El perfilado es un proceso de trabajo del metal utilizado para conformar chapas metálicas en perfiles estructurales curvos o angulares. Una máquina de perfilado forma progresivamente bobinas de metal en la sección transversal deseada pasándolas a través de juegos consecutivos de rodillos. Cada juego dobla progresivamente la chapa hasta darle la forma deseada. El perfilado es una forma eficaz y rentable de fabricar paneles metálicos para tejados, revestimientos, canalones, marcos de puertas, barandillas, guardarraíles para autopistas, bastidores y muchos otros productos.

Comparado con otros procesos de fabricación como la estampación o la extrusión, el perfilado presenta algunas ventajas clave:

• Puede crear perfiles transversales complejos a partir de la misma tira plana o bobina de chapa inicial. Las extrusiones se limitan a secciones transversales uniformes.
• Hay menos residuos, ya que la pieza conformada en rollo puede utilizar casi toda la anchura de la materia prima.
• Las líneas de perfilado ocupan menos espacio que las prensas de estampación.
• Las bobinas son más fáciles de cambiar para cambiar rápidamente de producto. Los troqueles de estampación tardan más en cambiarse.
• Los costes de mano de obra son menores porque el proceso automatizado requiere una intervención mínima del operario.
• Las fuerzas necesarias para doblar el material se distribuyen secuencialmente en muchas estaciones de laminado, lo que permite el laminado de aceros de alta resistencia y evita los problemas de abombamiento del espesor que se observan en el estampado.

Funcionamiento de las perfiladoras

A máquina perfiladora de techos toma una tira plana continua de bobina metálica como entrada y da como salida un panel o perfil formado de forma continua. El proceso consiste en desenrollar la bobina, hacerla pasar por una serie de estaciones de rodillos para dar forma al perfil, cortarlo a medida y rebobinar o cizallar los paneles.

Desenrollando

La bobina de chapa en bruto se carga en un desenrollador que permite que la banda se desenrolle libremente sin holgura a medida que se introduce en la laminadora. El desenrollador incluye un freno de desenrollado para controlar la tensión de la banda.

Alimentación

A continuación, la lámina pasa por una enderezadora para eliminar cualquier curvatura del rollo. A continuación, pasa por un alimentador con rodillos de arrastre o accionamientos de oruga que tiran de la banda a través de las estaciones de bobinado a una velocidad constante. Los servomotores del alimentador controlan la velocidad y proporcionan una alimentación precisa.

Rodando

El núcleo de la perfiladora es la sección de laminado. En ella, la banda pasa por una serie de estaciones de laminado, cada una con un juego de rodillos superior e inferior. Los rodillos tienen contornos coincidentes que doblan progresivamente la banda hasta conseguir el perfil deseado. Las líneas típicas de perfilado tienen entre 3 y 20 estaciones de laminado.

Algunos componentes clave del laminador:

• Rolls - Generalmente de acero templado por inducción. Los contornos de los rodillos coinciden con el perfil de la pieza.
• Portarrollos - Carcasas ajustables para proporcionar un ajuste preciso de la separación entre rodillos.
• Ejes de rodillos - Transmiten la potencia rotativa de los motores para hacer girar los rodillos.
• Rollos guía - Rodillos adicionales entre estaciones para mantener la alineación de la banda.
• Soportes para rollos - Bastidores rígidos que soportan los alojamientos de los rodillos y proporcionan ajuste.

Las estaciones de laminado están alineadas con precisión para evitar la torsión o distorsión de la banda. El curvado gradual escalonado a lo largo de muchos rodillos permite conformar formas complejas sin sobrecargar el material.

Corte

Tras el laminado, la banda formada de forma continua sale de la última estación y puede cortarse a medida mediante una cizalla volante o una cizalla de corte a medida. La cizalla volante realiza el corte con la banda en movimiento. Las cizallas estáticas cortan la banda parada. Las piezas cortadas se destinan a otros procesos de acabado o posteriores. En el caso de productos continuos, como paneles para tejados o canalones, la línea puede enrollar el producto en lugar de cortarlo.

Componentes clave de un formador de rollos para tejados

Las líneas de perfilado pueden construirse con distintas configuraciones para fabricar diversos productos de techado. Pero, en general, las perfiladoras de tejados incluyen estos componentes funcionales principales:

• Equipos de manipulación de bobinas - Desenrollador, desenrollador, enderezador
• Sistema de alimentación - Servomotores, orugas o alimentadores de rodillos de arrastre
• Tren de laminación - Carcasas de rodillos, rodillos, ejes de rodillos, bases de apoyo
• Corte - Cizalla volante o cizalla de tope
• Transportadores - Transportadores de transferencia y conmutación para mover paneles
• Tablas de rodadura - Soporta el producto después del conformado
• Controla - Secuenciación y supervisión de controles PLC y HMI
• Protección de seguridad - Protecciones, puertas y barreras para la seguridad de los operarios

Pueden integrarse procesos secundarios adicionales en la línea en función de si se requiere un procesamiento fuera de línea o posterior. Estos pueden incluir:

• Realce - Rodillos de texturizado para repujar veteados de madera
• ** Punzonado** - Prensas punzonadoras para perforar orificios para elementos de fijación
• Soldadura - Soldadura de juntas longitudinales para la unión de paneles
• Onduladora - Realización de curvas transversales para cubiertas
• Curado - Sistemas de calefacción para materiales pintados/revestidos
• Corte - Sierras transversales, taladros para cortes adicionales
• Marcado - Inyección de tinta o etiquetado para la identificación del producto
• Apilado - Apiladores automáticos para apilar ordenadamente el producto acabado

Mediante la combinación de diferentes estaciones y componentes modulares, las perfiladoras pueden configurarse de forma flexible para fabricar diversos perfiles de productos para tejados.

Principales tipos de productos para tejados fabricados mediante perfilado

El perfilado es ideal para fabricar productos metálicos para tejados por su capacidad de formar perfiles de panel repetitivos con formas complejas. Estos son algunos de los componentes más comunes de las cubiertas metálicas fabricados con perfiladoras:

Paneles metálicos para tejados

Son las chapas metálicas básicas que se instalan como cubierta de tejados. Los paneles perfilados son de dos tipos principales:

• Costura vertical - Tiene nervaduras verticales entre los paneles. Permite la dilatación térmica.
• Fijación pasante - Utiliza fijaciones expuestas a través de los paneles. Más económico.

Los materiales más comunes de los paneles son el acero, el aluminio, el cobre y el zinc. Pueden estar desnudos, pintados o recubiertos con revestimientos granulares o metálicos.

Productos para transportar la lluvia

Entre ellas figuran:

• Tejas metálicas - Formado para parecerse a las tejas de asfalto con perfiles de borde.
• Canalones semicirculares - Canaletas continuas instaladas en los bordes del tejado. Formadas con un perfil curvo.
• Cubrecanalones - Evita la acumulación de hojas en los canalones. Fabricado con chapas laminadas perforadas.
• Bajantes - Tubos verticales de drenaje desde el canalón hasta el suelo. Normalmente perfiles rectangulares.

Tapajuntas y molduras

Los tapajuntas y molduras en rollo ayudan a sellar huecos y transiciones:

• Tapajuntas de alero - Sella los bordes de los paneles a lo largo de los aleros. Formado con perfil en Z.
• Tapas de cumbrera - Cubre la cumbrera del tejado. Fabricado con paneles angulares.
• Rastrillo intermitente - Sella los extremos de los paneles en los bordes del techo.
• Valle intermitente - Cubre los valles abiertos entre las secciones del tejado.
• Tapajuntas - Sella los huecos donde las tuberías penetran en el tejado.

Productos estructurales

Los productos estructurales enrollados proporcionan arriostramiento y soporte al tejado:

• Correas - Viga horizontal que soporta las vigas. En forma de C o de Z.
• Girts - Viga horizontal que soporta paneles de pared. En forma de C o de Z.
• Puntales de alero - Soporta el borde del voladizo del tejado. Perfil en ángulo.
• Ángulos de base - Brida de montaje para bordillos de equipos. En forma de L.

Combinando diferentes secciones estándar y personalizadas de perfilado, se pueden fabricar sistemas completos de cubiertas instaladas.

Ventajas de las cubiertas perfiladas

Hay muchas buenas razones por las que el perfilado se ha convertido en el proceso de fabricación dominante para los componentes de las cubiertas metálicas:

• Alta productividad - Posibilidad de velocidades de línea de hasta 100 pies/min con una mano de obra mínima.
• Bajo coste de utillaje - Las bobinas son mucho más baratas que las matrices de estampación. Cambios de producto más rápidos.
• Ahorro de material - Minimización de los desechos del proceso. Aprovechamiento del material de casi 100%.
• Flexibilidad - Muchos perfiles posibles a partir de la misma bobina plana inicial.
• Simplicidad - Proporciona paneles y chapas acabados "listos para instalar".
• Fuerza - La deformación en frío endurece el metal, aumentando su resistencia.
• Calidad - El conformado repetitivo y constante garantiza la uniformidad.
• Versatilidad - Posibilidad de pequeños lotes personalizados y perfiles especiales.

La combinación de bajo coste y flexibilidad hace que el perfilado sea ideal para los fabricantes de cubiertas. El mismo equipo puede fabricar múltiples productos con solo cambiar el utillaje del rodillo.

Especificaciones típicas de las máquinas perfiladoras de tejados

Las perfiladoras de tejados tienen diferentes anchuras y velocidades de producción para adaptarse a aplicaciones específicas. Estas son algunas especificaciones típicas de las máquinas:

• Ancho - De 24 a 72 pulgadas de ancho. Coincide con el ancho del panel.
• Espesor - Puede conformar metal de hasta 1,5 pulgadas de espesor. Lo normal es de 0,03 a 0,25 pulgadas.
• Velocidad - Hasta 100 pies/min. Más alto para material de calibre más fino.
• Estaciones - Entre 8 y 20 estaciones de conformado. Un mayor número permite formas más complejas.
• Unidades - Motores principales de 10 a 40 caballos. Servoalimentación.
• Controla - PLC/HMI y PC industrial. Interfaz de pantalla táctil.
• Material - Formas de acero, inoxidable, aluminio, cobre.
• Revestimientos - Manipula bobinas prepintadas, galvanizadas y revestidas.
• Herramientas - Casetes de rodillos de cambio rápido. Rodillos moleteados o mecanizados.

Muchos perfiles de tejado estándar pueden fabricarse en una perfiladora de 10 a 12 estaciones y de 24 a 36 pulgadas. Los perfiles personalizados pueden necesitar máquinas más anchas o más estaciones.

Máquina Perfiladora de Tejados Fabricantes

Hay muchos fabricantes de equipos especializados en tecnología de perfilado. Algunos de los principales proveedores mundiales de perfiladoras de tejados son:

• Maquinaria Samco - Empresa taiwanesa que fabrica líneas de techado desde hace más de 30 años.
• Voestalpine Roll Forming Corp - Fabricante europeo de equipos de perfilado.
• Automatización ATC - Fabricante canadiense especializado en componentes metálicos para la construcción.
• Mark Productos metálicos especiales - Fabricante de equipos de montaje y perfilado.
• Apache e Indeco - Fabricante indio de una amplia gama de perfiladoras.
• Formtek - Proveedor británico de perfiladoras.
• Metform - Fabricante turco de varias líneas de perfilado.

A la hora de seleccionar un proveedor, los fabricantes deben buscar aquellos con experiencia en productos para tejados, que ofrezcan soluciones personalizadas, tengan un buen historial y presten servicios de asistencia.

Cómo elegir un formador de rollos para tejados

Estas son algunas consideraciones clave a la hora de seleccionar una perfiladora nueva o actualizada:

• productos - Determine qué perfiles se necesitan ahora y en el futuro.
• Anchura y grosor - Adapte la anchura y la capacidad de la máquina a las necesidades de material.
• Velocidad - Calcular los índices de producción diarios o por hora necesarios.
• Flexible frente a dedicado - Considere si son necesarios cambios frecuentes de producto.
• Operaciones secundarias - Revisar qué procesos posteriores pueden ser necesarios.
• Controla - Garantizar que el sistema de control de la máquina proporcione la funcionalidad necesaria.
• Ayuda - Elija un proveedor que pueda ofrecerle un servicio y una asistencia continuos.
• Coste - Sopesar el coste de capital con los costes de funcionamiento y las capacidades.

Dedicar el tiempo necesario a planificar minuciosamente las especificaciones y requisitos de los antiguos rodillos ayudará a los fabricantes a elegir el equipo adecuado para sus necesidades de producción y sus productos.

Consideraciones sobre el proceso de perfilado

Aunque el perfilado de productos para tejados es muy eficaz, hay algunos aspectos del proceso que afectan a la calidad y la productividad. Conocerlas ayudará a optimizar el proceso de perfilado.

Diseño de rollos

La forma del contorno de los rodillos determina directamente el perfil formado. El proceso de diseño de los rodillos es fundamental para obtener la forma final deseada con precisión y eficacia.

Algunos factores de diseño del rodillo:

• Longitud del perfil desarrollado - Longitud total de la banda necesaria para formar el perfil. Más longitud = más estaciones.
• Complejidad del contorno del rodillo - Las formas de bobina más sencillas permiten una producción más rápida y fácil.
• Raleo en bandas - Las curvas muy angulosas pueden diluir el metal y provocar grietas.
• Balanceo desequilibrado - Las formas no simétricas pueden desplazar la banda del centro.

Los diseños de los rodillos se simulan con software CAD y luego se mecanizan en acero. Las muestras de prueba ayudan a perfeccionar los rodillos para conseguir un flujo de material adecuado y evitar defectos.

Propiedades del metal

Las propiedades de la chapa que se está conformando afectan al proceso de laminado y a la calidad del producto final:

• Dureza - Los materiales más duros requieren mayores fuerzas de rodadura. Puede requerir pequeños pasos de progresión.
• Ductilidad - Permite flexiones más extremas sin partirse ni agrietarse.
• Fuerza - Los metales más resistentes soportan mayores presiones de laminación sin deformarse.
• Superficie - Las superficies lisas fluyen más fácilmente en los rodillos. Los revestimientos pueden afectar a la lubricidad.

Comprender las propiedades del material ayuda a configurar el programa óptimo de pasadas de rodillo, los parámetros de procesamiento y el diseño del rodillo.

Factores del proceso

Algunos parámetros importantes del proceso que influyen en la calidad y la productividad:

• Ajuste del balanceo - Las distancias precisas entre rodillos minimizan los puntos finos o el estiramiento.
• Velocidad de avance - Las velocidades más altas aumentan el rendimiento, pero pueden afectar a los radios de curvatura.
• Presión del rodillo - Una presión más alta mejora la nitidez pero puede diluir el material.
• Lubricación de rodillos - Evita el rayado y aumenta la vida útil de la herramienta.
• Mantenimiento de herramientas - Mantenga las herramientas afiladas y sustituya los rodillos desgastados para evitar defectos.
• Vibración - Una vibración excesiva puede desdibujar los perfiles y provocar marcas de vibración.

Supervisar y controlar cuidadosamente estos factores mejora el rendimiento y permite un perfilado más rápido manteniendo los estándares de calidad.

Tratamiento secundario tras el perfilado

Tras el perfilado inicial de la chapa metálica, puede ser necesario algún tratamiento adicional en función del producto.

Corte

La banda formada en continuo se corta en longitudes fijas mediante una cizalla volante en movimiento o una cizalla de tope. A continuación, los paneles cortados pueden apilarse.

La longitud de corte precisa es importante para garantizar el ajuste correcto de los paneles. Las cuchillas de la cizalla deben mantenerse regularmente para evitar rebabas o deformaciones en el borde de corte.

Puñetazos

Algunos paneles requieren ranuras o agujeros perforados para los elementos de fijación utilizados para sujetar la cubierta a la estructura del edificio. Estos agujeros pueden perforarse antes del perfilado o después, con una prensa punzonadora integrada en la línea.

El punzonado antes del conformado permite utilizar patrones de agujeros estándar. Pero requiere un perfilado muy preciso para alinear correctamente los orificios perforados. El punzonado después del conformado hace que los orificios coincidan exactamente con el perfil del panel, pero requiere matrices de punzonado personalizadas que se ajusten a la forma del panel.

Onduladora

En el caso de los paneles de cubierta, a menudo se forman curvas transversales llamadas ondulaciones en las planchas para aumentar su rigidez. Para ello, los paneles se introducen en rodillos onduladores adicionales tras el perfilado inicial.

Curvas

En el caso de los edificios con tejados arqueados, puede ser necesario curvar longitudinalmente los paneles. Esto puede lograrse haciendo pasar las chapas perfiladas por una máquina curvadora para inducir el radio requerido.

Costura

En algunos diseños de paneles con juntas alzadas, las juntas verticales deben cerrarse, a menudo mediante un aparato mecánico motorizado. De este modo, los bordes se pliegan y se entrelazan para conseguir una unión resistente a la intemperie.

Revestimiento

Si las chapas requieren un revestimiento líquido, puede aplicarse por pulverización o por rodillo en una línea de revestimiento independiente tras el conformado inicial. El revestimiento proporciona resistencia a la corrosión y color.

Realce

Para conseguir texturas decorativas con vetas de madera o estuco en relieve, los paneles pueden volver a enrollarse entre rodillos de gofrado tras el conformado y el revestimiento. La superficie texturizada proporciona una estética atractiva.

Control de calidad

El mantenimiento de normas de alta calidad para los productos de techado en rollo es esencial para un rendimiento adecuado en el campo y la satisfacción del cliente. Algunas prácticas de control de calidad recomendadas incluyen:

Inspección de materias primas entrantes

• Comprobar que el certificado de la bobina es correcto en cuanto a material, grosor y propiedades
• Verificar la calidad de la superficie de las hojas
• Asegúrese de que las bobinas están correctamente alineadas y no presentan daños.

Control durante el proceso

• Verificar periódicamente la corrección del perfil laminado
• Inspeccione en busca de defectos superficiales como arañazos o abolladuras.
• Mida las longitudes de corte para mayor precisión
• Confirmar la ubicación y alineación de los orificios

Inspección final

• Comprobar el aspecto estético y la uniformidad del revestimiento
• Verificar que todas las marcas y etiquetas están correctamente impresas
• Garantizar que el embalaje ofrezca la protección adecuada
• Validar el cumplimiento de las normas de calidad

Control de procesos

• Auditoría periódica de los parámetros del proceso: avances, velocidades, presiones
• Realizar el mantenimiento preventivo y sustituir las herramientas desgastadas
• Supervisar los equipos para garantizar la alineación y los ajustes adecuados
• Revisar los datos estadísticos del proceso: dimensiones, defectos, rechazos

Formación de los empleados

• Formar a los operarios sobre la configuración, el cambio y el funcionamiento correctos.
• Fomentar la concentración en los objetivos de calidad y la responsabilidad
• Proporcionar procedimientos claros para los criterios de inspección
• Fomentar una cultura de mejora continua y atención al detalle

Buenas prácticas de seguridad

Trabajar con seguridad es la máxima prioridad cuando se trabaja con perfiladoras de tejados. Algunas prácticas de seguridad clave:

• Encierre o proteja todas las piezas móviles, como rodillos y alimentadores.
• Garantizar una protección adecuada de la máquina y un acceso seguro para el mantenimiento
• Instale paradas de emergencia para un apagado inmediato
• Proporcionar desconexiones de seguridad obligatorias para el aislamiento de la alimentación
• Siga los procedimientos de bloqueo y etiquetado para el mantenimiento y la limpieza.
• Proporcione un espacio de trabajo adecuado alrededor de las máquinas
• Elimine los riesgos de resbalones y caídas alrededor de los equipos
• Proporcionar protección auditiva para reducir el ruido
• Utilice alfombras de seguridad para máquinas que detengan el movimiento cuando se activen
• Etiquetar claramente las pegatinas de seguridad y colocar señales de advertencia
• Mantener las zonas de trabajo limpias y despejadas
• Proporcionar protección contra caídas por encima de la cabeza si es necesario
• Formar a todos los empleados en los procedimientos adecuados de seguridad operativa
• Fomentar una cultura de seguridad e intervención en caso de condiciones inseguras
• Documentar los incidentes de seguridad para aprovechar las oportunidades de mejora

Los equipos de perfilado pueden fabricar con seguridad productos de calidad cuando se toman las precauciones adecuadas para proteger a los trabajadores.

Conclusión

El perfilado es un proceso eficaz y económico para fabricar componentes de cubiertas metálicas en grandes series de producción. Puede manipular una amplia gama de materiales y espesores para producir paneles, canalones y otros productos con secciones transversales complejas inalcanzables con otros métodos. Cuando se especifica el equipo adecuado y se utiliza con eficacia, prestando atención al control de calidad y a la seguridad, los fabricantes de cubiertas pueden cumplir sus objetivos de producción y rentabilidad, satisfaciendo al mismo tiempo las necesidades de los clientes. El perfilado seguirá creciendo como proceso de fabricación dominante gracias a su flexibilidad, sencillez, precisión y ventajas de coste, junto con los continuos avances en tecnología y capacidades.

Preguntas más frecuentes

¿Cuál es la tasa de producción típica de las perfiladoras de tejados?

Los índices de producción varían mucho en función de la anchura de la máquina, la velocidad de la línea y el grosor del material, pero las líneas de techado típicas producen alrededor de 600-1000 pies por hora. Es posible alcanzar velocidades superiores con material de calibre más fino.

¿Qué grosor de metal puede laminarse?

Por lo general, las perfiladoras pueden procesar chapas metálicas desde láminas de 0,01 pulgadas de grosor hasta aceros estructurales de 0,25 pulgadas. El grosor máximo depende de la potencia y la rigidez de la máquina.

¿Qué tipo de sistemas de propulsión se utilizan?

Las perfiladoras de tejados utilizan principalmente servomotores eléctricos para el sistema de alimentación. Las estaciones de rodillos principales se accionan mediante cajas de engranajes o motores de accionamiento directo montados a lo largo de los ejes.

¿Con qué rapidez se pueden cambiar las herramientas de laminación?

Con los juegos de rodillos de cambio rápido tipo cartucho, el cambio de perfil suele realizarse en 30-90 minutos. Los cambios de herramientas fijas llevan más tiempo, unas 4 horas o más.

¿Qué operaciones secundarias pueden integrarse?

Las operaciones integradas típicas incluyen punzonado, curvado, corte, cosido, ondulado, gofrado y recubrimiento/pintado mediante diversos métodos.

¿Cuál es la gama de costes instalados de las perfiladoras de tejados?

Los costes de instalación suelen oscilar entre $150.000 y $500.000 en función del tamaño, el ritmo de producción y las características. Las máquinas más grandes o personalizadas con muchas estaciones pueden costar $1 millón o más.

¿Qué debe tenerse en cuenta para el mantenimiento del antiguo rollo?

Los elementos críticos de mantenimiento son la inspección/sustitución de rodillos y cojinetes, la lubricación, el tensado de correas, la supervisión de alineaciones y tolerancias, la limpieza y el mantenimiento preventivo general.

¿Qué dispositivos de seguridad deben incluirse?

Deben utilizarse elementos de seguridad como paradas electrónicas, puertas de entrada, protecciones, alfombras de seguridad, alarmas y desconexiones de servicios. Los procedimientos de bloqueo son esenciales.

¿Cuál es el periodo de retorno de la inversión?

Con el ahorro de costes de mano de obra y herramientas, los plazos de retorno de la inversión de 12-24 meses son típicos para la mayoría de las inversiones en máquinas de perfilado de tejados.

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