Las escuadras de chapa son componentes importantes utilizados en diferentes industrias. Ayudan a unir o fijar dos componentes diferentes. La mayoría se fijan con pernos o tornillos. Curiosamente, existen diferentes tipos de escuadras con formas muy variadas. Por eso es tan importante disponer de una guía de diseño de escuadras de chapa metálica.
Algunas escuadras tienen forma de L, mientras que otras tienen forma de Z o son angulares. Cabe señalar que cada forma afecta a la eficacia de las escuadras de chapa. Los ingenieros expertos diseñan cuidadosamente estas escuadras de formas diferentes. En este artículo, hablaré de los aspectos básicos de las escuadras metálicas y su diseño. Empecemos.
Visión general del diseño de soportes de chapa metálica
Antes de entrar en más detalles, entendamos primero los fundamentos de los soportes y sus diseños.
Las escuadras de chapa son pequeños componentes que ayudan a conectar dos piezas. Además de la conexión, esta estructura también soporta las cargas de los componentes o piezas unidas. Estas escuadras están fabricadas con láminas finas de metal, como aluminio o acero inoxidable. Suelen tener orificios en los que se utiliza un perno o tornillo para fijar la ménsula a diferentes estructuras.
El uso más sencillo de las escuadras de chapa es fijar piezas. Por ejemplo, generalmente no se puede fijar una estantería a la pared sin una escuadra. Del mismo modo, las puertas necesitan escuadras para fijarse con seguridad a las paredes. El uso de estas escuadras es sencillo: encajan con un tornillo que se introduce en el agujero. De este modo, el soporte de chapa queda fijado y reforzado.
El diseño de ménsulas de chapa implica la planificación, la conformación y la fabricación de estas ménsulas. Cabe destacar que las escuadras no se fabrican al azar. De hecho, los ingenieros diseñan estratégicamente la forma del soporte. Determinan la ubicación de los orificios, el tamaño, las dimensiones de las bridas, los ángulos de curvatura, la geometría y otros parámetros.
A continuación, estos parámetros ayudan a realizar el diseño final totalmente funcional del soporte. El diseño de los soportes es crucial antes de su fabricación. Este paso ayuda a los ingenieros a decidir dónde estará la curva y a qué distancia estará el agujero del ángulo de flexión. Si el orificio está demasiado cerca de la curva, es posible que la ménsula de chapa no funcione correctamente.
Curiosamente, para diseñar ménsulas de chapa se utilizan programas informáticos modernos como CAD. Este software ayuda a los diseñadores a ver el aspecto que tendrá el soporte final. Esto ayuda a determinar si el diseño específico hará que el soporte sea funcional. Una vez terminado el diseño, el siguiente paso es fabricar los soportes. Este proceso implica la fabricación de chapas mediante corte, punzonado, plegado y otros procesos.
¿Cómo se fabrican y diseñan las escuadras de chapa?
Los soportes de chapa metálica no se fabrican en un solo paso. Los ingenieros deben planificarlas para que sean funcionales y duraderas a largo plazo. En la sección siguiente, hablaré del proceso de tres pasos para diseñar y fabricar estos soportes.
1- Creación del diseño del soporte (modelado CAD)
La fabricación de ménsulas de chapa empieza por la planificación. Cada ménsula se fabrica de forma distinta, ya que se enfrenta a diferentes cargas y casos de uso. Durante la planificación también se tiene en cuenta el lugar en el que se utilizará o instalará la ménsula. Tras la planificación inicial, el siguiente paso es crear los diseños finales.
En esta fase, los diseñadores CAD son de gran ayuda. Trabajan en estrecha colaboración con los ingenieros y diseñan los soportes utilizando software CAD. Durante este diseño, se tiene en cuenta cada parámetro. Los ingenieros deciden el ángulo de flexión, la colocación de los orificios, la forma, la geometría y muchos otros parámetros.
Lo más destacado: Recuerde que este diseño CAD debe ser muy preciso y sin errores. La razón es que la forma y geometría finales del soporte que obtenga tras la fabricación serán idénticas a este diseño. Si el diseño tiene algún defecto, el bracket final también lo tendrá. En consecuencia, la funcionalidad del soporte puede verse afectada.
2- Corte y punzonado de la chapa
Una vez realizado el diseño, el siguiente paso es acerca de la fabricación. Para ello, los fabricantes utilizan metal del tamaño y la dimensión deseados. Este tamaño se corta con un CNC específico. corte por láser máquinas. Estas máquinas cortan la chapa con precisión. Cabe señalar que las máquinas de corte utilizan el diseño CAD (en forma de código).
Así, el cabezal del láser se mueve según las instrucciones codificadas para cortar la chapa. Como resultado, los fabricantes obtienen la forma correcta del soporte. Una vez hecho el corte, el siguiente paso es crear ranuras o agujeros en el soporte. Para ello se utilizan punzonadoras CNC. También trabajan con instrucciones informatizadas y perforan los agujeros en lugares precisos. Así, los agujeros tienen el tamaño preciso para que el tornillo pueda encajar fácilmente en ellos.
3- Doblado y conformado del soporte
Tras el punzonado, el último paso para fabricar un soporte de chapa es doblarlo y darle forma. En este proceso se utiliza una punzonadora específica. Estas máquinas se basan en CNC y crean el pliegue en el ángulo preciso deseado. Los fabricantes colocan las piezas (punzonadas) en la punzonadora (sobre la matriz). El punzón desciende, presionando los materiales contra la matriz.
Esta fuerza empuja el material hacia la matriz y le da forma. La fuerza del punzón aplicada a las piezas se controla cuidadosamente. La fuerza controlada garantiza que el punzón cree el ángulo de curvatura correcto en la pieza. Como ya sabe, existen diferentes formas de escuadras de chapa. Algunos ejemplos son las escuadras en L, en U o en Z.
Cada una de estas formas requiere una matriz con una forma única. Por ejemplo, el troquel debe tener una cavidad en forma de "L" cuando se fabrica un soporte en "L". Cuando la pieza se presiona contra la matriz, adopta la forma de una "L". Tras el plegado y el conformado, los fabricantes reciben un soporte de chapa funcional. A continuación, los fabricantes utilizar el acabado superficial para preparar los soportes para su uso.
Consideraciones clave sobre el diseño de los soportes
Como he dicho antes, la planificación y el diseño del soporte son pasos cruciales. La calidad de un soporte depende principalmente de su diseño. Hay que tener en cuenta algunos factores a la hora de planificar y diseñar los soportes.
1- Radio de curvatura y colocación
Como ya se ha dicho, para doblar los soportes se utiliza una prensa punzonadora. Tener el radio de curvatura correcto es crucial para que las ménsulas funcionen correctamente. Por lo general, el radio de curvatura depende del grosor del material. Por ejemplo, si una chapa metálica tiene 5 mm de grosor, el radio de curvatura debe ser al menos el doble de su grosor. Además, recomiendo encarecidamente mantener los pliegues alejados de los agujeros. Si un pliegue se hace cerca de un agujero, puede afectar a las dimensiones del agujero.
2- Tamaño de los agujeros y dimensiones
Como he dicho antes, el tamaño del agujero importa mucho en el soporte. ¿Por qué? La razón es que el orificio es donde encaja el perno o el tornillo, lo que permite fijar las piezas con soportes. Si el agujero es ligeramente más grande o más estrecho, puede que no cumpla su función. Es posible que el perno o el tornillo no quepan en él. Por lo tanto, debe crear un orificio del tamaño adecuado, alejado de las esquinas o los bordes. La razón es que los agujeros en el borde pueden deteriorarse con el tiempo. Además, todos los agujeros del soporte deben tener la misma separación.
3- El material y su resistencia
Existe una amplia gama de materiales para fabricar escuadras de chapa. Sin embargo, difieren en resistencia y peso. Algunos ejemplos de materiales que puede considerar son:
- Acero dulce
- Aluminio
- Acero inoxidable
- Acero galvanizado
- Latón y cobre
Curiosamente, cada uno de estos materiales tiene diferentes resistencias, pesos y valores generales. Por ejemplo, el acero dulce es una opción asequible, pero tiene una resistencia a la corrosión ligeramente comprometida. Lo mismo ocurre con el acero, acero inoxidable es caro, pero ofrece una excelente solidez y resistencia a la corrosión. Puedes elegir entre estos dos metales si el acero es la prioridad. Si desea un soporte ligero, le recomiendo el aluminio. Hay que tener en cuenta que los distintos soportes tienen diferentes requisitos de resistencia y peso. Así que debe elegir el material para obtener el mejor resultado.
4- Proporciones de las bridas
Las bridas son los brazos presentes a ambos lados de los soportes. Mantienen la forma de la ménsula y proporcionan espacio para pernos y tornillos. Las bridas están presentes en todos los tipos de ménsulas de chapa. Recuerde que la proporción correcta de las bridas es crucial para el buen funcionamiento de la ménsula. La anchura y el tamaño de la brida deben estar equilibrados. Si la anchura es demasiado baja, es posible que la ménsula no proporcione suficiente apoyo. Además, es posible que los pernos o tornillos no encajen bien en la brida más corta. Si esta brida es más grande, el soporte será más pesado y voluminoso.
5- Recuento y dirección de las curvas
Un mismo soporte de chapa puede tener varias curvas. Estas curvaturas están predeterminadas y forman parte del diseño. Hacer algo más grande no es una buena manera de hacerlo más duradero y voluminoso. Esto se debe a que el soporte se debilita si tiene demasiadas curvas. El riesgo de grietas es alto cuando los soportes tienen demasiadas curvas. Además, cada vez es más difícil fabricar brackets con múltiples dobleces. Además, debe decidir el ángulo de curvatura correcto. Utilizar ángulos de curvatura demasiado pronunciados tampoco es una buena idea para la durabilidad de los soportes.
Postprocesado y acabado de soportes de chapa metálica
Los soportes de chapa se diseñan, fabrican y doblan. Sin embargo, una vez fabricadas, se someten a un tratamiento posterior. Los fabricantes utilizan múltiples opciones de acabado. La principal ventaja de estos procesos es mejorar el atractivo visual y la durabilidad de estas ménsulas. He aquí una lista de las técnicas de postprocesado más comunes para las ménsulas de chapa metálica.
- Pintura
- Anodizado
- Desbarbado
- Galvanización
- Recubrimiento en polvo
Todos los procesos se utilizan una vez fabricado el soporte a partir de las chapas metálicas. El desbarbado es un proceso que elimina las irregularidades de la superficie del soporte. Como resultado, su superficie se vuelve más lisa. Tras el desbarbado, no se notará ninguna textura ni abrasión en el soporte. Curiosamente, el recubrimiento en polvo también ayuda a que los brackets sean visualmente atractivos. Este método consiste en pulverizar polvo seco sobre el soporte y calentarlo a continuación.
El calor funde el polvo y lo mantiene en el soporte. Cuando el polvo se seca, forma un revestimiento adicional que añade atractivo decorativo. Aparte del recubrimiento en polvo y el desbarbado, todos los demás procesos se utilizan para mejorar la durabilidad de las ménsulas. Estos métodos mejoran la resistencia a la corrosión de las ménsulas de chapa metálica. Estos métodos incluyen la pintura, la galvanización, la anodización, el chapado, etc.
Conclusión
Sin duda, las escuadras de chapa son componentes muy importantes en la fabricación moderna. Desempeñan un papel importante a la hora de ensamblar componentes que requieren piezas diferentes. Por ejemplo, con estas escuadras se pueden unir puertas a paredes. Su uso es común en una amplia gama de industrias.
Por ejemplo, en la automoción, la construcción, la industria aeroespacial y la electrónica. En este artículo he hablado de las escuadras de chapa, su diseño y fabricación. Me he centrado principalmente en el diseño de estas ménsulas. Aprenderá las consideraciones clave para diseñar o planificar ménsulas.