7 datos que debe conocer sobre la chapa metálica

1. Definición de chapa metálica

¿Qué es la chapa metálica? No existe una definición exacta. Por regla general, se entiende que es una pieza plana de metal cuya anchura es significativamente mayor que su grosor. Si la chapa tiene menos de 3 milímetros de grosor, se denomina chapa fina; si tiene 3 milímetros de grosor o más, se denomina chapa gruesa. Otra distinción importante viene dada por el proceso de fabricación (véase también el punto 4). Hay chapas laminadas en frío y chapas laminadas en caliente:

• El material laminado en caliente es típico de las chapas más gruesas. La superficie tiene poros más gruesos que el material laminado en frío y lleva una capa de revestimiento / cascarilla de laminación. Si no se elimina la cascarilla de laminación, estas chapas no requieren aceitado para protegerlas de la corrosión.
• Las chapas más finas suelen laminarse en frío. Las tolerancias son menores y las superficies más finas. Las chapas de acero, en particular, se protegen de la corrosión mediante decapado y aceitado antes de pasar de la acería al transformador de chapas.

Además, existe una amplia gama de calidades de chapa, formatos y espesores de material. Desde la composición del material y los procedimientos de fabricación y transformación hasta la fabricación y el almacenamiento, son  numerosos los factores que influyen en las propiedades y la calidad de la chapa.

2. Los formatos de las láminas

Cuando se entregan hojas para procesar, suele haber dos formatos: Bobinas y Piezas en bruto. En la bobina, la chapa se enrolla, normalmente hasta alcanzar un grosor de 15 milímetros. Su peso puede alcanzar las 20, 30 o incluso más toneladas . La bobina permite transportar grandes cantidades de chapa de forma compacta con relativa facilidad y seguridad. Sin embargo, hay que desenrollarla de nuevo antes de seguir procesándola, lo que requiere una bobinadora. Además, como la chapa está curvada en la bobina, hay que enderezarla para eliminar esta ondulación. Al desenrollarla desde la bobina, se puede cortar exactamente la longitud de chapa que se necesite.

Se entiende por Piezas en bruto las chapas metálicas.  que o bien ya están cortadas de la bobina o, en el caso de chapas especialmente gruesas, ya se han fabricado de esta forma. Para simplificar el comercio, existen dimensiones normalizadas para ellas. Son especialmente comunes el formato pequeño de 1000 mm × 2000 mm (chapa estándar), el formato medio de 1250 mm × 2500 mm (chapa media) y el formato grande de 1500 mm × 3000 mm (chapa grande). Por encima del gran panel, el formato máximo de 2000 mm × 4000 mm y el super formato de 2000 mm × 6000 mm siguen estando bastante extendidos.

3. Los materiales para la chapa metálica

.Una chapa puede estar hecha de casi cualquier metal, sólo depende de su conformabilidad. Así, en la fabricación de joyas existen sin duda chapas de oro o plata. Sin embargo, son mucho más comunes las chapas fabricadas con metales industriales: El acero, el acero inoxidable, el aluminio o el cobre ocupan el primer lugar.
Para conseguir un ajuste más preciso de las propiedades de las chapas, se añaden diversos elementos al material de base. El material compuesto se denomina entonces aleación. Como resultado, las chapas tienen una mayor resistencia a la tracción o son menos susceptibles a la corrosión, por ejemplo.

4. Cómo se fabrica la chapa metálica

Antes de la Revolución Industrial, las chapas metálicas se fundían a mano. Esto requería mucho tiempo, y por eso las chapas eran tan caras. Hoy en día, las chapas se laminan a partir de bloques de acero moldeados en forma de cubo, los llamados desbastes. Durante la laminación en caliente en la acería o tren de laminación, éstos se laminan en chapas del grosor deseado mediante procesos de inversión o continuos. La temperatura es superior a la temperatura de recristalización del metal. Se pueden conseguir espesores de chapa de al menos 0,8 milímetros.

Como el laminado en frío requiere más fuerza que el laminado en caliente, no se utiliza este método para todas las chapas, este proceso sólo permite fabricar chapas finas. Se pueden laminar chapas de acero de sólo 0,1 milímetros de grosor, y de aluminio de hasta 0,0065 milímetros. Además, con el laminado en frío se pueden mantener tolerancias menores que con el laminado en caliente.

5. Tolerancias y posibles defectos de las chapas

.Es importante para trabajar con chapa metálica: Cualquier procesamiento conlleva una carga mecánica o un desarrollo de calor. Dado que, por lo general, las chapas metálicas son fácilmente deformables, surgen rápidamente tensiones y desniveles. La norma DIN EN 10029 especifica las tolerancias de planitud de cada chapa. Por ejemplo, una chapa de 20 mm de espesor debe tener un espesor mínimo de 19,4 mm y un espesor máximo de 21,3 mm. Otros defectos de planitud son las ondulaciones y curvaturas diversas.

Sin embargo, para todos los procesos de fabricación posteriores de la industria de transformación de chapa metálica, es muy importante que las chapas estén prácticamente libres de tensiones y lo más planas posible. Además, por un lado, el gran número de chapas diferentes y, por otro, la gran variedad de métodos de fabricación y procesamiento hacen que, a menudo, el comportamiento de la chapa durante el procesamiento sea impredecible. Por ello, es necesario enderezar y desbarbar una chapa después de su transformación.

6. Cómo mecanizar chapas metálicas

Para transformar la chapa en un producto acabado utilizable, existen varios métodos de transformación. Las técnicas más utilizadas son las siguientes:

• Punzonado: En el punzonado, la chapa se extrae con una prensa manual o automática, una punzonadora o una herramienta de punzonado y, de este modo, se corta. El punzonado se utiliza principalmente en la producción de pequeños componentes a partir de tiras planas de m
  
  
• Corte por láser: En este método de corte, el calor de un rayo láser garantiza la división de la chapa. Al ser una herramienta muy flexible, el láser es especialmente adecuado para procesar chapas finas. Si se requieren cortes finos y alta calidad, el corte por láser es el método más habitual en el procesado de chapa flexible.

• Corte por plasma: Este proceso pertenece a los métodos de corte por calor. Se utiliza un flujo volumétrico de plasma, cuyo calor provoca la fluidificación local del material. La elevada energía cinética del flujo volumétrico de plasma expulsa el material disuelto. Este proceso suele utilizarse para chapas de entre 10 y 50 milímetros de grosor.

• Oxicorte (corte con oxiacetileno): En este proceso de corte, la chapa se calienta localmente a la temperatura de ignición mediante una llama de gas combustible-oxígeno. El suministro de oxígeno crea una ranura en la que se corta la chapa. Para cortar metales con grandes espesores de material, el oxicorte es el método más habitual.
• El plegado: En este proceso, la chapa se coloca en la matriz de una prensa plegadora. A continuación, una herramienta desciende sobre la pieza desde arriba y dobla los ángulos deseados en el componente.
• Laminado en redondo: El laminado en redondo también es un proceso de moldeado muy utilizado. En este proceso, la chapa suele deformarse plásticamente en tres rodillos para doblarla en redondo.
• Perfilado: Este proceso es también uno de los métodos de conformado. En este proceso, la chapa se desenrolla de una bobina y se hace pasar por varios pares de rodillos dispuestos en fila hasta que se dobla con la forma deseada. Este proceso se utiliza generalmente para perfiles alargados en grandes volúmenes.
• Embutición a gran profundidad: En la embutición profunda, una herramienta presiona la chapa para darle la forma deseada. Por regla general, las herramientas actúan sobre la chapa mediante punzonadoras automáticas o prensas de conformado. Como los costes de utillaje suelen suponer considerables costes de producción, estos procesos suelen utilizarse para grandes volúmenes.

Si hay que unir dos o más chapas, los métodos habituales de unión son el remachado, la soldadura y el dobladillo.

7. Tipos especiales de hojas

Las chapas metálicas se presentan en formas muy diversas y con propiedades muy distintas, necesarias para satisfacer necesidades específicas. Entre las características especiales se encuentran:

• Las chapas azules, también conocidas como chapas azul-brillo, son chapas finas laminadas en frío con una capa de óxido de hierro firmemente adherida. Esta capa se forma por recocido a 800 o 900 °C en atmósfera de oxígeno y produce un efecto visual especial por su aspecto azul oscuro. También protege contra la corrosión y sirve de base para revestimientos.
• La chapa negra, se compone de acero no aleado y se recuece en un fuego abierto o en una caja. Adquiere su aspecto oscuro al reaccionar con el aire ambiente. Está muy solicitada como elemento de diseño, por lo que no se recubre más.
• La hojalata, es una fina chapa de acero laminada en frío cuya superficie está recubierta de estaño. Se utiliza principalmente para envases (alimentarios).
• Las chapas láser, no tienen una definición oficial. Por regla general, se entiende que se trata de chapas que presentan propiedades especialmente buenas al ser grabadas con láser. Sin embargo, no suele tratarse de chapas fabricadas especialmente, sino de una selección especialmente cuidadosa de chapas que se ofrece específicamente para los clientes de láser con el correspondiente sobrecoste.
• Las chapas estriadas, son chapas con estructura acanalada en diagonal. Se utilizan principalmente para mejorar la resistencia al deslizamiento y también como decoración. La ondulación se aplica mediante una gran fuerza de los rodillos de conformado durante la producción de la chapa y no puede ser producida por estampación posterior.
• Las chapas onduladas, son chapas metálicas con un perfil ondulado. Esta geometría mejora notablemente la rigidez y la capacidad de carga en sentido longitudinal. Esto permite utilizar las chapas onduladas como cubiertas, por ejemplo.