Dobladora de tubos - Guía de materiales

Los tubos de distintos metales son aptos para el curvado. Sin embargo, los distintos materiales de las tuberías tienen propiedades físicas diferentes que influyen en la curvatura. Por ejemplo, el cobre es maleable y está listo para doblarse a temperatura ambiente, mientras que el acero inoxidable requiere un esfuerzo mucho mayor para doblarse. El material del tubo no sólo influye en la facilidad de curvado, sino que también influye en la facilidad con que un tubo adoptará la forma deseada o se dañará durante el proceso de curvado. En este artículo se analizan los materiales más comunes de los tubos y su idoneidad para el curvado.

Materiales utilizados para el curvado de tubos

Los tubos ideales para el curvado suelen fabricarse con los siguientes materiales:

• Cobre
• Aluminio
• Hierro
• Aleaciones (mezcla de un metal con otro metal o no metal)
• Plástico
• Madera

En el proceso de curvado de tubos se utilizan herramientas denominadas curvadoras de tubos. Cada material varía en densidad específica y gravedad. Además, los materiales están disponibles en distintos grados con diferentes propiedades de flexión que dependen de la composición química del material.

Propiedades de flexión de metales y aleaciones

La principal propiedad de un material seleccionado para el curvado es su maleabilidad. La maleabilidad es la capacidad de deformar permanentemente un material sin romperlo ni agrietarlo. El curvado en frío de un tubo es ideal para obtener los mejores resultados, ya que no provoca fracturas en el tubo. Sin embargo, sin herramientas de curvado (por ejemplo, curvadoras de tubos eléctricas y curvadoras de tubos hidráulicas) que puedan producir la fuerza suficiente para curvar en frío metales menos maleables (por ejemplo, acero inoxidable), estos metales suelen calentarse para conseguir los efectos deseados.

Acero al carbono

El término acero al carbono se utiliza a menudo para indicar el acero que no es inoxidable, y es uno de los materiales más comúnmente doblados. Es un componente resistente y fiable para aplicaciones de construcción (figura 2) y OEM (fabricante de equipos originales). El acero al carbono está disponible en diferentes calidades, que ofrecen diversas opciones de mecanizado, curvado y resistencia al desgaste. También es una opción sostenible y reciclable que reduce la huella de carbono global.

El acero dulce y el acero para muelles son dos tipos de acero al carbono adecuados para el curvado de tubos.

• Acero dulce: Acero dulce es un término comercial que significa acero bajo en carbono. Contiene entre 0,04 y 0,3% de carbono, por lo que es más maleable y dúctil. La ductilidad disminuye a medida que aumenta el porcentaje de carbono en el acero.
• Acero para muelles: El acero para muelles es un acero con alto contenido en carbono, es decir, hasta un 1%. Por lo tanto, es más quebradizo y requiere calentamiento antes de doblarlo. Una vez enfriado, el acero para muelles puede recalentarse para seguir dándole forma. El alto límite elástico del acero para muelles lo hace adecuado para muelles y alambres de alta resistencia.

Acero aleado

Dos aleaciones de acero populares son AISI 1018 y AISI 4140. Las dos últimas cifras de cada número indican el porcentaje de carbono de la aleación: El 1018 tiene un 0,18% de carbono y el 4140 un 0,40%. Esto significa que el 1018 es un acero dulce y el 4140 es un acero al carbono de grado medio. El AISI 1080 puede curvarse en frío y el AISI 4140 debe tratarse térmicamente antes de curvarse. Los aceros aleados se suelen doblar para crear ganchos y argollas de elevación, barras de agarre y pernos en U (Figura 3).

Acero inoxidable

Los distintos grados de acero inoxidable varían en contenido de carbono, desde los de bajo grado hasta los de alto grado (aproximadamente un 1% de contenido de carbono), pero se diferencian del acero al carbono por su alto contenido de cromo (mínimo 10,5%). Este alto contenido en cromo es lo que protege al acero inoxidable de la corrosión y el óxido.

De los distintos tipos de acero inoxidable, la serie 300, concretamente el acero inoxidable 304, es el más popular para el plegado debido a su ductilidad. Sin embargo, a grandes diámetros, el acero inoxidable es muy difícil de doblar manualmente. En este caso se suele utilizar una máquina de curvar mandriles. El tratamiento térmico antes del doblado mejora la ductilidad, pero si el acero inoxidable no se templa con la suficiente rapidez, se sobreendurecerá.

Los talleres de plegado suelen procesar acero o acero inoxidable para doblarlo y plegarlo en forma de chapa. El acero inoxidable debe tener altos grados de pureza, y el material se utiliza habitualmente en tecnologías alimentarias y del agua.

Aluminio

El aluminio es un material ligero que requiere conocimientos especializados y procesos de conformado para evitar que se agriete. Sin embargo, las propiedades de flexión varían en función de los distintos grados de aluminio utilizados.

Aluminio 6061

Este material es difícil de doblar, y las grietas son bastante comunes. El curvado en frío siempre debilita el material. El curvado correcto puede hacerse calentando primero el aluminio.

Aluminio 3003

El aluminio 3003 es el mejor para curvar debido a su resistencia media y su elevado alargamiento. Se puede doblar en frío y tiene una gran diferencia entre la resistencia a la tracción y el límite elástico. Esto significa que puede deformarse permanentemente, es decir, doblarse, mucho antes de romperse.

Aluminio 5052

El aluminio 5052 es casi tan bueno para la flexión como el aluminio 3003, pero tiene un alargamiento ligeramente inferior. Sin embargo, cuando se calienta, su formalidad mejora respecto a la del aluminio 3003. El aluminio se utiliza habitualmente en cisternas de transporte y almacenamiento.

Cobre

Debido a su estructura cristalina, el cobre es muy maleable y fácil de doblar. Además, es duradero y rentable, y tiene propiedades anticorrosión. Este material se utiliza mucho en barras colectoras, tuberías y barandillas. Obtenga más información en nuestro artículo sobre cómo doblar tubos de cobre.

Latón y bronce

El latón es una aleación de cobre y zinc, mientras que el bronce es una aleación de cobre y estaño. Cuanto mayor sea la concentración de zinc en el latón, menos maleable será el material. Esto no es un problema en procesos de plegado sencillos, pero puede ser necesario calentar el material para aplicaciones de plegado complicadas. Sin embargo, el bronce es mucho menos dúctil que el latón. Además, como el bronce es muy quebradizo, calentarlo no reduce significativamente el riesgo de que se rompa al doblarlo.

Titanio

El titanio es un material extremadamente resistente que puede romper las herramientas de doblado. Tiene un alargamiento uniforme bajo, por lo que, para evitar que se agriete, hay que utilizar un radio de curvatura interior mayor que el empleado con otros tubos metálicos. El titanio tiene un módulo de elasticidad bajo, lo que significa que no se dobla fácilmente. Por lo tanto, un tubo de titanio debe sobrecurvarse considerablemente para que recupere la forma deseada. El titanio tiene una gran conformabilidad, resistencia a la corrosión y relación resistencia-peso. El titanio se utiliza habitualmente en equipos médicos, artículos deportivos e industrias de transformación.

Plástico

El plástico es propenso a dañarse con bastante facilidad; de ahí que se utilicen herramientas específicas para doblar tuberías de plástico. Como el plástico no tiene grano, se utilizan dispositivos específicos para ablandarlo y dejarlo listo para ser doblado. En primer lugar, los discos pulidores se utilizan para pulir el plástico, ablandando el material. A continuación, el plástico se calienta para crear pliegues.

Madera

La madera suele curvarse para diversos fines, como la construcción de barcos o la fabricación de muebles. La madera se cuece primero al vapor para darle múltiples formas y ablandarla. A continuación, la madera ablandada se curva utilizando moldes.