fabricación de metales

La fabricación de metales es la creación de estructuras metálicas mediante procesos de corte, doblado y ensamblaje. Es un proceso de valor añadido ^{[ 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 proyecto, normalmente basándose en planos de ingeniería , y si se le adjudica el contrato, fabrica el producto. Los grandes talleres de fabricación emplean multitud de procesos de valor añadido, como soldadura, corte, conformado y mecanizado.

Al igual que en otros procesos de fabricación, se utilizan tanto mano de obra humana como automatización . Un producto fabricado se denomina fabricación , y los talleres especializados en este tipo de trabajo se conocen como talleres de fabricación . Los productos finales de otros tipos comunes de metalurgia, como el mecanizado , el estampado , la forja y la fundición , pueden ser similares en forma y función, pero estos procesos no se clasifican como fabricación.

• El corte se realiza mediante aserrado , cizallado o cincelado (todos con variantes manuales y eléctricas ); soplete con antorchas portátiles (como antorchas de oxicorte o antorchas de plasma ); y mediante cortadoras de control numérico (CNC) (utilizando un láser , fresas , soplete o chorro de agua ).
• El doblado se realiza mediante martilleo (manual o mecánico) o con prensas plegadoras , dobladoras de tubos y herramientas similares. Los fabricantes de metal modernos utilizan prensas plegadoras para dar forma a las láminas metálicas mediante acuñado o doblado neumático. Los topes traseros controlados por CNC utilizan topes fijos para posicionar las piezas cortadas y colocar las líneas de doblado en posiciones específicas.
• El ensamblaje (unión de piezas) se realiza mediante soldadura , unión con adhesivos , remachado , fijaciones roscadas o doblado para formar costuras engarzadas. 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 diversas especialidades de metalurgia:

• Los talleres de fabricación de chapa metálica y los talleres de mecanizado comparten capacidades, pero los talleres de fabricación generalmente se centran en la preparación y el ensamblaje de metales (como se describió anteriormente). Los talleres de mecanizado cortan metal, pero se enfocan principalmente en el mecanizado de piezas con máquinas herramienta . Algunas empresas realizan tanto trabajos de fabricación como de mecanizado.
• La herrería siempre ha implicado la fabricación de objetos, aunque ese término no siempre se ha utilizado.
• Los productos elaborados por soldadores , a menudo denominados soldaduras , son ejemplos de fabricación.
• Originalmente, los caldereros se especializaban en la fabricación de calderas , pero ahora el término se utiliza de forma más amplia.
• Los mecánicos industriales se especializaban originalmente en la instalación de molinos de grano y aserraderos, pero ahora realizan una amplia gama de trabajos de fabricación.
• Los trabajadores del hierro , también conocidos como montadores de estructuras de acero , también se dedican a la fabricación. Suelen trabajar con segmentos prefabricados, producidos en talleres de fabricación, que se entregan en la obra.

Los materiales estándar para la fabricación de metales son:

• Placa metálica
  • Placa estriada
• Metal conformado y expandido
  • Tubos de material
  • Acero estructural
• Alambre/varilla de soldadura
• Fundición

Se utilizan diversas herramientas para cortar la materia prima. El método de corte más común es el cizallamiento .

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

Las mesas de corte por plasma y láser son sopletes de corte CNC (controlados por computadora), generalmente alimentados con gas natural. También son comunes las mesas de corte por plasma y láser, así como las cortadoras por chorro de agua . La placa de acero se coloca sobre la mesa y las piezas se cortan según la programación. La mesa de soporte consta de una rejilla de barras que se pueden reemplazar cuando se desgastan. Las mesas de corte de gama alta pueden incluir capacidad de punzonado CNC mediante 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 a cortar.

El conformado transforma láminas planas de metal en piezas tridimensionales ^{[ 2 ]} mediante la aplicación de fuerza sin añadir ni quitar material. ^{[ 3 ]} 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 mecanizado puede combinar el conformado y la soldadura para producir longitudes de láminas fabricadas. La mayoría de los materiales metálicos, al ser al menos algo dúctiles y capaces de una considerable deformación permanente sin agrietarse ni romperse, se prestan particularmente bien a estas técnicas. ^{[ 4 ]}

El diseño y el uso adecuados de las herramientas y la maquinaria permiten crear una forma repetible que puede utilizarse para fabricar productos para muchos sectores, como la joyería, la industria aeroespacial, la automoción, la construcción, la ingeniería civil y la arquitectura.

El mecanizado es un oficio especializado que consiste en eliminar material de un bloque de metal para darle la forma deseada. Los talleres de fabricación suelen contar con 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 aspecto fundamental de la fabricación de acero. Las piezas conformadas y mecanizadas se ensamblan y se sueldan provisionalmente, para luego verificar su precisión. Si se han solicitado varias piezas soldadas, se puede utilizar una plantilla para posicionarlas. El soldador finaliza el trabajo según los planos de ingeniería (para soldaduras detalladas) o basándose en su propia experiencia y criterio (si no se proporcionan detalles).

Para prevenir o corregir la deformación de las soldaduras debido al calor, pueden ser necesarias medidas especiales. Estas pueden incluir rediseñar la pieza para que requiera menos soldadura, emplear soldadura escalonada, usar una plantilla robusta, cubrir la soldadura con arena mientras se enfría y enderezarla después de la soldadura.

El enderezamiento de estructuras de acero soldadas deformadas se realiza con un soplete de oxiacetileno . En este trabajo altamente especializado, se aplica calor selectivamente al acero mediante un movimiento lineal lento, lo que provoca que el acero se contraiga en la dirección del movimiento al enfriarse. Un soldador altamente cualificado puede eliminar deformaciones significativas de esta manera.

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

Una vez enfriada la pieza soldada, las juntas suelen lijarse para limpiarlas, y el conjunto puede someterse a chorro de arena , imprimación y pintura. A continuación, se realizan los procesos de fabricación adicionales, se inspecciona el producto terminado y se envía.

Muchos talleres de fabricación ofrecen procesos especializados, entre los que se incluyen  :

• Fundición
• Recubrimiento en polvo
• metalurgia de polvos
• Soldadura
• Mecanizado
• Mecanizado CNC

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