El perfilado es un proceso de trabajo del metal en el que la chapa se transforma progresivamente en un perfil de sección transversal deseada mediante una serie de estaciones de laminado. Los perfiles perfilados se utilizan mucho en la construcción de edificios para correas, paneles de pared, tejados, sistemas de barandillas y mucho más.

Perfiladoras Cz son un tipo popular de perfiladoras utilizadas para producir estos perfiles estructurales. Esta guía proporciona una visión detallada de la tecnología de las perfiladoras cz, sus principios de funcionamiento, componentes, capacidades, aplicaciones y mucho más. Tanto si desea comprar una nueva perfiladora cz como si desea obtener más información sobre el proceso, este artículo cubre todo lo que necesita saber.

Descripción general de Cz Roll Forming

El perfilado con máquinas de rodillos cz consiste en doblar y dar forma continuamente a chapas metálicas en piezas y perfiles personalizados. Es un proceso eficiente y de alta velocidad adecuado para producir grandes cantidades de piezas con longitudes largas y secciones transversales constantes, como materiales de construcción o paneles de carrocería de automóviles.

El perfilado Cz debe su nombre a los soportes de perfilado en forma de C y Z que se utilizan para doblar y dar forma al metal progresivamente. A medida que el material pasa por los soportes consecutivos, adquiere el contorno y la precisión dimensional deseados. Entre las secciones perfiladas más comunes se incluyen canales en C y U, ángulos, tubos cuadrados y rectangulares y formas complejas a medida.

Comparado con otros procesos como la extrusión o el plegado, el perfilado tiene ventajas de flexibilidad, eficiencia y rentabilidad. Las líneas de perfilado Cz pueden equiparse con desbobinadores, mesas de alimentación, estaciones de prepunzonado y corte, unidades de soldadura y otros procesos en línea para una producción completa.

Principales ventajas de Cz Roll Forming:

• Altas velocidades de producción de hasta 100 m/min con excelente precisión y repetibilidad
• Bajos costes de utillaje en comparación con la estampación o el prensado
• Mínimo desperdicio de material: producción continua a partir de bobinas
• Calidad y propiedades mecánicas constantes
• Los equipos flexibles producen diversos perfiles con la misma máquina
• Producción escalable añadiendo más puestos de perfilado
• Adecuado para aceros de alta resistencia, acero inoxidable, aluminio, etc.
• Integración con los procesos anteriores y posteriores

Dado que las secciones perfiladas están ganando popularidad en muchas industrias, las líneas de perfilado cz son un equipo de fabricación importante para las plantas modernas.

¿Cómo funciona una perfiladora Cz?

Las perfiladoras Cz funcionan según el principio de curvado progresivo de la chapa a través de una serie de soportes que contienen pares de rodillos. Cada soporte realiza una cantidad incremental de doblado hasta que se forma la sección transversal final.

Los procesos clave que intervienen en el perfilado cz son:

1. Desaceitado

La bobina de chapa metálica del grosor y material requeridos se carga en un desenrollador que permite desenrollar la bobina en la laminadora. El desenrollador evita los enredos y las holguras durante el desenrollado.

2. Alimentación

La chapa se introduce en la línea de perfilado a través de un conjunto de rodillos de alimentación. Esta etapa endereza la chapa y la introduce a la velocidad requerida en la sección de conformado.

3. Perforación previa

Si es necesario, se pueden perforar agujeros, muescas y otros elementos en la chapa antes del perfilado. Esto permite crear perfiles con agujeros o ranuras.

4. Formando

El núcleo de la máquina es la sección de conformado con múltiples soportes de conformado por rodillos dispuestos en un flujo en serie. A medida que la chapa pasa por cada soporte, los rodillos realizan curvas longitudinales hasta conseguir progresivamente la forma final.

5. Corte

Una prensa de corte o cizalla volante corta el perfil producido de forma continua en las longitudes requeridas según la aplicación. El corte puede ser manual o automático.

6. Procesos posteriores

Es posible integrar procesos adicionales como el desbarbado, el marcado o el apilado después de la estación de corte para obtener piezas acabadas.

La serie de rodillos perfilados dobla el material de forma incremental sin sobrecargarlo. Se utilizan lubricantes para controlar la fricción entre los rodillos y la chapa durante el proceso.

Componentes clave de una perfiladora Cz

Las líneas de perfilado Cz están equipadas con una serie de componentes y subsistemas para la manipulación de bobinas, alimentación, conformado, corte y manipulación de materiales:

Soportes de perfilado

La sección de perfilado dispone de varios soportes en forma de C (apertura hacia abajo) y en forma de Z (apertura hacia arriba). Las líneas pequeñas suelen tener entre 3 y 5 soportes, mientras que las líneas industriales pueden tener 15 o más soportes para perfiles complejos.

• Los rodillos se mecanizan para obtener formas precisas que se ajusten al perfil deseado.
• Se utiliza un avanzado software de diseño de rodillos en 3D para simular el flujo de material y el diseño de rodillos
• Los sistemas de cambio rápido permiten cambiar las matrices con rapidez

desbobinador

Se utiliza para sujetar la bobina que se introduce en la máquina y controlar el desenrollado de la hoja. Las características incluyen:

• Brazos/soportes portabobinas con sistema de carga rápida
• Mandril de expansión para montar el ID de la bobina
• Control activo de la tensión
• Desbobinador multidiámetro para anchuras de bobina flexibles
• Carro de bobinas para una carga rápida

Sistema de alimentación

Consiste en un conjunto de rodillos de alimentación que enderezan la banda y la introducen en los soportes de perfilado.

• Rodillos accionados por servomotor para un control preciso de la velocidad
• Rodillos de arrastre desincrustados y endurecidos
• Rodillos con revestimiento de uretano de liberación rápida
• Sistema antirretroceso

Controles de perfilado

El proceso de conformado se controla mediante:

• Controles basados en PLC/PC con pantalla táctil HMI
• Servomotores en cada estación de rodillos para un plegado de precisión
• Control de alineación mediante gatos hidráulicos de los soportes
• Actuadores de separación/posición de rodillos en cada soporte

Sistema de corte

Corta el perfil fabricado en continuo en las longitudes deseadas

• Cizalla volante/cizalla giratoria para corte a alta velocidad
• Prensas neumáticas o servoprensas de corte
• Sistema de medición de longitud para corte automático
• Transportador para descarga de piezas

Equipamiento de seguridad

• Vallas de seguridad alrededor de la sección de encofrado
• Interbloqueos en puertas, cubiertas
• Botones de parada de emergencia
• Control de sobrecarga y sobrecalentamiento

El diseño adecuado de cada componente es crucial para lograr una alta productividad y calidad en el perfilado cz.

Especificaciones principales de las perfiladoras Cz

Las perfiladoras Cz se personalizan para producir perfiles de distintos tamaños, materiales y complejidades. Las principales especificaciones a tener en cuenta son:

El modelado y la simulación avanzados en 3D se utilizan para diseñar herramientas y máquinas de rodillos que satisfagan la producción deseada. Pueden construirse unidades personalizadas para satisfacer requisitos de producción específicos.

Consideraciones clave para comprar una formadora de rollos Cz

Al comprar un sistema de perfilado cz, algunos de los factores clave que hay que evaluar son:

• Producción requerida - dimensiones del perfil, cantidades necesarias, velocidad de la línea
• Especificaciones materiales - espesor, grado, anchura, peso de la bobina
• Precisión del producto y calidad de la superficie necesita
• Nivel de automatización - manual frente a totalmente automático
• Limitaciones presupuestarias - optimizar el rendimiento en función del presupuesto
• Eficacia de la producción - mínimo tiempo de inactividad, cambios
• Flexibilidad para futuros productos
• Espacio disponible para la instalación
• Requisitos de ruido/seguridad
• Coste de las herramientas vs precio de la máquina
• Servicio postventa del proveedor

Trabajar en estrecha colaboración con un fabricante experimentado de perfiladoras cz es importante para obtener un equipo adaptado a sus necesidades.

Tipos de perfiladoras Cz

Existen dos categorías principales de líneas de perfilado cz:

Líneas fijas o dedicadas

Diseñado para la producción de grandes volúmenes del mismo perfil.

• Sólo un juego de herramientas para rodillos
• Producción muy rápida de pedidos repetitivos
• Menor coste gracias al utillaje fijo
• Exigir líneas separadas para perfiles diferentes

Líneas flexibles o universales

Capacidad para cambiar rápidamente de perfil con un tiempo de inactividad mínimo

• El diseño modular del utillaje permite cambiar las matrices con rapidez
• Mayor coste inicial debido a los sistemas de cambio rápido
• Flexibilidad de producción para pedidos cambiantes
• Menor necesidad de líneas adicionales

Muchas perfiladoras modernas utilizan un enfoque modular flexible que combina lo mejor de ambos diseños. Los carros de herramientas con conexiones rápidas permiten cambiar rápidamente las matrices, mientras que las vías de flujo específicas mejoran el rendimiento.

Aplicaciones típicas de los perfiles laminados

La tecnología de perfilado Cz se utiliza ampliamente para producir estructuras y componentes de construcción:

• Purlins, girts, eave struts
• Paneles de pared, láminas para tejados
• Cerchas metálicas, vigas
• Marcos de puertas y ventanas
• Barandillas y barreras de seguridad vial
• Bastidores de paneles solares
• Andamios, atrezzo
• Guías para puertas enrollables
• Perfiles de montantes
• Tubos para muebles
• Piezas de chasis de automóviles

Prácticamente cualquier sección estructural abierta puede perfilarse hasta alcanzar una forma casi neta para su uso inmediato. La flexibilidad del perfilado permite producir formas personalizadas tanto sencillas como muy complejas.

Ventajas de los perfiles Cz perfilados

Utilizar perfiles perfilados en lugar de otros procesos de fabricación tiene varias ventajas:

• Rendimiento funcional superior - relación resistencia/peso optimizada en comparación con los perfiles extruidos o laminados en caliente
• Ahorro de costes - coste de material reducido al no haber mecanizado ni residuos
• Mayores índices de producción que procesos competidores como la fabricación o el estampado
• Tolerancias dimensionales más estrechas que otros procesos de alta velocidad
• Calidad constante en toda su longitud, sin alabeos ni deformaciones
• Alta resistencia - el material trabajado en frío tiene excelentes propiedades mecánicas
• Ahorro de material - El conformado casi neto reduce el uso excesivo de material
• Amplia gama de materiales - aluminio, acero, acero inoxidable, etc.
• Beneficios medioambientales - menor energía incorporada en comparación con las formas de molino
• Flexibilidad de diseño - perfiles personalizados posibles
• Escalabilidad - se puede aumentar fácilmente la producción

Estos factores hacen que los perfiles cz perfilados sean ideales para muchas industrias. El proceso de conformado en frío ofrece rendimiento y valor.

Limitaciones del proceso de perfilado

A pesar de sus ventajas, el perfilado tiene algunas limitaciones inherentes:

• Formas complejas con características reentrantes profundas son difíciles de laminar en una sola pasada. Pueden ser necesarias dos pasadas.
• Materiales gruesos de gran espesor son más difíciles de laminar de forma continua. La resistencia de la máquina es una limitación.
• Acabado superficial pueden mostrar marcas de rodillos. Puede ser necesario un tratamiento posterior como el recubrimiento en polvo.
• No apto para piezas cortas - El proceso continuo tiene restricciones de longitud.
• Sólo perfiles abiertos son posibles, los tubos cerrados necesitan soldadura después del conformado.
• Inversión inicial elevada necesarios para el diseño de rodillos y máquinas.
• Habilidades necesarias para colocar los rodillos y controlar el proceso de conformado.
• Marcado de rollos en materiales blandos como aluminio, cobre. Necesita una lubricación adecuada.

Para perfiles más sencillos, pueden ser más adecuados otros procesos como el plegado o la extrusión. El perfilado destaca en la producción de grandes volúmenes de secciones abiertas.

Consejos para el éxito del perfilado

Estas son algunas de las mejores prácticas a seguir para un perfilado cz sin problemas y un resultado de calidad:

• Elegir correctamente el grosor y las propiedades del material: el límite elástico influye en la flexión
• Revisar minuciosamente los diseños de los rodillos antes de fabricar las herramientas
• Alineación precisa de los soportes mediante sistemas de gato y materiales de prueba
• Garantizar la nivelación y la velocidad de avance adecuadas en la sección de conformado
• Utilice la lubricación adecuada: tipo y cantidad
• Controlar el desgaste de los rodillos y reacondicionarlos cuando sea necesario
• Deje suficiente distancia entre las gradas para una buena progresión en curva
• Ajuste la altura del rodillo inferior para controlar la elevación de la hoja
• Comprobación continua del perfil formado y ajuste del proceso
• Evite las marcas de parada planificando la secuencia de corte
• Calcular correctamente la capacidad de la máquina para la producción prevista
• Mantenga los troqueles en buen estado, inspecciónelos y cámbielos cuando estén desgastados.
• Formar a fondo a los operarios para que apliquen las mejores prácticas

Si se presta atención a estos aspectos, las líneas de perfilado cz pueden ofrecer una alta productividad y perfiles casi perfectos.

Proceso paso a paso del diseño de perfiles de rodillo

El diseño del perfil del utillaje es un primer paso fundamental en el proceso de perfilado. Los pasos principales son:

1. Definir la geometría deseada del perfil

• Creación de modelos 2D y 3D de la geometría de la pieza acabada
• Especifique dimensiones como la anchura de las bridas, los ángulos de las paredes, los radios, etc.
• Incluya en el perfil las ranuras, agujeros y relieves necesarios

2. Selección de materiales

• Elija el tipo de metal, el grosor y las propiedades mecánicas
• Tenga en cuenta la resistencia necesaria, la capacidad de flexión y el acabado superficial

3. Simulación y diseño de rodillos

• Utilizar el software de AEF para simular la secuencia de plegado de chapas
• Determinar el número y la configuración de los portabobinas
• Diseño de geometrías de rodillos para que coincidan con el flujo de material en la simulación

4. Fabricación de utillaje para rodillos

• Rodillos de máquina según perfiles de diseño y ajustes
• Matrices esmeriladas y pulidas para el acabado superficial
• Endurecimiento y tratamiento térmico

5. Ensamblaje y pruebas de rodillos

• Montar los rollos en los soportes en la secuencia adecuada
• Pruebas de conformado inicial con materiales de prueba
• Perfeccionar el diseño de los rodillos si es necesario en función de los resultados de las pruebas

6. Pruebas finales y producción

• Realización de las pruebas finales de la máquina antes de la producción
• Supervisar el proceso hasta lograr un conformado óptimo
• Inicio de la producción regular tras el visto bueno de la máquina

El diseño del perfil del rodillo se optimiza mediante simulación y ensayos para producir la geometría de pieza deseada.

Elección del proveedor adecuado de equipos de perfilado

La elección del fabricante adecuado de máquinas perfiladoras cz es clave para obtener un equipo que satisfaga sus necesidades. Algunos criterios a considerar incluyen:

• Conocimientos técnicos y experiencia - Se prefieren décadas de experiencia en diseño de maquinaria
• Capacidad de diseño de utillaje para rodillos - simulación exhaustiva y fabricación propia de rollos
• Gama de equipos - desde pequeñas unidades hasta grandes líneas de producción
• Capacidad de personalización - capacidad de diseño para perfiles específicos
• Calidad y precisión de maquinaria
• Capacidades de automatización - facilidad de integración con otros procesos
• Servicio postventa - apoyo a la instalación, contratos de mantenimiento, suministro de piezas de recambio
• Formación impartida - orientación adecuada a los operadores
• Relación a largo plazo - actualizar el soporte para futuras necesidades
• Coste y entrega - precios y plazos de entrega competitivos
• Instalaciones de fabricación - planta moderna con buena infraestructura
• Reputación en el sector - relaciones duraderas con los clientes

Asociarse con un reputado OEM de perfilado con experiencia en diseño y capacidad de fabricación de calidad le garantiza que obtendrá la maquinaria que cumpla sus objetivos.

Precios de la perfiladora Cz

El coste de los equipos de perfilado cz depende de:

• Número de portabobinas
• Nivel de automatización y equipamiento adicional
• Potencia del motor eléctrico y velocidad de conformado
• Espesor del material y capacidad de la bobina
• Sistemas de cambio y control
• Procesos adicionales integrados

Los precios pueden variar mucho en función del rendimiento deseado, la precisión, el nivel de automatización y el ritmo de producción. Hable de sus necesidades con los fabricantes para obtener un presupuesto preciso.

Mantenimiento de una perfiladora Cz

El mantenimiento adecuado de una perfiladora cz mejora su rendimiento, productividad y longevidad. He aquí algunos aspectos importantes del mantenimiento de las perfiladoras:

• Lubricación periódica de los rodamientos, la caja de cambios y los puntos de fricción
• Inspección y sustitución de rodillos y matrices de conformado desgastados
• Comprobación de la alineación del rodillo y del ajuste del caballete
• Control de la temperatura y los ruidos de los motores de accionamiento y la caja de cambios
• Limpieza de suciedad y restos metálicos de las piezas de la máquina
• Verificación de que los componentes electrónicos y el cableado están intactos
• Comprobación de fugas en sistemas hidráulicos y tuberías
• Apriete de las fijaciones mecánicas sueltas
• Aplicación de aceites/grasas antioxidantes durante el tiempo de inactividad
• Supervisión de la alimentación de hojas para detectar defectos o marcas
• Seguimiento y sustitución de consumibles como lubricantes

La inspección de rodillos y las sustituciones preventivas a intervalos fijos son cruciales para evitar interrupciones. La formación del personal de producción en el mantenimiento rutinario contribuye en gran medida a un funcionamiento sin problemas.

Consejos de seguridad para el perfilado Cz

Las operaciones de perfilado implican la manipulación de maquinaria pesada y materiales a gran velocidad. Algunos consejos de seguridad clave:

• Restrinja el acceso a la zona de operaciones con vallas de seguridad y enclavamientos
• Garantizar una protección adecuada de la máquina alrededor de las piezas giratorias
• Corte la alimentación antes de cambiar el rollo o realizar tareas de mantenimiento
• Llevar equipo de protección como ropa ajustada, guantes, gafas
• Siga los procedimientos de bloqueo y etiquetado durante el mantenimiento.
• Mantener la zona de trabajo limpia y libre de derrames de aceite o residuos.
• Formar a los trabajadores en procedimientos seguros de manipulación de materiales
• Aplicar protocolos estrictos para la puesta en marcha, el apagado y las emergencias de las máquinas.
• Instale botones de parada de emergencia cerca de los puntos de pellizco
• Controlar los niveles de ruido y proporcionar protección auditiva en caso necesario
• Realizar formaciones e inspecciones de seguridad periódicas

Hacer de la seguridad una prioridad y crear una cultura de precaución contribuye en gran medida a prevenir accidentes.

Preguntas más frecuentes

P: ¿Qué materiales pueden laminarse?

R: La mayoría de los metales dúctiles, como el acero con bajo contenido en carbono, el acero inoxidable, el aluminio, el cobre y el latón, pueden laminarse. El acero dulce es el más común. El espesor máximo es de unos 3-4 mm para el acero al carbono en una sola pasada.

P: ¿Durante cuánto tiempo se fabrican los perfiles?

R: Las longitudes de producción oscilan entre los 2-3 metros de las máquinas más pequeñas y los 20 metros o más de las grandes líneas industriales. La longitud depende de los requisitos de la aplicación. Las piezas pueden cortarse en las longitudes requeridas.

P: ¿Cuántos tipos de perfiles se pueden producir en una máquina?

R: En las perfiladoras fijas sólo es posible una forma de perfil. En las líneas de cambio rápido o flexibles, se pueden cambiar fácilmente hasta 4-5 perfiles. Se pueden añadir más troqueles.

P: ¿Qué tolerancias pueden alcanzarse?

R: Las piezas conformadas por laminación pueden alcanzar tolerancias dimensionales de hasta +/- 0,5 mm en secciones estándar. Una mayor precisión requiere procesos adicionales.

P: ¿Cuál es el coste del diseño del perfil y del utillaje de laminación?

R: El diseño de rodillos mediante software cuesta alrededor de $2000 o más por perfil. El utillaje para rodillos, incluido el mecanizado, puede oscilar entre $3000 para perfiles sencillos y $15000 para formas complejas.

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