Qué es la fabricación de metales: Tipos, procesos y aplicaciones
La fabricación de metales transforma metales en bruto o semiacabados en productos finales mediante corte, conformado y moldeado. El proceso comienza con materias primas que cortamos, doblamos y unimos para fabricar piezas acabadas para usos decorativos, industriales y estructurales.
Proyectos a gran escala, como plataformas de perforación petrolífera, barcos y puentes, así como componentes más pequeños, como motores, e incluso joyas, se fabrican con metales.
Este artículo presenta la definición, las ventajas y desventajas, los procesos, los principales tipos y las aplicaciones de la fabricación de metales, ¡siga leyendo!
Ventajas e inconvenientes de la fabricación de metales
La fabricación de metal tiene numerosas ventajas que la convierten en una opción popular para una amplia gama de industrias. Del mismo modo, también tiene inconvenientes, por lo que a continuación le presentamos una comparación detallada de estas ventajas y desventajas.
Ventajas de la fabricación de metales
Alta resistencia: Los productos metálicos suelen ser muy resistentes y duraderos, por lo que son adecuados para aplicaciones de carga o de gran esfuerzo.
Alta precisión: Las técnicas modernas, como el mecanizado CNC, permiten una precisión de micras, lo que las hace idóneas para piezas de precisión en la fabricación aeroespacial y de dispositivos médicos.
Buena conductividad eléctrica y térmica: Ideal para aplicaciones de electrónica, transmisión de potencia e intercambio de calor.
Alta maleabilidad: Puede adoptar formas complejas mediante forja, fundición, estampación, etc.
Reciclabilidad: Los metales pueden fundirse y reutilizarse, lo que los hace ecológicos y eficientes en el uso de los recursos.
Amplia aplicabilidad: Se utiliza en industrias como la construcción, automoción, aeroespacial, robótica, semiconductores, etc.
Contras de la fabricación de metales
Coste elevado: Las materias primas, los equipos y las técnicas de procesamiento son caros, especialmente las aleaciones de alto rendimiento como el acero, el aluminio 7075, el titanio, el invar, la estelita y el kovar.
Difícil de procesar: Algunos metales, como el titanio y el tungsteno, son extremadamente duros y requieren herramientas y técnicas especializadas, lo que aumenta la dificultad de producción y reduce la eficacia.
Peso pesado: Muchos metales (acero) tienen una densidad elevada, lo que aumenta los costes de envío y montaje..
Propenso a la corrosión: Algunos metales (hierro) son propensos a la oxidación y la herrumbre, por lo que requieren un tratamiento adicional de la superficie, como la galvanoplastia y la pintura.
Alto consumo de energía: Procesos como la fundición y la forja requieren altas temperaturas y presiones, lo que consume una cantidad considerable de energía.
Cuestiones de seguridad: El procesamiento puede implicar altas temperaturas, virutas de metal o humos tóxicos, lo que exige estrictas medidas de seguridad.
Nuestra experiencia demuestra que la fabricación de metal tiene ventajas en grandes volúmenes de producción a largo plazo. El coste inicial de la fabricación de metal puede superar al de la fabricación de plástico, pero su durabilidad y versatilidad suelen merecer la inversión.
¿Cómo funciona la fabricación de metales?
La fabricación de metales se realiza mediante una serie de pasos que transforman el metal en bruto en productos acabados.
1. Selección de materiales
En función de los requisitos del proyecto, seleccione el acero, aluminioo planchas de cobre del taller.
2. Selección de máquinas y procesos
La fabricación propiamente dicha implica cortar el metal con una cortadora láser o una sierra de cinta, doblar el metal con una plegadora y unir los componentes mediante soldadura. Nuestras máquinas CNC ofrecen una precisión de corte de 0,005 mm, lo que permite realizar formas complejas.
3. Tratamientos posteriores al acabado
El proceso de fabricación también incluye opciones de postprocesado según sea necesario para proteger y mejorar la resistencia y el aspecto del metal. El punzonado crea agujeros en la chapa, mientras que el estampado forma patrones específicos en la placa metálica.
4. 4. Inspección de calidad
El producto final se somete a pruebas de precisión, con controles de calidad a lo largo de todo el proceso de fabricación para garantizar que las piezas cumplen las normas del sector.
Principales tipos de técnicas de fabricación de metales
Ahora que ya sabemos cómo funciona la fabricación de metales, examinemos los principales tipos de técnicas que se emplean en este sector.
Fabricación industrial de metales
La fabricación industrial de metales se refiere al proceso técnico de conformado, corte, unión, tratamiento de superficies y otras operaciones en materiales metálicos como el acero, el acero inoxidable y el aluminio mediante métodos mecánicos, térmicos o químicos para fabricar piezas, partes estructurales o productos finales.
Es un eslabón fundamental de la industria manufacturera mundial y se utiliza ampliamente en los sectores aeroespacial, automovilístico, de la construcción, energético y otros. Los productos fabricados incluyen bloques de motor, carcasas de aleación de aluminio, vigas de acero y torres de aerogeneradores.
Fabricación de estructuras metálicas
La fabricación de estructuras metálicas es la columna vertebral de muchos proyectos a gran escala. La fabricación de metal produce armazones metálicos que soportan edificios, puentes y otras instalaciones para industrias como la construcción, aeroespacialy automoción que requieren estructuras de alta resistencia.
En primer lugar, los ingenieros seleccionan materiales específicos como el acero al carbono, el acero inoxidable o el aluminio en función de los requisitos de carga y los factores medioambientales; el acero sigue siendo la opción más común en aplicaciones estructurales por su relación resistencia-peso y su rentabilidad. A continuación, estos materiales se cortan, sueldan y ensamblan de acuerdo con especificaciones de ingeniería precisas mediante técnicas como la soldadura TIG y MIG, cumpliendo estrictamente las normas del sector.
Veamos algunos de los tipos de piezas metálicas que pueden utilizarse en proyectos estructurales:
Los componentes estructurales de acero, como las vigas en H, las vigas en I, las vigas en C, los aceros angulares y las vigas en T, son componentes importantes que soportan la construcción de puentes.
Los conectores y elementos de fijación suelen utilizarse para conexiones rígidas en los nudos de las estructuras de acero.
Los cojinetes metálicos, como los cojinetes deslizantes y los cojinetes sísmicos, suelen utilizarse para el aislamiento sísmico de puentes o equipos.
Las escaleras y barandillas de acero suelen ser de acero inoxidable o galvanizado, y tienen ciertos requisitos de durabilidad y resistencia.
Fabricación comercial de metales
La fabricación comercial de metales es el proceso de mecanizado de materiales metálicos para obtener productos estándar o personalizados en respuesta a la demanda del mercado.
En comparación con los componentes estructurales, las piezas metálicas comerciales suelen ser más pequeñas, más precisas y más flexibles en la producción. Suelen utilizarse en construcción y decoración, electrónica y electrodomésticos, equipos médicos y alimentarios, y otros lugares.
A continuación se enumeran los productos metálicos comerciales más comunes:
- Muros cortina metálicos
- Barandillas
- Hardware
- Bastidor de coche eléctrico
- Recintos
- Radiador
- Estanterías para instrumental quirúrgico
- Equipos de procesamiento de alimentos
Además de las tres tecnologías de fabricación de metales presentadas anteriormente, también existen la fabricación de metales a medida (para servicios de creación de prototipos), la fabricación de metales ornamentales, la fabricación de chapas metálicas y la fabricación de metales eléctricos.
Principales procesos en la fabricación de metales
La fabricación de metales transforma las materias primas en productos acabados mediante diversas técnicas. En DEK empleamos estos procesos clave para cumplir las normas del sector y garantizar la entrega puntual a nuestros clientes.
Fundición
La fundición es uno de los procesos básicos de la fabricación de metales.
Definición básica: La fundición se refiere a piezas complejas de aleación fabricadas mediante el vertido de metal fundido en moldes especialmente diseñados para ser enfriados y solidificados en una forma geométrica específica. Los principales tipos de fundición son la fundición en arena, la fundición a la cera perdida y la fundición en molde a presión.
Proceso:
- Crear cavidades de molde
- Verter el material fundido
- Enfriar y solidificar
- Retirar el producto fundido
Aplicaciones: piezas ligeras de motores, piezas giratorias de chasis para la industria del automóvil; álabes de turbinas, piezas de sistemas de combustible, piezas de trenes de aterrizaje para la industria aeroespacial; carcasas de máquinas de resonancia magnética y bastidores de escáneres de tomografía computarizada para la industria médica.
Corte
El corte es la base del procesamiento de metales. Antes del acabado, los materiales metálicos suelen cortarse para dividir grandes piezas de metal en partes más pequeñas utilizables.
Entre los métodos de corte habituales se incluyen el corte con muela abrasiva, el corte por llama, el corte con sierra, el corte por plasma, el corte por láser y el corte por chorro de agua.
Perforación
El punzonado es el proceso de separar el material de la parte hueca de una pieza con material intacto entre un punzón y una herramienta para obtener un orificio del tamaño adecuado, y se utiliza habitualmente en la producción de gran volumen de piezas metálicas.
El punzonado utiliza punzonadoras especializadas para crear orificios precisos en chapas metálicas con el fin de satisfacer diversas necesidades en la fabricación de metales ligeros y pesados.
Dibujo
La embutición aplica una fuerza de tracción para arrastrar el metal a través de una matriz cónica, creando formas metálicas más finas con dimensiones precisas.
Esta técnica transforma láminas planas en formas útiles como recipientes cilíndricos y contenedores en forma de caja.
Doblar
El plegado es una tecnología de procesamiento de metales que se utiliza principalmente para doblar materiales metálicos en ángulos y formas específicos. El plegado es el proceso básico del conformado de metales, y su núcleo radica en el control preciso de los ángulos, los radios y el springback.
Tabla comparativa de las características de flexión de siete metales
| Material | Límite elástico (MPa) | Elongación (%) | Mín. Radio de curvatura (mm) | Tratamiento de superficies | Aplicaciones |
| SUS301 | 205-255 | 15-20 | 1.5t | Galvanoplastia | Marcos para smartphones |
| AL6061 | 120-150 | 8-12 | 2t | Anodizado | Carcasas de altavoces inteligentes, disipadores térmicos |
| Aleación de Mg | 140-180 | 5-8 | 3t | Niquelado | Soportes de teléfono, monturas de gafas |
| SGCC | 280-350 | 10-15 | 3t | Pulverización electrostática | Puertos para cargadores de vehículos eléctricos, paneles domésticos inteligentes |
| SKD11 | 850-1050 | 2-5 | 5t | Revestimiento de teflón | Módulos de refrigeración de precisión para smartphones |
| C16800 | 140-160 | 15-20 | 2t | Pasivación química | Componentes de precisión para dispositivos médicos |
| SUS316L | 170-205 | 15-20 | 2t | Grabado por láser | Carcasas de equipos resistentes a la corrosión |
Soldadura
La soldadura, normalmente referida a la soldadura de metales, es un proceso de fabricación que une dos objetos separados en una pieza integrada mediante el calentamiento, la aplicación de presión o ambos simultáneamente. Esto crea fuerzas de unión a nivel atómico entre los materiales para lograr una estructura unificada.
En función del estado de los materiales metálicos durante el proceso de soldadura, los métodos de soldadura se clasifican en tres tipos principales: soldadura por fusión, soldadura por presión y soldadura fuerte. Las técnicas de soldadura más comunes incluyen la soldadura con gas inerte de tungsteno (TIG), la soldadura con gas inerte metálico (MIG) o la soldadura por arco metálico con gas (GMA) para satisfacer las diferentes necesidades de los proyectos.
Soldadura TIG:
Proporciona un excelente control del aporte de calor, por lo que resulta ideal para unir chapas finas y soldar pasadas de raíz. Es especialmente adecuada para soldar metales como el aluminio y el magnesio, que tienden a formar óxidos refractarios.
Soldadura MIG:
Similar a Soldadura TIGEl hilo se alimenta automáticamente de la bobina mediante un rodillo motorizado según las necesidades de soldadura. El hilo se alimenta automáticamente desde una bobina mediante un rodillo motorizado en función de las necesidades de soldadura, y la fuente de calor es un arco eléctrico de corriente continua.
GMAW (soldadura por arco metálico con gas):
Se refiere al uso de un electrodo consumible con gas de protección para realizar soldaduras de espacio estrecho.
Mecanizado
El mecanizado es otro método de trabajo del metal que se centra en eliminar material de una pieza y darle forma. Echemos un vistazo a los principales procesos, como el fresado, el torneado y el taladrado, para crear piezas metálicas de precisión.
Fresado
El fresado es un método de mecanizado de alta precisión que utiliza una herramienta giratoria de varios filos para cortar una pieza. El objetivo del fresado es aumentar la tasa de arranque de viruta (MRR), lo que puede conseguirse aumentando significativamente la velocidad de corte o el avance por diente para lograr una mayor productividad.
Existen varios tipos de operaciones de fresado, como el fresado frontal, el fresado plano, el fresado angular, el fresado de formas, etc.
Girar
El torneado es una parte del mecanizado. El mecanizado con torno utiliza principalmente herramientas de torneado para tornear piezas giratorias y se utiliza principalmente para procesar piezas de cuerpo giratorio simétricas, como piezas de eje, superficies cilíndricas internas y externas de piezas de disco y roscas cónicas.
Las operaciones de torneado más habituales son el refrentado, el ranurado, el corte, el roscado, el taladrado, el mandrinado, el moleteado y el roscado a terraja.
Perforación
El taladrado es un proceso de mecanizado CNC que utiliza brocas giratorias para crear orificios precisos en las piezas. Es esencial para piezas que requieren orificios de fijación o canales internos.
Entre las operaciones habituales se incluyen el taladrado puntual, el taladrado profundo, el escariado y el avellanado. El CNC garantiza una gran precisión y uniformidad en todas las series de producción.
Cizalla
El cizallado es un proceso de fabricación de metales que corta chapas metálicas planas en las formas o dimensiones deseadas aplicando una fuerza de cizallamiento, utilizada principalmente para el corte en línea recta.
Este proceso es compatible con diversos materiales metálicos, como aluminio, acero, acero inoxidable, latón y bronce. Permite un corte rápido con bordes limpios, lo que lo hace especialmente adecuado para producciones de gran volumen....
Forja
Forja es un método de procesamiento en el que se aplica presión a una pieza en bruto de metal mediante martilleo, prensado o laminado, provocando una deformación plástica para producir piezas forjadas con propiedades mecánicas, formas y dimensiones específicas. Los principales tipos de forja son la forja con matriz abierta, la forja en caliente y la forja en frío.
Estampación
El estampado transforma chapas metálicas planas en formas específicas mediante presión e impacto.
El estampado puede lograr el procesamiento metálico de formas geométricas complejas, adecuadas para la producción de grandes volúmenes, con tasas de utilización de materiales superiores a 90%.
Cuatro tipos de proceso de estampación
| Tipo de proceso | Aplicaciones típicas | Gama de espesores (mm) |
| Blanking | Cortar agujeros, recortar bordes | 0.05-2.0 |
| Doblar | Plegado del compartimento de la batería, formación del soporte | 0.1-0.3 |
| Dibujo | Marcos de smartphone, cuerpos de tablet | 0.2-1.5 |
| Formando | Flanging, necking, spinning | 0.3-5.0 |
¿Qué metales se suelen fabricar?
Las distintas propiedades de los metales desempeñan un papel crucial en el campo del mecanizado, y cada metal posee características únicas que influyen en las operaciones de producción y las aplicaciones. Profundicemos en algunos metales de uso común y en las razones por las que son adecuados para la fabricación de metales.
Acero
El acero es uno de los metales más utilizados en nuestro sistema metálico, con resistencia, durabilidad y plasticidad. Se utiliza mucho en la construcción, la automoción y la industria.
Alta resistencia: adecuado para soportar cargas elevadas, muy utilizado en piezas estructurales y piezas mecánicas.
Maquinabilidad: El acero es fácil de transformar en formas complejas mediante diversos procesos como la forja, el estampado, el corte, la soldadura, etc.
Resistencia al desgaste: Mediante aleación o temple, se puede obtener una alta resistencia al desgaste, adecuada para fabricar herramientas y moldes.
Acero inoxidable
El acero inoxidable es una aleación altamente resistente a la corrosión muy utilizada en industrias que requieren higiene, resistencia y longevidad. Es esencial en la construcción, los equipos médicos y el procesado de alimentos.
Alta resistencia a la corrosión: Resiste la oxidación y las manchas gracias a su contenido en cromo, ideal para entornos difíciles.
Resistencia y durabilidad: Mantiene la integridad estructural bajo tensión, se utiliza en puentes, edificios y maquinaria.
Propiedades higiénicas: Su superficie no porosa la hace perfecta para utensilios médicos y aparatos de cocina.
Maquinabilidad: Puede soldarse, cortarse y conformarse, aunque algunas calidades requieren herramientas especializadas.
Aluminio
El aluminio es un metal ligero y versátil conocido por su excelente relación resistencia-peso y su resistencia a la corrosión. Se utiliza mucho en la industria aeroespacial, el embalaje y el transporte.
Ligero: Alrededor de un tercio del peso del acero, ideal para aviones y vehículos.
Resistencia a la corrosión: Forma una capa protectora de óxido, adecuada para aplicaciones marinas y al aire libre.
Conductividad: Excelente conductor térmico y eléctrico, utilizado en líneas eléctricas e intercambiadores de calor.
Reciclabilidad: 100% reciclable sin pérdida de calidad, por lo que es respetuoso con el medio ambiente..
Cobre
El cobre es un metal altamente conductor y maleable, esencial en el cableado eléctrico, la fontanería y la electrónica.
Conductividad eléctrica: El mejor entre los metales no preciosos, crucial para el cableado y los circuitos.
Conductividad térmica: Se utiliza en intercambiadores de calor, radiadores y utensilios de cocina.
Propiedades antimicrobianas: Elimina las bacterias, por lo que es útil en hospitales y sistemas de abastecimiento de agua.
Ductilidad: Se trefila fácilmente en alambres o se martillea en chapas sin romperse.
Latón
El latón es una aleación de cobre y zinc apreciada por su aspecto dorado, su maquinabilidad y sus propiedades acústicas. Es común en instrumentos musicales, herrajes y artículos decorativos.
Resistencia a la corrosión: Resistente al deslustre, adecuado para aplicaciones marinas y de fontanería.
Maquinabilidad: Más blando que el acero, fácil de fundir, forjar y pulir.
Calidad acústica: Se utiliza en campanas, instrumentos de viento y casquillos de munición.
Atractivo estético: El latón pulido es decorativo para accesorios, joyas y antigüedades.
Aplicaciones de la fabricación de metales
La fabricación de metales impulsa muchas industrias en todo el mundo. A continuación se indican algunas de las áreas en las que puede aplicarse la fabricación de metales:
Aeroespacial
La fabricación de metales es fundamental en la industria aeroespacial para fabricar aviones, naves espaciales y sistemas de propulsión. Entre sus principales aplicaciones figuran:
Aeronaves: Los paneles del fuselaje, los largueros de las alas y las costillas se fabrican con aleaciones de aluminio y titanio para equilibrar resistencia y peso.
Componentes del motor: Las superaleaciones de alta temperatura se mecanizan en álabes de turbinas y cámaras de combustión.
Sistemas de precisión: Los sistemas hidráulicos y de combustible se basan en racores mecanizados por CNC y tubos soldados.
Fabricación aditiva: Las piezas metálicas impresas en 3D reducen el peso de satélites y drones.
Automoción
Desde los vehículos tradicionales a los eléctricos, la fabricación de metales permite la producción en serie y la innovación:
Estructuras corporales: El estampado de acero da forma a puertas de automóviles, capós y marcos antichoque.
Cadenas cinemáticas: Los bloques motor mecanizados mediante CNC y los cigüeñales forjados garantizan la durabilidad.
Baterías de VE: Las carcasas de aluminio cortadas con láser protegen los módulos de la batería de los impactos.
Piezas personalizadas: La soldadura robotizada ensambla sistemas de escape y componentes de suspensión.
Médico
La fabricación metálica de precisión garantiza la seguridad y funcionalidad en la asistencia sanitaria:
Instrumental quirúrgico: El acero inoxidable se fresa para fabricar escalpelos, pinzas e implantes.
Equipo de diagnóstico: Las aleaciones de cobre protegen las máquinas de resonancia magnética de las interferencias.
Prótesis: Los vástagos de titanio se mecanizan mediante CNC para obtener extremidades ligeras y biocompatibles.
Herramientas de esterilización: Los autoclaves y las bandejas quirúrgicas se basan en soldaduras resistentes a la corrosión.
Energía
La fabricación de metales impulsa los sistemas energéticos renovables y tradicionales:
Petróleo y gas: Las tuberías se fabrican con acero de alta resistencia para soportar la presión.
Aerogeneradores: Las secciones de las torres se laminan y sueldan a partir de chapas de acero.
Huertas solares: Los marcos de aluminio soportan paneles fotovoltaicos resistentes a la corrosión.
Nuclear: Las aleaciones de circonio resistentes a la radiación se mecanizan
Electrónica
Las piezas metálicas miniaturizadas hacen posibles los dispositivos modernos:
Circuitos: El cobre se graba en las pistas conductoras de las placas de circuito impreso.
Disipadores de calor: Las aletas de aluminio disipan el calor de las CPU y los LED.
Conectores: Los contactos de latón dorado garantizan una transmisión fiable de la señal.
Conclusión
A través de la introducción anterior, hemos aprendido acerca de las ventajas y desventajas de la transformación de metales, procesamiento, tipos, procesos, metales y aplicaciones.
Para garantizar componentes de alta calidad, hay que conocer los distintos procesos de fabricación y elegir los materiales adecuados para lograr resultados precisos. DEK le proporcionará todas sus necesidades de procesamiento de metales. Nuestro equipo hará realidad sus ideas con tecnología de primera clase, servicio y entregas puntuales.
Tanto si necesita piezas metálicas a medida, diseño de prototipos o producción a pequeña o gran escala, las avanzadas capacidades de fabricación de DEK garantizan precios competitivos, plazos de entrega rápidos y una excelente precisión.
