Los fuelles metálicos son recipientes elásticos que pueden comprimirse cuando se aplica presión en el exterior del recipiente o extenderse al vacío. Cuando se libera la presión o el vacío, el fuelle volverá a su forma original, siempre que el material no haya sido estresado más allá de su límite elástico . Se utilizan tanto por su capacidad de deformarse bajo presión como por proporcionar un sello hermético que permite el movimiento.
La tecnología de fuelles de precisión de los siglos XX y XXI se centra en fuelles metálicos con aplicaciones menos exigentes que utilizan fuelles de caucho y plástico. Estos productos guardan poco parecido con los originales fuelles de cuero utilizados tradicionalmente en chimeneas y forjas .
Hay tres tipos principales de fuelles metálicos: formados, soldados y electroformados.
Los fuelles formados se producen reelaborando tubos, normalmente producidos mediante embutición profunda , con una variedad de procesos, incluido el conformado en frío (laminado) y el hidroconformado . También se les llama fuelles enrollados o silfones .
Los fuelles soldados (también llamados fuelles de borde soldado o de diafragma) se fabrican soldando varios diafragmas formados individualmente entre sí. La comparación entre los dos tipos de fuelles se centra generalmente en el coste y el rendimiento. Los fuelles hidroformados generalmente tienen un alto costo de herramientas , pero, cuando se producen en masa, pueden tener un precio por pieza más bajo. Sin embargo, los fuelles hidroformados tienen características de rendimiento más bajas debido a paredes relativamente gruesas y alta rigidez. Los fuelles metálicos soldados se producen con un costo de herramientas inicial más bajo y mantienen características de rendimiento más altas. El inconveniente de los fuelles soldados es la reducida resistencia del metal en las uniones soldadas, causada por la alta temperatura de soldadura. [1]
Los fuelles electroformados se producen recubriendo ( electroformado ) una capa de metal sobre un modelo (mandril) y posteriormente retirando el mandril. Se pueden producir con costos de herramientas modestos y con paredes delgadas (25 micrómetros o menos), proporcionando a dichos fuelles una alta sensibilidad y precisión en muchas aplicaciones exigentes, y también se pueden producir en formas que serían excepcionalmente difíciles de producir por otros medios con poca dificultad adicional. [2] [3]
Otro ámbito de comparación es el de los metales de construcción. Los fuelles hidroformados y laminados se limitan a metales con altas características de alargamiento plástico, mientras que los fuelles soldados pueden fabricarse a partir de una variedad más amplia de aleaciones estándar y exóticas, como acero inoxidable y titanio , así como otros materiales de alta resistencia a la corrosión. Se pueden producir fuelles electroformados de níquel , sus aleaciones de alta resistencia y cobre .
Los fuelles metálicos se utilizan en una gran cantidad de aplicaciones industriales. A continuación encontrará algunos;
Los fuelles soldados se pueden fabricar a partir de una variedad de aleaciones y metales exóticos, mientras que los fuelles formados se limitan a aleaciones con buen alargamiento ( el latón es un excelente ejemplo). Los fuelles soldados no se fabrican de latón debido a su soldabilidad fundamentalmente pobre. Otras ventajas de los fuelles soldados incluyen compacidad (mayor rendimiento en un paquete más pequeño), capacidad de comprimirse a una altura sólida sin daños, resistencia a mellas y abolladuras y una flexibilidad dramáticamente mayor.
La soldadura de fuelles metálicos es un proceso de soldadura microscópico, que normalmente se realiza en condiciones de laboratorio con gran aumento.
Los fuelles hidroformados se producen forzando a un tubo de metal a expandirse bajo presión hidráulica dentro de un molde con forma de fuelle y asumir la forma enrevesada del molde.
Los fuelles electroformados se producen revistiendo metal sobre un modelo con forma de fuelle (mandril) y luego retirando el mandril por medios químicos o físicos. Debido al bajo coste de las herramientas y al corto ciclo de fabricación, el electroformado de fuelles no sólo es un método de fabricación económico, sino también una herramienta perfecta para la creación de prototipos.
Existe una variedad de juntas de dilatación y no todas pueden aceptar los mismos tipos de deflexión. Los distintos tipos de deflexiones son axiales, laterales, angulares, torsionales, cíclicas o cualquier combinación que pueda ocurrir al mismo tiempo. [4]