un punzón
y una matriz,
se diferencia del cizallado ya
que este último solo
disminuye el tamaño de
lámina sin darle forma alguna.
Embutido
El embutido consiste en colocar la lámina de metal sobre un dado y
luego presionándolo hacia la cavidad con ayuda de un punzón que tiene la
forma en la cual quedará formada la lámina.
Ventajas y desventajas
Ventajas
-Las bondades del proceso son extensas ya que permite el formado de placa
metálica.
-Son de larga vida por lo que únicamente se requiere de una inversión inicial para
echar a andar este proceso.
-Las prensas y equipo necesario.
-De manera rápida y con costos relativamente bajos.
Desventajas
Las desventajas de defectos del embutido más comunes son los siguientes:
orejeado, desgarrado, arrugamiento de brida o pestaña, rayado superficial y
arrugamiento en la pared, Los defectos son mayores.
Usos
Predominantemente la industria automotriz y la aeroespacial emplean productos
de lámina de geometrías muy complejas y no solamente provenientes del
embutido-estirado clásico, sino que utilizan las variantes como el estampado en
caliente para obtener piezas de alta resistencia, por ejemplo, los postes para las
puertas de los automóviles o las carcasas que alojan sistemas de transmisión de
los automóviles.

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Procesos de conformacion

  • 1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA CIENCIA Y TECNOLOGÍA INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO SANTIAGO MARIÑO EXTENSIÓN MARACAY PROCESOS DE CONFORMACIÓN Profesor: Integrante: Jaime Zerpa Marcano Migleisy Ing. Industrial Maracay, Edo. Aragua
  • 2. Conformado de metales Finalidad del conformado de metales independientemente sea este en frió o caliente es generar formas útiles como tubos, barras y hojas moldeando los metales, pero conservando su masa y volumen, la importancia de este proceso radica en los múltiples artículos y formas de metal que existen. En este proceso el material es sometido a una deformación plástica, La deformación plástica es el cambio de forma permanente debido a una fuerza mecánica aplicada mayor al límite elástico. Lo que quiere decir que al eliminar esa fuerza, no vuelve a su forma y dimensiones originales.
  • 3. Clasificación de los procesos de Conformación en Frio y Caliente
  • 4. Los Procesos de Conformado según la Temperatura de Trabajo: Se dividen en dos tipos, trabajo en caliente y en frio Conformado en caliente Se define como la deformación plástica del material metálico a una temperatura mayor que la de re cristalización. La ventaja principal del trabajo en caliente consiste en la obtención de una deformación plástica casi ilimitada, que además es adecuada para moldear partes grandes porque el metal tiene una baja resistencia de cadencia y una alta ductilidad. Los beneficios obtenidos con el trabajo en caliente son: mayores modificaciones a la forma de la pieza de trabajo, menores fuerzas y esfuerzos requeridos para deformar el material, opción de trabajar con metales que se fracturan cuando son trabajados en frío, propiedades de fuerza generalmente isotrópicas y, finalmente, no ocurren endurecimientos de partes debidas a los procesos de trabajo.
  • 5. CARACTERÍSTICAS DEL CONFORMADO EN CALIENTE - Mayores modificaciones a la forma de la pieza de trabajo. - Opción de trabajar con metales que se fracturan cuando son trabajados en frío. - Precisión dimensional mas baja. - Utillaje esta sometido a elevados desgastes y consiguientes mantenimientos . - Herramientas especiales que resistan el calor . - Rápida oxidación. - Se requiere menor fuerza y por lo tanto menor tiempo, ya que el material es más maleable. - Ayuda a perfeccionar la estructura granular. - Se eliminan zonas de baja resistencia. - Se eliminan los poros en forma considerable debido a las altas presiones de trabajo.
  • 6. Conformado en Frio Cuando un metal es laminado, forjado, rolado, extruido o estirado a una temperatura debajo de la recristalización el metal es trabajado en frío. La mayoría de los metales se trabajan en frío a temperatura ambiente aunque la reacción de formado en ellos causa una elevación de la temperatura. El trabajo en frío mejora la resistencia, la maquinabilidad, la exactitud dimensional y el terminado superficial del metal. Ventajas - Mejor precisión. - Menores tolerancias. - Mejores acabados superficiales. - Mayor dureza en las partes. Desventajas - Requiere de mayores fuerzas. - Reducción de la ductilidad. - Aumento de la resistencia a la tensión. - Limitado de las operaciones de formado en las partes.
  • 7. La laminación Es un método de conformado deformación utilizado para producir productos metálicos alargados de sección transversal constante. Este proceso metalúrgico se puede realizar con varios tipos de máquinas. La elección de la máquina más adecuada va en función del tipo de lámina que se desea obtener (espesor y longitud) y de la naturaleza y características del metal.
  • 8. El acero laminado en caliente se usa principalmente en: -Edificios metálicos. -Raíles de vías de tren. -Bastidores y otras partes de vehículos pesados. -Calentadores de agua. -Anclajes. -Llantas. -Estructuras de construcción. -Otros usos que no requieren formas precisas. El acero laminado en frío se usa principalmente en: Se usa comúnmente para piezas que requieren conformado en frío, como engarzado, estampado o doblado. Algunos ejemplos son: -Partes de maquinaria (pernos, piñones, engranajes…) -Muebles de metal. -Archivadores. -Mesas. -Tubos de escape. -Sillas. -Electrodomésticos. -Calentadores de agua. -Estanterías y otros productos similares. USOS
  • 9. Laminado en caliente Acero laminado en caliente es acero laminado que ha pasado por el proceso de conformación a una temperatura superior a los 926° C para evitar que se recristalice. Al acero que está por encima de la temperatura de re cristalización se le puede dar forma mucho más fácilmente que al acero más frío, y puede partir de lingotes de material en tamaños mucho más grandes. Laminado en frío: El proceso de laminado en frío se lleva a cabo a temperatura ambiente. A diferencia del proceso de laminación en caliente, produce laminas y tiras con un acabado superficial mejor debido a que no hay presencia de calamina. Además se tienen mejores tolerancias dimensionales y mejores propiedades mecánicas debidas al endurecimiento por deformación.
  • 10. Forjado El proceso de forjado fue el primero de los procesos del tipo de compresión indirecta y es probablemente el método más antiguo de formado de metales. Involucra la aplicación de esfuerzos de compresión que exceden la resistencia de fluencia del metal. En este proceso de formado se comprime el material entre dos dados, para que tome la forma deseada. La mayoría de operaciones de forjado se realiza en caliente, dada la deformación demandada en el proceso y la necesidad de reducir la resistencia e incrementar la ductilidad del metal. Sin embargo este proceso se puede realizar en frío, la ventaja es la mayor resistencia del componente, que resulta del endurecimiento por deformación.
  • 11. Usos Edificios e infraestructuras Equipamiento mecánico Automoción Artículos metálicos Otros transportes Electrodoméstico Equipo eléctrico Mecanizado de piezas de hierro Forja en trabajo en caliente: Ventajas: Las fuerzas requeridas para deformarlo son menores. El material tiene buena soldabilidad y maquinabilidad. Se elimina la porosidad del metal. Desventajas: Existe una rápida oxidación o escamado de la superficie por lo que no es posible manejar tolerancia estrechas. Se produce un alto consumo de energético. Forja en trabajo en frió: Ventajas: Mejora el trabajo superficial por lo que puede laminarse hojas muy delgadas. Distorsiona la forma del grano, mejora su exactitud dimensional, lo que implica tolerancias más estrechas. Se logran mayores velocidades de producción. Desventajas Se requiere aplicar precisiones mayores que en el trabajo en caliente. Se requiere mayor potencia y por consiguiente equipos grandes. Mientras menos dúctil sea el metal menos puede trabajarse en frió Ventajas y desventajas del forjado
  • 12. EXTRUSIÓN La extrusión es un proceso por compresión en el cual el metal de trabajo es forzado a fluir a través de la abertura de un dado para darle forma a su sección transversal. Ejemplos de este proceso son secciones huecas, como tubos, y una variedad de formas en la sección transversal. Los tipos de extrusión dependen básicamente de la geometría y del material a procesar. Existe el proceso de extrusión directa, extrusión indirecta, y para ambos casos la extrusión en caliente para metales (a alta temperatura). En la extrusión directa, se deposita en un recipiente un lingote en bruto llamado tocho, que será comprimido por un pistón, al ser comprimido, el material se forzará a fluir por el otro extremo adoptando la forma que tenga la geometría del dado.
  • 13. Ventajas: bajo costo Flexibilidad. Alteraciones post- extrusivas. Desventajas: variaciones de tamaño Limitaciones productivas. Los diferentes usos y aplicaciones del proceso de extrusión Recubrimiento. Alambre para uso eléctrico y telefónico. Perfil. Hojas para persianas. Ventanería. ... Lámina y Película Plana. Películas encogibles. Laminaciones. ... Monofilamento. Filamentos. ... Pelletización. Fabricación de compuestos (compounding). Ventajas y Desventajas
  • 14. Extrusión Directa La extrusión directa, también conocida como extrusión delantera, es el proceso más común de extrusión. Éste trabaja colocando la barra en un recipiente fuertemente reforzado. La barra es empujada a través del troquel por un tornillo. Hay un dummy block reusable entre el tornillo y la barra para mantenerlos separados. Extrusión indirecta En la extrusión indirecta, también conocida como extrusión retardada, la barra y el contenedor se mueven juntos mientras el troquel está estacionario. El troquel es sostenido en el lugar por un soporte el cual debe ser tan largo como el contenedor. La longitud máxima de la extrusión está dada por la fuerza de la columna del soporte. Al moverse la barra con el contenedor, la fricción es eliminada.
  • 15. DOBLADO El doblado de metales es la deformación de láminas alrededor de un determinado ángulo. Los ángulos pueden ser clasificados como abiertos (si son mayores a 90 grados), cerrados (menores a 90°) o rectos. Durante la operación, las fibras externas del material están en tensión, mientras que las interiores están en compresión. El doblado no produce cambios significativos en el espesor de la lámina metálica. El doblado implica la deformación de una lámina metálica o placa para que adopte un ángulo respecto a un eje recto, en la mayoría de los casos. Existen diferentes formas de doblado, las más comunes son: doblado entre dos formas y doblado deslizante.
  • 16. Doblado entre formas: En este tipo de doblado, la lámina metálica es deformada entre un punzón en forma de V u otra forma y un dado. Se pueden doblar con este punzón desde ángulos muy obtusos hasta ángulos muy agudos. Esta operación se utiliza generalmente para operaciones de bajo volumen de producción. Doblado Deslizante: En el doblado deslizante, una placa presiona la lámina metálica a la matriz o dado mientras el punzón le ejerce una fuerza que la dobla alrededor del borde del dado. Este tipo de doblado está limitado para ángulos de 90° Cuando se remueve la fuerza de doblado, la lámina intenta regenerarse gracias a una propiedad elástica de los metales conocida como memoria, restitución o recuperación. Esta propiedad no sólo se observa en láminas y placas planas, sino también en varillas, alambres y barras con cualquier perfil transversal.
  • 17. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL DOBLADO VENTAJAS: Mejor precisión, menores tolerancias, mejores acabados superficiales, posibilidades de obtener propiedades de dirección deseadas en el producto final y mayor dureza de las partes. DESVENTAJAS: Ya que requiere mayores fuerzas porque los metales aumentan su resistencia debido al endurecimiento por deformación, produciendo que el esfuerzo requerido para continuar la deformación se incremente y contrarreste el incremento de la resistencia es un proceso de conformado sin separación de material y con deformación plástica.
  • 18. CORTE Este proceso queda de alguna manera fuera de lugar en nuestra lista de procesos de deformación, debido a que implica más el corte que el formado del metal. En esta operación se corta la pieza usando un punzón y un troquel,. Aunque éste no es un proceso de formado, se incluye aquí debido a que es una operación necesaria y muy común en el trabajo de láminas metálicas. Las formas mas comunes de corte son cizallado y troquelado.
  • 19. Cizallado Operación de corte de láminas que consiste en disminuir la lámina a un menor tamaño. Troquelado En el troquelado se cortan láminas sometiéndolas a esfuerzos cortantes, desarrollados entre un punzón y una matriz, se diferencia del cizallado ya que este último solo disminuye el tamaño de lámina sin darle forma alguna.
  • 20. Embutido El embutido consiste en colocar la lámina de metal sobre un dado y luego presionándolo hacia la cavidad con ayuda de un punzón que tiene la forma en la cual quedará formada la lámina.
  • 21. Ventajas y desventajas Ventajas -Las bondades del proceso son extensas ya que permite el formado de placa metálica. -Son de larga vida por lo que únicamente se requiere de una inversión inicial para echar a andar este proceso. -Las prensas y equipo necesario. -De manera rápida y con costos relativamente bajos. Desventajas Las desventajas de defectos del embutido más comunes son los siguientes: orejeado, desgarrado, arrugamiento de brida o pestaña, rayado superficial y arrugamiento en la pared, Los defectos son mayores. Usos Predominantemente la industria automotriz y la aeroespacial emplean productos de lámina de geometrías muy complejas y no solamente provenientes del embutido-estirado clásico, sino que utilizan las variantes como el estampado en caliente para obtener piezas de alta resistencia, por ejemplo, los postes para las puertas de los automóviles o las carcasas que alojan sistemas de transmisión de los automóviles.