Cómo funciona el corte de metales para automóviles

Los cortadores de plasma utilizan una corriente de gas ionizado para cortar metal y se pueden programar para que sean extremadamente precisos. Vea más fotos de herramientas eléctricas. © iStockphoto.com/Dainis Derics

Se dice que el gran artista Miguel Ángel dijo: "Cada bloque de piedra tiene una estatua en su interior y es tarea del escultor descubrirlo".

Eso está bien si está esculpiendo mármol con un cincel, pero ¿qué pasa si la obra maestra en la que está trabajando es un automóvil? O una fábrica llena de autos, todos construidos principalmente de acero?

El acero es increíblemente fuerte, pero lo suficientemente ligero como para usarlo como uno de los materiales principales en la fabricación de automóviles. Pero con una sustancia tan resistente, ¿cómo se corta en las innumerables formas complejas que se unen para formar un automóvil que funcione??

En realidad, hay varios pasos para crear una carrocería o un chasis de automóvil terminados: instalar piezas como puertas, capós y subconjuntos de marco. Este artículo se centrará en solo uno de esos pasos: cortar el metal antes de que esté terminado y adjuntarlo a un automóvil.

Las herramientas y técnicas de corte descritas en las páginas siguientes son utilizadas por proveedores de la industria de fabricación de automóviles, así como por talleres de fabricación independientes. Con frecuencia, en lugar de que un artesano corte el metal a mano, las piezas en bruto se colocan en o dentro de una máquina computarizada que puede cortar y dar forma a la pieza con medidas precisas. De hecho, descubrirá que las computadoras se aplican a todo, desde cortar paneles de carrocería de metal hasta mecanizar piezas de bastidor y motor..

Siga leyendo para conocer las tecnologías de corte de metales que ayudan a la industria de fabricación de automóviles..

El corte de metales para automóviles utiliza muchas de las mismas técnicas y tecnologías que el corte de metales para otras industrias de fabricación, como la construcción naval..

Para trabajos pequeños y de bajo volumen que no requieren una precisión súper precisa, por ejemplo, el tipo de corte de metal realizado en el garaje de un entusiasta de los automóviles, la herramienta podría ser tan simple como unas tijeras de corte manuales.

Pero para trabajos de mayor volumen, o para aquellos en la fabricación de automóviles que requieren cortes muy precisos, el equipo se vuelve más complicado. Por ejemplo, los láseres controlados por computadora, los cortadores de plasma y los chorros de agua se usan comúnmente por varias razones:

• Pueden cortar mucho material rápidamente.
• Los controles computarizados aseguran que haya pocos errores.
• La mayor precisión ayuda a reducir el desperdicio y, por lo tanto, reduce los costos..

En la industria de fabricación de automóviles altamente competitiva, los proveedores de componentes de automóviles siempre buscan herramientas que puedan ahorrar mano de obra sin sacrificar la calidad..

A continuación se muestran algunas instantáneas de cómo funcionan las herramientas de corte de precisión para trabajos pesados:

Láseres: Los láseres funcionan bien para cortar láminas de acero de hasta 1/2 pulgada (1,27 centímetros) de espesor y aluminio de hasta 1/3 de pulgada (0,9 centímetros) de espesor. Los láseres son más efectivos en materiales libres de impurezas e inconsistencias. Los materiales de menor calidad pueden provocar cortes irregulares o salpicaduras de metal fundido en la lente láser.

Plasma: El plasma sopla una corriente de gas ionizado a través de un electrodo cargado negativamente dentro de la boquilla del soplete. El metal a cortar, mientras tanto, está cargado positivamente. Cuando el gas entra en contacto con el metal, crea un área sobrecalentada entre 20.000 y 50.000 grados Fahrenheit (11.093 y 27.760 grados Celsius) que corta el metal [fuente: Rupenthal y Burnham].

Para que los autos se vean y rindan al máximo, sus partes metálicas deben cortarse dentro de bandas muy estrechas de precisión llamadas tolerancias. Para conocer los avances que están mejorando esta precisión, vaya a la página siguiente.

Una corriente de agua atraviesa una compilación de acero, bloques de hormigón y espuma de poliestireno durante una demostración en el Laboratorio de chorro de agua de alta presión de la Universidad de Missouri-Rolla en Rolla, Missouri AP Photo / Kelley McCall

La fabricación de automóviles es un juego de mejora constante: los compradores de automóviles esperan más refinamiento, rendimiento y seguridad de los vehículos más nuevos, pero por lo general no quieren pagar mucho más por ellos. Hacer que los vehículos sean estructuralmente más fuertes, fabricados con mayor precisión y aún así asequibles significa adoptar avances tecnológicos como los que se describen a continuación:

EDM: El mecanizado por descarga eléctrica de alambre, o EDM, corta los metales produciendo una poderosa chispa eléctrica. Un electrodo cargado negativamente hecho de molibdeno o latón recubierto de zinc libera una chispa cuando está muy cerca de la pieza de metal cargada positivamente. La ventaja de este método: puede alcanzar una precisión de 1/10 000 de pulgada. ¡Eso es 10 veces más estrecho que el ancho de un cabello humano! [fuente: Ley]

Sin embargo, la EDM tiene algunos inconvenientes. Por un lado, solo funciona con materiales conductores de electricidad. Por otro lado, es bastante lento, hasta 10 veces más lento que nuestra próxima tecnología [fuente: Rupenthal y Burnham].

Propulsores de agua: Piense en los chorros de agua como un papel de lija líquido a alta presión. Los chorros de agua utilizan un proceso llamado "erosión supersónica fría" para eliminar el material con agua y algún tipo de aditivo granular, llamado abrasivo. Esta combinación permite que los chorros de agua corten metales de hasta 10 pulgadas (25,4 centímetros) de espesor y con un alto grado de precisión [fuente: KMT Waterjet Systems].

Esta herramienta de corte de metal ha obtenido una gran exposición de personas como el entusiasta de los automóviles Jay Leno y la famosa tienda de personalización de automóviles West Coast Customs. Es relativamente fácil de usar y puede cortar muchos materiales diferentes además de metales..

Para obtener más información sobre el corte de metales para automóviles y otros temas relacionados, siga los enlaces de la página siguiente..

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Fuentes

• Oculto, Steve. "Utilizando un cortador de plasma de mano". El Fabricator.com. 30 de mayo de 2001. (5 de diciembre de 2009) http://www.thefabricator.com/plasmacutting/PlasmaCutting_Article.cfm?ID=16
• Sistemas de chorro de agua KMT. "Corte de automoción con sistemas de chorro de agua KMT". (5 de diciembre de 2009) http://www.kmtwaterjet.com/automotive.aspx
• Ley, Brian. "Diámetro de un cabello humano". El libro de hechos de física. 1999. (7 de diciembre de 2009) http://hypertextbook.com/facts/1999/BrianLey.shtml
• Olsen, Dr. John H. "La nueva tecnología de accionamiento lineal mejora la precisión del chorro de agua y reduce los costes". El Fabricator.com. (5 de diciembre de 2009) http://www.thefabricator.com/WaterjetCutting/WaterjetCutting_Article.cfm?ID=2366
• Ruppenthal, Michael y Burnham, Chip. "Exploración de métodos de corte complementarios: comparación de las capacidades de láser, plasma, electroerosión con tecnología de chorro de agua". El Fabricator.com. 4 de septiembre de 2001. (4 de diciembre de 2009) http://www.thefabricator.com/WaterjetCutting/WaterjetCutting_Article.cfm?ID=394
• Oficina del Censo de EE.UU. "Fabricación de máquinas herramienta (tipos de corte de metal): 2002". 18 de enero de 2005. (6 de diciembre de 2009) http://www.census.gov/prod/ec02/ec0231i333512.pdf