El perfilado es un proceso de conformado de metales utilizado para producir perfiles de acero largos con secciones transversales complejas. Perfiladoras de estructuras de acero están diseñados para doblar continuamente una tira plana de chapa metálica en el perfil de sección transversal deseado a través de estaciones de laminado consecutivas. Los bastidores de acero perfilado se utilizan ampliamente para cerchas de tejado, bastidores de edificios, chasis de automóviles, puertas de acero y muchas otras aplicaciones que requieren perfiles de acero largos personalizados.
Esta completa guía ofrece una visión detallada de la tecnología de las perfiladoras con bastidor de acero, tipos, principios de funcionamiento, componentes principales, consideraciones de diseño y proveedores. También compara las ventajas del perfilado frente a otros métodos de curvado de perfiles.
Visión general del proceso de perfilado de estructuras de acero
El perfilado crea perfiles longitudinales mediante el doblado incremental en una serie de estaciones de rodillos. El proceso consiste en enrollar una tira plana de chapa de acero a través de una serie de rodillos, cada uno colocado progresivamente para doblar la chapa una fracción más hasta conseguir la forma de perfil deseada.
Las principales ventajas de los bastidores de acero perfilados son:
- Producción continua de perfiles longitudinales de hasta 50 m de longitud
- Alto rendimiento de producción de hasta 120 m/min
- Dimensiones de perfil uniformes y precisas
- Bajos costes de utillaje en comparación con otros procesos
- Capacidad para formar formas asimétricas complejas
- Mínimo desperdicio de material
- El bajo aporte de calor protege las propiedades del material
El perfilado de bastidores de acero es ideal para producir perfiles rectos o cónicos en volúmenes de producción medios a altos con plazos de entrega más cortos en comparación con el plegado o la fabricación.
Principales ventajas del perfilado de estructuras de acero
| Parámetro | Ventaja |
|---|---|
| Velocidad de producción | Hasta 10 veces más rápido que el frenado a presión |
| Precisión del perfil | Tolerancia constante +/- 1 mm |
| Flexibilidad | Cambio rápido entre perfiles |
| Ahorro de material | Hasta 30% menos de desperdicio frente a la fabricación |
| Longitud de la pieza | Perfiles continuos de hasta 50 m |
| Plazos de entrega | Rollos de herramientas fabricados en 2 semanas |
| Coste del proceso | Menor inversión de capital |
| Variedad de productos | Se adapta a perfiles personalizados pequeños y grandes |
Perfilado frente a otros métodos de plegado
| Proceso | Descripción | Aplicaciones típicas |
|---|---|---|
| Perfilado | Plegado continuo mediante estaciones de rodillos | Techos, bastidores, chasis, puertas de acero |
| Frenado a presión | Plegado discreto en una sola plegadora | Pequeñas cajas a medida, soportes |
| Fabricación | Corte y soldadura de perfiles de acero | Grandes estructuras únicas |
| Extrusión | Forzar el acero calentado a través de la matriz | Secciones estándar como vigas en I |
Tipos de perfiladoras de estructuras de acero
Existen dos tipos principales de configuraciones de perfiladoras: en línea y orbitales.
Perfiladoras en línea
Las perfiladoras en línea alimentan el material de banda directamente a través de la serie en línea de estaciones de rodillos para formar el perfil de forma incremental.
Ventajas:
- Diseño compacto
- Alimentación de material más sencilla
- Mayor velocidad de producción
Limitaciones:
- Longitudes fijas de las piezas
- Tamaño limitado por el número de estaciones de bobinado
Aplicaciones típicas:
Ideal para la producción de grandes volúmenes de perfiles de acero de longitud fija de hasta 12 m, como estanterías, marcos solares y puertas de acero.
Perfiladoras orbitales
Las máquinas orbitales hacen girar el material en banda alrededor de un mandril de conformado central para que pase secuencialmente por las estaciones de rodillos.
Ventajas:
- Producción continua de longitudes ilimitadas
- Capacidad para producir perfiles cónicos
- Conformado más sencillo de formas complejas
Limitaciones:
- Huella más grande
- Menor velocidad de producción
Aplicaciones típicas:
Ideal para perfiles largos de longitud variable o formas irregulares como cerchas curvas, conos y cilindros.
Comparación de sistemas de perfilado
| Tipo de máquina | Velocidad de producción | Longitud de la pieza | Forma del perfil |
|---|---|---|---|
| Formadora de rollos en línea | Más alto <br>(Hasta 100 m/min) | Más corto <br>(Hasta 15 m) | Sección transversal constante |
| Formadora de rollos orbital | Más lento <br>(Hasta 40 m/min) | Continuo <br>(Ilimitado) | Formas cónicas o complejas |
Componentes principales de una perfiladora
Un sistema de perfilado con bastidor de acero contiene varios módulos de equipamiento clave:
desenrollador
- Introduce la banda de acero plana en la laminadora
- Capacidad de hasta 10 toneladas
- Enrollador motorizado para soportar bobinas pesadas
Estaciones de perfilado
- Serie de conjuntos de herramientas de rodillo que doblan la chapa de forma incremental
- 10 - 25 estaciones en función del perfil
- La geometría de la ranura del rodillo define la cantidad de flexión
Unidades de punzonado
- Punzón CNC opcional para agujeros o muescas
- Permite recortes en el perfil del marco
Corte de cizalla
- Cizalla el perfil a la longitud deseada
- Cortadoras giratorias o de guillotina
Apilador
- Recoge perfiles formados y apilados
- Transportadores accionados opcionales para la manipulación de piezas
Disposición típica de una línea de perfilado
Visión general de los principales módulos de una línea de perfilado de estructuras de acero
Características de la perfiladora
Las modernas perfiladoras con bastidor de acero incluyen funciones y capacidades adicionales para mejorar la productividad, la precisión y la calidad del producto final:
- Accionamientos servoeléctricos en cada estación para controlar la velocidad y la posición
- Calibrado automático para medir el perfil durante la marcha
- Herramientas de cambio rápido para cambios de tamaño más rápidos
- Cassette desenrollador con brazo motorizado y mandril para facilitar la carga de bobinas
- Sistemas de manipulación de piezas robotizados o de pórtico para apilar perfiles conformados
- Sistemas de visión para comprobar las dimensiones de los perfiles conformados
- Sistemas de corrección de curvatura de rodillos para ajustar automáticamente las posiciones de los rodillos
- Software de programación CAD para simular el proceso de conformado de perfiles
Consideraciones sobre el diseño de la perfiladora
Factores clave a tener en cuenta a la hora de seleccionar una perfiladora con bastidor de acero:
1. Requisitos de volumen de producción
El ritmo de producción por hora o por día determina la velocidad y las características de la máquina.
2. Forma y complejidad del producto
Las formas de curvatura más complejas necesitan más estaciones de rodillos. La configuración orbital se adapta a perfiles complejos.
3. Longitud de la pieza
Los rodillos en línea permiten longitudes fijas más cortas. Los orbitales permiten longitudes variables continuas.
4. Superficie disponible
Las máquinas en línea ocupan menos espacio que las orbitales.
5. Anchura y grosor de la bobina
Compruebe que la capacidad de la máquina coincide con las dimensiones de la bobina de acero.
6. Tipo de material
Garantizan la rigidez y potencia de la máquina para materiales de alta resistencia como el acero inoxidable.
7. Necesidades de automatización
Tenga en cuenta las funciones de manipulación de bobinas, apilado de piezas y automatización de correcciones.
Guía de selección de laminadoras en función de los requisitos clave
| Requisito | Tipo de máquina recomendada |
|---|---|
| Producción a alta velocidad | Perfiladora en línea |
| Perfiles complejos | Perfiladora orbital |
| Longitudes fijas cortas | Perfiladora en línea |
| Longitudes variables continuas | Perfiladora orbital |
| Espacio limitado en la fábrica | Perfiladora en línea compacta |
| Material grueso de alta resistencia | Máquina orbital de alta resistencia |
| Cambios frecuentes de producto | Herramientas de cambio rápido |
| Producción automatizada | Servoaccionamientos, autocomprobación, manipulación robotizada de piezas |
Proveedores de perfiladoras de estructuras de acero
Hay muchos fabricantes de perfiladoras en todo el mundo que ofrecen líneas de producción de estructuras de acero. La siguiente tabla muestra algunos de los principales proveedores:
Principales fabricantes de perfiladoras de estructuras de acero
| Compañía | Ubicación | Tipos de máquinas | Máx. Velocidad |
|---|---|---|---|
| Formtek | EE.UU. | En línea, Orbital | 100 m/min |
| Maquinaria Samco | Canadá | En línea, Orbital | 80 m/min |
| Grupo Bradbury | REINO UNIDO | En línea | 120 m/min |
| Shanghái Rollforming | China | En línea, Orbital | 100 m/min |
| Metform | Turquía | En línea, Orbital | 80 m/min |
| Sistemas de construcción Kirby | EE.UU. | En línea | 100 m/min |
| BSM | Taiwán | En línea, Orbital | 80 m/min |
| Jupiter Rollforming | India | En línea | 60 m/min |
Precios
Las perfiladoras con bastidor de acero oscilan entre $100.000 y $500.000 en función de la velocidad, el tamaño y las características. Precios típicos para configuraciones comunes:
- Formadora de rollos en línea de nivel básico - $100.000 a $150.000
- Perfiladora en línea de alta velocidad - $200.000 a $300.000
- Formadora de rollos orbital de alta resistencia - $300.000 a $500.000
Las máquinas reacondicionadas de segunda mano son alrededor de 40% más baratas.
Fabricantes líderes como Formtek, Samco y Shanghai Rollforming ofrecen soluciones personalizadas de perfilado específicas para los requisitos del cliente. También ofrecen integración de líneas, servicios de instalación y formación de operarios.
Factores que afectan al coste de la perfiladora de estructuras de acero
- Velocidad y rendimiento
- Número de estaciones de bobinado
- Funciones de automatización
- Capacidad de espesor del material
- Fabricado en EE.UU. frente a importado
- Máquina a medida frente a máquina estándar
- Manipulación manual frente a manipulación motorizada
- Máquina nueva frente a máquina usada
Consejos para ahorrar
- Considere los equipos usados reacondicionados para ahorrar 40%
- Las máquinas estándar son más baratas que las personalizadas
- Las máquinas importadas cuestan 20-30% menos que las construidas en EE.UU.
- Opte sólo por las funciones necesarias para la aplicación
- La manipulación manual es más barata que la automatizada
- Obtenga presupuestos de varios proveedores para comparar precios
Cómo elegir un proveedor de perfiladoras de estructuras de acero
Siga estos pasos a la hora de seleccionar un proveedor de maquinaria de perfilado:
- Evaluar a los proveedores en función de su reputación, experiencia y proximidad.
- Compruebe que ofrecen el tipo de máquina y las características que necesita
- Revisar los estudios de casos y visitar las instalaciones si es posible
- Obtenga propuestas de varios proveedores para compararlas
- Pregunte por las garantías y tolerancias de producción
- Pedir referencias a clientes existentes
- Aclarar el servicio posventa y la asistencia técnica prestados
- Garantizar la disponibilidad local de piezas de repuesto y herramientas
- Comprender las condiciones de pago y el plazo de entrega necesario
- Negociar el mejor paquete de precios en función del valor total
Fabricantes de renombre como Formtek, Samco y Shanghai Rollforming con décadas de experiencia proporcionan la solución completa desde el diseño hasta la entrega para satisfacer las necesidades de los clientes de perfiles perfilados. La comprobación de múltiples referencias ayuda a validar la calidad y la fiabilidad.
Funcionamiento y mantenimiento de la perfiladora
Un funcionamiento correcto y un mantenimiento preventivo garantizan un rendimiento y una vida útil óptimos de un sistema de perfilado con bastidor de acero.
Lista de comprobación del funcionamiento diario
- Inspección de piezas conformadas para detectar defectos
- Comprobar el estado y la lubricación del rodillo
- Supervisar las cargas y la temperatura del accionamiento
- Inspeccionar el desgaste de las herramientas de corte
- Asegúrese de que las guías y los protectores están en su sitio
- Verificar los niveles de líquido hidráulico
- Comprobar el estado y el seguimiento de la cinta transportadora
- Limpiar las partículas metálicas acumuladas
Programa de mantenimiento preventivo
| Actividad | Frecuencia |
|---|---|
| Inspección de rodillos | Semanal |
| Inspección del sistema hidráulico | Mensualmente |
| Lubricación de rodamientos | Trimestral o 500 horas |
| Sustitución de la correa | Anualmente o por fabricante |
| Rectificado de rodillos | Según sea necesario en función del gálibo |
| Calibrado de la máquina | Cada 2 años |
Un programa de mantenimiento riguroso, de acuerdo con las directrices del proveedor del equipo, garantiza un rendimiento óptimo y un tiempo de inactividad mínimo. Mantenga un stock suficiente de piezas de repuesto.
Ventajas y limitaciones del proceso de perfilado
Ventajas
- Altas velocidades de producción de hasta 100 m/min
- Producción continua de perfiles largos
- Precisión hasta +/- 1 mm de tolerancia
- Repetibilidad para una calidad constante
- Bajo coste de utillaje en comparación con otros procesos
- Mínimo desperdicio de material
- Ideal para materiales de alta resistencia
- Bajo consumo de energía
- Principios de funcionamiento sencillos
Limitaciones
- No apto para piezas cortas de menos de 3 m
- Limitación del tamaño del perfil en función de la capacidad de la máquina
- Las operaciones secuenciales limitan la flexibilidad
- Sección transversal de la parte fija
- Los rodillos deben sustituirse periódicamente
- La generación de ruidos fuertes requiere protección
Preguntas más frecuentes
P: ¿Qué tipos de acero se pueden laminar?
R: La mayoría de las calidades estructurales y de chapa de acero pueden laminarse, incluidos el acero dulce, el acero de alta resistencia, el acero inoxidable y el aluminio de hasta 10 mm de grosor.
P: ¿Qué longitudes de perfil se pueden fabricar?
R: Las perfiladoras en línea pueden producir marcos de acero fijos de hasta 15 m de longitud. Las máquinas orbitales ofrecen longitudes continuas sin límite teórico.
P: ¿Qué rapidez tiene el proceso de perfilado?
R: Las velocidades de producción oscilan entre 10 y 100 m/min en función del tamaño de la máquina. Las velocidades típicas son de 30-50 m/min.
P: ¿Qué tolerancias alcanza el perfilado?
R: La precisión del bastidor de acero laminado suele ser de +/- 1,0 mm en toda la longitud del perfil. Es posible una precisión de 0,5 mm.
P: ¿Con qué rapidez se fabrican los roll-herramienta?
R: Una vez aprobado el diseño, las herramientas de rodillo pueden fabricarse en un plazo de 2 a 3 semanas para su entrega. Los juegos de cambio rápido permiten cambiar rápidamente de perfil.
P: ¿Qué conocimientos técnicos se necesitan para manejar una laminadora?
R: Las perfiladoras están diseñadas para facilitar su uso. El tiempo típico de formación del operario es de 1-2 semanas, dependiendo del nivel de automatización.
P: ¿Qué medidas de seguridad son necesarias?
R: Las perfiladoras contienen muchas protecciones, como barreras, paradas de emergencia y enclavamientos. Los usuarios deben proporcionar protocolos y EPI.
P: ¿Cuál es el periodo típico de retorno de la inversión?
R: Dependiendo de la escala de producción, el retorno de la inversión puede lograrse en 1 ó 2 años gracias al aumento de la eficiencia frente a otros procesos.
Conclusión
El perfilado proporciona un método de alta productividad y precisión para fabricar perfiles de bastidor de acero personalizados. Las perfiladoras en línea son ideales para piezas cortas de longitud fija necesarias en grandes volúmenes, mientras que las máquinas orbitales permiten longitudes de perfil ilimitadas.
Los principales fabricantes de perfiladoras ofrecen máquinas estándar o personalizadas de 50-150 m/min con capacidades de hasta 10 mm de grosor y 1000 mm de anchura. Los bastidores de acero perfilado tienen una precisión dimensional de hasta +/- 1,0 mm y permiten ahorrar material frente a otras técnicas de plegado.
Evaluar cuidadosamente el volumen de producción, las dimensiones del producto, la velocidad de la línea, el espacio disponible y el presupuesto ayuda a seleccionar la solución óptima de perfilado para una aplicación específica de estructuras de acero. Unos procedimientos de mantenimiento y funcionamiento eficaces garantizan el máximo rendimiento. Con la máquina y la configuración adecuadas, el perfilado ofrece una forma rentable de producir perfiles de acero rectos o cónicos con secciones transversales complejas.
