12 tipos de acabados de chapa metálica: Cómo elegir el adecuado para su proyecto

La fabricación de chapas metálicas es uno de los procesos más importantes de la industria manufacturera actual. Más del 60% de las piezas de industrias como la automovilística, la aeroespacial y la electrónica requieren la fabricación de chapa metálica. Cortar y doblar es el proceso de dar al metal la forma deseada. Sin embargo, el acabado de la chapa es un factor muy importante cuando se trata de la funcionalidad y el valor visual de la pieza a largo plazo. Comprender el proceso de fabricación de metales ayuda a garantizar la correcta manipulación del material y la selección del acabado superficial.

Un proceso de acabado de chapa adecuado reduce las posibilidades de corrosión, mejora la resistencia al desgaste y cumple las normas del sector. Por ejemplo, los dispositivos médicos pueden requerir un acabado superficial liso de grado FDA, mientras que el revestimiento arquitectónico puede requerir protección UV. Por otro lado, si se elige un acabado incorrecto, pueden surgir varios problemas. Los componentes pueden desgastarse antes de tiempo, aumentar los gastos de mantenimiento y dañar la imagen de marca.

Para ello, los ingenieros experimentados seleccionan el acabado adecuado durante la fase de creación de prototipos y no durante el proceso de producción. En esta guía se describen 12 procesos de acabado clave. Estos métodos le ayudarán a seleccionar los tratamientos superficiales adecuados para su diseño, entorno y ciclo de vida de la pieza desde el primer boceto de diseño en el CAD.

¿Qué es el acabado de chapa?

El acabado de chapas metálicas es el último proceso de fabricación de un determinado producto. Aplica algunos tratamientos a las piezas metálicas en bruto para hacerlas más duraderas, funcionales y estéticamente atractivas. Estos tratamientos se utilizan después de operaciones como el corte, el plegado o la soldadura, entre otras. En general, el acabado tiene tres objetivos principales:

Protección: Protege el metal contra la corrosión del agua salada, los productos químicos y otros elementos. Tampoco se desgasta ni se daña fácilmente con la radiación ultravioleta.

Finalidad: Mejorar determinadas características del material, como la conductividad eléctrica, la lubricación o la resistencia al calor.

Estética: Proporciona el color, brillo o tacto requeridos en la superficie de las piezas según la imagen de marca.

Tipos de acabados de chapa

Óxido negro

El óxido negro convierte la superficie del acero en óxido de hierro magnetita Fe₃O₄. Para ello, se introduce el acero en una solución calentada de hidróxido de sodio y nitratos. El proceso forma una capa negra anticorrosiva casi tan fina como la capa original, de 0,5 a 1,5 μm. Es el más adecuado para artículos pequeños como engranajes, cierres y herrajes militares en los que la tolerancia de tamaño es crucial.

Además, el óxido negro ofrece una superficie lisa y mate que puede mejorar la resistencia a la abrasión de las piezas de chapa. Mezclado con aceite o cera, sella los pequeños poros de la superficie y mejora aún más la protección. Sin embargo, este método no es adecuado para el acero inoxidable ni los metales no férreos, y sólo sirve para piezas de acero estándar.

Galvanoplastia

La galvanoplastia es una técnica que aplica una corriente eléctrica para depositar una capa de espesor metálico que varía entre 0,5 y 25 μm sobre superficies metálicas conductoras como el acero o el cobre. Se utiliza para tres usos principales: protección contra la corrosión, desgaste y estética.

El cincado actúa como ánodo de sacrificio. Se corroe antes que el acero subyacente, por lo que es adecuado para tornillos de automoción y herrajes de exterior. El niquelado se utiliza para aumentar la vida útil de piezas como los pistones hidráulicos, mientras que el cromado da un acabado superficial brillante, como un espejo, habitual en productos de consumo. Para componentes que necesitan conductividad eléctrica, el chapado en oro es ideal, sobre todo para conectores de microchips.

Sin embargo, la galvanoplastia tiene algunas limitaciones. Es ideal para formas sencillas, porque las formas complejas, como ranuras o cavidades profundas, tienen problemas con la distribución de la corriente y, por tanto, reciben un revestimiento desigual. Las geometrías complejas pueden requerir más pulido o enmascaramiento. Tenga en cuenta que el grosor del revestimiento afecta a su longevidad y, por tanto, un revestimiento más grueso es más duradero, pero si se decide por un revestimiento más grueso tendrá que gastar más dinero. En aplicaciones funcionales, los revestimientos deben cumplir requisitos estándar como ISO 2081 para el zinc o AMS 2423 para el níquel.

Anodizado

El anodizado del aluminio es una popular técnica de acabado para productos de aluminio. Este proceso consiste en colocar el aluminio en un electrolito ácido y hacer pasar una corriente eléctrica a través de él. Así se crea una capa de óxido pasiva de entre 10 y 100 μm de grosor. El acabado que se obtiene tiene una excelente resistencia al desgaste y también puede teñirse de varios colores. Los colores anodizados no se pintan sobre la superficie, sino que penetran en la capa de óxido y, por tanto, no se desprenden. Posteriormente, el óxido se sella con agua hirviendo para fijar el tinte.

La capa anodizada es mucho más dura que el aluminio sin tratar, lo que la hace muy duradera. El ácido sulfúrico se utiliza en el anodizado de tipo II, que es el más utilizado para fines arquitectónicos. Para los componentes aeroespaciales, se utiliza el tipo III (anodizado de capa dura), más grueso y duro. Además, el anodizado mejora el aislamiento eléctrico, por lo que se utiliza mucho en aplicaciones electrónicas como los disipadores térmicos.

Pintura

La pintura es un proceso de acabado de superficies que consiste en la aplicación de revestimientos líquidos sobre chapas metálicas. Ofrece protección contra la corrosión y tiene un alto grado de versatilidad de aspecto. Algunos de los tipos de pintura más comunes son la epoxi, la acrílica y la de poliuretano. La pintura epoxi es resistente a los productos químicos y, por tanto, adecuada para su uso en máquinas industriales. La pintura acrílica se seca rápidamente y es ideal para muebles de interior. La pintura de poliuretano es resistente a los rayos UV y, por tanto, es ideal para publicidad exterior.

Primero se prepara la superficie metálica limpiándola. A veces, utilizamos un recubrimiento de conversión de fosfato para mejorar la adherencia de la pintura. Para aplicar la pintura, se utilizan pistolas pulverizadoras para pintar las piezas uniformemente y, a continuación, las piezas pintadas se cuecen en un horno a 120-150°C. Esto hace que el acabado sea más rígido y, por tanto, más resistente al desgaste y la rotura. Esto hace que el acabado sea más rígido y, por tanto, más resistente al desgaste.

La pintura es rentable y puede realizarse en cualquier color, incluidos los colores RAL o Pantone. Sin embargo, las superficies pintadas no son tan duraderas como los recubrimientos en polvo, ya que pueden desconcharse o decolorarse con el tiempo. No obstante, la pintura es una buena opción para productos como electrodomésticos, paneles arquitectónicos o prototipos que necesitan diseños rápidos y personalizables.

Recubrimiento en polvo

El recubrimiento en polvo es una técnica de aplicación de material en polvo seco a la superficie del metal mediante cargas electrostáticas. A continuación, la superficie recubierta se hornea para endurecerla, alisarla y hacerla resistente, de modo que no se desgaste con facilidad. A diferencia de la pintura líquida tradicional, el recubrimiento en polvo no emite COV (compuestos orgánicos volátiles). También produce un revestimiento más pesado, de entre 60 y 120 micrómetros de grosor, que es menos propenso a desconcharse que la pintura.

Además, el recubrimiento en polvo es bueno para ocultar pequeños defectos superficiales que pueda haber en la superficie del material. También ofrece cientos de acabados, incluidos los metálicos brillantes o los texturados con arrugas. Sin embargo, su grosor puede ser un problema para algunas piezas, como engranajes de precisión o piezas muy ajustadas.

Galvanización

El galvanizado es un proceso que consiste en aplicar una fina capa de zinc sobre el acero para evitar la oxidación del metal. El más común es el galvanizado en caliente. Se realiza sumergiendo el acero en zinc fundido a una temperatura de 450°C para formar una capa gruesa y resistente. Es ideal para estructuras expuestas al medio ambiente, como farolas o guardarraíles. En el caso de piezas pequeñas, como pernos, el electrogalvanizado utiliza una capa más fina de zinc mediante el proceso de galvanoplastia y, por tanto, tiene una superficie más lisa.

El galvanizado es más útil en zonas donde el clima es desfavorable y donde hay mucha exposición al aire salino u otros agentes corrosivos. El revestimiento de zinc tiene una capacidad de autocuración que cubre los pequeños arañazos que pueda haber en la superficie, por lo que requiere poco mantenimiento. Sin embargo, tiene un color gris apagado y una estructura relativamente gruesa, lo que puede no ser adecuado para fines decorativos.

Fosfatado

El fosfatado es un proceso de acabado de superficies que crea una fina capa protectora en las piezas de acero. Se utiliza principalmente como paso previo al tratamiento para mejorar la adherencia de la pintura o el revestimiento en polvo. Las aplicaciones más comunes son los componentes del chasis de automóviles y la maquinaria que requieren resistencia a la corrosión y un acabado decorativo.

Existen dos tipos principales de fosfatado. El fosfatado de zinc se utiliza para piezas que requieren lubricación, como los soportes del motor. El fosfato de hierro, por su parte, es una opción rentable para aplicaciones interiores. El fosfatado tiene un impacto mínimo en las tolerancias estrechas, por lo que es adecuado para pernos, varillas roscadas y otras piezas de precisión.

Sin embargo, el fosfatado sólo es eficaz en acero al carbono. Debe combinarse con una capa de acabado para uso en exteriores a fin de proporcionar una protección anticorrosiva a largo plazo. Este método es adecuado para piezas que sufren un desgaste moderado o que necesitan un revestimiento más duradero.

Pasivación

La pasivación mejora la protección anticorrosiva inherente del acero inoxidable eliminando elementos como el hierro libre en la superficie del material. Es adecuado para los aceros inoxidables de las series 300 (por ejemplo, 304, 316) y 400 que se utilizan en zonas donde están expuestos a la humedad o a productos químicos. Este paso restaura la capa de óxido natural de la superficie del metal, que es importante para su uso en la industria médica o alimentaria. Pero no puede eliminar el óxido ni proporcionar protección alguna al acero al carbono.

Pulido Buff

El pulido Buff utiliza ruedas de tela giratorias cubiertas con compuestos abrasivos para crear acabados brillantes o satinados en superficies de chapa metálica. Este método es ideal para eliminar arañazos ligeros y oxidación. Funciona especialmente bien en piezas de acero inoxidable y aluminio que requieren un aspecto pulido y atractivo.

Para lotes pequeños, el pulido manual permite personalizar el acabado. Sin embargo, requiere mucha mano de obra y resulta caro para la producción a gran escala. Los sistemas de pulido automatizados son más eficaces para paneles planos o ligeramente curvados. Sin embargo, son menos eficaces para piezas con grabados intrincados o patrones detallados. Además, para aplicaciones exteriores, es mejor combinar el pulido con un revestimiento protector, como laca transparente, para evitar que se deslustre. Evite pulir piezas con huecos profundos, ya que los residuos del pulido pueden quedar atrapados y ser difíciles de eliminar.

Chorro de arena

El chorreado de arena es un proceso de acabado de chapas metálicas que implica el uso de materiales abrasivos como perlas de vidrio, óxido de aluminio o granalla de acero a alta velocidad para limpiar o texturizar superficies metálicas. Elimina eficazmente el óxido, la cascarilla de laminación y los revestimientos antiguos. También proporciona un acabado mate uniforme y es ideal para preparar superficies para pintar o conseguir un aspecto cepillado.

El tamaño de grano determina su eficacia. Los granos más gruesos (80-120) son adecuados para la eliminación de contaminantes más gruesos o para el acabado rugoso de superficies. Los granos más finos (malla 220+) se utilizan para aplicaciones de acabado como el pulido de los cerramientos de acero inoxidable. Esta técnica mejora la adherencia de la pintura y oculta pequeñas imperfecciones superficiales al aumentar la superficie. Sin embargo, el granallado de alta intensidad puede reducir el grosor del metal, sobre todo en piezas delicadas.

Pulido por electrólisis

El electropulido es un proceso avanzado que alisa las superficies metálicas eliminando las irregularidades de la superficie mediante una corriente eléctrica. Este método disuelve los picos del metal, lo que da como resultado una superficie lisa e higiénica. También refuerza la capa de óxido natural, lo que mejora la resistencia a la corrosión. Como resultado, el electropulido se utiliza habitualmente para piezas de acero inoxidable expuestas a productos químicos agresivos o procesos de esterilización.

Aunque el electropulido es más caro que otras técnicas de acabado, ofrece resultados consistentes, incluso en formas intrincadas como el interior de los tubos. Sin embargo, funciona con menos eficacia en determinados metales como el aluminio. Este método es ideal para aplicaciones que requieren superficies conformes con la FDA, como en las industrias farmacéutica o de semiconductores.

Cepillado

El cepillado produce un patrón de grano lineal o radial consistente en las superficies metálicas. Este método utiliza bandas abrasivas o ruedas de nailon para crear un acabado mate. Los acabados cepillados son excelentes para ocultar pequeños arañazos y huellas dactilares, por lo que se utilizan habitualmente en piezas interiores de automóviles, como umbrales de puertas o paneles de palanca de cambios. Estas aplicaciones suelen priorizar la resistencia a los arañazos y la facilidad de limpieza.

La dirección del veteado puede adaptarse a necesidades de diseño específicas, como patrones horizontales, verticales o circulares. Dado que el dibujo de la veta puede influir en el aspecto general del producto, es importante decidir el diseño del cepillado al principio del proceso de desarrollo. Así se garantiza que el producto final cumpla las expectativas estéticas.

Cómo elegir el acabado de chapa adecuado para su proyecto

Combinación de acabados y materiales

No todos los acabados superficiales funcionan con todos los metales. Por ejemplo, el anodizado es adecuado para el aluminio, mientras que el galvanizado es mejor para el acero. Compruebe siempre la compatibilidad para evitar problemas de adherencia o desgaste prematuro. A continuación se ofrece una guía general para los materiales de chapa más comunes:

Nota: Esta tabla es orientativa; las aplicaciones reales suelen requerir ajustes. Para proyectos complejos, consulte a un fabricante de chapa metálica para validar su selección de acabado.

Exposición medioambiental

Es esencial tener en cuenta si su pieza va a estar expuesta a agua salada, rayos UV o productos químicos. Al elegir el tipo de acabado, es importante asegurarse de que el tratamiento es adecuado para el entorno de funcionamiento.

Húmedo/Costero: Elija galvanizado (resiste más de 500 horas de niebla salina) o galvanoplastia

Exposición química: Opte por la pasivación (resistencia a los ácidos) o el recubrimiento en polvo (protección contra disolventes)

Altas temperaturas: El anodizado no se degrada hasta 500°C.

Exposición UV exterior: Los revestimientos de PVDF evitan la decoloración (más de 20 años de retención del color)

Condiciones abrasivas: Las superficies arenadas no se rayan fácilmente

Alimentación/Medicina: El electropulido elimina los microporos para la limpieza

Requisitos mecánicos

La resistencia al desgaste es muy importante en los productos de chapa metálica, especialmente en aplicaciones en las que intervienen la fricción y las cargas pesadas. La falta de protección contra el desgaste provoca el deterioro de la pieza y su fallo o la reducción de su rendimiento, lo que afecta a su durabilidad y seguridad. A la hora de elegir el tratamiento de superficie adecuado, hay que tener en cuenta el tipo de fricción, ya sea por deslizamiento, rodadura o impacto, y la carga y frecuencia de fricción que experimentará la pieza. Los componentes que experimentan mucho desgaste requieren revestimientos como el anodizado duro o la galvanoplastia. Para los componentes móviles, los principales requisitos son la baja fricción y el desgaste.

Preferencias estéticas

Las preferencias estéticas también funcionan como uno de los factores más importantes a la hora de determinar el tipo de tratamiento superficial. El cepillado da un aspecto más refinado a los productos, mientras que el recubrimiento en polvo les confiere un color más vibrante. El anodizado ofrece una superficie resistente y colorida, ideal para productos en los que la estética es importante. Para las piezas industriales u ocultas, se puede utilizar el galvanizado o el metal en bruto, ya que estas piezas no tienen por qué ser estéticamente atractivas. Por tanto, tanto el envase como el color deben elegirse en función del tipo de producto y de su adecuación visual.

Consideración de los costes

La galvanoplastia y los acabados personalizados, como el pulido por electrólisis, pueden resultar costosos. Para aplicaciones sensibles a los costes, es posible limitarse a pintar o utilizar un acabado estándar. Es aconsejable consultar con el fabricante lo antes posible porque los especialistas pueden aconsejar sobre las mejores combinaciones de acabado (por ejemplo, galvanizado y pasivado) que resulten rentables y duraderas. Puede hacerse una comprobación DFM (diseño para fabricación) para evitar un exceso de ingeniería.

Conclusión

La elección del acabado de chapa adecuado depende del material, el entorno, la función y el presupuesto. Tanto si necesita resistencia a la corrosión para piezas de acero inoxidable como un vibrante acabado con recubrimiento en polvo para productos de consumo, cada opción ofrece ventajas únicas. ¿Aún no está seguro? Asóciese con un taller de fabricación que conozca los matices del acabado metálico: su proyecto no se merece menos.

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