El perfilado , también llamado perfilado o perfilado , es un tipo de laminado que implica el doblado continuo de una tira larga de chapa metálica (normalmente acero enrollado ) en una sección transversal deseada . La tira pasa a través de conjuntos de rodillos montados en soportes consecutivos, realizando cada conjunto sólo una parte incremental del doblez, hasta que se obtiene la sección transversal (perfil) deseada. El perfilado es ideal para producir piezas de perfil constante con grandes longitudes y en grandes cantidades.
Se puede producir una variedad de perfiles de sección transversal, pero cada perfil requiere un conjunto de herramientas de rodillo cuidadosamente elaborado. El diseño de los rollos comienza con un patrón floral , que es la secuencia de secciones transversales del perfil, un perfil para cada grupo de rollos. Los contornos de los rollos se derivan entonces de los perfiles del patrón floral. Debido al alto costo de los juegos de rodillos, a menudo se utiliza la simulación por computadora para desarrollar o validar los diseños de los rodillos y optimizar el proceso de conformado para minimizar la cantidad de soportes y tensiones de materiales en el producto final.
Las secciones laminadas pueden tener ventajas sobre las extrusiones de formas similares. Las piezas laminadas pueden ser mucho más ligeras, con paredes más delgadas posibles que en el proceso de extrusión y más fuertes, al haber sido endurecidas en frío. Las piezas se pueden fabricar con acabado o ya pintadas. Además, el proceso de perfilado es más rápido y requiere menos energía que la extrusión. [1] [2]
Hay disponibles máquinas perfiladoras que producen formas de diferentes tamaños y espesores de material utilizando los mismos rollos. Las variaciones de tamaño se logran haciendo que las distancias entre los rollos sean variables mediante ajuste manual o controles computarizados, lo que permite un cambio rápido. Estas fábricas especializadas prevalecen en la industria de estructuras de calibre liviano , donde se utilizan montantes metálicos y rieles de perfiles y espesores estandarizados. Por ejemplo, una sola laminadora puede producir montantes metálicos de diferentes almas (por ejemplo, de 3-5/8" a 14 pulgadas), bridas (por ejemplo, de 1-3/8" a 2-1/2") y labio (por ejemplo, Dimensiones de 3/8" a 5/8"), de diferentes calibres (por ejemplo, 20 a 12 GA) de chapa de acero galvanizado.
Las líneas de perfilado se pueden configurar con múltiples configuraciones para perforar y cortar piezas en una operación continua. Para cortar una pieza a medida, las líneas se pueden configurar para utilizar un troquel precortado en el que una sola pieza pasa por el laminador, o un troquel postcortado en el que el perfil se corta después del proceso de perfilado. Se pueden agregar características en forma de orificio, muesca, relieve o corte mediante perforación en una línea de perfilado. Estas características de la pieza se pueden realizar en una aplicación previa al punzonado (antes de que comience el perfilado), en una aplicación de punzonado a mitad de línea (en medio de una línea/proceso de perfilado) o en una aplicación posterior al punzonado (después de finalizar el perfilado). . Algunas líneas de perfilado incorporan solo una de las aplicaciones de punzonado o corte anteriores, otras incorporan algunas o todas las aplicaciones en una línea.
El perfilado es, entre los procesos de fabricación, uno de los más sencillos. Por lo general, comienza con una gran bobina de chapa de metal, de entre 1 pulgada (2,5 cm) y 20 pulgadas (51 cm) de ancho y 0,004 pulgadas (0,10 mm) y 0,125 pulgadas (3,2 mm) de espesor, sostenida sobre un desenrollador. La tira se alimenta a través de una guía de entrada para alinear adecuadamente el material a medida que pasa a través de los rodillos del molino, formando cada conjunto de rodillos una curva hasta que el material alcanza su forma deseada. Los juegos de rodillos generalmente se montan uno sobre otro en un par de ejes paralelos horizontales sostenidos por un soporte. También se pueden utilizar rodillos laterales y rodillos de racimo para proporcionar mayor precisión y flexibilidad y limitar las tensiones sobre el material. Las tiras conformadas se pueden cortar a medida antes de un laminador, entre laminadores o al final de la línea de perfilado.
Las posibilidades geométricas pueden ser muy amplias e incluso incluir formas cerradas siempre que la sección transversal sea uniforme. Los espesores de lámina típicos varían de 0,004 pulgadas (0,10 mm) a 0,125 pulgadas (3,2 mm), pero pueden exceder eso. La longitud casi no se ve afectada por el proceso de laminado. Los anchos de las piezas normalmente no son menores de 1 pulgada (2,5 cm), sin embargo, pueden exceder las 20 pulgadas (51 cm). La principal limitación es la profundidad del perfil, que generalmente se limita a menos de 4 pulgadas (10 cm) y rara vez a más de 6 pulgadas (15 cm) debido a las tensiones impartidas por los rodillos y a los diferenciales de velocidad en la superficie que aumentan con la profundidad.
La tasa de producción depende en gran medida del espesor del material y del radio de curvatura; sin embargo, también se ve afectado por el número de estaciones o pasos necesarios. Para radios de curvatura de 50 veces el espesor del material de un acero con bajo contenido de carbono, 0,7 pulgadas (18 mm) de espesor puede variar desde 85 pies por minuto (26 m/min) a través de ocho estaciones hasta 55 pies por minuto (17 m/min) a través de 12 estaciones o 50 pies por minuto (15 m/min) a través de 22 estaciones.
El tiempo que tarda un producto en tomar forma se puede representar mediante una función simple: t = (L + n⋅d) / V , donde L es la longitud de la pieza que se está formando, n es el número de soportes que se forman, d es el distancia entre soportes, y V es la velocidad de la tira a través de los rodillos. [3]
En general, las líneas de perfilado pueden funcionar de 5 a 500 pies por minuto (1,5 a 152,4 m/min) o más, dependiendo de la aplicación. En algunos casos el factor limitante son las aplicaciones de punzonado o corte.
Al abordar la fabricación, los aspectos a considerar son, por ejemplo, la lubricación, el efecto del proceso en las propiedades del material, el costo y, por supuesto, la seguridad.
La lubricación proporciona una barrera esencial entre los troqueles del rodillo y la superficie de la pieza de trabajo. Ayuda a reducir el desgaste de la herramienta y permite que las cosas avancen más rápido. Esta tabla muestra los diferentes tipos de lubricantes, su aplicación y los metales ideales para usarlos.
Los efectos del proceso sobre las propiedades del material son mínimos. [ aclaración necesaria ] Las propiedades físicas y químicas prácticamente no cambian, pero el proceso puede causar endurecimiento por trabajo , microfisuras o adelgazamiento en las curvas cuando se habla de las propiedades mecánicas del material.
El costo del perfilado es relativamente bajo. Al calcular el costo del proceso, se deben considerar aspectos como el tiempo de preparación, los costos de equipos y herramientas, el tiempo de carga/descarga, la tasa de mano de obra directa, la tasa de gastos generales y la amortización de equipos y herramientas.
La seguridad también es un problema con este proceso. Los principales peligros que deben tenerse en cuenta son el manejo de piezas de trabajo en movimiento (hasta 800 pies por minuto (240 m/min)), rodillos de alta presión o bordes metálicos cortantes y afilados. [3]
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