Cómo los fabricantes de dobladoras de tubos redondos garantizan la ausencia total de arrugas

El problema más evidente y frustrante que ocurre durante el doblado de tubos es la formación de arrugas. Una sola arruga en el radio interior de una curva convierte la pieza en desecho. La arruga genera una alta concentración de tensiones, y la pieza finalmente fallará bajo carga. Las arrugas también afectan el acabado superficial de productos terminados como muebles, instrumentos médicos y barras antivuelco para automóviles. Muchos fabricantes consideran cierta cantidad de arrugas como parte del proceso. Las principales dobladoras de tubos redondos afirman lograr una ausencia total de arrugas mediante herramientas y controles cuidadosos.

¿Por qué se forman arrugas durante el doblado de tubos?

El arrugamiento de la pared interna de una curvatura de tubo se produce cuando el radio interno se pandea por compresión. Al doblarse un tubo, la pared externa se estira mientras que la pared interna se comprime. Si el material comprimido no tiene espacio para desplazarse, tiende a acumularse sobre sí mismo y formar arrugas. Las paredes de los tubos relativamente delgadas se pandean con mucha mayor facilidad que las de los tubos con paredes gruesas. Asimismo, en general, los tubos de mayor diámetro en relación con el espesor de su pared son más propensos al arrugamiento, al igual que los materiales más dúctiles, como el aluminio y el cobre, comparados con el acero. En todos los casos, la causa es la falta de soporte suficiente en el radio interno, por lo que el material no puede fluir de forma uniforme alrededor de la curvatura y se acumula. Las máquinas sin arrugas abordan la causa, no el efecto.

La diferencia del mandril entre curvaturas arrugadas y lisas

Un mandril es una herramienta fabricada con precisión que se inserta en el interior del tubo antes de doblarlo para evitar su abolladura. Las máquinas antarrugas utilizan un mandril en todos los dobleces donde la relación entre el espesor de la pared y el diámetro lo requiere. Un mandril típico consta de una serie de articulaciones esféricas dispuestas sobre una cadena flexible que sigue el radio del doblez. Cuantas más bolas tenga la cadena, mayor será el soporte proporcionado dentro del doblez. Todos los mandriles están pulidos para reducir la fricción. Otros fabricantes emplean cadenas de articulaciones esféricas y consideran los mandriles como accesorios opcionales. Las máquinas antarrugas los consideran componentes integrales y ayudan a los clientes a adaptar la forma del mandril al tubo y al radio del doblez.

Cómo evitan los matrices limpiadoras los defectos en el radio interior

La segunda herramienta más crítica para evitar arrugas es la matriz limpiadora. Esta se monta detrás de la matriz de doblado y, a medida que el tubo avanza, alisa eficazmente el radio interno. La matriz limpiadora «limpia» literalmente el material antes de que pueda acumularse y formar arrugas. El material del que está fabricada la matriz limpiadora también puede influir en su desempeño. Las matrices de plástico o bronce pueden ser útiles en dobleces de baja presión o con radios muy ajustados, pero podrían desgastarse rápidamente. Las matrices limpiadoras de acero endurecido tienen mayor durabilidad, pero deben alinearse correctamente. Los dobladores de tubos de gama alta ofrecen matrices limpiadoras de acero endurecido, diseñadas específicamente para un tipo y tamaño determinados de tubo. El doblador de tubos también debe incorporar soportes para herramientas que garanticen una alineación precisa de la matriz limpiadora respecto a la matriz de doblado. Una desalineación de tan solo 0,5 milímetros puede provocar rayones o arrugas.

Función de la matriz de presión en el control del flujo del material

La matriz de presión sujeta la tubería a la matriz de doblado durante el proceso de curvado. La fuerza aplicada actúa sobre el radio exterior y determina la uniformidad con la que la tubería avanza a través de las herramientas. Si la matriz de presión no aplica una fuerza suficiente, la tubería se deslizará, lo que provocará un flujo irregular y arrugas. Por otro lado, una presión excesiva puede estrangular o deformar la tubería y dejar marcas en su superficie. Los fabricantes que garantizan la ausencia total de arrugas emplean matrices de presión hidráulicas ajustables, lo que permite un control preciso de la presión. Las máquinas avanzadas utilizan un servomotor y una válvula proporcional de presión para regular esta fuerza a lo largo de todo el doblado, incrementándola especialmente donde el radio es más cerrado. Muchas matrices de presión incorporan contacto rodante (rodamientos) o revestimientos de baja fricción.

¿Por qué el control de la velocidad de doblado elimina las arrugas al iniciar el proceso?

La parte inicial de un doblez suele contribuir en mayor medida a la formación de arrugas. Al comienzo, el material aún no ha establecido un flujo constante y el cambio inicial de momento del material del tubo genera una "onda de choque" de compresión que forma una arruga antes de que el dado limpiador pueda reaccionar. Los operadores de la máquina obtienen mucho mayor éxito al evitar estas arrugas iniciales mediante velocidades programadas con rampa: doblar a baja velocidad para lograr que el material fluya de forma constante y, luego, acelerar hasta la velocidad objetivo una vez que el tubo empieza a entrar en el doblez. Algunos controles de doblado de tubos incluso ofrecen variación de velocidad para distintos segmentos del mismo doblez. Las máquinas hidráulicas básicas rara vez pueden hacer esto, ya que la velocidad de la dobladora de tubos no se puede regular con precisión más allá de los estados totalmente activado/desactivado sin válvulas hidráulicas accionadas por servomecanismos.

Cómo Baorui garantiza dobleces libres de arrugas

En Baorui consideramos las arrugas un defecto inaceptable. Cada máquina que fabricamos incluye soporte integrado de mandril, para aplicaciones que requieren un doblez ajustado. Suministramos matrices limpiadoras de acero templado emparejadas. Nuestras matrices hidráulicas de presión cuentan con fuerza ajustable y rodillos de baja fricción. Ofrecemos arranques programables con velocidad progresiva en todos nuestros modelos CNC. Maquinamos y pulimos con precisión todos los surcos de nuestras matrices de doblado, y los portamatrices están diseñados para controlar con exactitud la posición de la matriz limpiadora. Tras dos décadas de servicio a los mercados de componentes automotrices, muebles, equipos médicos, artículos deportivos y utensilios de cocina, hemos demostrado repetidamente que es posible lograr dobleces sin arrugas cuando se presta atención a los detalles más finos del control y las herramientas de la máquina dobladora de tubos. Para los clientes que exigen perfección, esto es simplemente una condición indispensable.