PROCESO DE LAMINADO

 Laminado

¿Qué es el laminado?

El laminado se describe como un proceso en el cual se realiza una deformación plástica, en donde el material transita de modo continuo por medio de cilindros que crean fuerzas de compresión, dicha operación se puede llevar a cabo tanto en frío como en caliente.

El proceso de laminado consiste en ejercer cierta presión para la deformación volumétrica, en donde se busca minimizar el espesor inicial del material trabajado, todo esto por medio de la compresión de dos rodillos sobre el laminado a trabajar.

 

En dicho proceso conocido como laminación, se modifican las formas comerciales de los perfiles en máquinas que tienen una presión continua. Este tipo de labor permite que salgan productos para el empleo directo de carriles y vigas de acero, mientras que para la producción de otros elementos se necesita de modificaciones adicionales, como es el caso de la chapa o alambre. 

¿Cómo es el proceso de laminado?

Para la obtención de un laminado con un espesor reducido, se hace uso de rodillos que tras girar en sentidos opuestos logran que el material anteriormente colocado entre ellos sea comprimido hasta lograr el rozamiento que se produce entre los rodillos y el metal del futuro laminado. 

Este tipo de labor donde se busca el desarrollo de un laminado precisan de una gran inversión de capital; debido a que los molinos necesitan ser especiales para que se origine una correcta producción de grandes cantidades de productos estándar como lo son las láminas, placas, etc.

Dentro de los procesos más comunes que se ejecutan para realizar los laminados se encuentra el caliente pues permite que haya una óptima deformación en el material. Este estilo de transformación a su vez le otorga propiedades isotrópicas, por lo cual las tensiones residuales quedan eliminadas durante el proceso de laminación.

El único inconveniente de ejecutar dicha acción a temperaturas altas es que el laminado no pueda mantenerse dentro de las tolerancias adecuadas, provocando que la superficie de la pieza quede impregnada por una capa de óxido muy característica de este proceso.

Tipos de laminado

Existen principalmente dos tipos de laminado a considerar: 

Laminado en caliente

Como bien se mencionó anteriormente, es una tarea donde se presiona el elemento por medio de unos rodillos especiales industriales que tienen como objetivo manipular todo el acero para darle forma del laminado, el cual toma dichas dimensiones de manera más fácil cuando se le ejecuta en temperaturas altas que llegan muy por encima de la  recristalización del material.

Esta transformación permite que los granos del elemento tomen forma en nuevos granos sin dislocaciones y el resultado termina en granos dúctiles que pueden ser laminados en el número de veces que se desee.

Las temperaturas para el laminado en donde se dan las aleaciones de aluminio y para aceros aleados son manipulados en temperaturas que van desde 0.3 y 0.5 veces mayor que la temperatura de fusión, esto permite que los grandes volúmenes del material se deformen y den paso a preformas que luego puedan ser procesadas de otro modo como es el caso del laminado en frío. 

Laminado en frío

A diferencia del laminado en caliente, el proceso de laminado en frío se lleva a cabo por debajo de la temperatura de recristalización, aquí se dan láminas y tiras con un acabado superficial mejor, ya que no existe la presencia de calamina el cual es un elemento metálico que puede tomar distintas aplicaciones, otorgándole tolerancias dimensionales y mejores propiedades mecánicas debidas al endurecimiento por deformación.

La tarea que se realiza  para el laminado en frío es fabricado bajo el proceso donde el acero es enfriado mientras se está laminando en un estado caliente, así se evita que haya enrollamientos que dificulten y se visibilicen en el resultado final.

Principales aplicaciones del laminado

De los procesos en donde más se utiliza el laminado es en la fabricación de los aceros, aluminio, cobre, magnesio, plomo, estaño, zinc, y sus aleaciones, en cada uno de estos metales que se usan en la  industria han pasado por una transformación de laminación antes de haber llegado a su etapa de  conformación, siendo la principal aplicación el laminado de acero.

Sin embargo, las siguientes también son conocidas por ser derivadas de este elemento:

• Bobinas, hojas y tiras laminadas en caliente.

• Productos prepintados y galvanizados.

• Laminados comerciales y perfiles.

• Barras de refuerzo.

• Alambrón.

• Secciones estructurales.

Cada una de estas estructuras de acero son productos planos que se logran crear a partir de planchas laminadas y mecanizadas en diferentes procesos para alcanzar la forma final deseada.

Técnicas de laminado 

Laminado en caliente

• Descripción: El laminado en caliente se realiza a temperaturas superiores al punto de recristalización del material, lo que permite que este se deforme fácilmente sin que se rompa.
• Proceso: El material (generalmente acero o aluminio) se calienta a una temperatura elevada (normalmente entre 900°C y 1,300°C), y luego se pasa a través de una serie de rodillos que lo comprimen y reducen su grosor.
• Aplicaciones: Se utiliza para la fabricación de productos como placas, chapas, tubos y perfiles estructurales. El proceso mejora las propiedades del material, como la ductilidad y la resistencia.
• Ventajas:
  • Menor resistencia al deformarse a altas temperaturas.
  • Capacidad para producir grandes cantidades de material.
  • Mejor control sobre el tamaño y la forma del producto final.

Laminado en frío

• Descripción: En el laminado en frío, el material se procesa a temperaturas inferiores a su punto de recristalización, lo que da como resultado una mayor resistencia y una superficie más lisa.
• Proceso: El material se pasa a través de rodillos a temperatura ambiente o ligeramente superior, y la reducción de espesor se realiza en varias pasadas.
• Aplicaciones: Se usa para obtener materiales con un acabado más fino, como chapas finas, bandas de acero, tubos, y productos para aplicaciones de alta precisión y tolerancias estrictas.
• Ventajas:
  • Mejora las propiedades mecánicas del material (mayor resistencia a la tracción y dureza).
  • Proporciona un acabado superficial mejor.
  • Menor deformación de la pieza en comparación con el laminado en caliente.

Laminado de placa

• Descripción: El laminado de placa es un proceso donde se utiliza una serie de rodillos para convertir lingotes o bloques de metal en placas de grandes dimensiones, que luego pueden ser utilizadas en diversas aplicaciones.
• Proceso: Los lingotes de metal se calientan y luego se pasan a través de una serie de rodillos para reducir su grosor. Este proceso puede involucrar varias etapas de reducción y enfriamiento.
• Aplicaciones: Producción de placas de acero, aluminio y otros metales para la industria automotriz, naval, construcción y aeroespacial.
• Ventajas:
  • Producción de materiales de gran tamaño.
  • Permite obtener productos de alta calidad y precisión.
  • Es más eficiente en comparación con otros métodos de conformado.

Laminado de tiras

• Descripción: El laminado de tiras es un proceso que transforma las placas de metal en tiras delgadas, utilizadas principalmente en la industria de la automoción y la fabricación de electrodomésticos.
• Proceso: Después de la laminación de placas, el material se pasa por una serie de rodillos de reducción para obtener tiras finas con una gran longitud.
• Aplicaciones: Se utiliza para la fabricación de materiales de acero para la industria automotriz, fabricación de envases metálicos y productos de consumo.
• Ventajas:
  • Alta productividad.
  • Mayor precisión y uniformidad en el grosor.
  • Mejoras en las propiedades mecánicas del material.

Laminado de perfiles

• Descripción: El laminado de perfiles se utiliza para producir formas estructurales de metal, como ángulos, vigas, canales, etc.
• Proceso: Se realiza pasando el material a través de rodillos, que le dan una forma definida, generalmente de acuerdo a un molde. Este proceso también puede ser realizado en caliente o en frío, dependiendo de las características deseadas del material.
• Aplicaciones: Producción de perfiles metálicos para la construcción de estructuras, maquinaria y equipos industriales.
• Ventajas:
  • Proceso económico para producir grandes cantidades de perfiles.
  • Permite obtener una amplia variedad de formas y tamaños.
  • Mejora las propiedades mecánicas de los materiales, como la resistencia.

Laminado de tubos

• Descripción: El proceso de laminado de tubos implica la creación de tubos a partir de una lámina de metal mediante la formación y soldadura de los bordes.
• Proceso: Primero, se forma una tira de metal en un tubo mediante la aplicación de presión con rodillos. Luego, se puede proceder a la soldadura de las juntas o emplear otras técnicas de cierre.
• Aplicaciones: Fabricación de tubos de acero y otros metales para la industria del petróleo, gas, construcción, automotriz y otras aplicaciones.
• Ventajas:
  • Permite la producción de tubos de tamaños y longitudes variadas.
  • Mejora las propiedades de los tubos, como la resistencia a la presión.

 Laminado de acero inoxidable

• Descripción: Es un proceso especializado para la producción de acero inoxidable, que incluye tanto el laminado en caliente como en frío, dependiendo de la aplicación final.
• Proceso: El acero inoxidable se procesa a través de los rodillos para darle la forma deseada, manteniendo sus propiedades resistentes a la corrosión.
• Aplicaciones: Industria alimentaria, automotriz, médica y construcción.
• Ventajas:
  • Excelente resistencia a la corrosión y a temperaturas extremas.
  • Producción de materiales duraderos y de alta resistencia.

Laminado de aluminio

• Descripción: Similar al laminado de acero, el laminado de aluminio también incluye procesos tanto en caliente como en frío. Debido a sus propiedades ligeras, el aluminio se utiliza en una variedad de aplicaciones.
• Proceso: El aluminio se pasa a través de rodillos para reducir su grosor, mejorando sus propiedades mecánicas y de acabado superficial.
• Aplicaciones: Industria automotriz, aeroespacial, envases y construcción.
• Ventajas:
  • Reducción del peso de las piezas sin comprometer la resistencia.
  • Mayor eficiencia energética debido a su bajo peso y alta conductividad.

Laminado en doble pasada

• Descripción: Este proceso involucra dos pasadas a través de los rodillos, donde una parte del material se procesa en una dirección, y luego se pasa nuevamente a través de los rodillos en la dirección contraria.
• Proceso: Este método permite una mayor reducción de espesor en menor tiempo y con mayor precisión.
• Aplicaciones: Se usa en la fabricación de materiales con especificaciones muy precisas y en la producción de láminas delgadas de alta resistencia.
• Ventajas:
  • Mayor eficiencia en la reducción de espesor.
  • Mejor control sobre las propiedades del material.

En los procesos de laminado, existen varias normas que rigen tanto las características del proceso como la calidad del producto final. Estas normas abarcan tanto aspectos de seguridad como de control de calidad, así como las especificaciones técnicas y ambientales que deben cumplirse. A continuación te describo algunas de las normas más relevantes en los procesos de laminado:

Normas del proceso de laminado

Normas de seguridad 

Las normas de seguridad en los procesos de laminado buscan proteger tanto a los operarios como a los equipos involucrados en el proceso. Algunas de las principales incluyen:

• ISO 12100: Norma internacional que establece principios generales para la seguridad de las máquinas. Esta norma ayuda a reducir riesgos durante la operación de los equipos de laminado.
• OHSAS 18001 (ahora reemplazada por ISO 45001): Sistema de gestión de seguridad y salud en el trabajo que establece requisitos para mejorar la seguridad laboral.
• Reglamento Europeo 2006/42/CE: Directiva de seguridad para máquinas que establece requisitos esenciales de salud y seguridad para la fabricación y operación de equipos industriales.

Normas de calidad del producto

Las normas de calidad aseguran que los productos laminados cumplan con los requisitos de rendimiento, resistencia y acabado, entre otros. Algunas de las normas clave son:

• ISO 9001: Sistema de gestión de calidad que establece los requisitos para garantizar que los procesos de fabricación y los productos obtenidos sean de alta calidad.
• ASTM A480/A480M: Norma específica para las especificaciones generales de las láminas y placas de acero inoxidable laminado, cubriendo aspectos como el grosor, las dimensiones, y las tolerancias.
• EN 10131: Norma que regula la calidad del acero laminado en frío para aplicaciones no estructurales.
• ISO 544: Norma internacional que especifica las tolerancias dimensionales para productos laminados en frío.

Normas técnicas para el proceso de laminado

Estas normas definen las especificaciones del proceso de laminado, como la maquinaria utilizada y las condiciones de operación:

• ISO 13584: Norma que proporciona un sistema para la representación y el intercambio de información sobre el diseño de maquinaria utilizada en la industria de laminado.
• ISO 14001: Sistema de gestión ambiental que establece los requisitos para un sistema de gestión ambiental, ayudando a las empresas de laminado a minimizar su impacto ambiental.
• EN 10204: Norma que regula los tipos de certificados de inspección y pruebas para productos de acero laminado, incluidos los informes de calidad relacionados con el proceso de fabricación.

Normas sobre la manipulación y almacenamiento

Las normas que cubren la manipulación, almacenamiento y transporte de los materiales laminados son fundamentales para evitar daños y asegurar la calidad del producto.

• ISO 7759: Norma que regula el transporte y manipulación de materiales metálicos, incluidas las láminas y placas de acero laminado.
• ISO 9000: Conjunto de normas que especifican los principios y requisitos generales para un sistema de gestión de calidad en las operaciones, incluyendo la manipulación adecuada de productos.

Normas sobre materiales y especificaciones técnicas de los metales laminados

Dependiendo del tipo de material que se esté laminando (acero, aluminio, cobre, etc.), existen normas específicas que deben cumplirse:

• ASTM A36/A36M: Especificación estándar para el acero estructural laminado en caliente utilizado en la fabricación de productos como vigas y columnas.
• ISO 15614: Norma que establece los requisitos para los procedimientos de soldadura en los materiales laminados.

Normas ambientales

Estas normas buscan reducir el impacto ambiental de los procesos de laminado, enfocándose en la reducción de emisiones y el manejo adecuado de los residuos:

• ISO 14001: Norma para sistemas de gestión ambiental, que establece los criterios para gestionar y mejorar el rendimiento ambiental en procesos industriales, como el laminado.
• Normas locales de emisión: En algunos países, existen regulaciones específicas relacionadas con las emisiones de gases y la contaminación generada durante el proceso de laminado, como la gestión de partículas finas y emisiones de CO₂.

Normas de tolerancia dimensional

El control de tolerancias es crucial en los procesos de laminado para asegurar que los productos finales cumplan con las especificaciones requeridas. Algunas normas relevantes incluyen:

• ISO 2768: Norma que establece las tolerancias generales para productos fabricados, cubriendo aspectos como dimensiones, formas, y acabados superficiales.
• ISO 13920: Norma que regula las tolerancias en productos de acero, incluyendo los productos laminados y las tolerancias geométricas.