Calculadora de recuperación elástica / sobreflexión
Calcula la recuperación elástica de la chapa y el ángulo de sobreflexión para alcanzar un plegado objetivo
Estima la recuperación elástica (springback) tras el plegado al aire/en V usando la relación de recuperación ASM (Ks = 4x³ − 3x + 1). Da el radio final, el ángulo de recuperación y el ángulo de sobreflexión necesario para alcanzar el ángulo objetivo. Complementa directamente la calculadora de tolerancia de plegado.
¿Qué es la recuperación elástica y cómo se compensa?
Cuando se pliega una pieza de chapa, solo las fibras exteriores fluyen plásticamente; el material cercano al eje neutro permanece elástico. Al liberar la herramienta, esa deformación elástica almacenada se recupera y el plegado se abre ligeramente: la pieza "recupera elásticamente" hacia un radio mayor y un ángulo de plegado menor que el que formó la herramienta.
La recuperación elástica crece con el límite elástico y el radio de plegado, y disminuye con el módulo de elasticidad y el espesor. Por eso el aluminio (E bajo) recupera mucho más que el acero, y por eso un radio cerrado sobre material fino apenas recupera. El grupo adimensional que la gobierna es x = σy·R / (E·t).
Para alcanzar un ángulo objetivo se sobreflexiona: se conforma la pieza más allá del objetivo en la cantidad de recuperación para que se relaje hasta la especificación. Esta calculadora devuelve el ángulo de sobreflexión a fijar en la plegadora, el ángulo de recuperación que revertirá y el radio final (relajado).
Formula: x = σy · R / (E · t) Ks = R_i / R_f = 4x³ − 3x + 1 Overbend angle = target angle / Ks
Ejemplo de cálculo
Aluminio 6061-T6 (σy 276 MPa, E 69 GPa), 1 mm de espesor, 10 mm de radio interior, objetivo 90°. x = 276·10/(69000·1) = 0.04, por lo que Ks = 4(0.04)³ − 3(0.04) + 1 ≈ 0.880. Sobreflexionar a 90/0.880 ≈ 102.2° da unos 12.2° de recuperación elástica y un radio final cercano a 11.4 mm.
Cuándo usar esta calculadora
- Al configurar una plegadora para un nuevo material/espesor y necesitar el ángulo de sobreflexión para alcanzar el objetivo después de que la pieza recupere elásticamente
- Al cambiar una pieza existente de acero a aluminio o a una aleación de alta resistencia — la recuperación elástica aumenta drásticamente a medida que crece la relación entre límite elástico y módulo, por lo que el ajuste de sobreflexión antiguo se pasa del objetivo
- En plegado al aire con relaciones radio-espesor grandes (r/t > 5), donde la recuperación elástica es significativa y no puede ignorarse
- Al compensar el radio de la herramienta para que el radio conformado final coincida con el plano tras la recuperación elástica
- Al diagnosticar piezas que abren sistemáticamente más allá del ángulo objetivo y cuantificar exactamente cuánto sobreflexionar
Errores comunes a evitar
- Ignorar el grado del material — el aluminio 6061-T6 (E≈69 GPa) recupera elásticamente aproximadamente 3× más que el acero dulce (E≈200 GPa) con la misma geometría; una sobreflexión pensada para acero deja la pieza de aluminio muy abierta
- Confundir el ángulo de sobreflexión con el ángulo de recuperación elástica — se pliega HASTA el ángulo de sobreflexión (el valor mayor) para que la pieza se relaje HASTA el objetivo; la recuperación elástica es la diferencia, no el valor de ajuste
- Aplicar el modelo por debajo de r/t = 2 — la relación Ks = 4x³ − 3x + 1 supone un plegado dominado por lo elástico y pierde precisión en radios cerrados donde el eje neutro se desplaza hacia el interior
- Suponer que la recuperación elástica es un ángulo fijo en todos los plegados — la compensación por sobreflexión escala con el ángulo objetivo, por lo que un plegado de 90° y uno de 30° requieren sobreflexiones absolutas distintas
- Usar el límite elástico nominal para material trabajado en frío o templado — el endurecimiento por deformación eleva el límite elástico efectivo y aumenta la recuperación elástica más allá del valor de manual
Cómo interpretar los resultados
- El ángulo de sobreflexión es el valor de ajuste de la plegadora — pliega hasta este ángulo y la pieza se relajará hasta tu objetivo; confírmalo con una primera pieza y ajusta el límite elástico del material si queda desviada
- El ángulo de recuperación elástica cuantifica la recuperación elástica — los valores mayores (materiales de alta resistencia o bajo módulo, radios grandes) exigen más sobreflexión y un control de proceso más estricto
- El factor de recuperación (Ks) (0–1) es la relación entre el ángulo final y el ángulo bajo carga — un Ks cercano a 1 significa poca recuperación elástica (material grueso, radio pequeño, baja resistencia); un Ks muy por debajo de 1 indica una recuperación elástica agresiva
- El radio final siempre es mayor que el radio de la herramienta porque la pieza se abre elásticamente — compensa el radio del punzón/matriz por 1/Ks cuando el plano especifique un radio conformado concreto
- Una advertencia de "sobreflexión superior a 180°" significa que el objetivo no puede alcanzarse en un solo plegado — planifica una conformación en varias etapas o una operación de fondeo/acuñado en su lugar
Normas y referencias relacionadas
- ASM Handbook Vol. 14B — Metalworking: Sheet Forming (relación de recuperación elástica y modelo Ks)
- DIN 6935 — Plegado en frío de productos planos de acero
- ISO 7438 — Materiales metálicos — Ensayo de plegado
- Machinery's Handbook — Referencia sobre recuperación elástica y compensación por sobreflexión
Preguntas frecuentes
¿Por qué el aluminio recupera más que el acero?
La recuperación elástica escala con σy/E. Las aleaciones de aluminio tienen un módulo de elasticidad mucho menor (~69 GPa frente a ~200 GPa del acero) pero un límite elástico comparable, por lo que almacenan y recuperan más deformación elástica. Espere aproximadamente 2–3 veces la recuperación del acero dulce para la misma geometría: sobreflexione siempre más el aluminio.
¿Un radio de plegado más cerrado reduce la recuperación elástica?
Sí. La recuperación es proporcional a R/t, por lo que un radio interior menor (o material más grueso) produce un plegado más rígido con menor recuperación elástica. Los radios muy cerrados, cercanos al radio mínimo de plegado, recuperan solo una fracción de grado, mientras que los plegados de gran radio en chapa fina pueden recuperar varios grados.
¿Es lo bastante exacto para producción?
El modelo 4x³ − 3x + 1 es la estimación estándar de primer orden y es preciso para el plegado elastoplástico de las aleaciones de chapa habituales. La recuperación real también depende del utillaje, la fricción, el endurecimiento por deformación y la variación entre lotes de material, así que use el ángulo de sobreflexión como punto de partida y ajústelo con un plegado de primera pieza.