El punzonado de chapa metálica es un proceso versátil y eficiente que se puede utilizar para crear una amplia variedad de productos. Tanto si es un principiante como un fabricante experimentado, este artículo le ayudará a comprender los conceptos básicos del punzonado de chapa metálica y a producir piezas de alta calidad de forma segura y eficiente.
Esta guía explicará los diferentes tipos de operaciones de punzonado, las ventajas y desventajas, el equipo utilizado y las pautas de seguridad que deben seguirse. Empecemos por definir el proceso.
¿Qué es el punzonado de chapa metálica?
El punzonado de chapa metálica es un proceso de fabricación que utiliza un punzón y una matriz para crear agujeros y otras características en la chapa. El punzón es una herramienta que se presiona en la chapa, mientras que el troquel es una herramienta que soporta la chapa durante el proceso de punzonado. El agujero o la característica se crea presionando el punzón en la chapa metálica y cortándola.
El punzonado de chapa metálica es un proceso muy versátil que se puede utilizar para crear una amplia variedad de agujeros y características en la chapa. Es un proceso relativamente rápido y eficiente, y se puede utilizar para crear agujeros y características de alta calidad.
El punzonado de chapa metálica se utiliza en una amplia variedad de industrias, incluidas la automotriz, aeroespacial, electrónica y electrodomésticos. Es un proceso crítico en la fabricación de muchos productos, como carrocerías de automóviles, componentes de aviones y dispositivos electrónicos.
Características principales de las operaciones de punzonado de chapa metálica
Punzonado y troquel: La herramienta de punzonado presiona la chapa metálica que descansa sobre la cavidad del troquel que se encuentra debajo. Esto corta el material, creando el agujero o la forma deseada.
Máquina de prensado: Se requiere aplicar una gran fuerza para la operación de punzonado, por lo que se utilizan prensas hidráulicas o mecánicas que proporcionan toneladas de presión.
Respuesta rápida: El punzón se mueve hacia arriba y hacia abajo rápidamente, lo que permite una producción rápida. Las punzonadoras modernas funcionan a 100+ golpes por minuto.
Juegos de herramientas y troqueles: Se utiliza una gama de punzones y troqueles estandarizados para producir diferentes tamaños de orificios, persianas, ranuras, muescas y formas personalizadas.
Creación de rebabas: La acción de cizallamiento crea un borde de rebaba elevado a lo largo de la parte superior del orificio que se elimina mediante procesos de desbarbado.
Exactitud y precisión: Las modernas punzonadoras de torreta CNC indexan la ubicación de la hoja y la posición de la herramienta para patrones de orificios repetitivos y precisos.
Alta capacidad de tonelaje: El punzonado de material grueso como la placa de acero requiere prensas clasificadas para el tonelaje máximo para cortar y formar sin fallar.
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¿Para qué se utiliza el punzonado de chapa metálica?
El punzonado de chapa metálica es un proceso rápido y eficiente que se puede utilizar para crear agujeros y características de alta calidad. También es un proceso relativamente económico, lo que lo convierte en una opción rentable para muchas aplicaciones de fabricación.
Estas son algunas de las cosas para las que se utiliza el punzonado de chapa metálica:
- Orificios: Perforación de orificios redondos, cuadrados, ranurados y de otras formas para sujetadores, cableado, tuberías, montaje, etc.
- Rejillas: Patrones de perforación de ranuras u orificios para ventilación, pantallas y efectos estéticos
- Recortes: Formar aberturas más grandes para manijas, ventanas, paneles de acceso o quitar esqueletos de desecho
- Separación de piezas en bruto: La perforación de los recortes internos deja el perfil de pieza en bruto deseado necesario para seguir formando
- Formas: Los punzones producen óvalos, rectángulos, estrellas, letras y perfiles personalizados
- Relieve: Formación de formas detalladas y letras en relieve o empotradas para etiquetas, logotipos, botones y decoraciones
- Perforación: perforación limpia de orificios para plomería, camiones, remolques, chasis electrónicos, gabinetes y paneles
- Conductos: Perforación de orificios de montaje y aberturas de entrada/salida en componentes de conductos de HVAC
- Equipos de audio: creación de aberturas de altavoces, paneles de control, bastidores de equipos y chasis de componentes
- Orificios de drenaje: Patrones de perforación de orificios de drenaje en carcasas de motores, protectores de maquinaria, gabinetes electrónicos, etc.
- Soldadura: Superficies de contacto para soldadura y otros procesos de unión
Industrias que utilizan el punzonado de chapa metálica
El punzonado de chapa metálica es un proceso esencial en la fabricación de muchos productos. Es un proceso versátil que se puede utilizar en una amplia variedad de industrias, incluidas la automotriz, aeroespacial, electrónica y electrodomésticos.
Estos son algunos ejemplos de productos que se fabrican con punzonado de chapa metálica:
- Carrocerías
- Componentes de aeronaves
- Dispositivos electrónicos
- Aparatos
- Mueble
- Dispositivos médicos
- Materiales de construcción
Ventajas y desventajas del punzonado de chapa metálica
El punzonado de chapa metálica es un proceso de fabricación muy versátil y eficiente. Tiene una serie de ventajas, como su velocidad, precisión, repetibilidad y costo. Sin embargo, es importante ser consciente de las desventajas del punzonado de chapa metálica, como su ruido, polvo y problemas de seguridad. Veámoslo.
Ventajas del punzonado de chapa metálica
Rapidez y eficiencia: Es un proceso muy rápido y eficiente. Se puede utilizar para crear una gran cantidad de piezas en un corto período de tiempo.
Versatilidad: Una amplia gama de punzones y matrices disponibles se adaptan a muchas formas y tamaños.
Precisión: Las punzonadoras CNC con cambiadores automáticos de herramientas proporcionan una gran precisión. Se puede utilizar para crear agujeros y operaciones con tolerancias muy ajustadas.
Repetibilidad: Es un proceso muy repetible. Puede ser completamente o semiautomático. Se puede utilizar para crear piezas idénticas una y otra vez.
Costo: Las herramientas de punzonado y troquel son relativamente económicas en comparación con otros procesos. Es una forma rentable de crear productos de alta calidad.
Procesamiento secundario mínimo: Los bordes cortados generalmente no necesitan trabajos de acabado adicionales.
Bajo desperdicio: El punzonado de precisión maximiza la utilización del material con poca chatarra desperdiciada.
Amplia gama de materiales: Puede perforar acero dulce de hasta 1″ de espesor, así como aluminio, acero inoxidable y otros metales.
Baja mano de obra operativa: La operación automatizada de la punzonadora requiere una mano de obra directa mínima.
Desventajas del punzonado de chapa metálica
Ruido: Los puñetazos crean ruidos repetitivos y fuertes. Esto puede ser un problema si el punzonado se realiza en un entorno ruidoso.
Polvo y virutas de metal: Puede crear mucho polvo y virutas de metal. Esto puede ser un problema si el punzonado no se realiza en un área bien ventilada.
Seguridad: Puede ser un proceso peligroso si no se hace correctamente. Es importante seguir las pautas de seguridad al operar equipos de punzonado de chapa metálica.
Creación de rebabas: Requiere el desbarbado de los bordes del orificio superior, agregando un paso secundario, en algunos casos.
Costos iniciales: Se requiere una inversión significativa para obtener equipos de punzonadora.
Habilidad requerida: Se necesitan programadores experimentados para optimizar las secuencias de punzonado.
Atascos ocasionales: Los atascos de material o la rotura de herramientas pueden atascar el proceso. No es muy común, pero puede suceder, principalmente debido a un error humano.
Diferentes tipos de punzonado de chapa metálica
El tipo de operación de punzonado de chapa metálica que se utiliza depende del resultado deseado. Las punzonadoras CNC modernas con cambiadores automáticos de herramientas pueden cambiar fácil y rápidamente entre estos procesos para una producción de alta mezcla. Los principales tipos de punzonado de chapa metálica son:
Perforación: Es el proceso de crear un agujero en la chapa sin eliminar ningún material. El punzón se presiona en la chapa y la corta, pero el material no se elimina. La perforación se usa generalmente para crear agujeros para remaches, tornillos y otros sujetadores.
Blanking: Es el proceso de crear un agujero en la chapa y eliminar el material. El punzón se presiona en la chapa y la corta, y el material se elimina de la chapa. El troquelado se utiliza normalmente para crear piezas individuales, como arandelas y espaciadores, o para recortar formas para crear nuevos perfiles en bruto para su posterior doblado y conformado.
Muescas: Este es el proceso de quitar una pequeña pieza de material del borde de la chapa. Las muescas se utilizan normalmente para crear muescas para pestañas y otras entidades.
Ranurado: Este es el proceso de cortar una ranura larga y estrecha en chapa metálica. El ranurado se usa generalmente para crear ranuras para cableado eléctrico, tuberías de plomería y otros componentes.
Perforación: Es el proceso de crear un patrón de agujeros en la chapa. Perforación de múltiples mini agujeros en patrones para efectos decorativos y drenaje. La perforación se utiliza normalmente para crear elementos decorativos, como persianas y perforaciones.
Relieve: Formar formas detalladas y letras en relieve y/o empotradas en la superficie metálica.
Punción: Hacer un corte parcial hacia adentro que aún deja material conectado a la hoja. Se utiliza para crear pestañas, separadores, etc.
Corte longitudinal: Corte de líneas de corte rectas en chapa metálica para facilitar el plegado.
Estampado: Uso de troqueles perforados con la forma de impresión deseada para estampar información como números de pieza.
Mordisqueo: Usar un juego de punzones y troqueles para «mordisquear» progresivamente el material para cortar formas irregulares.
El proceso de punzonado de chapa metálica
El proceso de punzonado de chapa metálica puede variar según el tipo de operación de punzonado que se realice y la herramienta o máquina que se utilice. Sin embargo, el proceso general es el siguiente:
Diseño: Las ubicaciones y dimensiones de todos los orificios, recortes y formas requeridos se especifican en los planos de ingeniería
Programa: La programación de punzonadoras CNC define la secuencia de herramientas y operaciones. El moderno software CAD/CAM ayuda a la programación
Configuración: Los juegos de punzones y matrices necesarios se instalan en la torreta de la punzonadora en la secuencia programada. Se garantiza una sujeción, lubricación y holgura adecuadas
Carga: El material de chapa plana se carga en la bancada de punzonado y se alinea mediante topes y topes. La sujeción asegura el material
Ajuste: La velocidad del punzón, la profundidad de carrera y otros parámetros se establecen y ajustan para el grosor del material y las herramientas
Ejecución: La punzonadora automatizada realiza ciclos, utilizando la secuencia programada de herramientas para perforar todas las características de las hojas según el diseño
Inspeccionar: Se comprueba la precisión del tamaño del orificio, la ubicación y cualquier defecto de las piezas perforadas
Desbarbado: Las rebabas rugosas del borde superior creadas por el punzonado se eliminan mediante procesos de desbarbado. Se producen piezas limpias
Descarga: Las piezas perforadas terminadas se descargan y se retira la chatarra del esqueleto.
El punzonado de chapa metálica es un proceso relativamente sencillo, pero es importante seguir las directrices de seguridad y utilizar las técnicas correctas para garantizar una operación segura y exitosa. La preparación adecuada de las herramientas, la fijación precisa de las piezas y la supervisión del proceso ayudan a lograr componentes punzonados consistentemente precisos.
En el siguiente vídeo podrás ver una punzonadora de chapa metálica en acción.
Componentes de una punzonadora CNC de chapa metálica
Equipar adecuadamente una estación de punzonado con la maquinaria, las herramientas, los controles y el flujo de manipulación de materiales adecuados es esencial para una producción rentable de perforación. El equipo esencial es la punzonadora. Además de eso, también se necesitan otros equipos.
La punzonadora
El tipo de equipo más común utilizado para el punzonado de chapa metálica es la punzonadora. Una punzonadora es una máquina que utiliza un punzón y un troquel para crear agujeros y otras características en la chapa.
Un punzón es una herramienta que se presiona en la chapa, mientras que el troquel es una herramienta que soporta la chapa durante el proceso de punzonado. El agujero o la característica se crea presionando el punzón en la chapa metálica y cortándola.
Hay dos tipos principales de punzonadoras: mecánicas e hidráulicas. Las punzonadoras mecánicas utilizan un volante para almacenar energía, que luego se utiliza para impulsar el punzón. Las punzonadoras hidráulicas utilizan fluido hidráulico para accionar el punzón. Ambos incluyen controles programables y una gran capacidad de tonelaje.
El resto del equipo
Las piezas clave del equipo utilizado para perforar chapa metálica incluyen:
Juegos de punzones y troqueles: El punzón macho y el troquel hembra proporcionan el perfil de corte con forma para agujeros, persianas, formas, etc.
Portaherramientas: Los portaherramientas estandarizados sujetan de forma segura los punzones y matrices en las torretas y bancadas de la prensa.
Soportes de chapa: Las mesas de acero o los brazos de soporte colocan las piezas en bruto de chapa metálica para una alineación precisa del punzón.
Topes traseros: Las guías ajustables localizan y guían con precisión la colocación de la chapa metálica para una precisión repetitiva.
Abrazaderas: Las abrazaderas de sujeción como tornillos de banco o abrazaderas de palanca fijan la chapa metálica en su posición durante el punzonado.
Lubricación de la herramienta: Se aplica automáticamente aceite o grasa a los juegos de punzones y matrices para reducir el desgaste.
Eliminación de chatarra: Los recortes del esqueleto se extraen de la chapa perforada a través de cintas transportadoras manuales o de chatarra.
Sistema de desbarbado: Los bordes de los orificios cortados se alisan mediante máquinas de desbarbado con cámara, laminación o abrasivo.
Controles programables: El CNC permite programar patrones de punzonado y se integra con software CAD/CAM.
Equipo de seguridad: Las protecciones, las barreras de concienciación y las paradas de emergencia garantizan la seguridad del operador alrededor de las prensas de alta fuerza.
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Directrices de seguridad para el punzonado de chapa metálica
El estricto cumplimiento de los protocolos, la capacitación y los procedimientos de seguridad de la punzonadora previene lesiones graves por aplastamiento y amputación. Estas son algunas pautas de seguridad recomendadas para las operaciones de punzonado de chapa metálica:
Protección de la máquina: Todas las áreas accesibles de la punzonadora deben tener protecciones y barreras para evitar el contacto accidental con las piezas móviles. Los protectores deben estar enclavados con la fuente de alimentación.
Botones de parada de emergencia: Los botones de parada de emergencia deben estar claramente identificados, ser de fácil acceso y detener inmediatamente el funcionamiento cuando se activan.
Bloqueo/etiquetado: Se deben seguir los procedimientos de bloqueo y etiquetado antes de cualquier mantenimiento, servicio, cambios de herramientas o inspecciones.
Expulsión de piezas: Las piezas deben expulsarse de forma segura en un contenedor y lejos del operador. Los kickers y knockouts ayudan a despejar las piezas de forma segura. Tenga cuidado al retirar la chapa de la punzonadora. Los bordes afilados del orificio pueden causar cortes.
Guantes prohibidos: Los trabajadores nunca deben usar guantes debido al riesgo de que sean atrapados por la prensa.
Ayudas para la alimentación de la prensa: El uso de brazos de apoyo, escaleras de tijera o ayudas ergonómicas para la elevación protege a los trabajadores del estiramiento excesivo o de lesiones en la espalda al cargar las hojas.
Reducción del ruido: Requiere protección auditiva ya que el punzonado genera niveles de ruido muy altos que superan los 85db.
Mantenimiento de punzones y troqueles: Las herramientas deben estar debidamente aseguradas, alineadas y reemplazadas cuando estén excesivamente desgastadas.
Limpieza: Mantenga el área de perforación limpia y libre de escombros.
Capacitación del operador: Todos los trabajadores deben recibir una amplia capacitación en operación, configuración y mantenimiento seguros de la prensa.
Preparación del operador: Nunca opere una punzonadora bajo la influencia del alcohol o las drogas.
Inspecciones de seguridad: Realice inspecciones de seguridad periódicas de las punzonadoras y las áreas de trabajo. Contar con un plan de seguridad por escrito para las operaciones de punzonado de chapa metálica.
Cumplimiento de OSHA: Cumplir con todas las regulaciones aplicables de OSHA 1910.217 y 1910.212.
Punzonado de chapa metálica: En conclusión
El punzonado de chapa metálica es un proceso de fabricación versátil y eficiente que se puede utilizar para crear una amplia variedad de productos. Hoy en día, hay equipos disponibles que hacen que este proceso sea muy simple y seguro.
Durante décadas hemos ayudado a las empresas a establecer operaciones de punzonado de chapa metálica. No dude en ponerse en contacto con nosotros lo antes posible para empezar.
