En el doblado de chapa metálica, se deben considerar varios conceptos de diseño en relación con las dimensiones finales de la pieza. Antes de explorar estas ideas clave, es útil comprender algunos términos fundamentales:

l Eje neutro: Una línea imaginaria dentro del metal que ni se estira ni se comprime durante el doblado.

l Zona de tensión: La región en el exterior de la curva donde el material se estira.

l Zona de compresión: La región en el interior de la curva donde el material se comprime.

l Línea de doblado: La línea recta o curva a lo largo de la cual ocurre el doblado.

l Longitud de la brida: La longitud de la sección plana que se extiende desde la línea de doblado.

Los principales conceptos de diseño y fabricación se explican a continuación.

Radio de curvatura

El radio de curvatura es el radio interno de curvatura formado al doblar la chapa. Esta es una variable de diseño principal, que afecta la precisión dimensional, la resistencia, la forma y la integridad estructural.

Cada material y espesor tiene un radio de curvatura mínimo —un límite por debajo del cual el doblado se vuelve imposible sin causar daño. Como regla general, el radio de curvatura mínimo debe ser al menos igual al espesor del material.

Radio de curvatura mínimo (R mín ) = Espesor del Material (t)

Deducción por Doblado

Durante el doblado, el material en la región de la curva se estira, lo que hace que la longitud total plana de la pieza sea ligeramente más corta que la suma de sus bridas. Deducción por doblado es la cantidad que debe restarse de la longitud total desplegada para lograr las dimensiones finales deseadas después del doblado.

Deducción por Doblado = 2 × (Retroceso Exterior – Tolerancia de Doblado)

Contabilizar con precisión la deducción por doblado es esencial para lograr la longitud y especificaciones correctas de la pieza. El valor de la deducción depende del tipo de material, el espesor y el radio de curvatura.

Tolerancia de Doblado

La tolerancia de doblado es la longitud del material necesaria para formar la parte curva de la doblez a lo largo del eje neutro. Cuando una lámina se dobla, el interior se comprime y el exterior se estira, pero el eje neutro permanece a una longitud constante.

La tolerancia de doblado tiene en cuenta el espesor del material, el ángulo de doblado, el método de doblado y el K-factor . Representa la longitud del arco del eje neutro entre las dos bridas.

Factor K

El factor K es un parámetro clave en el diseño de chapa metálica, definido como la relación entre el desplazamiento del eje neutro y el espesor del material. Normalmente varía de 0 a 1 (comúnmente de 0,25 a 0,5 en la práctica). Por ejemplo, un factor K de 0,3 significa que el eje neutro se encuentra al 30% del espesor desde la superficie interior de la curva.

El factor K ayuda a estimar cuánto se estira o comprime el material y se utiliza para calcular la tolerancia de doblado. Los valores recomendados varían según el material y el radio de curvatura.

Alivio de Doblado

Un alivio de doblado es una pequeña muesca o corte realizado al final de una línea de doblado para evitar el desgarro o la deformación del material. Es esencial para mantener la integridad estructural y la precisión dimensional, especialmente cuando un doblado no se extiende a través de toda la pieza.

Los alivios de doblado no son necesarios para dobleces que corren completamente de un borde a otro. Se utilizan cuando el doblado se detiene dentro de la lámina, para evitar la concentración de tensiones.

Regla de diseño:
Ancho mínimo de alivio ≥ Espesor del Material (t)
Profundidad mínima de alivio ≥ t + Radio de curvatura (R) + 0.5 mm

Un concepto relacionado es alivio de esquina , que es un corte realizado en líneas de curvatura que se intersecan para permitir esquinas limpias y evitar grietas.

Recuperación elástica

Después de liberar la fuerza de curvatura, el metal tiende a regresar parcialmente a su forma original debido a la recuperación elástica; esto se conoce como recuperación elástica . Afecta el ángulo y radio de curvatura finales, por lo que los diseños deben compensarlo para lograr precisión.

La recuperación elástica depende de las propiedades elásticas del material, el radio de curvatura y el método de curvatura. Los materiales con mayor límite elástico exhiben más recuperación elástica.

Secuencia de curvatura

La secuencia de curvatura es el orden en el que se forman múltiples curvaduras en una sola lámina. Una secuencia bien planificada evita interferencias de herramientas, deformación de la pieza y problemas de manejo. Generalmente, las curvaduras se realizan de afuera hacia adentro, y las curvaduras más simples o grandes se forman antes que las más complejas. La secuencia también debe alinearse con las herramientas y capacidades de la máquina disponibles.

Dirección del grano

Los metales tienen una estructura granular cristalina resultante de su proceso de fabricación (por ejemplo, laminado). La orientación de estos granos afecta la curvabilidad.

Para reducir el riesgo de grietas, especialmente con curvaduras ajustadas o ciertos materiales, la línea de curvatura debe orientarse perpendicular a la dirección del grano. Curvar paralelo al grano aumenta la probabilidad de fracturas.