Cómo se fabrica una carcasa de chapa metálica
Una carcasa de chapa metálica comienza su vida útil como una pieza en bruto plana. La pieza en bruto se corta mediante láser o punzonadora, se desbarba, se conforma en una prensa plegadora, se equipa con herrajes, se une donde sea necesario y finalmente se recubre. Cada etapa tiene sus propias reglas, y la mayoría de los problemas de diseño provienen de una característica que se adapta a una etapa pero lucha contra otra, como un agujero que corta limpiamente en el plano pero se distorsiona cuando se dobla la brida que está a su lado.
Esta guía sigue esa secuencia. Diseñar en el mismo orden en que se hace la pieza es la forma más sencilla de detectar conflictos antes de que lleguen a el taller.
Etapa 1: Material y espesor
Elija el material y calibre primero, porque casi todas las demás reglas se escalan con el grosor (escrito aquí como T).
| Material | Espesor típico para cerramientos | Fortalezas | Puntos a observar |
|---|---|---|---|
| Aluminio 5052-H32 | ~1.0–3.0 mm | Ligero, forma bien, buena resistencia a la corrosión | Evite 6061-T6 para curvas cerradas; puede agrietarse |
| Acero laminado en frío (por ejemplo, 1008/1010) | ~0.8–2.0 mm | Rígido, económico, fácil de soldar | Necesita chapado o pintura contra el óxido |
| Acero galvanizado | ~0.8–2.0 mm | Protección de zinc incorporada | Las soldaduras y los bordes cortados pierden algo de protección |
| Inoxidable 304 | ~0.8–2.0 mm | Resistente a la corrosión, se puede dejar al descubierto | Se recupera más; más duro en el utillaje |
Mantenga un grosor para todo el recinto donde pueda. Mezclar espesores significa programas de corte separados y diferentes herramientas de doblado, y complica las juntas.
Etapa 2: El patrón plano y la asignación de curvatura
Cuando el metal se dobla, el exterior se estira y el interior se comprime. En algún punto intermedio se encuentra el eje neutro, que mantiene su longitud. Su posición es descrita por el factor K, típicamente entre aproximadamente 0.3 y 0.5 dependiendo del material, grosor y herramientas.
Los programas CAD utilizan el factor K para desplegar la pieza en un patrón plano. Si su valor predeterminado de CAD difiere de las herramientas del taller, las bridas terminadas estarán ligeramente apagadas. Para la mayoría de los recintos, deje que el taller ajuste el patrón plano a sus propias tablas de plegado y dimensione el plano en la pieza formada.
Radio de curvatura interior
Un punto de partida común es un radio interior aproximadamente igual al espesor del material. El uso de un radio en cada curva permite que toda la pieza se forme con un solo conjunto de herramientas.
Longitud mínima de la faldilla
La brida debe ser lo suficientemente larga como para asentarse a través de la abertura del troquel. Una regla empírica es una brida de al menos aproximadamente cuatro veces el grosor, medida hacia el exterior de la curva. Las bridas más cortas pueden necesitar herramientas especiales o pueden no ser posibles en absoluto.
Alivio de curvatura
Cuando una curva termina en un borde o se encuentra con otra curva, añada una pequeña muesca de alivio. Sin ella, el material se desgarra o se abomba en la esquina. El ancho de alivio de aproximadamente el espesor del material y la profundidad ligeramente más allá del radio de curvatura son opciones comunes.
Etapa 3: Orificios, ranuras y recortes cerca de curvas
Las características que se sitúan demasiado cerca de una línea de doblado pierden su forma cuando se forma la brida. Los agujeros redondos se vuelven ovalados y las ranuras se estrechan.
- Mantenga los orificios al menos aproximadamente 2,5 × T más el radio de curvatura lejos de la línea de curvatura
- Mantenga las ranuras y los recortes más grandes más lejos, o extiéndalos a través de la curva como un alivio deliberado
- Mantenga los orificios al menos una o dos veces en T desde los bordes de la pieza
- Haga que los diámetros de los orificios sean al menos iguales a T para los orificios perforados; el corte por láser puede ser más pequeño
- Evite las lengüetas y los dedos largos y estrechos, que se tuercen durante el corte y la formación
Si un agujero debe asentarse cerca de una curva, pregunte si se puede cortar después de la formación. Eso añade un paso, pero evita la distorsión.
Etapa 4: Hardware para montaje
Los gabinetes rara vez usan agujeros roscados en láminas delgadas, porque no hay suficientes roscas para sostener. Los herrajes autoajustables resuelven esto: tuercas, pernos y separadores que se presionan en la hoja y se bloquean en su lugar.
Normas DE colocación
Cada fabricante de herrajes publica un espesor mínimo de lámina, tamaño de orificio y distancia de borde para cada pieza. Siga esos valores directamente; difieren entre piezas y materiales.
Orden de operaciones
El hardware generalmente se instala después de doblarlo, porque la prensa debe poder alcanzarlo y la pieza debe permanecer plana debajo de la prensa. Compruebe que ninguna brida bloquee el acceso a la ubicación del hardware una vez formado.
Recubrimiento e hilos
El hardware entra antes de la capa de pintura en polvo o pintura. Las roscas se enmascaran o limpian después del recubrimiento para que los tornillos sigan funcionando libremente.
Etapa 5: Unión de esquinas y paneles
Una caja necesita esquinas cerradas. Las principales opciones son:
| Método | Apariencia | Resistencia y sellado | Notas |
|---|---|---|---|
| Esquina abierta con relieve | Pequeño hueco en la esquina | Más bajo; no sellado | Más barato; bien para chasis interno |
| Lengüeta y ranura, luego sujetas | Limpio, autoubicable | Moderada | Bueno para diseños de paquete plano |
| Punto o puntada soldado | Limpiar una vez molido | Alto | Añade tiempo de soldadura y rectificado |
| Totalmente soldado y rectificado | Eficiente | Máximo; se puede sellar | La mayor parte de la mano de obra; el calor puede distorsionar los paneles |
| Paneles separados con tornillos | Sujetadores visibles | Moderada | Más fácil de reparar y cambiar |
Muchos recintos utilizan una base en forma de U con una tapa separada o dos mitades plegadas atornilladas entre sí. Eso mantiene cada pieza simple de formar y hace que el interior sea fácil de alcanzar para el montaje.
Etapa 6: Ventilaciones, entradas de cables y puesta a tierra
Los patrones de ventilación son a menudo una rejilla de pequeños agujeros o persianas. Manténgalos alejados de las curvas y los bordes utilizando las mismas reglas que en otros orificios, y deje suficiente material sólido entre los orificios para mantener el panel rígido.
Para las entradas de cables, el tamaño de los golpes u orificios para el prensaestopas o la arandela que planea usar, y deje espacio para la tuerca en el interior.
Si la carcasa forma parte de un diseño de seguridad eléctrica o blindaje, marque los puntos de puesta a tierra en el plano. Esas áreas deben mantenerse libres de pintura o polvo para que la conexión a tierra se realice a través de metal desnudo.
Etapa 7: Finalizar selección
| Finalizar | Trajes | Notas |
|---|---|---|
| Pintura electrostática | Acero dulce y aluminio | Duradero, amplia gama de colores; añade una capa de espesor notable |
| PINTURA MOJADA | Acero dulce y aluminio | Más fino que el polvo; bueno para igualar el color |
| Anodización | Aluminio | Óxido duro y delgado; los bordes cortados y doblados también se anodizan |
| Zincado | Acero | Protección contra la corrosión; a menudo se usa debajo de la pintura o solo dentro del equipo |
| Cepillado o desnudo | Inoxidable | Sin recubrimiento en el chip; muestra huellas dactilares |
La capa de polvo se acumula en los bordes y en los agujeros. Deje espacio libre en los orificios que sujetan tornillos o piezas de acoplamiento, o enmascararlos.
Etapa 8: Tolerancias que se adaptan al proceso
Las tolerancias de la chapa metálica son más amplias que las tolerancias mecanizadas porque cada curva añade una pequeña variación. Las características en la misma cara plana, cortadas en una operación, son muy precisas entre sí. Las características de las diferentes bridas llevan la variación de cada curva entre ellas.
Dimensionar las relaciones críticas dentro de una sola cara siempre que sea posible, y dar tolerancias más flexibles a las dimensiones que cruzan las curvas. Si dos bridas deben alinearse estrechamente, dígalo en el plano para que el taller pueda planificar la secuencia de plegado.
Los ángulos se comportan de manera similar. Por lo general, una curva se mantiene dentro de aproximadamente un grado de su ángulo nominal, y la recuperación elástica varía ligeramente entre las láminas del mismo material. Cuando dos partes se atornillan entre sí a través de una brida larga, los orificios ranurados o un poco de espacio libre absorben esa variación y hacen que el ensamblaje sea mucho más fácil de lo que lo haría un patrón de orificios apretados
Errores comunes a evitar
- Orificios o ranuras dentro de la zona de deformación por curvatura
- Bridas demasiado cortas para herramientas estándar
- Radios de curvatura diferentes en cada curva sin motivo
- Hardware colocado donde la prensa no puede alcanzar después de la formación
- Tolerancias ajustadas aplicadas en varias curvas
- Sin nota de enmascaramiento para roscas y puntos de conexión a tierra antes del recubrimiento
Siguientes etapas
Cargue el modelo 3D, o el patrón plano con un dibujo de pieza formada, a través del formulario de cotización. El ingeniero revisor verifica las curvas, el acceso al hardware y el recubrimiento antes de fijar el precio y sugerirá cambios que hagan que el gabinete sea más fácil de construir.