El potencial del conformado del acero inoxidable

El acero inoxidable tiene un gran potencial en aplicaciones de conformado gracias a sus propiedades mecánicas. Su elevada relación resistencia/peso y sus propiedades de alargamiento y endurecimiento por deformación plástica permiten que se puedan realizar diseños de gran complejidad tanto tridimensionales como sin costuras.

Para evaluar el potencial de conformado de cualquier material es necesario analizar sus propiedades mecánicas. Generalmente, los criterios de evaluación mecánica más utilizados son:

• Grado de resistencia de un material a la deformación, la cual se puede definir como “fluencia” o deformación plástica permanente (de donde se deriva el límite elástico R_p) y “rotura” (de donde se deriva la resistencia a la tracciónR_m).
• Grado de resistencia a la penetración causada por una carga aplicada.
• Capacidad de absorber energía de deformación antes de que se produzca la ruptura.
• Capacidad de deformarse plásticamente sin romperse.

Los conceptos “fuerte” y “débil”, “duro” y “blando”, “tenaz” y “frágil” definen diferentes aspectos de las propiedades mecánicas de los materiales. Algunas de éstas pueden medirse mediante un ensayo de tracción. Los resultados se plasman en un gráfico cuyos ejes son la tensión aplicada y la deformación resultante (relacionado con la resistencia).

Los aceros martensíticos presentan una elevada resistencia y una ductilidad (o conformabilidad) relativamente baja, mientras que los aceros austeníticos tienen una resistencia más reducida y una alta ductilidad. Los dúplex y los ferríticos ocupan una posición intermedia. El límite elástico de los ferríticos es normalmente más alto que el de los austeníticos, mientras que el de los dúplex es considerablemente mayor que el de los ferríticos y austeníticos. Los inoxidables ferríticos y dúplex presentan una ductilidad similar.

Sin embargo, hay que tener en cuenta que para entender el potencial de conformado del acero inoxidable, es necesario considerar las propiedades mecánicas del material que dependen de la composición química, el tratamiento térmico (en el caso de los martensíticos) y el trabajo en frio (en el caso de los austeníticos y dúplex).

¿Y qué pasa con el acabado en las operaciones de conformado? Normalmente, las deformaciones intensas destruyen las superficies decorativas. Sin embargo, en el caso del acero inoxidable es posible conseguir formas relativamente complejas sin la necesidad de otros procesos posteriores a la fabricación (acabado mecánico). Los acabados más frecuentemente utilizados en las aplicaciones de conformado y sus rangos de espesor típico son:

• 2B (0.40-8.00 mm). Laminado en frío ligeramente reflectivo
• 2R conocido como BA (<3.00 mm). Laminado en frío altamente reflectivo (recocido brillante)
• 2G o cepillado 2J. Laminado en frío pulido
• 1D conocido como acabado 1 (>2.00mm). Acabados laminados en caliente.
• 2H (< 6.00 mm). Laminado en frío.

Veamos algunos ejemplos que ilustran el potencial de conformado del acero inoxidable…

El conformado por rechazado es un proceso que no implica desperdicio de material. Requiere una lámina de metal circular o una preforma obtenida mediante embutición profunda, un rodillo y una matriz montada en torno de simetría circular. La lámina se estira sobre la matriz por etapas, mientras que la matriz y la pieza son accionadas por el torno. Este proceso es adecuado para fabricación de prototipos y series pequeñas. Es ideal para obtener formas cónicas o cilíndricas y es posible obtener una relación altura/diámetro considerable a partir de un simple disco de acero inoxidable.

El conformado por rechazado en torno es un proceso adecuado para series reducidas. Los rines de acero inoxidable fabricados mediante esta técnica ofrecen las ventajas de elevada relación resistencia/peso (permite estructuras ligeras), aumento de la resistencia a través del trabajo en frío, superficie laminada en frío lisa -que facilita el pulido-,  mayor resistencia a la corrosión que los metales tradicionales y ausencia de pintura.

El proceso de laminado de perfiles es similar al de fabricación de tubo. Una línea de conformado de unidades transforma el fleje metálico en un perfil. Se puede conformar acero inoxidable de espesor entre 0.40 y 8 mm y aprovechar su excepcional capacidad de absorción de deformación plástica. Este proceso de conformación gradual aumenta las propiedades mecánicas del acero inoxidable, haciendo posible perfiles de rigidez superior y formas más complejas.

La fabricación de un elegante recipiente comienza a partir de un disco plano de 1mm de espesor y unos 400 mm de diámetro.

Para que la olla sea adecuada para el calentamiento, en el fondo se le instala un disco de acero inoxidable ferrítico y se inserta un disco de aluminio entre ambos para una distribución térmica óptima. Las tres piezas se unen mediante una operación de troquelado y soldadura.

Una vez completados los pasos principales del montaje, el cuerpo de la cazuela puede esmerilarse y pulirse.

Gracias a sus propiedades de soldadura, conformado y acabado, el acero inoxidable satisface los requisitos de los utensilios de cocina relativos a un diseño sin costuras (higiénico), superficies no adherentes, rigidez a largo plazo, adecuación para el calentamiento por inducción, etc.

¿Te gustaría ver un video del proceso de elaboración de tarjas? 

Referencia bibliográfica:

El potencial de conformado del acero inoxidable. Euro Inox. 2008.