This document discusses how different press technologies can affect sheet metal bending. It explains that speed and efficiency are key goals for manufacturers, but that speed is meaningless if other axes like X, Y, R and Z are not also precise. True speed comes from having both high speed and precision across all axes. It then discusses techniques like three-point bending and how trigonometry can be used to calculate bending angles based on punch depth. Maintaining precision of punch position and movement is essential for consistency. Newer CNC technologies have improved precision and speed.

1. Como afecta al doblado de lámina el
empleo de diferentes tecnologías de
prensas.
Arturo Franco Noriega
Director general en Boschert México
VW Jetta

2. Todos los industriales del mundo buscan velocidad en el trabajo
tratando de traducirlo en eficiencia del proceso.
Estos son los dos objetivos primordiales…..velocidad y eficiencia
definida esta última como la calidad de la piezas obtenidas.
Pero ¿Qué significa velocidad? hay que tomar en cuenta dos premisas.
1. Una dobladora no es necesariamente rápida si alguno de los
ejes Y, X, R y Z es más rápido que los demás.
Muchos fabricantes de dobladoras presumen de fabricar las dobladoras
sumamente rápidas como cualquiera. La idea de que la velocidad de bajada
de la cortina es el único factor importante deja de lado considerar otros
aspectos claves como son la precisión tanto de la cortina como del resto de
los ejes. Si uno o más de los ejes es impreciso provocara aletargamiento del
proceso añadiéndole tiempo a cada operación de doblado.
2. En este sentido la velocidad de bajada de la cortina de una
dobladora solo se justifica si la precisión de los ángulos y las
longitudes de cada sección de cada una de las piezas
obtenidas beneficia a las siguientes secuencias del proceso de
producción de piezas dobladas.
Es por estos motivos que es importante para el industrial conocer la evolución
de la tecnología y los límites de cada opción tecnológica los cuales a través
del tiempo se han ido superando. La comprensión de esto le servirá para elegir

3. la máquina más adecuada según el tipo de producción que necesita hacer y ver
las opciones que ofrece el mercado.
En este sentido la velocidad de bajada de la cortina de la prensa es por lo tanto
solo un componente parcial y solo se puede llegar a obtener si el fabricante de
las prensas ha evolucionado y puede ofrecer tanta velocidad como precisión
que permitan al industrial de la lámina adaptarse a las condiciones cambiantes
de los clientes y superar sus expectativas dando sugerencias adecuadas a sus
necesidades productivas.
Pero, antes que nada, es necesario conocer más sobre las tecnologías que nos
han permitido llegar a las condiciones actuales, aún las obsoletas, que en el
pasado contribuyeron a alcanzar los estándares actuales.
Una primera aproximación. – Técnicas de doblado de laminas
1) Doblado al Aire o en tres puntos. - La técnica dominante actual

4. Si bien el "doblado al aire o en de tres puntos" es un concepto relativamente
fácil de comprender el análisis de esta técnica arroja una comprensión más
detallada.
Un aspecto esencial en esta técnica es la precisión de posicionado de la
cortina y el hecho de que con cada movimiento se repita esa precisión y
no presente variaciones de lo contrario el proceso será incontrolable y
azaroso toda vez que en cada dobles se podrían obtener posiciones
distintas dando como resultado ángulos diversos.
En esencia la precisión es el resultado del acercamiento controlado de la
herramienta superior (punzón) a una herramienta inferior (matriz) y que esta
se realice de la manera más fácil y lo más exacta posible. Desafortunadamente,
decirlo es más fácil que hacerlo toda de vez que ligeras variaciones en la altura
de penetración dará como resultado ángulos distintos. Estas variaciones se
pueden presentar en términos de centésimas o milésimas de milímetro.
Hay que tomar en cuenta que un operario está imposibilitado para identificar
estas mínimas variaciones y pueden resultarle simplemente inexplicables
dando por resultado que culpe al material o a un proceso inadecuado de
calibración de la prensa.
“Es necesario tener certeza de que la dobladora tiene la potencia suficiente y es capaz de
mantener esta potencia o fuerza constante e inalterable. Si la dobladora presenta alteraciones
en la entrega de la energía los resultados presentaran variaciones.”
La obtención de piezas correctamente dobladas se explica analizando la
operación de doblar desde la visión básica… las matemáticas euclidianas.

5. La trigonometría
1) En las modernas dobladoras con CNC ya sean hidráulicas, hibridas o electrónicas,
la mayor parte del tiempo estamos doblando al aire. La técnica de “asentar o
doblar al fondo de la matriz” está prácticamente en desuso toda vez que solo
logra obtener ángulos a 90° y adicionalmente demanda mayor potencia. Es por
esto por lo que las dobladoras de accionamiento mecánico o hidráulico con barra
de torsión quedan absolutamente superadas en razón a la imposibilidad de controlar
la posición de penetración de la herramienta superior y por lo tanto lograr ángulos
distintos a 90°.|
2) La técnica de “Doblar al Aire” involucra que, se debe aplicar la fuerza o potencia
suficiente para vencer la resistencia del material. Una vez que lo hemos logrado
la obtención de determinado ángulo se obtendrá cuando la cortina llegue a un
punto específico previamente definido, el cual se puede calcular con solo seguir
unas simples reglas trigonométricas. La técnica permite lograr literalmente los
ángulos deseados por el diseñador.
¡Entonces, la distancia que recorre la cortina es igualmente importante a
la fuerza / potencia que se aplica!!

6. Demostración
Una premisa es que las reglas trigonométricas siempre son las mismas en los
triángulos rectángulos
En este caso la regla trigonométrica que nos interesa es:
Tangente = cateto opuesto / cateto adyacente
¿Por qué?... porque queremos conocer el ángulo Y o Y1
Tenga en cuenta que la distancia de cateto opuesto = X no aumentará ni disminuirá
porque está determinada por la medida del hueco de la matriz en este caso 24/ 2 =
12 mm y esta es la razón del porque el ángulo que obtenemos se reduce cuando la
herramienta superior (punzón) penetra más en la herramienta inferior (matriz)
haciendo que el ángulo Y se convierta en agudo.
Tangente = H
Cateto opuesto = X
Cateto adyacente = Y
90°
Y
Cateto adyacente = Y1
Y1

7. Observe también que los catetos Y y Y1 son los aumentan o disminuyen su longitud
tal y como la harían al doblarse en función del viaje de la cortina de la prensa.
Al mismo tiempo los ángulos Y y Y1 no son iguales, este ángulo es el que tiene
influencia en nuestra pieza doblada.
A mayor profundidad de la herramienta se obtienen ángulos agudos, a menor
profundidad se obtienen ángulos obtusos.
Pero …¿Qué tanta profundidad se necesita en el cateto contiguo Y para obtener un
ángulo de 45° que nos permitiría que nuestra pieza de lámina tenga un ángulo
perfecto de 90°?
Dado que las reglas trigonométricas permanecen iguales es posible calcular el
ángulo y predecir en que punto obtendremos el ángulo a 90° sin necesidad de
hacer pruebas físicas en el material.
En ese sentido:
Cateto opuesto X = 12 mm (la mitad de la apertura de la V)
Cateto contiguo Y (profundidad de la herramienta) = 12 mm
Entonces hacemos este simple calculo inclusive en una calculadora de bolsillo con
funciones trigonométricas o en una antigua tabla de equivalencias trigonométricas
de los viejos libros de texto de secundaria.

8. recordemos que necesitamos obtener el valor de la tangente que al final significará
la dimensión del ángulo que forman ambos catetos:
Por lo tanto:
tan 𝜃 =
12
12
= 1 → 𝜃 = 45°
Tangente Y = 12 /12 = 1 = 45°
en cada ángulo de los respectivos triángulos rectángulos formados, es decir un
ángulo de 90° en nuestra lámina (45°+ 45°)
45°+45° = 90°

9. ¿Qué ocurrirá si la profundidad de la herramienta superior aumenta o
disminuye?
Ejemplo 1) Si aumentamos la profundidad de la herramienta superior Y (cateto
contiguo) en solo 0.3 mm
Entonces tendremos:
tan 𝜃 =
12
12 + 0.3
= 0.97 → 𝜃 = 44.29°
Es decir que en nuestra lamina se habrá formado un ángulo de:
44.29°+ 44.29° = 88.58° ≠ 90°
¡ con solo tener una variación de 3 décimas de milímetro (0.3 mm ) en la
bajada de la cortina ¡
En el sentido opuesto
Ejemplo 2) Si disminuimos la profundidad de la herramienta superior en Y
(cateto contiguo) en solo 0.3 mm
tan 𝜃 =
𝑐𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑜𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑜
𝑐𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑎𝑑𝑦𝑎𝑐𝑒𝑛𝑡𝑒
Recordemos que el cateto opuesto es X y el cateto adyacente es Y
Por lo tanto:
Cateto opuesto X = 12

10. Cateto adyacente Y = 11.7 recordemos que esta es la profundidad de nuestra
cortina junto con la herramienta.
tan 𝜃 =
12
11.7
= 1.025 → 𝜃 = 45.72°
Esto quiere decir que si varia -0.3 mm de bajada, estaría variando el ángulo contra
lo esperado en 0.72 grados en total.
Es decir que en el caso contrario si disminuimos la penetración de la herramienta
en solo 0.3 mm el ángulo obtenido en cada uno de los triángulos rectángulos será
de 45.72°
Es decir:
45.72°+ 45.72° = 91.44° ≠ 90°
En ambos casos el ángulo “Y” en nuestra lamina ≠ 90°
Este es solo un ángulo si la pieza tiene dos o más dobleces los errores
se acumularán tantas veces como dobleces tenga la pieza y así mismo
se multiplicarán por el total de piezas que se deseen fabricar.
Esta es la razón de porque el desplazamiento,
repetibilidad y precisión de posicionado de la cortina
debe ser de alta precisión ( al menos 0.01 mm).
Esta condición asegura que los ángulos serán
consistentes.

11. Otros factores que se deben de considerar en el sistema de doblado son:
a) Retorno elástico o spring back, las prensas modernas incluyen tecnologías
de la información que son capaces de predecir el comportamiento de los
materiales y por medio de algoritmos hacer los cálculos para hacer los ajustes
en forma automática.
b) El radio interno que formara el ángulo en la lamina
c) Las cambiantes dimensiones y diseños de las piezas

12. d) El desgaste incontrolado de las herramientas, si las herramientas son de
baja calidad las imperfecciones o el desgaste imperceptible provocaran que
sea imposible controlar los dobleces. Aún en máquinas muy modernas si la
herramienta se desgasta prematuramente o en forma desigual nos eliminará
el control de esta operación. Recordemos que una variación de solo 0.3 mm
en la altura provoca cambios significativos en los ángulos obtenidos
Algunos fabricantes ofrecen sistemas de endurecido de las herramientas por flama
(48° HRC) , sin embargo el desarrollo de sistemas de endurecido con aplicación de
calor por inducción permiten la obtención de durezas ( 56.95° HRC) muy
superiores en las zonas de rozamiento de la lámina y las herramientas prolongando
la vida útil de estas significativamente.
e) La pérdida de presión o volumen de aceite de la prensa, de la misma forma
que las herramientas, el obtener buenos resultados en las piezas dobladas
supone que la prensa es estable en todos sus sistemas, estructura, precisión de
desplazamiento consistencia en la presión o potencia. Si el sistema hidráulico
tiene fugas o filtraciones o bien provoca que el aceite pierda viscosidad por
efecto de la temperatura, todos estos factores provocaran cambios en la forma

13. en que la prensa trabaja y como es que esta diseñada afectando el resultado
final
f) Cualquier imperfección entre la cortina, los portaherramientas o las
herramientas en sí mismas. Otro factor importante, las pequeñas
imperfecciones debidas a un acabado defectuoso o de mala calidad de las
zonas de anclaje de las herramientas o de los dispositivos porta herramientas
provocan estas ligeras variaciones en las alturas.
g) Fatiga de la prensa por efecto de la edad.

14. h) Fiabilidad y velocidad del tope posterior, al final la obtención de piezas
exactas involucra el control de las longitudes, hay que tomar en cuenta que el
operario no tiene acceso a la zona interior de la prensa por lo tanto no puede
medir las piezas una por una. Mas aun si el diseño es complejo, es por este
motivo que el tope posterior debe garantizar de la misma forma, precisión de
posicionado y elevada longevidad.
Antiguamente (prensas mecánicas o hidráulicas a barra de torsión) el tope posterior
se accionaba por un sistema que incluía motores tipo “Jaula de Ardilla”,
(desarrollado en 1896 por General Electric y Westinghouse) que es el motor
más elemental.
La disponibilidad de tecnologías de accionamiento por servomotores con
microprocesador y control de la posición integrado permite lograr elevadas
velocidades de posicionado reduciendo el tiempo ocioso de la prensa y el operario
y lograr precisiones de posicionado de solo 0.01 mm logrando piezas
dimensionalmente consistentes y reduciendo la posibilidad de error del operario.

15. Motores y servomotores
Fuente Schneider Electric

16. i) El Crowning o coronador
Uno de los defectos más conocidos de las piezas dobladas es que la pieza presente ángulos
distintos en los extremos y en el centro, esto se debe al fenómeno de deflexión que se
presenta sobre la mesa bajo carga/potencia. En las prensas esta carga es por naturaleza
desigual, ya que se introduce un elemento adicional al centro de la prensa
Este fenómeno se presenta en cualquier tipo de dobladora sea hidráulica o
mecánica, controlada a CNC o no.
Las piezas presentan un efecto de barril o abombado al centro

17. Para ello los operarios ponen debajo de la matriz papeles o lainas que
permiten compensar esa pequeña deflexión imperceptible a ojo humano.
Las desventajas de estos procedimientos son:
a) Se requieren operarios con mucha experiencia por lo tanto escasos y caros.
b) El procedimiento consume tiempo valioso aproximadamente 30 a 40 minutos en
cada ajuste.
c) Limita la versatilidad de la prensa al no permitir cambios rápidos de herramientas.
d) Obliga a emplear antiguas herramientas de una sola pieza en lugar de modernas
herramientas segmentadas por naturaleza más versátiles.
e) En caso de producciones intensivas obliga a emplear la prensa para solo un
producto con lo cual las empresas deben de adquirir una segunda prensa.
f) El empleo de materiales frágiles como el papel, obliga a aumentar las operaciones
de verificación de los ángulos a efecto de cerciorarse que la prensa no ha perdido
precisión. En su caso es necesario repetir las operaciones de calibrado tantas veces
como sea necesario inclusive en un solo turno de trabajo.

18. Las modernas prensas dobladoras pueden incluir sistemas de coronamiento
controlados por CNC, los cuales automáticamente realizan estos tediosos
ajustes en segundos.
Detalle de funcionamiento del coronador
Dos placas superpuestas en forma de olas se desplazan lateralmente
para lograr aumentar la altura al centro de la prensa.

19. Opciones tecnológicas
El Inicio 1) Prensas dobladoras mecánicas con barra de torsión o “tubo de
torque”
Fue la primera prensa de doblado y ahora se considera obsoleta. El funcionamiento
es que la cortina o carnero de prensado está conectada a un VOLANTE DE
INERCIA por medio de una "Barra de torsión o Tubo de torque" de manera
similar a las prensas de troquelado, estas prensas permitían un movimiento y
potencia en una dirección específica, pero solo eran rápidas en apariencia toda vez
que es literalmente imposible controlar la distancia de "cierre" del punzón y la
matriz, haciendo imposible la obtención de piezas precisas
En este tipo de prensas es impensable pensar que se logre precisión o ajustes finos
por lo que la velocidad del eje Y (Bajada de la cortina) aún y cuando es muy rápida
no es suficiente para mejorar el flujo productivo en términos de calidad y velocidad
el proceso.
Por otra parte, este tipo de prensas son realmente peligrosas, lo cual reduce
sensiblemente la productividad de estas, la razón es simple el operario protege su
físico.

20. 2) El sistema RG Promecam
Una de las máquinas con más historia, producida por la empresa francesa
Promecam que ya no existe. De manera poco convencional este tipo de prensas
funcionaban al revés (ciclo inverso). En la actualidad es obsoleta y no se fabrica.
Probablemente la razón de su escaso éxito se debe a la imposibilidad de lograr
potencias significativas y a que estaba destinada solo a espesores delgados y
longitudes de no mas de 2000 mm. Sin embargo, el sistema de herramientas
Promecam en la actualidad es un estándar y es muy empleado por empresas
fabricantes de prensas en todo el mundo, ya que por primera vez permitió el empleo
de herramientas fragmentadas.

21. 3) Prensa dobladora hidráulica con barra de torsión o tubo de torque.
Aparentemente idénticas a las plegadoras hidráulicas sincronizadas que
dominan en la actualidad estas fueron sus predecesoras. El descenso de los dos
cilindros se sincronizaba mediante un sistema de palancas conectadas a una "Barra
de torsión o Tubo de Torque". En estricto sentido es una prensa mecánica, pero en
lugar de contar con embrague y volante de inercia la fuerza la genera una central
hidráulica.
Muchos usuarios las descartaron por considerarlas demasiado lentas y en este
sentido tenían razón el argumento de la seguridad del operario tenía poco peso y la
productividad no se incrementaba debido a la elevada falta de precisión. En la
actualidad se siguen fabricando, pero su aplicación se limita a productos específicos
donde no es necesario hacer cambios frecuentes de la configuración de la prensa.
En general adolecen de los mismos inconvenientes de las maquinas mecánicas.

22. 4) Prensas plegadoras hidráulicas sincronizadas
Este tipo de tecnología es la que representa la mayoría de las máquinas que se
utilizan en la actualidad y sin duda es la tecnología dominante.
En estas prensas funcionan con dos cilindros hidráulicos independientes en un
sistema totalmente hermético y libre de fugas ya que trabaja permanentemente a su
máxima presión (presurizado) esta tecnología se ha aceptado ya que como
señalamos en la demostración trigonométrica una ligera variación en la presión que
se traduce en falta de posición precisa la falta de potencia puede significar errores
significativos en los ángulos de las piezas obtenidas.
El movimiento se logra por medio del flujo de aceite el cual es controlado por la
acción de válvulas dedicadas. (Servo válvulas).
Un elemento importante es que las válvulas al estar accionadas electrónicamente
hacen posible que el CNC controlé con exactitud el flujo y la duración de los ciclos

23. de "cierre y apertura" dando por resultado elevada exactitud de movimiento y
precisión de posicionado.
Con los elementos adecuados que evita que se eleve la temperatura o se produzca
perdida de presión por fugas o filtraciones con ello es posible lograr
consistentemente precisiones de cierre de centésimas de milímetro obteniendo
piezas de calidad consistente y las dimensiones de los ángulos son perfectamente
controlables prácticamente sin intervención del operario. Por añadidura las
tecnologías de bases de datos disponibles permiten establecer parámetros exactos
para configurar la “altura de cierre” de la cortina conforme a las características
físicas de los materiales ya sea por espesor o composición química por lo que todos
los elementos que intervienen en el proceso se pueden controlar y más aún prever
para escenarios indefinidos.
Los modernos sistemas CNC incluyen tecnologías de bases de datos, esta
información es relativa a la dureza del material y diversos cálculos con algoritmos
que permiten a la maquina literalmente predecir cual es el comportamiento de los
materiales. Básicamente se considera el fenómeno de “Spring back” o “efecto de
rebote”. Al conocer los valores estadísticos de comportamiento de los materiales le
permite al CNC realizar ajustes rápidos y modificar la altura de cierre en centésimas

24. de milímetro comparando el valor estadístico contra los resultados obtenidos
directamente en la prensa.
Es una tecnología ya plenamente comprobada y asequible
.
Ejemplo de pieza doblada con datos parametricos
Sin duda las dobladoras hidráulicas sincronizadas permiten lograr elevadas
velocidades de proceso en todos sentidos y se puede lograr elevada precisión y
montar diversos dispositivos que aumentan aún más su aprovechamiento. Por
ejemplo, el cambio de herramientas se realiza rápidamente ya que no requiere
ajustes frecuentes y con los accesorios idóneos no es necesario calibrarla cada vez
que se cambie de herramienta, material o producto. Usualmente las prensas
dobladoras sincronizadas se indexan automáticamente, esto permite recuperar las
condiciones de doblado previas a una abrupta perdida de energía. Por último, el
nivel de los operarios es mínimo gracias al empleo de tecnologías de la información
(TI). Como son cálculos complejos en base a algoritmos y empleo de tecnologías
de bases de datos, con las cuales usuarios aun los inexpertos pueden hacer piezas
dobladas en condiciones de competitividad y complejidad con empresas de mayor
experiencia.
Además, la tecnología utilizada está comprobada, sólidamente establecida y es
confiable: dado que se pueden agregar varios dispositivos (topes traseros de
múltiples ejes accionados por servomotores, controles numéricos con apoyo
gráfico, dispositivos de control o compensación de la deflexión de la prensa y

25. al mismo tiempo son altamente seguras por lo que los operarios se sienten más
confiados en el trabajo aumentando la velocidad de producción la y calidad de
las piezas), representa la tecnología más adecuada para la mayor parte de las
empresas. Se puede lograr precisión y elevada productividad, permite el cambio
rápido de herramentales y así mismo modificar los materiales, las dimensiones de
los mismos y el diseño en sí mismo de las piezas fabricar.
Fuente: Cybelec

26. 5) Prensas plegadoras hidráulicas híbridas
Algunas veces llamadas plegadoras eléctricas, son la evolución natural de las
máquinas hidráulicas sincronizadas. En este caso hay una velocidad muy alta,
gracias a la combinación entre una gran precisión y las tecnologías hidráulicas que
acabamos de describir. El secreto es la presencia de dos servomotores que mueven
directamente el aceite de dos pequeños depósitos separados; con el flujo resultante,
se logra la velocidad y la precisión las cuales van de la mano junto con consumos
reducidos en energía y aceites.
En al actualidad están destinadas a aplicaciones donde se requieren muy altas
velocidades de proceso y extrema precisión y el costo/beneficio lo justifica.

27. 6) Prensas plegadoras eléctricas
Aún y cuando en la actualidad este tipo de prensas se orientan a nichos específicos
donde el trabajo a realizar demanda realmente precisiones muy elevadas del orden
de 0.001 mm junto con alta producción y versatilidad es previsible observar que
será la tecnología dominante para los próximos años. Al ser completamente
eléctrica permite mantener un control absoluto. Además, es relativamente fácil
incorporar tecnologías de la información como "Internet de las cosas"
El accionamiento se realiza mediante servomotores conectados a un sistema de
poleas y correas o bien mediante husillos de bolas ya sea que trabajen en tracción o
en empuje. Estos sistemas permiten obtener precisiones de "cierre" del orden de
milésimas de milímetro por lo cual la precisión de las piezas obtenidas es realmente
superior.

28. Otros aspectos a considerar para la selección
Otro aspecto que puede no parecer relacionado con la velocidad de producción es
la dimensión de esta máquina esto es especialmente importante si se piensa en
términos de velocidad de flujo de trabajo y no se desea depender de una sola
máquina. Este podría ser el caso de quien produce el 80% de piezas dentro de un
rango de trabajo inferior a 1,500 -2,000 mm de largo útil.
En este caso una alternativa válida puede ser confiar en un fabricante de prensas
que ofrece una máquina muy pequeña y rápida. Esta estará orientada a realizar la
mayor parte de los trabajos en términos de variedad y empleo extenso de
herramientas (dados).
Otras tecnologías para Industria 4.0 permiten ahora el empleo de sistemas
robotizados flexibles, donde un robot puede realizar la operación e doblado por
largos periodos de tiempo en forma consistente pero si es necesario y la producción
es pequeña el robot se puede deshabilitar y un operario puede realizar la operación
de doblado en forma alternativa