Básicamente, la estampación metálica es un proceso o técnica industrial que se realiza mediante el uso de planchas de compresión, entre las cuales ocurre la deformación/transformación de metales, dando como resultado diversos elementos de índole decorativa, chapas identificativas, monedas, piezas utilitarias, herramientas, entre otros.
Estampaciones JOM, en un esfuerzo por acercar a sus clientes y familiarizarlos con los conceptos y procedimientos aplicados, explica que, sobre dichas planchas de compresión, se aplica una carga, ya sea de manera progresiva (a velocidades moderadas o bajas), de forma constante, utilizando una misma fuerza para lograr el resultado deseado, con prensas o martinetes de acción repetitiva. Uno de los moldes o planchas, dependiendo del trabajo a realizar, pueden deslizarse a través de una guía (en el caso del martillo o la estampa superior), mientras que la otra se mantiene fija o estática (refiriéndose al yunque o estampa inferior).
¿Cómo es el proceso de estampación en frío?
La estampación metálica tiene como objetivo principal transformar el metal en función de una necesidad en específico, algunas de ellas están relacionadas a las bajas temperaturas, por lo que este apartado lleva por nombre estampación industrial en frío.
Para llevar a cabo la estampación en frío, en principio es necesario que los elementos a manipular o transformar, se encuentren a temperaturas muy bajas. Este procedimiento se realiza sobre láminas o chapas de espesores uniformes o menores a los que se utilizan en el trabajo en caliente que, con presencia del frio o ausencia del calor, permite deformar el material de forma menos agresiva, obteniendo resultados a través de otras técnicas más específicas como el punzonado, cortes de piezas de chapas, deformación por estiramiento, curvado y plegado y la obtención de materiales huecos.
El troquelado dentro del estampado en frío
Entre las variantes del estampado en frío se encuentra el troquelado. El troquel es una herramienta muy utilizada en el estampado en frio que permite, con ayuda de una prensa, realizar operaciones como: doblado, picado, perforaciones, embutido, marcado, entre otras técnicas, por medio del punzador y matriz.
Existen 3 tipos de troqueles, según el mecanismo empleado para realizar el trabajo. Los hay simples (de una sola operación), compuestos (de dos o más operaciones) y están los progresivos que funcionan en secuencia y por etapas.
Principales operaciones de estampado en frío
Los materiales como el latón, la plata, el oro, el aluminio (magnesio) o el acero (con una baja aleación) para el estampado en frío deben cumplir con ciertos requerimientos para aplicar el procedimiento, pues se necesitan de una superficie libre de irregularidades, sin perforaciones, de un grosor uniforme a lo largo de la chapa.
Con una chapa plana se puede realizar la embutición que la perfora en zonas específicas según el uso que se le vaya a dar a los agujeros de la chapa. Otro tipo de técnica es la deformación por flexión, aquí se modificará la forma que va a tener el material ya sea curvado, enrollado o plegado.
Embutición y estampado en frío en Estampaciones JOM
Básicamente, el proceso de embutición dentro del estampado en frío se define como una técnica de conformado que ocurre al combinar dos condiciones específicas: la de tracción y de compresión. Por lo general, para este tipo de proceso se utiliza una chapa metálica plana, que es conformada dentro de un cuerpo hueco abierto por uno de sus laterales.
La embutición puede dividirse en tres grandes tipos, como lo son la embutición con herramientas, la realizada con recursos activos y por ultimo aquella hecha con energía activa. Tomando en cuenta lo expuesto anteriormente, en la industria automotriz, la embutición se lleva a cabo con herramientas rígidas bastante comunes en el estampado en frío: el punzón, la matriz y el pisador.
Para ejecutar el proceso, el pisador cierra una vez que se ha insertado el formato de chapa a trabajar. Seguidamente, la chapa se sujeta entre la matriz y el pisador. Esta técnica reduce el flujo de entrada de material durante la embutición y además evita a toda costa las arrugas bajo el pisador. Luego, el punzón forma la chapa deslizándola sobre el radio de la matriz y la conforma dentro de ella. La cantidad de fuerza necesaria en el punzón para el conformado aumenta continuamente hasta el punto muerto inferior del punzón.
Más especificaciones a considerar de la embutición
Tomando en cuenta que en la embutición no tiene que haber necesariamente una reducción del espesor de la chapa metálica, es prudente considerar que el conformado de la misma se consigue con el estiramiento puro de la chapa metálico con el resultado de una disminución mínima en su espesor. Por otro lado, el conformado por estiramiento se usa ampliamente para el conformado de piezas ligeramente curvas con poca profundidad de embutido, como son el caso de techos y puertas para carrocerías.
Llevando todas estas consideraciones a la práctica en sí dentro del estampado en frío, la elaboración de carrocerías automotrices complejas, implican una combinación de estiramiento y embutición, ya que es necesario estirar la chapa metálica tanto como sea posible sin llegar a alcanzar los límites del material, evitando a toda costa las roturas o arrugas que entorpezcan el resultado final.
Deformación y transformación del metal en el estampado en frío
La deformación del metal, básicamente se refiere al cambio o transformación de tamaño y forma que sufre un cuerpo en virtud a esfuerzos internos producidos por una o más fuerzas aplicadas sobre él, y en el caso del estampado en frío, se incluye influencia de la dilatación térmica o cambio de temperatura. A diferencia de otras alternativas industriales, esta técnica, entre otras ventajas, reduce considerablemente la cantidad de residuos dejados, por lo que el ahorro del material es mayor.
Para llevar acabo este proceso, no es estrictamente necesario aplicar o llevar el material a temperaturas por debajo de los cero grados (0°C), pues también son aplicables a temperatura ambiente. La deformación del estampado en frío, es una de las más demandadas, no solo por el ahorro energético al no tener que calentar el material, sino por las propiedades mecánicas y los detallados acabados que pueden obtenerse.
Otras consideraciones relevantes de la estampación en frío
Es importante saber que para este tipo de estampación se requiere acero (de baja aleación) y aleaciones de aluminio (preferiblemente el magnesio sin agregados de cobre), la plata o el latón, e incluso el oro, es decir, aquellos materiales dúctiles y maleables.
Entre las principales operaciones del estampado metálico en frío, se encuentran: la troquelación, que varían entre operaciones manuales o prensas de gran potencia; dicho proceso, a su vez, se divide entre el punzonado (realización de agujeros sencillos o complejos), corte (separación de piezas de una chapa de gran tamaño) o acuñación (grabado o estampación de distintivos sobre el material a intervenir).
También se incluye la embutición, y la deformación del material a través de la flexión entre las planchas (curvado, plegado o arrollado).