¿Por qué algunas carcasas de equipos utilizan chapa metálica mientras que los componentes principales requieren fundición, si ambos son piezas metálicas? A medida que se aceleran las mejoras inteligentes en la fabricación, la demanda de componentes metálicos sigue creciendo. Sin embargo, los diferentes criterios de selección para chapa metálica y fundición plantean a muchas empresas decisiones difíciles.
Con 20 años de experiencia en la fabricación de chapa metálica y experiencia atendiendo a clientes en más de 120 ciudades de todo el mundo,Shenyang SMILE Technology Co., Ltd.ha destilado la lógica de selección para la industria.
I. Procesos diferentes: Un contraste sorprendente entre el trabajo en frío y el trabajo en caliente
La diferencia fundamental entre las piezas de chapa metálica y las fundidas radica en el primer paso de la fabricación. Las piezas de chapa metálica utilizan láminas de metal como acero o aluminio como materia prima, conformadas mediante procesos de conformado en frío como el corte por láser, el plegado y el estampado, sin necesidad de fundir el metal. Al igual que en el origami, fuerzas externas inducen la deformación plástica en la lámina. Tomemos como ejemplo el chasis de un servidor: una lámina de aluminio puede cortarse y plegarse hasta obtener su forma básica en tres horas. Este proceso no requiere moldes complejos, lo que ofrece importantes ventajas de costes para la producción de series cortas.
La fundición, sin embargo, sigue un proceso de producción diferente. Los operarios vierten hierro fundido en moldes de arena. Tras el enfriamiento, se retira el molde y la pieza se somete a un proceso de rectificado y tratamiento térmico para obtener una pieza fundida en bruto. La fundición es un proceso de «conformado en estado líquido» capaz de crear componentes con cavidades internas complejas y superficies curvas irregulares, como los conductos de aceite y agua de un bloque motor. Esta construcción monolítica elimina el riesgo de fugas en las juntas. No obstante, los moldes de fundición son costosos. Los moldes de arena suelen ser de un solo uso, mientras que los moldes metálicos personalizados a menudo requieren cientos de miles de yuanes en costes de desarrollo, lo que los hace ineficientes para la producción de series cortas.
II. Diferencias de rendimiento: Las empresas deben seleccionar en función de sus necesidades.
La bancada de la máquina herramienta está construida en hierro fundido, mientras que la carcasa protectora externa utiliza componentes de chapa metálica. Este es un ejemplo clásico de selección de componentes basada en los requisitos de rendimiento. La bancada exige alta dureza, resistencia al desgaste y capacidad de amortiguación de vibraciones; características que el hierro fundido, tras un tratamiento térmico, cumple a la perfección. Por otro lado, la carcasa protectora requiere una construcción ligera y un fácil desmontaje, lo que hace que la tenacidad y la facilidad de mecanizado de la chapa metálica sean la opción más adecuada.
Los datos de la industria indican que las piezas de chapa metálica alcanzan una alta precisión de conformado, con una exactitud de plegado de ±0,1 mm y una suavidad superficial idónea para aplicaciones que exigen una alta estética, como las carcasas de instrumentos. Si bien las piezas fundidas presentan una menor precisión en bruto (tolerancias dimensionales de ±1-5 mm), el mecanizado les permite soportar presiones superiores a 10 MPa y temperaturas superiores a 500 °C, lo que las hace insustituibles en cuerpos de cilindros hidráulicos, componentes de calderas y campos similares. En el sector de la automoción, los paneles de carrocería de chapa de aluminio reducen el peso en un 60 %, mientras que las carcasas de transmisión deben fabricarse con acero fundido para garantizar la integridad estructural.
III. Enfoque metodológico: Cuatro dimensiones para superar los desafíos en la toma de decisiones
Las empresas ya no necesitan basarse en la selección por experiencia. En su lugar, deben evaluar según estas cuatro dimensiones: - Complejidad estructural: Para estructuras tridimensionales simples, se recomienda la chapa metálica; para cavidades complejas y superficies curvas irregulares, se requieren piezas fundidas. Un fabricante de productos electrónicos intentó ensamblar el cuerpo de una bomba con chapa metálica, pero se produjeron accidentes de producción debido a un sellado deficiente. Finalmente, optaron por piezas fundidas para solucionar el problema. Para el análisis de costos por lote: la chapa metálica es óptima para lotes pequeños de menos de 1000 unidades o para producción piloto, mientras que las piezas fundidas resultan más rentables para grandes volúmenes que superan las 10 000 unidades. Un fabricante de electrodomésticos que produce carcasas de compresores para refrigeradores descubrió que, tras alcanzar un lote de 100 000 unidades, el costo unitario de las piezas fundidas era un 40 % menor que el de la chapa metálica. Para la instalación y el mantenimiento, se prefiere la chapa metálica para componentes que requieren desmontaje y reparación, mientras que las piezas fundidas se eligen para piezas estructurales que soportan cargas y requieren un funcionamiento prolongado sin mantenimiento. En cuanto a los requisitos de rendimiento, se selecciona la chapa metálica para aplicaciones que requieren ligereza y alta tenacidad, mientras que las piezas fundidas son preferibles para necesidades de alta dureza y resistencia a alta presión.
Actualmente, muchas empresas adoptan soluciones híbridas. Por ejemplo, un fabricante de equipos de automatización utiliza chapa metálica para la estructura del equipo, mientras que emplea piezas fundidas para los componentes estructurales principales, equilibrando así el control de costes con la garantía de rendimiento. Con la transformación digital de la fabricación, algunas empresas han introducido software de simulación para la selección de materiales. Al introducir las especificaciones estructurales, el volumen de producción y los requisitos de rendimiento, pueden identificar rápidamente la solución óptima.
Si bien los límites de aplicación de las piezas de chapa metálica y las piezas fundidas se han superpuesto gracias a los avances en la tecnología de materiales y los procesos de fabricación, sus diferencias fundamentales siguen siendo claras.
Shenyang SMILE Technology Co., Ltd.,Como líder en el sector de la chapa metálica, SMILE aprovecha sus 20 años de amplia experiencia y trayectoria global para ofrecer productos y servicios profesionales en este campo, además de asesorar a las empresas en la selección de piezas de chapa y fundición. Esto la posiciona como un socio confiable para las empresas en su proceso de fabricación.