Visión general
Perfiladoras de cumbreras se utilizan para fabricar cumbreras de tejado a partir de bobinas metálicas. Los remates de cumbrera se instalan a lo largo de la cúspide de un tejado para cubrir la intersección donde se unen dos planos inclinados del tejado. Los remates de cumbrera cumplen una doble función estética y funcional, ya que proporcionan un acabado atractivo al vértice del tejado y protegen la vulnerable zona de unión de los daños causados por la intemperie.
El perfilado es un proceso de fabricación eficaz y de alta velocidad para la producción continua de cumbreras y otros componentes metálicos curvados o conformados longitudinalmente. En el perfilado, la banda metálica plana se moldea progresivamente pasando por una serie de rodillos de perfilado giratorios que aplican fuerzas de flexión localizadas a lo largo de la banda. Este conformado incremental a través de una serie de soportes permite lograr curvaturas de radio estrecho sin sobrecargar el material.
Atributos y capacidades clave de las perfiladoras de cumbreras:
- Altas velocidades de producción de hasta 120 metros por minuto
- Conformado de aceros de alta resistencia, aluminio, cobre
- Disponible en anchuras estándar o personalizadas
- Casetes de rodillos para cambiar rápidamente de perfil
- Configuraciones de perfilado de una y dos pasadas
- Entallado, punzonado o corte integrados
- Apilado automático de paquetes de piezas acabadas
- Controles de pantalla táctil, almacenamiento de recetas, diagnósticos
Las cumbreras en rollo son ligeras, duraderas y económicas de producir en longitudes largas y continuas sin soldaduras. Se utilizan habitualmente en cubiertas metálicas de edificios residenciales, comerciales e industriales. Esta guía proporciona especificaciones detalladas, procesos de fabricación e información sobre los componentes de los equipos de perfilado de cumbreras.
Perfiles y materiales de las cumbreras
Las perfiladoras de cumbreras producen cumbreras en una amplia gama de perfiles, materiales, dimensiones y espesores estándar del sector.
Tabla 1. Perfiles comunes de la cumbrera
| Perfil | Descripción |
|---|---|
| Estándar | Tapa en ángulo con nervio central en relieve |
| Corrugado | Costillas trapezoidales o sinusoidales |
| Diamante | Bandejas con forma de rombo entrelazadas |
| Teja | Lengüetas superpuestas como las tejas de asfalto |
| Ranura en V | Ranuras longitudinales en forma de V |
| A medida | Perfiles únicos no estándar |
Tabla 2. Materiales típicos de las cumbreras
| Material | Características |
|---|---|
| Acero galvanizado | Resistencia a la corrosión, solidez |
| Aluminio | Ligero y duradero |
| Cobre | La intemperie natural, prestigiosa |
| Zinc | Aspecto rústico gris mate |
| Acero pintado | Opciones de color, asequibilidad |
| Acero inoxidable | Máxima resistencia a la corrosión |
Tabla 3. Dimensiones estándar de la cumbrera
| Anchuras | 12″, 18″, 24″, 36″ |
|---|---|
| Longitudes | Secciones de más de 3 metros |
| Espesores | Calibre 26 - 28 (.45 - .64 mm) |
| Altura de las costillas | 1/2″ - 2″ (12 - 50 mm) |
Pueden especificarse tamaños, radios y calibres de material personalizados en función de los requisitos de la aplicación. Los materiales más pesados y los perfiles más grandes pueden requerir un perfilado de dos pasadas.
Cómo funcionan las perfiladoras de cumbreras
Las perfiladoras de cumbreras toman como entrada bobinas de chapa plana y producen como salida cumbreras formadas con precisión en un proceso continuo y automatizado:
1. Desengrase de chapas
La chapa enrollada se carga en un desenrollador motorizado que introduce la banda en la laminadora a velocidad constante.
2. Perfilado
La banda pasa por una serie de estaciones de rodillos que curvan y dan forma progresivamente al perfil.
3. Corte de perfil
Los tapones conformados se cortan automáticamente a medida mediante una cizalla volante o una cizalla giratoria.
4. Apilado para agrupación
Los remates de cumbrera acabados se recogen y apilan ordenadamente para su enfajado en haces.
5. Embalaje para envío
Los paquetes de cumbreras se protegen con cantoneras, se sellan con plástico y se atan a palés.
Proceso de perfilado en profundidad
El proceso de perfilado de machos consiste en el doblado incremental continuo de chapas metálicas a través de una serie de matrices de rodillos para dar forma al perfil deseado:
- La lámina se introduce en la estación inicial de rodillos que imparte la primera pequeña curvatura
- A medida que avanza el material, las siguientes estaciones de rodillos realizan dobleces adicionales
- La curvatura progresa gradualmente de radios suaves a radios agudos
- Los rodillos controlan con precisión el flujo de material y evitan el adelgazamiento o el desgarro
- Los rodillos inferiores proporcionan una fuerza contraria a los rodillos de flexión superiores
- La estación de laminado final completa el perfilado
El perfilado se basa en deformaciones localizadas de baja deformación, por lo que los materiales de alta resistencia, como el acero galvanizado, pueden conformarse sin riesgo de agrietamiento. El proceso longitudinal continuo permite una producción en serie eficaz de piezas acabadas.
Tipos de troqueles de rodillos
Existen varios tipos especializados de matrices de rodillos que se utilizan en las líneas de perfilado de cumbreras:
Rodillos conformadores
- Los rodillos mecanizados con precisión hacen series de curvas
- Endurecido para resistir el desgaste durante millones de ciclos
- Puede utilizar revestimientos de uretano para un acabado sin arañazos
Rodillos de prepunzonado
- Punzonado opcional durante el perfilado
- Elimina la operación secundaria de la punzonadora
- El resultado son cumbreras perforadas
Rodillos gofradores
- Proporcionar texturas superficiales decorativas
- Acabados mate, brillante, punteado o rayado
- Popular para cubiertas metálicas arquitectónicas de gama alta
Rodillos entalladores
- Corte muescas a intervalos longitudinales precisos
- Facilita la unión de las secciones de la cumbrera
- Indexado por PLC o sobre una base periódica fija
Componentes de la línea de perfilado
Además de portarrollos, perfiladoras de cumbreras incluyen los siguientes subsistemas:
desbobinador
- Capaz de manipular bobinas de 5-10 toneladas
- Desenrollado motorizado de la hoja
- Mantiene una tensión constante de la línea
- Utiliza un nivelador para aplanar la chapa enrollada
Mesa de alimentación
- Soporta la banda a través de los soportes de conformado inicial
- Mantiene el seguimiento del material
Alimentación servoaccionada
- Servoaccionamientos eléctricos de precisión en rodillos de tracción
- Garantiza una velocidad constante del material a través de la línea
- Evita desgarros o atascos
Apilador automático
- Recoge el producto formado que sale de la línea
- Apila cuidadosamente las piezas para el enfajado
- Elimina el trabajo manual para apilar
Pantalla táctil HMI
- Interfaz del operador para supervisar la producción
- Muestra el estado de la máquina, diagnósticos
- Almacena recetas para cambios rápidos
Protección de seguridad
- Vallado perimetral completo con enclavamientos
- Impide el acceso durante el funcionamiento
- Interruptor de desconexión bloqueable
Configuraciones de laminadores
Las perfiladoras de crestas están disponibles en diferentes configuraciones para adaptarse a las necesidades de producción particulares:
Formadora de rollos estándar
- El diseño de paso único forma en una dirección
- Normalmente para calibres más finos
- Tamaño compacto, menor coste
Formador de rollos reversible
- La hoja se pasa de un lado a otro
- Consigue curvas de radio más cerrado
- Para materiales de mayor calibre
Formador de rollos serpentina
- El material serpentea de un lado a otro
- Cada pasada en ligero ángulo con respecto a la anterior
- Permite piezas de gran longitud
Formadora de rollos de dos pasadas
- La primera pasada hace el conformado inicial
- La segunda pasada completa curvas más cerradas
- Para materiales resistentes y perfiles grandes
Formadora de rollos portátil
- Unidad compacta y móvil
- Se instala in situ para trabajos a demanda
- Para la producción intermitente de crestas
Capacidad de fabricación integrada
Además del perfilado, las líneas de tapado de cumbreras pueden integrar capacidades de procesamiento y fabricación en línea:
Perforación
- Unidad de perforación hidráulica opcional
- Tapa perforada con patrones de agujeros
- Para el drenaje de nieve/lluvia y la estética
Muescas
- Corte muescas para alinear las secciones
- Espaciado fijo o indexado
- Utilice un cuchillo giratorio, un punzón o un láser
Costura
- Unir tapones cortos en secciones más largas
- La costura solapada se bloquea mecánicamente
- Para longitudes de cumbrera ampliadas
Dobladillo
- Enrolla los bordes para mayor seguridad y apariencia
- Mejora la rigidez, elimina los bordes afilados
- Clave para las aplicaciones de tapas transitables
Corte
- Cizalla volante o cizalla giratoria
- Corta automáticamente a la longitud deseada tras el conformado
- Longitudes de 2 a 50 pies
Marcado
- Impresiones de inyección de tinta que identifican códigos
- Indica el perfil, el lote y la fecha de producción
- Ayuda con el inventario y la clasificación
Control y supervisión de máquinas
Moderno perfiladoras de cumbreras cuentan con controles y diagnósticos avanzados:
Control PLC
- Controlador de automatización programable
- Coordina todas las funciones de la máquina
- Almacena recetas para cambios rápidos
Interfaz HMI
- Interfaz del operador con pantalla táctil en color
- Muestra el estado y el diagnóstico de la máquina
- Insumos para la gestión de la producción
Servoaccionamientos
- Velocidad de coordenadas de los servos en bucle cerrado
- Mantener una velocidad de alimentación de material constante
- Permiten doblar y cortar con precisión
Sensores
- Supervisar el estado y las tolerancias de los componentes
- Alerta temprana para el mantenimiento preventivo
- Ayude a evitar tiempos de inactividad o problemas de calidad
Conectividad IIoT
- Conectividad integrada con los sistemas de datos de la planta
- Control remoto de la producción
- Asistencia en la resolución de problemas y las actualizaciones
Sistemas de seguridad
- Cortinas fotoeléctricas, paradas electrónicas, enclavamientos de puertas
- Evitar el contacto accidental con la maquinaria
- Permitir un funcionamiento y un mantenimiento seguros
Preparación de rodillos
Un aspecto clave para conseguir piezas conformadas de calidad es la configuración adecuada de las matrices de rodillo y el utillaje:
- Los rodillos no deben tener mellas ni estar desgastados.
- Los rollos deben ser paralelos en toda su longitud
- Los rodillos superior e inferior deben tener una presión uniforme
- Ajuste de precisión de las ranuras de los rodillos según las especificaciones del utillaje
- Herramientas lubricadas para reducir la fricción y el desgaste
- Las herramientas deben rectificarse/lapearse periódicamente
- Las herramientas desgastadas darán lugar a tolerancias deficientes
Cuando se cambien los perfiles, debe instalarse un juego completo de herramientas con la separación adecuada. El material debe utilizarse a baja velocidad para comprobar la calidad de la forma antes de la producción completa.
Especificaciones y tolerancias de la cumbrera
Los remates de cumbrera conformados deben cumplir las normas sobre dimensiones críticas y tolerancias clave:
Tabla 4. Tolerancias de la cumbrera
| Parámetro | Tolerancia |
|---|---|
| Altura de la costilla | +/- 1/32 pulgadas |
| Anchura | +/- 1/16 pulgada |
| Camber | 1/8 de pulgada por cada 10 pies |
| Arco | 1/8 de pulgada por cada 10 pies |
| Giro | 1/8 de pulgada por cada 10 pies |
Tabla 5. Normas de cumbrera
| Estándar | Criterios clave |
|---|---|
| ASTM A792 | Especificaciones del acero galvanizado |
| AS 1397 | Propiedades de la chapa de acero |
| AISI SG03-3 | Espesor del revestimiento galvanizado |
| ASTM B209 | Aleaciones de aluminio, templados |
Las cumbreras en rollo deben ser inspeccionadas visualmente para detectar defectos. La longitud, la altura de las nervaduras y la alineación de las costuras deben comprobarse periódicamente. Las pruebas destructivas de sección transversal verifican los radios de curvatura adecuados.
Optimización del proceso de perfilado
Hay varias formas de optimizar el proceso de perfilado de cumbreras:
- Material - Utilice acero de alta resistencia con un grosor y una calidad de superficie uniformes. Las aleaciones de aluminio pueden requerir un conformado en dos pasadas.
- Diseño de rodillos - La geometría de los rodillos, el acabado superficial, la dureza y la lubricación influyen en la calidad.
- Configuración de herramientas - Es esencial que la separación, el paralelismo y la perpendicularidad sean precisos.
- Velocidad de formación - Los ritmos de producción más rápidos aumentan el riesgo de adelgazamiento y desgarro del material.
- Presión del rodillo - Una fuerza superior/inferior adecuada evita el aplastamiento al tiempo que previene las ondulaciones.
- Servocontrol - La regulación estricta de la velocidad proporciona uniformidad y repetibilidad.
- Inspección de calidad - Verificar la configuración de la primera pieza y realizar muestreos durante las tiradas.
Máquina Perfiladora de Cumbrera Fabricantes
En todo el mundo hay varios fabricantes que diseñan y construyen perfiladoras de cumbreras:
Tabla 6. Principales fabricantes de perfiladoras de cumbreras
| Compañía | Descripción |
|---|---|
| Metform | Amplia gama de equipos de perfilado (Turquía) |
| Formtek | Líneas completas para componentes de cubiertas (EE.UU.) |
| Gasparini | Robustas perfiladoras de fabricación italiana |
| Bradbury | Marca líder desde hace más de 50 años (EE.UU.) |
| Samuel | Rigurosas normas de ingeniería alemanas |
| JD Norman | Perfiladoras a medida (EE.UU.) |
| Shanghai Shengzao | Equipos de perfilado chinos asequibles |
| Máquinas Sahil | Fabricante indio de laminadoras |
Al seleccionar una perfiladora, los factores clave a tener en cuenta son la fiabilidad, la precisión, la rigidez, la experiencia y el servicio de asistencia local. Los equipos europeos más caros suelen ofrecer la mayor longevidad y las tolerancias más estrictas.
Consideraciones sobre la compra
Consideraciones clave a la hora de invertir en un perfiladora de cumbreras:
Volumen de producción
- Capacidad de la máquina superior a la necesaria = residuos
- Capacidad demasiado baja = cuello de botella
Tipo de material
- Calibre y límite elástico
- Idoneidad para aceros de alta resistencia
Flexibilidad del perfil
- Cambio rápido entre perfiles
- Biblioteca de herramientas para varios tapones
Funciones de automatización
- Autoalimentación, apilado, empaquetado
- Reducir la mano de obra, aumentar la coherencia
Controla
- Pantalla táctil HMI para supervisión
- Recogida de datos, diagnóstico
- Recetas programables
Calidad
- Componentes mecanizados con precisión
- Tolerancias dimensionales estrictas
- Resistencia a las vibraciones para un funcionamiento suave
Apoyo
- Instalación, formación, documentación
- Mantenimiento y servicio
- Inventario local de piezas
Costes de explotación
Los costes de explotación corrientes de una perfiladora de cumbreras incluyen:
Herramientas
- Los rodillos se desgastan con el tiempo
- Sustitución cada 2-3 años
- Costes $5000 - $10000 por perfil
Mantenimiento
- Consumibles como lubricantes
- Mano de obra de mantenimiento preventivo
- Reparación de componentes desgastados
Trabajo
- Preparación y carga de la máquina
- Inspección y embalaje
- Depende del nivel de automatización
Servicios
- Consumo eléctrico de la máquina
- Uso del compresor de aire
- Costes de espacio
Materiales
- Materia prima para bobinas de chapa
- Empaquetado y embalaje
Los costes totales de explotación suelen oscilar entre 10% y 20% anuales del precio de compra de la máquina. Un cuidado, mantenimiento y funcionamiento adecuados proporcionarán el máximo retorno de la inversión en el equipo.
Preguntas más frecuentes
P: ¿Qué grosor de chapa puede laminarse para formar cumbreras?
R: El grosor de chapa estándar utilizado es de calibre 26 - 28. Los calibres más gruesos, hasta el 16, pueden conformarse en dos pasadas. Los espesores superiores a 30 requieren una manipulación especial.
P: ¿Qué motores accionan el sistema de transmisión?
R: Servomotores eléctricos acoplados a reductores de engranajes de precisión. También son comunes los motores de inducción de CA con inversor.
P: ¿Cuánto se tarda en cambiar de un perfil a otro?
R: Con el utillaje de cambio rápido de cassette de rodillos preajustado, el cambio de perfil tarda entre 30 y 60 minutos.
P: ¿Puede la máquina trabajar con otros metales como cobre o latón?
R: Sí, aunque determinados materiales pueden requerir velocidades de producción más bajas, conformado en dos pasadas u otros ajustes.
P: ¿Qué factores determinan la velocidad de formación de la cresta?
R: Los factores clave son el grosor y la resistencia del material, la complejidad del perfil, el número de pasadas y la rigidez de la máquina.
P: ¿Cómo se unen varias secciones de cumbrera?
R: Las secciones adyacentes pueden superponerse en un estilo de teja. También hay máquinas de coser para entrelazar secciones.
P: ¿Qué dispositivos de seguridad se incluyen?
R: Protección perimetral completa, cortinas de luz, paradas de emergencia, desconexiones eléctricas y supervisión de seguridad redundante.
P: ¿Qué determina si se necesita una máquina de una o dos pasadas?
R: Las perfiladoras de dos pasadas permiten realizar curvas con radios más cerrados, perfiles más grandes y materiales de mayor calibre que superan la capacidad de los diseños de una pasada.
P: ¿Puede la máquina producir piezas de longitud variable o sólo longitudes fijas?
R: Las máquinas pueden producir longitudes fijas mediante corte accionado por leva o pueden configurarse para corte variable a demanda.
P: ¿Cómo deben almacenarse las chapas en rollo para evitar problemas de calidad?
R: Almacene las bobinas en interiores lejos de la humedad e inspeccione/limpie las superficies en busca de suciedad, residuos o arañazos antes del perfilado.
