Guía de diseño de piezas embutidas profundas: relación de embutición, radios y espesor de pared

La embutición profunda conforma una pieza en bruto plana en una copa, envolvente o carcasa mediante un punzón y un troquel. Se utiliza para carcasas de baterías, bandejas médicas, alojamientos de sensores, cubiertas de blindaje y muchas otras piezas que necesitan una pared sin costura.

Esta guía abarca las variables de diseño que con mayor frecuencia determinan si una pieza embutida profunda es viable: relación de embutición, radios, holgura, material y lubricación.

1. Relación de embutición

La relación de embutición es el diámetro de la pieza en bruto dividido por el diámetro del punzón. Una primera embutición para acero con bajo contenido de carbono suele ser de aproximadamente 1,8-2,0; las embuticiones posteriores son menores, normalmente de alrededor de 1,3-1,5. El acero inoxidable y los materiales de alta resistencia suelen requerir relaciones más bajas, y el valor exacto depende de la aleación y del diseño del utillaje.

2. Radios de punzón y troquel

Un punto de partida habitual es un radio de punzón de aproximadamente 4-8 veces el espesor del material y un radio de troquel de aproximadamente 6-10 veces el espesor para la primera embutición. Las embuticiones posteriores utilizan radios menores. Los radios demasiado agudos aumentan el riesgo de desgarro; los radios demasiado grandes pueden provocar arrugas.

3. Holgura

La holgura del troquel se expresa normalmente por lado y suele ser de aproximadamente 1,1-1,3 veces el espesor del material en el caso del acero, según la etapa de embutición y el material. Una holgura demasiado pequeña aumenta la fricción y el adelgazamiento; una holgura demasiado grande permite la aparición de arrugas.

4. Espesor de pared

La embutición adelgaza la pared, especialmente en el radio inferior. Si el diseño requiere un espesor de pared específico, la pieza en bruto y la secuencia de embutición deben planificarse en consecuencia. Puede añadirse un planchado para controlar el espesor de pared, pero aumenta la complejidad del utillaje.

5. Selección de material

6. Lubricación y recocido

La lubricación reduce la fricción y el gripado. Para el acero inoxidable y los materiales de alta resistencia, puede ser necesario un recocido intermedio entre embuticiones para recuperar la ductilidad. La necesidad depende de la reducción total y de la aleación.

7. Elementos

Los orificios, las bridas, las roscas y el moleteado deben añadirse después de la embutición principal siempre que sea posible. Los orificios cerca de una pared embutida pueden deformarse; las bridas deben tener un radio generoso. Las roscas suelen laminarse o roscarse después del conformado.

Preguntas frecuentes

¿Qué profundidad puede alcanzar una pieza en una sola embutición?

Depende del material, el diámetro y el diseño del utillaje. Una primera embutición suele limitarse a una relación de aproximadamente 1,8-2,0 para acero dulce; las piezas más profundas necesitan varias embuticiones.

¿Se pueden embutir profundamente esquinas agudas?

Las esquinas muy agudas son difíciles. Un radio de esquina mayor mejora el flujo del material y reduce el agrietamiento.

¿Es adecuada la embutición profunda para lotes pequeños?

Puede serlo, pero el coste del utillaje es un factor. Para lotes muy pequeños, una alternativa fabricada o mecanizada puede ser más económica.

Relacionado: piezas embutidas profundas y envíe un plano para su revisión.