Servicio de procesado de lámina metálica

La fabricación y el servicio de procesado de lámina metálica han existido desde hace un tiempo; debido a los avances tecnológicos actuales, la dificultad de dar forma al metal ha disminuido y el mercado ha crecido a un valor de servicio comercializable en todo el mundo de 14 800 millones de dólares estadounidenses en 2020, con un valor de producto de alrededor de 265 000 millones de dólares estadounidenses. A pesar de las interrupciones de la cadena de suministro de la nueva década, el mercado está preparado para seguir experimentando una tasa de crecimiento del 2,6 %. Esto hace que sea más imperioso adaptarse al aumento del coste de las materias primas, al mismo tiempo que aumenta la productividad de los productos fabricados.

El coste de la fabricación de láminas metálicas se divide en dos partes, el material y la fabricación. En lo que respecta al coste del material, el acero constituye más de la mitad del material utilizado para la lámina metálica. Hay varios grados de acero, siendo el grado 304 el más común, que proporciona un equilibrio entre la conformabilidad y la soldabilidad sin dejar de ser resistente a la corrosión. Otros grados de acero varían en propiedades tales como la resistencia al calor, la resistencia a la corrosión, la fuerza y la conformabilidad con todos estos factores y otro que afectan el coste.

El aluminio constituye aproximadamente un tercio de todos los materiales de lámina metálica. Su flexibilidad y rentabilidad lo convierten en un candidato popular para la fabricación, a pesar de no ser tan resistente como el acero. El acero suele ser más adecuado para los materiales de construcción y otros candidatos en los que la resistencia y la densidad son factores importantes, mientras que el aluminio es adecuado para los productos que requieren ahorro de peso y al mismo tiempo mantienen la estructura, como aviones y automóviles. Otros materiales utilizados en las láminas metálicas incluyen el cobre, el latón, el titanio, el cobalto, el tungsteno, entre otros.

El otro componente crítico en la elección del material es el espesor, más conocido como el calibre. Cuanto menor sea el calibre, más grueso será el material y más pesado será, lo que variará entre los tipos de material. Cuanto mayor sea el calibre, más delgada será la lámina que tendrá un menor coste y será más maleables. Lo mejor es ceñirse a los calibres comunes, ya que el grosor de la lámina personalizada fuera de los calibres comunes aceptados incurrirá en un coste mayor. Mantener un solo calibre tanto como sea posible también reduce el coste. Buscar el asesoramiento de expertos es la mejor solución para encontrar qué material funcionará mejor para una aplicación determinada y losexpertos de Dassault Systemes pueden ofrecer presupuestos para cortar y formar el aluminio y el acero.

Reducir la complejidad es una regla general simple en el diseño de cualquier producto para reducir el coste, y este principio es válido en la fabricación de láminas metálicas. El uso de pliegues simples dentro del diseño reduce el coste, con ángulos de doblado que son iguales o mayores que el radio del calibre de la lámina. Es crucial tener en cuenta la cantidad máxima de fuerza de flexión y el margen de flexión que puede tomar un material, ya que superar estos límites no solo puede afectar la compostura del producto fabricado, sino también la rotura y el desperdicio de material. Estos pliegues deben tener un radio constante y una orientación uniforme para evitar mover y reorientar la pieza durante la fabricación. En calibres más gruesos, se deben evitar los pliegues pequeños, ya que pueden ser imprecisos y difíciles de formar.

La simplificación también se aplica a los métodos de manipulación de materiales en sí. El coste de mano de obra aumenta cada vez que se mueve la lámina metálica de una máquina a otra, se introducen diferentes pliegues, curvas y cortes y se agrega un paso en el proceso. Se puede introducir la automatización en el proceso de fabricación no solo para eliminar pasos innecesarios, sino también para reducir los puntos de error en los que errores costosos pueden desperdiciar material.

La manipulación del material para darle forma, ya sea plegando, laminando, formando, expandiendo o estampando el material, depende de sus tolerancias. La cantidad necesaria de tolerancias estrictas debe limitarse para reducir los costes. Puede que las tolerancias estrictas en algunos diseños no permitan tanta flexión y requieran la necesidad de dividir un diseño en varias partes y exijan que se sujeten, atornillen o suelden juntas. Consulte una guía, como esta, o a un experto sobre las tolerancias dadas de un metal en particular según su calibre.

El software actual de CAD ofrece la poderosa ventaja de poder aplicar todas estas técnicas y más cuando se elaboran diseños inicialmente. Esto no solo optimiza aún más la calidad y la durabilidad del producto final, sino que también reduce los costes de fabricación entre un 40 % y un 60 %. SOLIDWORKS de Dassault combinado con las herramientas de 3DEXPERIENCE permite la correlación entre las dimensiones, los pliegues, las curvas, los cortes y otras características del diseño de la pieza de lámina metálica y las propiedades del material planificado y el propio espesor. El software en sí también es capaz de aplicar estas propiedades a la aplicación final del diseño para medir la resistencia a la tracción, la geometría y la operabilidad con otros materiales, fuerzas y tensiones.

Muchas de las herramientas para ayudar a reducir los costes ya están integradas en SOLIDWORKS. La herramienta CostingManager puede ayudar a estimar no solo el material, sino también las operaciones de plegado, corte, soldadura y otras deformaciones que incurrirán en el coste total de producción, lo que permite un mayor control y gestión del diseño para equilibrar los costes. Otras herramientas que permiten alternar entre diseños de láminas metálicas plegadas y desplegadas ofrecen una mejor representación visual, así como puntos de dibujo y edición en un diseño de pieza. A través de la preparación de fabricación colaborativa, otros expertos, miembros del equipo y socios pueden profundizar en los diseños y proporcionar información, todo en la misma interfaz.

Gran parte de esto está automatizado e interoperable con otros formatos de diseño, aplicaciones y otros puntos de datos para agilizar aún más el proceso de diseño de láminas metálicas. Otros complementos como SheetMetalWorks ayudan a calcular aún más los puntos de reducción de costes. El 80 % del tiempo de diseño se reduce a través de comandos y cálculos que eliminan automáticamente los errores de diseño. La capacidad de realizar un seguimiento de los costes, la tolerancia y los cálculos y errores de plegado en tiempo real ha dado a los diseñadores una mayor flexibilidad para optimizar los diseños de lámina metálica sin los cálculos, los rediseños y la creación de prototipos de ensayo y error que tanto tiempo se esperaban en el pasado.