¿Cómo resolver los problemas encontrados al doblar perfiles de aluminio?
El principio básico del doblado de perfiles de aluminio consiste en que el perfil se estira en ambos extremos mediante abrazaderas y gira alrededor de la matriz de doblado. Bajo la acción de la tensión y el momento flector, el perfil experimenta una deformación plástica, adaptándose gradualmente a la matriz para obtener la forma deseada.
Las piezas dobladas se caracterizan por un radio de curvatura relativamente grande, una recuperación elástica considerable y una variación de la curvatura a lo largo de la dirección axial. El doblado de perfiles de aluminio se utiliza ampliamente en los sectores aeroespacial, automotriz, construcción (puertas, ventanas y fachadas cortina) y ferroviario de alta velocidad para fabricar piezas curvas, como fuselajes, refuerzos y bastidores de alas, estructuras curvas de edificios, puertas y ventanas curvas, fachadas cortina, cabezas de trenes, soportes del contorno del techo y marcos de ventanas, entre otras.
Las piezas de perfiles de aluminio doblados desempeñan un papel importante en la producción mecánica y la construcción moderna de mi país. Con la aplicación generalizada de estos perfiles, los problemas detectados durante la fabricación industrial de perfiles de aluminio van incrementándose progresivamente. Para garantizar la tasa de aceptación de las piezas y la estabilidad del proceso productivo, este estudio analiza principalmente los problemas comunes y las soluciones asociadas en el proceso de doblado de perfiles de aluminio.
Existen muchos problemas en el proceso de doblado de perfiles de aluminio, lo que afecta gravemente la tasa de aprobación de los productos y la eficiencia productiva. Al mismo tiempo, los costos de producción impactan significativamente el funcionamiento normal y la producción de las empresas. Dada la necesidad de industrializar el doblado de perfiles de aluminio y considerando la situación actual de dicho proceso, este artículo analiza de forma efectiva los problemas comunes en el doblado de perfiles de aluminio y propone varias medidas de mejora pertinentes, con la esperanza de ofrecer una referencia útil para dicha operación.
I. Problemas existentes
(1) Desviación del contorno
Contorno se refiere al grado de conformidad entre el contorno modificado del perfil tras el doblado y la plantilla de contorno o el molde de inspección. Los principales factores que provocan desviaciones en el contorno son:
① Radio incorrecto del molde de doblado;
② Propiedades inestables del material en distintos lotes de perfiles extruidos, lo que ocasiona dureza no uniforme en zonas locales de cada pieza;
③ Variación excesiva en el radio de curvatura;
④ Área irregular de la sección transversal del perfil.
(2) Defectos superficiales
Los defectos superficiales incluyen grietas, arrugas por contracción, depresiones superficiales y desplome lateral tras la curvatura.
(3) Torsión tras la curvatura
Las causas de la torsión tras la curvatura son:
1. Plantilla irregular;
2. Tensión insuficiente;
3. Espaciadores inadecuados;
4. Radio de curvatura extremadamente pequeño;
5. Nivelación insuficiente del equipo en sí.
(4) Desviación de verticalidad
La verticalidad se refiere a la desviación angular entre el área transversal del perfil, perpendicular al datum de referencia (perpendicular al radio de curvatura del molde), y la plataforma de inspección tras el doblado.
(5) Seguridad en la producción
La seguridad constituye un asunto crítico en la producción industrial. Durante el doblado de perfiles, pueden producirse roturas accidentales y rebotes hacia afuera, lo que ocasiona daños en los equipos y lesiones personales, afectando gravemente el desarrollo de la empresa.
II. Soluciones
(1) Ajuste de la curvatura del contorno del molde
Con base en el análisis teórico y el cálculo de la cantidad de recuperación elástica (springback), se obtiene un valor aproximado corregido mediante ensayos de tracción para ajustar el molde, garantizando así que el contorno del perfil coincida lo más posible con la plantilla o el molde de inspección tras el doblado. Dada la inestabilidad del perfil, puede aplicarse un ligero sobredoblado según sea necesario para correcciones posteriores.
Durante la fabricación del molde, se deben considerar el área de la sección transversal del perfil y el espesor de cada parte. Para asimetrías en el área de la sección transversal del perfil, las desviaciones causadas por tensiones desequilibradas entre el cierre y la apertura del borde del perfil pueden resolverse aumentando adecuadamente la fuerza de tracción durante el preestiramiento.
(2) Tratamiento de defectos superficiales
Las grietas tras el doblado del perfil se deben a una fuerza de tracción excesiva o a problemas inherentes al material. Un cierre insuficiente del borde del perfil provocará retracción y arrugas. Esto puede solucionarse sustituyendo el perfil o ajustando la fuerza de tracción.
Las depresiones superficiales ocurren principalmente en perfiles huecos. Antes de doblar estos perfiles, las partes huecas dobladas deben rellenarse con un material de relleno. Las cavidades abiertas pueden rellenarse con tablero de PP, mientras que las cavidades cerradas suelen rellenarse con arena.
Ajustar adecuadamente la holgura del molde según la ubicación de los hundimientos laterales y cambiar el material del molde puede prevenir eficazmente rayones en el perfil.
(3) Tratamiento de torsión tras doblado
Las principales causas de torsión tras doblado son molde desigual, fuerza de tracción insuficiente y calzos mal colocados. Por tanto, se pueden adoptar métodos correspondientes para mejorar este problema. Además, las deformaciones menores causadas por inestabilidad en los perfiles extruidos requieren corrección posterior al proceso.
(4) Manejo de desviaciones de verticalidad
Tras doblado, las desviaciones de verticalidad también se deben a áreas transversales asimétricas y tensiones desequilibradas entre el cierre y la apertura del borde del perfil. Esto puede mejorarse ajustando la matriz de doblado. Las deformaciones menores causadas por inestabilidad en los perfiles extruidos requieren corrección posterior al proceso.
(5) Seguridad en la producción
La seguridad es la principal preocupación en la producción industrial. Por lo tanto, se deben instalar dispositivos de protección en la mesa de operaciones del perfil durante la producción, establecer las normativas correspondientes y capacitar a operadores técnicos integrales. Además, durante el estirado del perfil, se prohíbe estrictamente que los operadores se coloquen frente al equipo.
Iii. Conclusión
En resumen, al diseñar el área de la sección transversal de perfiles que requieren doblado, se debe calcular la fuerza de extensión de cada sección. Al diseñar matrices de doblado, los perfiles de aluminio industrial deben considerar los cambios en el rebote de curvatura y la predeformación para la corrección posterior al procesamiento, con el fin de minimizar la carga de trabajo del proceso de corrección. En la producción en lote, reducir la carga de trabajo del proceso de corrección y garantizar la seguridad en la producción son las principales preocupaciones para la reducción de costos. Cuando los perfiles extruidos son inestables, pueden aparecer un pequeño número de defectos, como desviaciones en el perfil, torsión excesiva y perpendicularidad excesiva. Estos defectos pueden corregirse y remediarse posteriormente.
