Encofrado: Ventajas e inconvenientes

Conformado es el término que designa un amplio conjunto de procesos de fabricación en los que se altera la forma de una materia prima para convertirla en un producto. Este proceso también se denomina "deformación plástica", la distorsión permanente que se produce cuando un material se somete a diversos métodos, como flexión, compresión, torsión o esfuerzos de tracción. Estas tensiones hacen que el material se doble, tuerza, pandee, cizalle, alargue o comprima. Otro término común en la fabricación es "conformado de metales". Estas operaciones se utilizan habitualmente para productos de los sectores aeroespacial, automovilístico, de la construcción y otras áreas de fabricación.

La creciente adopción de maquinaria automatizada, incluidos los cambiadores de herramientas, la robótica y los sistemas automatizados de manipulación de materiales, ha mejorado la calidad y la eficiencia en el sector del conformado de metales. Este aumento en la utilización de la tecnología ha permitido una mayor flexibilidad y capacidad de respuesta del mercado. Como resultado, se prevé que el sector del conformado de metales crezca en un futuro previsible.

Los procesos de conformado para la fabricación de metales suelen caracterizarse por tres tipos de operaciones. Son el conformado de chapa, el conformado a granel y el conformado de polvo metálico.

El conformado de chapas metálicas suele utilizar prensas hidráulicas para conformar piezas con fuerza de cizallamiento o tracción. Para deformar plásticamente el metal, deben utilizarse fuerzas significativamente superiores al límite elástico de los materiales metálicos. En las operaciones se incluyen procesos adicionales como el doblado, el prensado y el cizallado.

El conformado de chapa incluye lo siguiente:

• Doblado - Esta operación utiliza una matriz para presionar el material y crear un ángulo determinado.
• Curvado - Este proceso de la chapa metálica suaviza los bordes afilados y rugosos del material.
• Embutición profunda: esta operación, también denominada "embutición en copa", coloca el material sobre una matriz hueca en forma de copa y un punzón fuerza el material en la cavidad de la matriz hasta que el material adopta la forma de la cavidad del utillaje.
• Hidroconformado - Este proceso utiliza fluido hidráulico a alta presión para conformar materiales en una matriz con la forma deseada. Los materiales más comunes son el aluminio, el latón, el cobre, el acero y el acero inoxidable.
• Cizallado - Este proceso utiliza una prensa con utillaje para cortar el metal debido a la fuerza ejercida.
• Estirado - El conformado por estirado es un proceso que dobla y estira simultáneamente el material sobre una matriz. El resultado son contornos suaves y sin arrugas.

Las operaciones de conformado a granel se utilizan cuando la relación volumen del metal es superior a la superficie. Los materiales tienen una baja relación superficie/volumen. El proceso de bulk-forming también funciona debido a diferentes fuerzas, como la fuerza de cizallamiento y la combinación de fuerza de tracción y compresión. 

El bulk-forming incluye estos procesos

• Proceso de extrusión - El metal se calienta a altas temperaturas para convertirlo en un fluido que luego se comprime en una matriz para formar las piezas.
• Proceso de forja - El metal se calienta a temperaturas más altas, se coloca en una matriz y utiliza una fuerza de compresión para dar forma a la pieza. En este proceso se utilizaba inicialmente un martillo para comprimir el metal y darle forma.
• Proceso de laminado - Este proceso utiliza dos o más rodillos que alimentan el material de la placa de metal para reducir el grosor de la placa de metal y crear un acabado de superficie lisa. El metal no se retira, sino que se desplaza; la anchura del material aumenta a medida que disminuye el grosor.
• Prensado - Una matriz calentada forma una pieza a partir de metal fundido colocado en un lado de la matriz. A medida que se aproxima a la solidificación, el otro lado de la matriz se coloca sobre la primera pieza y se ejerce una fuerza de compresión. Una vez solidificada, la pieza acabada se retira de las matrices.
• Trefilado de alambre - Este proceso es similar a la extrusión, salvo que el material se tira a través de una matriz para asumir el área transversal de la abertura de la matriz. Esta operación se utiliza para alambre y barras.

El conformado de metal en polvo es un proceso popular que utiliza polvos metálicos fundidos para crear productos más complejos. Suele realizarse con equipos controlados por ordenador y herramientas complejas. Estos métodos suelen prescindir de operaciones adicionales como mecanizado, pulido, rectificado, etc.

Algunos ejemplos son las siguientes operaciones:

• Moldeo por extrusión de polvo - El polvo se comprime a través de una abertura más pequeña de la matriz después de adoptar la forma de ésta.
• Forja de polvo - Se trata de un proceso en el que una pequeña cantidad de metal se calienta y se fuerza a través de la abertura de una matriz para crear una pequeña pieza de metal en forma de polvo.
• Moldeo por inyección de polvo: una mezcla de polvos metálicos y un aglutinante como la cera se somete a compactación con un tornillo para crear presión. El material acabado sale por la abertura de la matriz habiendo adoptado su forma.

Los materiales más utilizados en los procesos de conformado de metales incluyen materiales ferrosos, como aceros de bajo contenido en carbono, y materiales no ferrosos, como aluminio, cobre y aleaciones similares.

El conformado de metales ha sido muy popular en la fabricación desde la revolución industrial. A continuación se enumeran algunas de las muchas ventajas del conformado de metales:

• Formas del material - Se adapta a una gran variedad de formas de materiales, desde chapas metálicas hasta tubos.
• Desechos - Los desechos suelen ser mínimos, si es que existen, con poca o ninguna disipación de materias primas.
• Sencillez y eficacia: los métodos probados y auténticos han perfeccionado los procesos durante muchas generaciones. La robótica y la automatización mejoran aún más los índices de producción, la eficacia y la calidad.
• Resistencia - El proceso de conformado refuerza los productos y mejora las propiedades mecánicas generales de los artículos.
• Utillaje - El utillaje suele ser barato, sencillo y versátil.
• Variedad - Estos procesos se utilizan para fabricar una gran variedad de formas.

Nota: la automatización permite alcanzar altos niveles de calidad y productividad al eliminar los errores humanos.

Las desventajas del conformado de metales pueden incluir los siguientes elementos:

Tolerancias - Las tolerancias pueden experimentar variaciones significativas, especialmente con los espesores.
Limitaciones de espesor - Existen limitaciones de espesor en estos procesos.
Coste de fabricación - el tiempo de ciclo puede ser más lento, el equipo tiene unos requisitos de potencia elevados y los costes de equipo y utillaje son altos.