Pregúntele al experto en estampado: ¿Cómo estampan los formadores de metales lo que no se puede estampar?

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P: Recibimos una solicitud de cotización de uno de nuestros clientes más importantes para una pieza de acero inoxidable de calibre delgado y gran volumen, pero los tamaños de las características son demasiado pequeños para estampar según nuestro nivel de comodidad. Tenemos miedo de los punzones frágiles y las pequeñas cavidades de troquel que serán necesarias en nuestras herramientas, y de las roturas, el mantenimiento costoso y el tiempo de inactividad excesivo que seguramente ocurrirán. ¿Tiene algún consejo para nosotros antes de rechazar esta oportunidad “imposible”?

R: Cuando se enfrenta a lo que parece una pesadilla en el diseño de componentes, podría considerar el grabado fotoquímico, también conocido como mecanizado fotoquímico. El grabado fotoquímico de paneles es una forma económica de fabricar una cantidad mediana de piezas para su evaluación antes de construir una herramienta de producción.

Lo bueno de este proceso es que las características finas son muy rutinarias y se pueden fabricar fácilmente piezas complejas pequeñas o grandes. Los costos de herramientas son una fracción del costo de las herramientas duras y los cambios de diseño se pueden realizar rápidamente. Dado que las herramientas tienen una base óptica, la complejidad de la pieza no genera un mayor costo de herramienta como ocurre en el estampado convencional.

Además, el proceso no presenta rebabas ni tensiones, por lo que no se introduce ninguna distorsión adicional. Se pueden crear multitud de pequeños agujeros y elementos a la vez, sin necesidad de perforarlos progresivamente de uno en uno. El material templado se puede grabar, lo que supone un desafío para las herramientas duras.

Los tamaños y tolerancias potenciales de las características dependen en gran medida del espesor de la materia prima. Por conveniencia, se pueden utilizar proporciones para el diseño preliminar. Los diámetros de los agujeros pueden ser 1,2 veces el espesor o más. La distancia entre elementos puede ser 1,0 veces el espesor o mayor. La tolerancia en algunas características puede ser tan baja como ± 5 µm, dependiendo del tamaño de la característica y el espesor del material. Grabar una característica desde un solo lado puede producir un borde muy afilado, canales de flujo, una conexión de medio grabado para la extracción manual de la pieza o texto para la identificación permanente de la pieza.

El metal grabado químicamente se procesa utilizando técnicas como las utilizadas en la fabricación de placas de circuito. Ambas superficies del metal se recubren con fotoprotector y se colocan entre dos piezas de película estampada o vidrio (dependiendo de la precisión requerida). El metal se expone a la luz ultravioleta y, cuando se revela el material, se elimina la protección no expuesta para crear áreas de metal desnudo que se eliminan con el grabado. Después del grabado, se retira el protector restante y la pieza terminada se limpia y seca.

Este proceso realmente brilla cuando se emplea el grabado continuo o de carrete a carrete. Este método utiliza los mismos pasos que en el grabado de paneles, pero puede procesar bobinas continuas de material, como un troquel de estampado progresivo. Se pueden producir varias hebras a la vez y luego enrollarlas en carretes. Estos carretes se pueden utilizar para operaciones posteriores como enchapado, conformado, moldeado o soldadura. Se trata de un método económico para la producción en gran volumen de piezas metálicas complejas y especialmente adecuado para el montaje sin problemas de procesamiento y automatización posteriores.

El grabado fotoquímico se puede utilizar para aplicaciones comunes que no son posibles con otros métodos de fabricación:

Esta tecnología de fabricación no está limitada por la industria de aplicación. Los fabricantes de las industrias automotriz, médica, electrónica, aeroespacial y de dispositivos de consumo a menudo emplean esta técnica para su beneficio.

Muchas gracias a Domenic Federici, gerente de desarrollo comercial de Interplex Etch Logic en Attleboro, Massachusetts, por su ayuda con esta respuesta.