El conformado de láminas de metal es un proceso fundamental en la metalurgia que generalmente se usa para aplicaciones de producción de bajo volumen. Se ha empleado en líneas de producción aeroespaciales durante muchos años para crear varios componentes de fuselajes y motores. El metal de la industria automotriz forma cunas de motores, componentes de suspensión, vigas de soporte de radiadores y paneles de instrumentos y componentes de motores. Y el ejército a menudo producirá reemplazos únicos para la reparación de vehículos y aeronaves dañados mediante la formación de metales.

Los troqueles de hidroformado y prensado de almohadillas de goma o las herramientas de forma se mecanizan tradicionalmente con CNC. Pero las empresas han comenzado a buscar métodos alternativos de fabricación de troqueles debido a la escasez de mano de obra calificada, los largos plazos de entrega debido a la acumulación y el alto costo de las materias primas. El Modelado por Deposición Fundida (FDM) es un método alternativo para afrontar estos desafíos y ayuda a las empresas a pasar del diseño de herramientas a la producción en tan solo una semana. En las pruebas de formación de metales, las herramientas FDM duraron cientos de ciclos y mostraron pocos o ningún signo de desgaste.

El hidroformado es uno de los métodos más rentables de conformado de láminas de metal, utilizado principalmente en la industria automotriz. La presión del fluido fuerza el metal, como el aluminio, el latón, el acero aleado y el acero inoxidable, directamente sobre la matriz a través de un diafragma. El otro método común es la formación de almohadillas de caucho en las que un ariete fuerza una almohadilla elastomérica o de uretano para que se deforme a medida que presiona el metal usando fuerzas no isotrópicas. A menudo verá almohadillas de goma presionando en la producción aeroespacial para piezas poco profundas de menos de 4 pulgadas de alto.

Cambiar a herramientas FDM requiere pocos cambios en las prácticas y procedimientos actuales y ofrece beneficios significativos, que incluyen:

• Reducción de tiempo y costo de fabricación

Dependiendo de la geometría, las herramientas impresas en 3D con tecnología FDM se pueden completar en menos de 24 horas, empresas que ya han usado esta tecnología han visto una reducción de costos hasta en 80 % en comparación con el maquinado tradicional en CNC.

• Flexibilidad de diseño

Debido a que la Manufactura aditiva construye piezas capa por capa, desde cero, prácticamente no hay límite para la geometría del troquel. Los troqueles de forma orgánica pueden crear piezas metálicas complejas para mejorar la funcionalidad y el rendimiento de las piezas.

• Porosidad y lubricidad naturales

La porosidad natural entre las capas de las piezas FDM se presta bien para acercar el material al troquel y reducir las bolsas de aire atrapadas. Además, los termoplásticos FDM que normalmente se implementan para la fabricación de troqueles, como la resina ULTEM™ 9085 y el policarbonato (PC), no se adhieren a los metales, por lo que no es necesario lubricar los espacios en blanco de las láminas de metal.

• Inventario digital

Dado que FDM crea piezas a partir de un archivo CAD 3D digital, es sencillo crear herramientas de formas repetibles sin procesos secundarios ni realizar actualizaciones funcionales. El aspecto digital también le brinda la flexibilidad de construir troqueles de repuesto a pedido, liberando espacio de almacenamiento y disminuyendo los costos de inventario.

• Factores ergonómicos

Los troqueles termoplásticos son generalmente más ligeros que los troqueles fabricados tradicionalmente con metales. Con la libertad de diseño que permite la manufactura aditiva, también puede diseñar el peso de la pieza sin sacrificar la durabilidad o la integridad. Esto hace que las matrices sean más ergonómicas que las herramientas tradicionales, lo que da como resultado una mayor seguridad para los manipuladores de herramientas y los operadores de máquinas.

En total apertura, las herramientas de metal tradicionales no se reemplazan totalmente por herramientas de formación de metal impresas en 3D. Por ejemplo, las herramientas rígidas siguen siendo necesarias para la producción de alto volumen. Sin embargo, hay circunstancias en las que las herramientas impresas en 3D superan significativamente a las de metal. Las aplicaciones comunes para las herramientas de formación impresas en 3D incluyen la fabricación de tiradas cortas, la validación del diseño de herramientas duras y el puente a la producción.

Descarga ahora el documento técnico dónde se presentan las conclusiones de un caso de éxito centrado en el uso de la fabricación aditiva FDM® para crear herramientas de conformado de chapa personalizadas.