INSTITUTO TECNOLÓGICO DE SALTILLO

LA TÉCNICA POR LA GRANDEZA DE MÉXICO

PROCESOS MODERNOS DE MANUFACTURA

UNIDAD II

POR:•ZURISADAI GOMEZ CRUZ•ALEJANDRO RUIZ GALLEGOS

ÍNDICE EN QUE CONSISTE EL FORMADO DE LAMINAS METÁLICAS

o COMPORTAMIENTO DE LOS METALES EN EL PROCESO DE FORMADO• EFECTO DE LA TEMPERATURA EN EL FORMADO DE METALES• TIPOS DE ESFUERZOS APLICADOS EN EL FORMADO DE METALES

o CARACTERISTICAS DE LOS METALES Y CLASIFICACION DEL FORMADO (INCLUIR ESQUEMAS Y ANIMACIONES)• EN QUE CONSISTE EL LAMINADO, SUS CARACTERISTICAS Y APLICACION• EN QUE CONSISTE EL FORJADO, SUS CARACTERITICAS Y APLICACION• EN QUE CONSISTE EL EMBUTIDO, SUS CARACTERITICAS Y APLICACIÓN

• CARACTERISTICAS DE UN TROQUEL• FUNCIONAMIENTO DE LAS PRENSAS

• CIZALLADO,PUNZONADO Y PERFORADO

SIGUIENTE PÁGINA

• EN QUE CONSISTE LA EXTRUSION, SUS CARACTERISTICAS Y APLICACIÓN• EN QUE CONSISTE EL HIDROFORMADO, SUS CARACTERISTICAS Y

APLICACIÓN• EN QUE CONSISTE EL FORMADO CON HULE O PROCESO GUERING, SUS

CARACTERISTICAS Y APLICACIÓN.• EN QUE CONSISTE EL FORMADO CON ALTA RELACION DE ENERGIA, SUS

CARACTERISTICAS Y APLICACIÓN.• EN QUE CONSISTE EL FORMADO CON EXPLOSIVOS, SUS

CARACTERISTICAS Y APLICACIÓNo APLICACIONES DE FORMADO DE METALES

• FABRICACION DE LATAS DE ALUMINIO

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FUNCIONAMIENTO DE LAS PRENSASLa prensa mecánica o prensadora es una máquina que acumula energía mediante un volante de inercia y la transmite bien mecánicamente (prensa de revolución total) o neumáticamente (prensa de revolución parcial) a un troquel o matriz mediante un sistema de biela-manivela. Actualmente las prensas de revolución completa (también llamadas de embrague mecánico o de chaveta) están prohibidas por la legislación vigente en toda Europa. La norma que rige estas prensas es la EN-692:2005 transpuesta en España como UNE-EN692:2006 +A1:2009.

La fuerza generada por la prensa varía a lo largo de su recorrido en función del ángulo de aplicación de la fuerza. Cuanto más próximo esté el punto de aplicación al PMI (Punto Muerto Inferior) mayor será la fuerza, siendo en este punto (PMI) teóricamente infinita. Como estándar más aceptado los fabricantes proporcionan como punto de fuerza en la prensa de reducción por engranajes 30º y en las prensas de volante directo 20º del PMI. Ha de tenerse en cuenta que la fuerza total indicada por los fabricantes se refiere a la proporcionada en funcionamiento "golpe a golpe", es decir, embragando y desembragando cada vez, para funcionamiento continuo (embragado permanente) ha de considerarse una reducción de fuerza aproximada del 20%. La necesidad de flexibilizar los procesos y automatizarlos ha hecho que se adopten en estas maquinas los convertidores de frecuencia (variadores de velocidad) y debe tenerse en cuenta que las variaciones de velocidad afectan a la fuerza suministrada. Por tanto una variación de velocidad sobre el estándar del fabricante del 50% significa una disminución de fuerza disponible del 75%.

CIZALLADOEs un proceso de corte para laminas y placas, produce cortes sin que haya virutas, calor ni reacciones químicas. El proceso es limpio rápido y exacto, pero esta limitado al espesor que puede cortar la maquina y por la dureza y densidad del material. El cizallado es él termino empleado cuando se trata de cortes en línea recta; el corte con formas regulares redondas u ovaladas e irregulares se efectúan con punzo cortado y perforación. El cizallado suele ser en frió en especial con material delgado de muchas clases tales como guillotinado de papeles de fibras, telas, cerámica, plásticos, caucho, productos de madera y la mayoría de los metales.

El cizallado llamado también guillotinado en ciertas actividades se hacen en frió en la mayoría de los materiales. En general es para cortes rectos a lo ancho o a lo largo del material, perpendicular o en ángulo. La acción básica del corte incluye bajar la cuchilla hasta la mesa de la maquina, para producir la fractura o rotura controladas durante el corte. La mayoría de las cuchillas tienen un pequeño ángulo de salida. Para ciertas operaciones especificas como punzonado o perforado, no hay esos ángulos de alivio.El cizallado o guillotinado puede emplearse con una gran variedad de materiales para cortar papel o refinar libros y en la cizalla escuadradora para lamina.

PUNZONADOEl punzonado es una operación mecánica con la que, mediante herramientas aptas para el corte, se consigue separar una parte metálica de otra obteniéndose instantáneamente una figura determinada.

Mecánica del corteEn el proceso de punzonado se pueden considerar tres etapas:1. Deformación: los esfuerzos del punzón sobre la chapa metálica,

originan en ésta una deformación, inicialmente elástica y después plástica, alrededor de los bordes del punzón y matriz.

2. Penetración: los filos de corte del punzón y matriz penetran dentro del material, produciéndose grietas en el material debido a la concentración de tensiones a lo largo de los filos de corte.

3. Fractura: las grietas originadas a uno y otro lado de la chapa se encuentran, originando la separación del material. Asimismo, el punzón continúa su descenso para expulsar el recorte. El juego de corte J, permite la penetración del punzón en la matriz y la expulsión del material cortado.

ETAPAS DEL PUNZONADO

EXTRUSIÓNLa extrusión en prensa es un procedimiento de conformación por deformación plástica, que consiste en moldear un metal, en caliente o frío, por compresión en un recipiente obturado en un extremo con una matriz o hilera que presenta un orificio con las dimensiones aproximadas del producto que se desea obtener y por el otro extremo un disco macizo, llamado disco de presión.Si el esfuerzo de compresión se transmite al metal por medio del disco de presión o de la matriz, al proceso de extrusión se le denomina extrusión directa o extrusión inversa.

La extrusora en general consiste en uno o dos tornillos que rotan dentro de un barril caliente. Un tornillo constituye el diseño típico para la mayoría de las aplicaciones mientras que dos tornillos son usados para compuestos y materia prima en polvo. El diseño del tornillo sigue los requisitos claves del proceso tales como la tasa de rendimiento, la calidad de la fundición y las materias primas usadas.

El metal expulsado o extruido toma la forma del orificio del dado. El proceso puede llevarse a cabo por dos métodos llamados: extrusión directa, donde el émbolo está sobre el lingote en el lado opuesto al dado y el metal es empujado hacia el dado por el movimiento del émbolo Fig.1 (a), o extrusión indirecta, en la cual el dado y el émbolo están del mismo lado del lingote y el dado es forzado dentro del lingote, por el movimiento del émbolo.

PRENSA DE EXTRUSIÓN DIRECTAUna prensa típica para la extrusión de aleaciones de cobre, sería de alrededor de 5000 ton de capacidad de carga en el émbolo, y consistiría de una pesada placa de acero recubierta con una aleación de acero resistente al calor. Este podría acomodar un lingote de 560 mm de diámetro y 1 m de longitud. Ajustado dentro del contenedor mencionado estaría un émbolo que tenga un diámetro menor que el barreno interior del contenedor. El propósito de este claro es doble, minimizar la fricción entre el émbolo y el contenedor y también permitir una calavera de metal para ser dejada después que el lingote ha sido extruido. Un cojincillo de presión precalentado se coloca entre el émbolo y el lingote a fin de prevenir el enfriamiento de la cola del lingote caliente desde el émbolo. El dado de extrusión está hecho de acero para herramienta resistente al calor y la forma del orificio junto con el orificio del soporte o paralelo son cuidadosamente preparados por el herramentero de la caseta de dados.

El lingote fundido de dimensiones apropiadas a la prensa de extrusión y el producto se calienta a la temperatura de trabajo en caliente. Como una regla aproximada ésta es de dos terceras partes de la temperatura de fusión en grados K, por ejemplo, aluminio 600 K, cobre 800 K.El lingote calentado se coloca en el contenedor, seguido por el cojincillo de presión, caliente. El émbolo se coloca en el contenedor y se aplica la presión. Cuando se opera, el lingote es recalcado y comprimido haciendo contacto por todos lados con el contenedor. Entonces incrementando la presión, el lingote es extruido a través del orificio del dado. El metal sale del dado y corre sobre una canal. Colocando celdas de carga sobre el émbolo de extrusión.

La carga se eleva bruscamente, mientras el lingote está siendo recalcado, pero una vez que comienza la extrusión la carga desciende. La rapidez de descenso es constante hasta que se ha extruido aproximadamente el 85% del lingote, cuando ocurre un paro súbito, seguido de una elevación muy rápida hasta alcanzar la capacidad de carga de la prensa.En este punto la extrusión debe detenerse. Esto ocurre mientras aún hay alrededor del 5 al 10% del sobrante del lingote y éste debe descartarse. La razón para esta elevación final de la carga es fácil de explicar, es la misma razón por la que es imposible extruir la última pizca de pasta de dientes del tubo. Durante las primeras etapas de la extrusión, Fig. 3 (a), la fuerza aplicada debe provocar que el metal fluya hacia el dado, a lo largo de una trayectoria diagonal. Al final del ciclo de extrusión, la dirección del flujo del metal, llega a ser más y más perpendicular a la línea de acción de la fuerza aplicada, Fig. 3 (b).

PRENSA DE EXTRUSIÓN INVERTIDAEl contenedor es similar a aquel del proceso de extrusión directa, excepto, que en lugar de un dado y un émbolo, en los lados opuestos del lingote hay un dado y un soporte del dado hueco en un lado del lingote. El soporte hueco del dado toma el lugar del émbolo. Esto debilita toda la prensa y limita el tamaño de la sección que puede ser producida por este proceso.En el caso de la extrusión invertida no hay movimiento relativo entre el lingote y el contenedor y, por tanto, no puede haber fuerza de fricción. Se requiere una carga máxima más baja cuando se usa extrusión invertida, pero la ventaja de esta carga más baja no puede ser capitalizada, debido al hecho, de que como se explicó al principio, con extrusión inversa, la máxima reducción posible en el proceso es limitada.

DADOS DE EXTRUSION

Los dados de extrusión están hechos de acero de alta velocidad para herramienta y son componentes muy importantes en el proceso de extrusión. Como el material del dado es demasiado caro, a menudo es hecho en forma de un disco delgado de diámetro mucho más pequeño que el lingote soportado por un dado de refuerzo. El orificio del dado controla la forma del metal extruido.Si la abertura del dado consta de un barreno circular y paralelo, es decir, la longitud del soporte es igual al espesor del dado, la extrusión será una varilla circular que requiere una fuerza considerable para estirarla y tiene una pobre superficie de acabado. La superficie de acabado puede mejorarse y disminuir la carga, aumentando el diámetro del barreno en el extremo de descarga.

HIDROFORMADOConsiste en el conformado de un material mediante la acción de un líquido sometido a presión (agua o emulsiones de agua y aceite). Puede dividirse en tres pasos básicos:•Carga de la pieza (tubular o chapa) en la prensa•Llenado del tubo o de la matriz con líquido•Conformado de la pieza mediante la acción simultánea de fuerza axial (en caso de tubos) y presión interna (pudiendo llegar hasta los 10.000 bares)

El fluido, principalmente agua, suele llevar añadido algún tipo de lubricante. A altas temperaturas se ha tenido que eliminar el agua, empleándose únicamente aceite (Hidroconformado en caliente) , o incluso algún gas para muy altas temperaturas de conformado (Hot Metal Gas Forming). En ocasiones es además necesario añadir algún tipo de lubricante en la cara seca de la chapa o tubo. El uso de lubricantes está principalmente justificado para favorecer la fluencia del material (al reducir la fricción con los elementos fijos) y aumentar así el grado de hidroconformado que es capaz de absorber la pieza. En cualquier caso, la elección de los fluidos de trabajo y de los lubricantes es función de cada proceso en particular con sus características y no del hidroconformado en general.

El material más empleado hoy en día es el acero, aunque todos los metales que pueden conformarse en frío son válidos para el hidroconformado. La elección del material a emplear está ligada a los requerimientos de la pieza final y a los límites del proceso. La selección de materiales depende en última instancia de la aplicación de la pieza. Por otra parte las aleaciones ligeras, como las de aluminio resultan ser más rígidas y propensas a rotura por deformación en frío por lo que puede resultar favorable realizar el hidroconformado a temperaturas mayores para aumentar así la maleabilidad del material de partida.

TIPOS DE HIDROCONFORMADO

HIDROCONFORMADO DE CHAPA SIMPLELos procesos de hidroconformado de chapa se basan en la utilización de un fluido a presión para obligar a la chapa a adoptar la forma del punzón o del molde. El aumento de presión es obtenido mediante sistemas hidráulicos (bombas o intensificadores de presión).El hidroconformado de chapa simple puede realizarse con una membrana intermedia entre el fluido de trabajo y la pieza a conformar o directamente sin la membrana, habiendo contacto entre el fluido y la pieza.

HIDROCONFORMADO CON MATRIZ

Este sistema de hidroconformado utiliza una matriz que sirve como negativo de la forma final de la pieza en una de las caras y un mecanismo hidráulico que proporciona el fluido a presión (puede estar incluido tanto en la matriz superior como en la inferior) para empujar la chapa contra la matriz. El material se expande por la presión del fluido en el interior de una matriz con forma de cavidad cerrada. El material se deforma por la presión interna. Pasos:1. La chapa no deformada se sitúa en la matriz2. Se cierra la prensa y se aplica una presión inicial de pre- conformado

para colocar bien la chapa3. La matriz superior (entendiendo por esto la membrana) es

desplazada por la presión para deformar la chapa durante la primera etapa de conformado

4. Tras despresurizar el fluido, se abre la prensa y se retira la chapa aplicándole en caso necesario un posterior tratamiento térmico para eliminar las tensiones mecánicas del material

EL HIDROCONFORMADO CON PUNZÓNEn este proceso se posiciona la chapa sobre una matriz, que sella solamente su perímetro. A continuación se deforma el material con una prensa hidráulica convencional y se introduce líquido a presión. En ocasiones el material de partida presenta una preforma (pretensado) en la dirección opuesta al impacto de la prensa por medio de una aplicación de la presión previa al accionamiento del punzón. De este modo el material sufre un trabajo de endurecimiento, muy difícil de conseguir por otros métodos tradicionales de embutición profunda. También es posible dejar fija la matriz que hace de negativo, siendo el fluido de trabajo el que actúe como punzón.

Podemos ver los pasos del hidroconformado con punzón en el siguiente esquema:

HIDROCONFORMADO DE CHAPA DOBLEEste proceso se caracteriza por conformar simultáneamente dos piezas en un molde al introducir un fluido a alta presión en el hueco entre ambas piezas y obligar a las chapas adoptar la forma del molde. Por este método se consiguen elementos estructurales huecos y piezas de tipo depósito. También pueden ser empleados para fabricar parejas de piezas que pueden tener diferentes geometrías, distintos espesores e incluso ser de diferentes materiales, pero debiendo tener siempre la misma área proyectada. En este caso las matrices inferior y superior serán distintas, cada una con la geometría de la pieza correspondiente. La ventaja de que se encuentra con este proceso es que podemos obtener dos piezas en cada ciclo, provocando un incremento en la productividad.

HIDROCONFORMADO DE TUBOConsiste en el conformado de un tubo de acero contra las paredes de una matriz, mediante la introducción de un fluido a presión. Pudiendo emplearse además una compresión simultanea para evitar un excesivo adelgazamiento del espesor del tubo en las zonas sometidas a una fuerte expansión. El tubo de partida, recto o pre conformado (prebending) con diferentes curvados, tiene sección constante y la pieza final puede tener sección variable y/o salientes localizados en zonas concretas de la pieza, obteniéndose unas formas suaves Suele tener dos matrices, que permiten alojar en su interior el tubo inicial a deformar. El sistema de anclaje se realiza por los extremos del tubo que garantizan su forma final durante su conformado, ya que “siguen” el movimiento del tubo cuando este se deforma.

A continuación se enumeran los pasos de este tipo de hidroconformado:1. Tubos rectos o pre-deformados se introducen primero en

la matriz2. La matriz se cierra por un proceso hidráulico que puede

conformar de manera mecánica el tubo durante el cierre3. Los punzones de sellado cierran las extremidades del tubo

y se inicia el llenado4. El material se expande por el incremento de presión del

líquido que se realiza conjuntamente con el avance simultaneo de los punzones de sellado, fluye hacia el interior de las zonas de conformado y da la configuración final de la pieza

VENTAJASLa principal ventaja del hidroconformado es la flexibilidad, ya que con el hidroconformado se pueden crear formas irregulares y geometrías complejas, incluso incapaces de fabricar por otros métodos. Otras ventajas obtenidas gracias al hidroconformado son:•Reducción del peso, mediante la disminución de las soldaduras (reduciendo la capacidad de corrosión) para unir partes y por la posibilidad de alcanzar espesores mucho más reducidos en comparación con piezas fundidas.•Mejora las propiedades frente a fatiga por la reducción de articulaciones soldadas.•Reducción de la recuperación elástica (springback) por conformado plástico de una pieza entera.•Homogeneidad de las características de las piezas y exentas de defectos.•Alta precisión de forma y dimensiones, debido por una parte a una menor resiliencia y por otra, a la posibilidad de calibración con hidroconformado a alta presión,•Reducción de costes: gracias al hidroconformado se disminuye el número de piezas del subconjunto a fabricar, lo que da lugar a menos operaciones secundarias y de ensamblaje, principalmente en piezas complejas.•Cantidad reducida de desechos•Obtención de formas más suaves

INCONVENIENTES

• Las condiciones de trabajo son difíciles de obtener, tanto por ser una tecnología nueva (especialmente en caliente) como por existir muchos parámetros que deben ser tenidos en cuenta en el proceso.

• La maquinaria de hidroconformado es muy grande y costosa, lo cual conlleva una elevada inversión inicial.

• Técnica limitada a determinados materiales.• Proceso delicado: Una presión excesiva puede producir

rotura, el avance excesivo de los punzones de sellado puede dar lugar a formación de arrugas.

• El tiempo del ciclo de trabajo es largo y la productividad es baja.

CAMPOS DE APLICACIÓNExisten múltiples aplicaciones del hidroconformado, pero especialmente se centra en el campo de la aeronáutica y la automoción (piezas del marco, como los carriles laterales, travesaños, capós, cuadros de aplastamiento, radiadores, colectores de escape, pilares y carrocería). Esto es debido a que estos tipos de industrias se ven obligados a realizar componentes más ligeros, consiguiendo así una reducción del consumo de combustible y de las emisiones contaminantes que conlleva. Existen nuevos mercados que se están beneficiando de esta técnica y la están aplicando al desarrollo de algunos componentes como son: accesorios de fontanería, estructuras de muebles, productos de construcción, aparatos de elevación, sillas de ruedas y aplicaciones médicas. También se utiliza esta técnica para fabricar algunas partes como puede ser el cuadro de una bicicleta, así como para la creación de instrumentos musicales.

FORMADO CON HULE

En procesos anteriores se hace notar que los dados se fabrican con materiales rígidos. En este tipo de formado, uno de los dados del conjunto puede ser de material flexible, como por ejemplo membrana de poliuretano.Se utiliza este material debido a la resistencia contra la abrasión, a corte por rebabas y por su larga vida de fatiga.En el doblado y realzado del metal laminado se reemplaza el dado o matriz hembra (parte móvil) con un cojín de hule. La superficie exterior de la lamina a fabricar se protege contra daños o ralladuras ya que no entra en contacto la superficie metálica dura. Las presiones en el formado por hule suelen ser en el orden de los 10 MPa.

En este proceso también es importante el uso adecuado de lubricante y su forma y aplicación. Cuando se seleccionan en forma correcta los procesos del formado con hule se tiene la ventaja de:•Bajo costo de herramientas•Flexibilidad y facilidad de operación•Bajo desgaste de dados•Prevención de daños en la superficie de la lámina•Posibilidad de producir formas complicadas

FORMADO CON ALTA RELACIÓN DE ENERGIASe han desarrollado varios procesos para el formado de metales, usando grandes cantidades de energía aplicada en tiempos muy cortos. Debido a esta característica se llama formado por alta velocidad de energía.Estos incluyen:•Formado por explosión•Formado electrohidráulico•Formado electromagnético

FORMADO POR EXPLOSIÓNEl formado por explosión involucra el uso de una carga explosiva para formar una lámina o placa de metal dentro de la cavidad de un dado. Un método de instrumentar el proceso se ilustra en la figura siguiente. La parte de trabajo se fija y se sella sobre el dado, practicando el vacío en la cavidad. El aparato se coloca entonces en un recipiente grande de agua. Se coloca una carga explosiva en el agua a cierta distancia sobre el trabajo. La detonación de la carga produce una onda de choque cuya energía se trasmite a través del agua, causando la deformación. rápida de la parte dentro de la cavidad. El tamaño de la carga explosiva y la distancia a la que debe colocarse sobre la parte es más bien materia de arte y experiencia. El formado con explosivos se reserva para partes grandes, típicas de la industria aeroespacial.

Formado por explosión: (1) disposición, (2) detonación del explosivo y (3) la onda de choque forma la parte y el penacho escapa de la superficie del agua.

FORMADO ELECTROHIDRÁULICOEl formado electrohidráulico es un proceso de alta energía en el cual se genera una onda de choque para deformar el material de trabajo en la cavidad de un dado a través de una descarga eléctrica entre dos electrodos sumergidos en un fluido de transmisión (agua). Debido al principio de operación, este proceso se llama también formado por descarga eléctrica. La instalación para este proceso se ilustra en la figura siguiente. La energía eléctrica se acumula en grandes capacitores y luego se transmite a los electrodos. El formado electrohidráulico es similar al formado por explosión. Las diferencias están en la forma de generar la energía y en las menores cantidades de energía que se manejan. Esto limita el formado electrohidráulico a piezas de mucho menor tamaño.

FORMADO ELECTROMAGNÉTICOEl formado electromagnético, también llamado formado de pulso magnético, es un proceso en el cual la lámina metálica se deforma por la fuerza mecánica de un campo electromagnético inducido en la parte de trabajo por una bobina electrificada. La bobina está electrificada por un capacitor y genera un campo magnético que origina corrientes de Eddy en el material de trabajo con su propio campo magnético. El campo inducido se opone al campo primario, produciendo una fuerza mecánica que deforma la parte hacia la cavidad que la rodea. Desarrollado en 1960, el deformado electromagnético es el proceso de alta energía más extensamente usado en la actualidad. Se usa para formar partes tubulares, como se ilustra en la figura siguiente.

Formado electromagnético (1) disposición en la cual se inserta unabobina en la parte tubular rodeada por el dado, (2) parte formada.

APLICACIONES DE FORMADO DE METALES

FABRICACIÓN DE LATAS DE ALUMINIO

FABRICACIÓN DE LATAS DE ALUMINIOLa fabricación de las latas de bebidas se lleva a cabo mediante un proceso de alta tecnología que incorpora maquinaria de gran precisión, tanto para la fabricación de la lata como para su control posterior, dotada de un grado de automatización prácticamente total.Las líneas de producción más modernas cuentan con una capacidad de hasta 2,5 millones de latas al día.Las etapas que se describen a continuación son una síntesis de la gran cantidad de procesos que tienen lugar desde la materia prima hasta la lata terminada, lista para el envasado.

El material de partida es una banda de hojalata (acero recubierto de estaño) o bien de aluminio, que se recibe en forma de bobina, con una anchura de 1,2 metros y una longitud de entre 4.000 y 8.000 metros.

1. TROQUELADO Y EMBUTICIÓNLa bobina de metal se hace pasar por una prensa, mediante el lubricador, obteniendo con un golpe vertical unos discos de metal que toman la forma de platos o copas cilíndricas. En cada golpe de la prensa se producen 10 de estas copas.El desperdicio derivado de esta fase se retira mediante aspiración y se compacta para su reciclado.

Las características mecánicas, las medidas y muy especialmente el espesor de esta lámina, así como su calidad superficial, se establecen entre el fabricante del metal (acero o aluminio) y el fabricante de latas sobre la base de unas especificaciones técnicas muy estrictas.

A continuación se explican las etapas básicas del proceso:

2. FORMADORA Y RECORTADORALas copas llegan a través de las cintas transportadoras a la formadora, que mediante un punzón, que las empuja a través de una serie de anillos, estira el metal hasta conseguir la lata de una sola pieza.

Con este paso, la lata alcanza el diámetro final y se forma el fondo abovedado característico, también con sus medidas finales, excepto la altura final, ya que en el proceso de estirado se crea un borde ligeramente ondulado.Esto se debe a una característica de los metales llamada anisotropía, por la cual no se deforman exactamente lo mismo en cualquier dirección.

Así, el próximo paso será la recortadora en la que se le da a la lata la altura correcta según las especificaciones, suprimiendo las ondulaciones u orejas.

3. LAVADOPara realizar las operaciones anteriores es necesario utilizar pequeñas cantidades de aceites lubricantes, pero para poder continuar es preciso eliminarlos, siempre respetando al medio ambiente y recuperándolos para su reciclado posterior.Esta operación se realiza en una máquina lavadora, (sería lo más parecido a un lavavajillas convencional) capaz de lavar hasta 5.000 latas por minuto. Las latas se secan en un horno de aire caliente.La base de la lata se recubre de un barniz secado con rayos UV para protegerla y facilitar su movilidad durante el resto del proceso.

4. LACADO EXTERIOREsta etapa tiene un doble fin: recubrir la lata de una laca protectora y preparar la superficie para el proceso de decoración.

Las latas pasan a la pre decoradora que aplica una capa de imprimación y después se introducen en un horno de cocción externa para su secado.

5. DECORACIÓN

La impresión se realiza de un modo muy parecido a como se imprime una revista, mediante una máquina rotativa, la diferencia es que la superficie de impresión es cilíndrica en lugar de plana.

Esta máquina, la decoradora, tiene una capacidad de impresión de seis colores.

Una vez decoradas las latas, se vuelven a enviar a un horno de cocción externa para secar las tintas. Así conseguiremos lo que se denomina “curado”, proceso por el que la capa impresa adquiere estabilidad y resistencia al roce. Es se consigue a un temperatura de 180º durante 60 segundos.

Tanto en el proceso de lacado como en el de impresión sólo se emplean lacas solubles en agua.

6. FORMACIÓN DEL CUELLOLa parte superior de la lata tiene un diámetro menor que el cuerpo; para ello es precisa una nueva operación de conformación llamada formación de cuello (necking).La lata, una vez decorada, pasa a la entalladora, la cual, a través de 18 fases, forma el cuello pasando por una serie de estrechamientos que reducen gradualmente el diámetro del cuello hasta la medida especificada.

A continuación, se hace un reborde hacia el exterior mediante un abocardado (como se muestra exageradamente en la figura).

Esta es la forma necesaria para encajar la tapa, una vez llena la lata.

7. LACADO INTERNO

A continuación, se aplica un barnizado para proteger el interior de la lata y el producto. Cada lata se barniza dos veces, secando cada capa en el horno.Entre estas dos capas de barnizado interior, se aplica una capa de barniz, que protege la base exterior de la lata (campana) y se seca con rayos UV. Este recubrimiento exterior sirve para proteger la parte más vulnerable de la lata.

8. EMBALAJELas latas ya terminadas pasan a la zona de paletizado, donde se embalan y etiquetan conforme a las especificaciones del cliente/envasador a quien van destinadas (fabricante de refrescos o cerveza).Esto se hace en grandes palets, en los que las filas de latas van separadas por separadores (layer pads) de cartón liso oplástico.Mediante un sistema de código de barras los palets son etiquetados para garantizar la trazabilidad de nuestro producto.

9. FABRICACIÓN DE LAS TAPASLas tapas de las latas se fabrican y suministran al envasador por separado, pues es él quien cierra las latas una vez llenas.La fabricación de las tapas precisa también de unos procesos de conformación, pero a diferencia de las latas, no se realizan operaciones de embutición.En primer lugar se parte de una banda, de la que se troquelan discos que posteriormente se conforman por estampación.

Así no sólo se da la forma circular, sino que además se hacen las hendiduras para que en su momento la tapa pueda encajar en la lata para formar el cierre hermético.La tapa, con su forma final, ya está lista para incorporar la anilla.

Las anillas se fabrican también por estampación, a partir de una banda más estrecha, en la que permanecen hasta el momento de su incorporación a la tapa.

La operación que completa la tapa consiste en la unión de la anilla mediante un proceso semejante al remachado. En este paso también se marca la zona de apertura.

A finales de la década de los 80 se adoptó la anilla no separable, conocida como stay-on-tab.Las tapas terminadas se suministran en paquetes cilíndricos, cada uno de ellos conteniendo hasta 600 unidades, directamente al envasador.

BIBLIOGRAFIA1. METALS HANDBOOCK edición Vol. 5 “ Forging and Casting, American society for Metals2. KALPAKJIAN, S. SCHMID, S; "Manufactura, ingeniería y Tecnología"; Prentice Hall, México, 20023. SCHEY, John, "Procesos de Manufactura", Mc Graw Hill, México, 20014. BRALLA James “Manual de diseño de productos para manufactura”, Mac Graw Hill, México5. LEHNERT ROB “La construcción de herramientas” Reverte S.A. 19796. PAQUIN J.J.,“Diseño de matrices” Montaner y Simón 5 A. Barcelona 1979