Tipos de fuelles metálicos

Los fuelles metálicos son componentes esenciales para aplicaciones que requieren sellos flexibles, adaptación al movimiento y detección de presión. La variedad de procesos de fabricación y geometrías de los fuelles metálicos ofrece capacidades únicas, pero también agrega complejidad para los diseñadores e ingenieros.

En esta publicación, exploraremos los cinco tipos principales de fuelles metálicos (formados, soldados, electroformados, multicapa y soldados por los bordes) y detallaremos sus características, ventajas y limitaciones distintivas. Al comprender los matices de cada tipo, puede especificar con confianza el fuelle metálico óptimo para su aplicación.

¿Qué son los fuelles metálicos?

Los fuelles metálicos son componentes metálicos flexibles de paredes delgadas que se pueden comprimir, extender o doblar para adaptarse al movimiento o la vibración. Están diseñados para contener presión, vacío o fuerzas mecánicas en una variedad de aplicaciones. Los fuelles metálicos están hechos de metales dúctiles como acero inoxidable, aleaciones de níquel, titanio o cobre y presentan una serie de convoluciones o corrugaciones que permiten la flexibilidad.

Tipos de fuelles metálicos

Fuelle formado

Los fuelles formados se fabrican mediante procesos de hidroconformado o embutición profunda. En el hidroconformado, se coloca un tubo de metal dentro de un molde y luego se lo somete a un fluido a alta presión, lo que hace que el metal se adapte a la forma del molde. La embutición profunda, por otro lado, implica presionar una lámina de metal plana en una matriz para crear la forma deseada. Estos métodos de fabricación hacen que los fuelles formados sean rentables para producciones de gran volumen.

Una ventaja de los fuelles conformados es su moderada flexibilidad, que les permite adaptarse a movimientos axiales, laterales y angulares. Sin embargo, tienen una resistencia mecánica menor en comparación con otros tipos de fuelles, lo que puede limitar su uso en aplicaciones de alta presión o alta tensión.

Fuelle soldado

Los fuelles soldados se crean soldando diafragmas individuales entre sí. Los diafragmas suelen estamparse o formarse a partir de láminas de metal y luego se unen mediante diversas técnicas de soldadura, como láser, haz de electrones o soldadura por resistencia. Este proceso de fabricación permite la producción de fuelles con alta precisión y durabilidad.

La resistencia de los fuelles soldados los hace adecuados para entornos exigentes, como aquellos que implican altas temperaturas, presiones o medios corrosivos. Sin embargo, el proceso de soldadura puede introducir posibles puntos débiles en las juntas soldadas, que pueden ser susceptibles a la fatiga o la corrosión.

Fuelles electroformados

Los fuelles electroformados se producen mediante la galvanoplastia de metal sobre un mandril o molde mecanizado con precisión. El proceso de galvanoplastia implica depositar capas delgadas de metal, como níquel o cobre, sobre el mandril hasta lograr el espesor deseado. Luego se retira el mandril, lo que deja un fuelle sin costuras y de paredes delgadas.

Las paredes delgadas de los fuelles electroformados proporcionan una flexibilidad extrema, lo que los hace ideales para aplicaciones que requieren altos niveles de movimiento o aislamiento de vibraciones. También son livianos y se pueden fabricar con alta precisión. Sin embargo, el proceso de electroformado limita las opciones de materiales disponibles y los fuelles resultantes pueden tener una menor durabilidad en comparación con los diseños soldados.

Fuelle multicapa

Los fuelles multicapa están formados por varias capas de láminas metálicas finas apiladas entre sí. Las capas suelen unirse mediante adhesivos o soldadura fuerte. La cantidad y el grosor de cada capa se pueden variar para lograr la resistencia y flexibilidad deseadas.

La construcción multicapa mejora la resistencia y flexibilidad de estos fuelles, haciéndolos adecuados para aplicaciones de carga cíclica o de alta presión. Las múltiples capas también brindan redundancia, lo que reduce el riesgo de falla si una capa se daña.

Fuelles soldados en los bordes

Los fuelles soldados por los bordes se construyen soldando diafragmas metálicos delgados a lo largo de sus bordes para crear convoluciones. Este proceso da como resultado fuelles con un gran número de convoluciones y un paso pequeño, lo que proporciona una flexibilidad excepcional.

El proceso de soldadura de bordes permite la creación de sellos herméticos, lo que hace que estos fuelles sean ideales para aplicaciones que involucran vacío o gases de alta pureza. La alta flexibilidad de los fuelles soldados de bordes también les permite adaptarse a importantes desplazamientos axiales, laterales y angulares.