Procesos de conformado

República bolivariana de Venezuela
Ministerio del poder popular para la educación superior
Instituto universitario politécnico
“Santiago Mariño”
Extensión Maracaibo
Cátedra: tecnología de los materiales
Procesos de conformado
Realizado por:
Dayelin González
28.455.459
Escuela:46

Procesos de conformado
Los procesos de conformado de metales determina la forma de utilizar las máquinas
de manera más eficiente y productiva que existe actualmente, abarca un extenso
grupo de procesos de fabricación (manufactura), en los cuales se usa la
deformación plástica para alterar las siluetas o formas de las piezas metálicas.
En los procesos de conformado las herramientas, generalmente dados de
conformación, ejercen esfuerzos sobre la pieza de trabajo que las obligan a tomar la
forma de la geometría del dado.
Todos los metales que son sometido al cambio de su forma o conformado, debe de
conocer la zona de comportamiento plástico para así superar su limite de fluencia
para que la deformación de tal metal sea permanente y se obtenga la forma o silueta
que se desee, todos los metales o materiales se le aplican esfuerzos superiores a
sus limites elásticas para que así aumente de forma paralela los limites de la
ductilidad.

Procesos de conformación en caliente
Se define como la deformación plástica del material metálico a una temperatura
mayor que la de recristalización. La solidificación que se produce durante el
conformado va acompañada de procesos paralelos de recuperación y
ablandamiento durante y después de la etapa de conformado.
El proceso de conformado en caliente sigue los siguientes pasos: Calentamiento en
el horno, traslado del horno hasta la prensa, sobre la herramienta de embutición,
conformado plástico en caliente y templado con herramienta cerrada.
Las características principales del trabajo en caliente son: La forma de la
pieza se puede alterar significativamente, se requiere menor potencia para
deformar el metal, opción de trabajar con metales que se fracturan cuando
son trabajados en frío, no se produce fortalecimiento de la pieza, precisión
dimensional más baja, mayores requerimientos de energía, oxidación de la
superficie de trabajo, las herramientas están sometido a elevados
desgastes y consiguientes mantenimiento.

Procesos de conformación en frio
Los procesos de conformación en frio son aquellas que se realiza a temperatura
inferior a la recristalización. No obstante, se puede utilizar energía térmica junto con
la mecánica, solo basta con que su efecto no provoque cambios esenciales en la
estructura cristalina. Este trabajo ocurre al aplicar un esfuerzo mayor que la
resistencia de cedencia original de metal, produciendo a la vez una deformación.
Entonces cuando mayor sea la deformación producida, mayor ha de ser la fuerza
aplicada para que continúe deformándose. Este fenómeno se conoce como
endurecimiento por deformación en frio y es utilizado en la practica para aumentar la
resistencia de los metales a base de una perdida de ductilidad.
Cuando se trabaja en frío los cambios resultantes en la forma del material
trae consigo marcas en la estructura de grano. Los cambios estructurales
producen fragmentaciones del grano, movimientos de átomos y distorsión
de la malla.
Los procesos de conformando posee las siguientes características:
Mejor precisión, menores tolerancias, mejores acabados superficiales
mayor dureza de las partes, requiere mayor esfuerzo.

Clasificación de los procesos de conformado
Procesos de
conformado
Operaciones
de formado o
preformado
Doblado
Operaciones de
deformaciones
volumétricas
Trefilado
Forjado
Embutido
Corte Laminado Extrusión
Cizallado Troquelado

 Operaciones de formado o preformado: Los procesos de conformado de
láminas son operaciones realizadas en láminas, tiras y rollos, realizadas a
temperatura ambiente con sistemas de punzones y dados. Las operaciones de
láminas metálicas se ejecutan siempre en frío y se utiliza un juego de
herramientas llamadas punzón y troquel. El punzón es la porción positiva y el
troquel es la porción negativa del juego de herramientas. Algunos de ellas son:
operación de doblado, corte y embutido.

 Proceso de 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 dos 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.

 Proceso de corte: 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. Para hacerlo el
metal es sometido a dos bordes cortantes, como se
muestra en la siguiente imagen

▬ Troquelado: En el procesos de 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. El producto terminado del troquelado
puede ser la lámina perforada o las piezas recortadas.
 Proceso de embutido: Consiste en colocar la lámina de metal sobre un dado o
matriz y luego presionándolo hacia la cavidad con ayuda de un punzón que tiene la
forma en la cual quedará formada la lámina. El número de etapas de embutición
depende de la relación que exista entre la magnitud del disco y de las dimensiones de
la pieza embutida, de la facilidad de embutición, del material y del espesor de la
chapa.

 Operaciones de deformaciones volumétricas: Los procesos de deformación
volumétrica se caracterizan por deformaciones significativas y grandes cambios de
forma, y la relación entre el área superficial y el volumen de trabajo es
relativamente pequeña. Los procesos de deformación de bloques se realizan en
operaciones de trabajo en frío y en caliente. El trabajo en frío se realiza cuando
hay necesidad de mejorar las propiedades mecánicas o alcanzar un buen acabado
superficial. El trabajo en caliente se requiere cuando se involucra la deformación
volumétrica de grandes piezas de trabajo La forma del trabajo inicial para estos
procesos incluye tochos cilíndricos y barras rectangulares.

 Proceso de laminado: El laminado es un proceso de deformación en el cual
el metal pasa entre dos rodillos, que giran apretando y halando la pieza entre
ellos, de tal manera el metal o material se comprime. El resultado del laminado
puede ser la pieza terminada (por ejemplo, el papel aluminio utilizado para la
envoltura de alimentos y cigarrillos), y en otras, es la materia prima de
procesos posteriores, como el troquelado, el doblado y la embutición.

Proceso de 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.

Proceso de 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. Consiste en forzar al metal (contenido en una
cámara de presión) mediante un embolo a salir a través de una matriz formadora
especial, que determina la sección transversal del producto. Este emerge como
una barra continua que se corte a la longitud deseada. Ejemplos de este proceso
son secciones huecas, como tubos.
Existe el proceso de extrusión directa, extrusión indirecta, y para ambos casos la
extrusión en caliente para metales (a alta temperatura).

Proceso de trefilado: Es la operación de conformación en frío, la cual consiste
en reducir la sección de un alambre o varilla haciéndolo pasar a través de un
orificio cónico practicado en una herramienta llamada hilera, dado o trefilas de
carburo de tungsteno cuyo diámetro es paulatinamente menor.
El trefilado se realiza a temperatura ambiente y se trata de un proceso multipaso a
través de hileras colocadas en serie. una vez que ya ha salido el material de la
hilera, se le somete a operaciones de enderezamiento, eliminación de tensiones y,
a veces, algunos tratamientos isotérmicos para conseguir mejoras en las
características mecánicas del producto.

Aplicación de los procesos de conformado
Proceso de doblado: Es utilizado para doblar, formar, rebordear, repujar,
desbarbar y punzonar lámina metálica de bajo calibre, obteniendo asi laminas,
chapas, tubos y varillas.
Proceso de corte: Se obtiene la división de un material o chapa en dos partes, o
la perforación de este.
Proceso de embutido: Se obtiene piezas de forma de copa y otras formas
huecas más complejas, por ejemplos: Tapas, latas de cerveza o gaseosa,
tanques de gasolina.
Proceso de laminado: Permite la reducción de espesor de un material, dando
productos acabados, como perfiles de construcción, railes, tubos,...

Aplicación de los procesos de conformado
Procesos de forjado: Se logra un material en distintas formas, que se moldea,
perfecciona y mejore sus propiedades mecánicas; ejemplo, bielas, cigüeñales,
ejes, rejas, barandillas, cabezas de tornillos y pernos, remaches, clavos,…
Proceso de extrusión: Se adquiere material en forma de lamina o películas, es
decir una sección transversal, tales como hojas plásticas, tubos, manguera,
filamentos y pellets
Proceso de trefilado: Se consigue material en forma de alambre, algunos
productos acabados son: cables y alambres de distintos metal o aleación.

Ventajas de los procesos de conformado
Ventajas en procesos de conformación en caliente:
• Permite obtener la misma deformación que en frio con menos esfuerzos.
• Puesto que se produce simultáneamente la deformación y la recristalización, es
posible obtener:
Un grano mas fino, materiales mas blandos, aumento de la resistencia al impacto,
ausencia de tensiones residuales, estructura mas uniforme (las impurezas se
elimina fluyendo al exterior del material), se puede obtener grandes
deformaciones.
• Alta ductilidad.
• Mayor densidad.
• Estructura fibrosa y, por tanto, una mejor resistencia mecánica en la dirección de
la fibra.

Ventajas de los procesos de conformado
Ventajas en procesos de conformación en frio:
• Mejores superficies y tolerancias dimensionales.
• Mejores propiedades mecánicas (resistencia).
• Mejor reproducibilidad.
• Confieren al material anisotropía (en caso de que esta característica suponga
una ventaja para la aplicación de que se trate).
• Mayor dureza de las partes.
• Mejor precisión.
• Posibilidades de obtener propiedades de dirección deseadas en el producto final.
• Distorsiona la forma del grano.

Desventajas de los procesos de conformado
Desventajas en procesos de conformación en caliente:
• Oxidación rápida (esto es, formación de escamas, dando por resultados
superficies rugosas).
• Tolerancias relativamente amplias (2-5%) debido a las superficies rugosas y
dilataciones térmicas.
• La maquinaria es costosa y requiere mantenimiento considerable.
• Produce un alto consumo energético.
• No se pueden mantener tolerancias estrechas.

Desventajas de los procesos de conformado
Desventajas en procesos de conformación en frio:
• Mayores necesidades de fuerza y energía debido al endurecimiento por
deformación (equipo mas pesado y potente).
• Reducción de la ductilidad.
• Se produce anisotropía en el material (en caso de que sea una circunstancia
desfavorable).
• Incremento de la deformación.
• Y es necesario que la pieza de partida presente superficies limpias.
• Aumento de la resistencia a la tensión.

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