Fabricación de metales

La fabricación de metales es la creación de estructuras metálicas mediante procesos de corte, plegado y ensamblaje. Es un proceso de valor agregado ^[1] que implica la creación de máquinas, piezas y estructuras a partir de diversas materias primas.

Por lo general, un taller de fabricación presenta una oferta para un trabajo, generalmente basándose en planos de ingeniería , y si se le adjudica el contrato, fabrica el producto. Los grandes talleres de fabricación emplean una multitud de procesos de valor añadido, como soldadura, corte, conformado y mecanizado.

Al igual que con otros procesos de fabricación, se utilizan comúnmente tanto la mano de obra humana como la automatización . Un producto fabricado puede denominarse fabricación , y los talleres que se especializan en este tipo de trabajo se denominan talleres de fabricación . Los productos finales de otros tipos comunes de metalistería, como el mecanizado , el estampado de metales , la forja y la fundición , pueden ser similares en forma y función, pero esos procesos no se clasifican como fabricación.

• El corte se realiza mediante aserrado , ^[2] cizallamiento o cincelado (todos con variantes manuales y eléctricas ); soplete con sopletes portátiles (como sopletes de oxicorte o sopletes de plasma ); y mediante cortadores de control numérico (CNC) (usando un láser , brocas de fresado , soplete o chorro de agua ). ^[3]
• El plegado se realiza mediante martillazos (manuales o eléctricos) o mediante prensas plegadoras , dobladoras de tubos y herramientas similares. Los fabricantes de metales modernos utilizan prensas plegadoras para acuñar o doblar con aire la chapa metálica y darle forma. Los topes traseros controlados por CNC utilizan topes duros para colocar las piezas cortadas y colocar las líneas de plegado en posiciones específicas.
• El ensamblaje (unión de piezas) se realiza mediante soldadura , unión con adhesivos , remachado , fijación roscada o doblado posterior en forma de costuras onduladas. El acero estructural y la chapa metálica son los materiales habituales para la fabricación; para unir las piezas cortadas se utilizan alambre de soldadura, fundente y/o fijaciones.

La fabricación comprende o se superpone con varias especialidades metalúrgicas:

• Los talleres de fabricación y los talleres de máquinas tienen capacidades superpuestas, pero los talleres de fabricación generalmente se concentran en la preparación y el ensamblaje del metal (como se describió anteriormente). Los talleres de máquinas cortan metal, pero se concentran principalmente en el mecanizado de piezas en máquinas herramienta . Algunas empresas realizan tanto trabajos de fabricación como de mecanizado.
• La herrería siempre ha implicado fabricación, aunque no siempre se ha utilizado ese término.
• Los productos fabricados por soldadores , a menudo denominados piezas soldadas , son ejemplos de fabricación.
• Los caldereros originalmente se especializaban en la fabricación de calderas , pero ahora el término se usa de manera más amplia.
• Los mecánicos originalmente se especializaban en montar molinos de granos y aserraderos, pero ahora realizan una amplia gama de fabricaciones.
• Los trabajadores del hierro , también conocidos como montadores de acero , también se dedican a la fabricación. A menudo trabajan con segmentos prefabricados, producidos en talleres de fabricación, que se entregan en el lugar de la obra.

Los materiales estándar para la fabricación de metales son:

• Placa de metal
• Metal formado y expandido
  • Stock de tubo
• Alambre de soldadura/varilla de soldadura
• Fundición

Para cortar la materia prima se utilizan diversas herramientas. El método de corte más común es la cizalla .

Las sierras de cinta especiales para cortar metal tienen hojas endurecidas y mecanismos de avance para un corte uniforme. Las sierras de corte abrasivo, también conocidas como sierras de tronzadoras, son similares a las sierras de inglete , pero tienen discos abrasivos para cortar acero. Los sopletes de corte pueden cortar grandes secciones de acero con poco esfuerzo.

Las mesas de quemado son sopletes de corte CNC (operados por computadora), generalmente alimentados por gas natural. Las mesas de corte por plasma y láser , y las cortadoras por chorro de agua , también son comunes. Se carga acero en placa sobre la mesa y las piezas se cortan según lo programado. La mesa de soporte consta de una rejilla de barras que se pueden reemplazar cuando se desgastan. Las mesas de quemado de gama alta pueden incluir la capacidad de punzonado CNC utilizando un carrusel de punzones y machos de roscar. En la fabricación de acero estructural mediante corte por plasma y láser , los robots mueven el cabezal de corte en tres dimensiones alrededor del material cortado.

El conformado convierte chapas planas de metal en piezas tridimensionales ^[4] aplicando fuerza sin añadir ni quitar material. ^[5] La fuerza debe ser lo suficientemente grande como para cambiar la forma inicial del metal. El conformado se puede controlar con herramientas como punzones y matrices. La maquinaria puede regular la magnitud y la dirección de la fuerza. El conformado a base de máquinas puede combinar el conformado y la soldadura para producir longitudes de chapa fabricada (por ejemplo, rejillas lineales para drenaje de agua). ^[6] La mayoría de los materiales metálicos, al ser al menos algo dúctiles y capaces de una deformación permanente considerable sin agrietarse ni romperse, se prestan particularmente bien a estas técnicas. ^[7]

El diseño y uso adecuados de herramientas con maquinaria crean una forma repetible que puede utilizarse para crear productos para muchas industrias, incluidas la joyería, la aeroespacial, la automotriz, la construcción, la civil y la arquitectónica.

El mecanizado es una actividad especializada que consiste en eliminar material de un bloque de metal para darle la forma deseada. Los talleres de fabricación suelen tener cierta capacidad de mecanizado, utilizando tornos , fresadoras , taladros y otras herramientas de mecanizado portátiles. La mayoría de los componentes sólidos, como engranajes, pernos, tornillos y tuercas, se mecanizan.

La soldadura es el principal objetivo de la fabricación de acero. ^[8] Las piezas formadas y mecanizadas se ensamblan y se sueldan por puntos en su lugar, para luego volver a verificar su precisión. Si se han pedido varias piezas soldadas, se puede utilizar un dispositivo de fijación para ubicar las piezas que se van a soldar. Luego, un soldador termina el trabajo de acuerdo con los planos de ingeniería (para una soldadura detallada) o según su propia experiencia y criterio (si no se proporcionan detalles).

Es posible que se necesiten medidas especiales para evitar o corregir la deformación de las soldaduras debido al calor. Estas pueden incluir el rediseño de la pieza para que requiera menos soldadura, el empleo de soldadura escalonada, el uso de un dispositivo resistente, la cobertura de la soldadura con arena mientras se enfría y el enderezamiento posterior a la soldadura.

El enderezamiento de las soldaduras de acero deformadas se realiza con un soplete de oxiacetileno . En este trabajo altamente especializado, se aplica calor selectivamente al acero en un barrido lento y lineal, lo que hace que el acero se contraiga en la dirección del barrido a medida que se enfría. Un soldador altamente capacitado puede eliminar deformaciones significativas de esta manera.

En ocasiones, las soldaduras de acero se recocen en un horno a baja temperatura para aliviar las tensiones residuales . Dichas soldaduras, en particular las de los bloques de motor, pueden perforarse después del tratamiento térmico.

Una vez que la soldadura se ha enfriado, las costuras se suelen lijar y el conjunto se puede pulir con chorro de arena , aplicar imprimación y pintar. A continuación, se realiza cualquier otra fabricación adicional y se inspecciona y envía el producto terminado.

Muchos talleres de fabricación ofrecen procesos especializados, que incluyen:

• Fundición
• Recubrimiento en polvo
• Metalurgia de polvos
• Soldadura
• Mecanizado

• Fabricación por contrato
• Mecanizado por descarga eléctrica
• Forma, ajuste y función
• Piezas intercambiables
• Ingeniería de fabricación