<h2>RESUMO</h2><p>Para eliminar o rachado das bordas en pezas estampadas, especialmente en aceros avanzados de alta resistencia (AHSS), é necesario cambiar o foco da ductilidade global (estricción) á formabilidade local (fractura). As regras tradicionais, como un xogo de corte do 10%, adoitan fallar con materiais modernos como o acero bifásico (DP). Para resolver isto, os enxeñeiros deben optimizar os xogos de corte (a miúdo aumentándoos ao 15–20% do grosor do material), escoller materiais con altas relacións de expansión de furo (HER) validadas pola ISO 16630 e empregar estratexias de deseño de matrices como os "metal gainers" para reducir a deformación na borda. Abordar a zona afectada polo corte (SAZ) é o método máis eficaz para previr a rotura das bordas.</p><h2>A ciencia do rachado das bordas: Formabilidade global fronte a local</h2><p>Un erro común no estampado de metais é pensar que unha alta elongación á tracción garante a resistencia ao rachado. Na realidade, o rachado das bordas é un fallo de <strong>formabilidade local</strong>, distinta da <strong>formabilidade global</strong> medida nos ensaios de tracción estándar. A formabilidade global rexe os fallos como a estrición no corpo dunha peza, onde a deformación está distribuída. O rachado das bordas, porén, ocorre na borda cortada onde a microestrutura do material foi comprometida polo propio proceso de corte.</p><p>Cando un punzón crea un chapeón, xera unha "zona afectada polo corte" (SAZ) ou zona endurecida por deformación. Nesta rexión estreita, o material é significativamente máis duro e fráxil que o metal base. Nos graos AHSS, este efecto amplifícase. Os aceros bifásicos (DP), por exemplo, constan de illas duras de martensita dispersas nunha matriz ferrítica blanda. Durante o proceso de corte, a grande diferenza de dureza entre estas fases provoca a nucleación de pequenos baleiros na interface ferrita-martensita.</p><p>Cando posteriormente se estira a borda —durante un operación de rebordo ou expansión de furo—, estes microbaleiros conflúen en fisuras macroscópicas moito antes de que o material alcance o seu límite teórico de elongación. Por tanto, confiar nos datos de alongamento ou límite elástico á tracción para predicir o comportamento da borda é un erro fundamental. O factor determinante non é canto se estire o material globalmente, senón canto poida expandirse a borda danada antes de que se propague a fractura.</p><h2>Optimización do xogo de corte: A regra do 10% morreu</h2><p>Durante décadas, o xogo estándar nas matrices foi do 10% do grosor do material. Aínda que efectivo para o acero suave, esta proporción adoita ser perxudicial para os AHSS. Xogos máis estreitos en materiais de alta resistencia poden xerar un "corte secundario" —un defecto no que as fisuras que se inician no punzón e na matriz non se atopan continuamente. Este desalineamento forza ao punzón a cortar o material restante, creando unha borda dentada e moi endurecida por deformación, cunha segunda zona brillante que actúa como concentrador de tensións.</p><p>Datos recentes de estudos industriais, incluídos os de <a href="https://www.metalformingmagazine.com/article/?/materials/high-strength-steel/edge-cracking-in-advanced-automotive-steels">MetalForming Magazine</a>, suxiren que o <strong>xogo deseñado</strong> é a solución. Para moitos graos DP e CP (fase complexa), aumentar o xogo ao <strong>15–20% do grosor do material</strong> crea un corte máis limpo. Un xogo maior permite que os planos de fractura superior e inferior se fusionen suavemente, minimizando a profundidade da zona afectada polo corte e reducindo o pico de dureza na borda.</p><p>Esta aproximación contraintuitiva —ampliar o xogo para mellorar a calidade— adoita dar como resultado unha Relación de Expansión de Furo (HER) significativamente maior. Non obstante, isto debe equilibrarse coa altura da rebarba. Aínda que xogos maiores poidan producir unha rebarba máis alta, a propia borda conserva máis ductilidade. Se a rebarba está no lado de compresión do seguinte dobrado, o risco de rachadura adoita ser desprezable en comparación co beneficio dunha superficie de corte máis limpa.</p><h2>Selección de material: A Relación de Expansión de Furo (HER)</h2><p>Cando se adquire material para pezas con furos rebordados ou bordas estiradas, o <strong>ensaio de expansión de furo ISO 16630</strong> é o estándar de referencia para a predición, superando as métricas tradicionais de tracción. Este ensaio expande un furo punzonado cun punzón cónico (ápice de 60°) ata que aparece unha fisura atravesando o espesor, proporcionando unha medida directa da ductilidade da borda.</p><p>A selección do grao de material ten aquí un papel crítico. Aínda que os aceros DP son populares pola súa relación resistencia-custo, a súa heteroxeneidade microestrutural (martensita dura fronte a ferrita branda) fainos propensos ao fallo nas bordas. Os <strong>aceros de fase complexa (CP)</strong> adoitan ofrecer un mellor rendemento para pezas sensibles ás bordas. Os graos CP utilizan unha matriz de bainita e ferrita reforzada por precipitación, o que crea unha distribución de dureza máis uniforme. Esta homoxeneidade reduce a nucleación de microbaleiros durante o corte, outorgando aos aceros CP valores de HER significativamente máis altos ca aos aceros DP de resistencia á tracción similar.</p><p>Ademais, a pureza do material é imprescindible. Como indican expertos de <a href="https://www.ulbrich.com/blog/cracking-under-pressure-how-high-quality-metal-and-metallurgical-expertise-prevent-cracking-in-stamping/">Ulbrich</a>, as inclusiones e impurezas (como o xofre ou óxidos) actúan como puntos de inicio de fisuras. Especificar aceros limpos e de alta calidade con límites controlados de inclusiones axuda a asegurar que o valor teórico de HER do material sexa alcanzable na produción.</p><h2>Solucións de deseño de matrices e enxeñaría de procesos</h2><p>Fóra da metalurxia, a xeometría determina o destino. Cando unha peza require un rebordo estirado que excede os límites do material, os enxeñeiros de procesos deben alterar a traxectoria da deformación. Unha técnica eficaz é o uso de <strong>metal gainers</strong>. Ao deseñar un exceso de material (un "gainer") na matriz de embutición ou no prensachapas, os enxeñeiros fornecen material extra que flúe cara ao rebordo durante a operación de conformado. Isto converte unha condición puramente de estirado nunha combinación de embutición-estirado, reducindo significativamente a deformación localizada na borda.</p><p>A mantención das ferramentas é igualmente crítica. Unha borda de corte mellada ou embotada aumenta o volume da zona de material deformado, endurecendo aínda máis a borda. Son obrigatorios calendarios regulares de afiamento para a produción de AHSS. Ademais, o uso de punzones biselados (a miúdo cun corte tipo "teito" de 3–6 graos) pode reducir a carga de impacto e mellorar a calidade da superficie cortada.</p><p>A implementación destas estratexias avanzadas require socios de fabricación con capacidades especializadas. Por exemplo, <a href="https://www.shao-yi.com/auto-stamping-parts/">Shaoyi Metal Technology</a> aproveita prensas de alta tonelaxe (ata 600 toneladas) e precisión certificada IATF 16949 para xestionar as ventás de procesado tan esixentes dos aceros automotivos modernos. Sexa para prototipado rápido ou produción en masa, utilizar un estampador que comprenda as subtilezas do comportamento dos AHSS evita costosas iteracións de ferramentas.</p><h2>Resumo das accións correctivas</h2><p>Eliminar o rachado das bordas rara vez se logra cun único remedeo; require un axuste sistemático dos tres principais factores: Material, Xogo e Xeometría.</p><ul><li><strong>Material:</strong> Cambiar a graos con altos valores de HER segundo ISO 16630 (por exemplo, CP en vez de DP) e controlar estritamente as impurezas.</li><li><strong>Xogo:</strong> Aumentar o xogo da matriz ao 15–20% para AHSS para asegurar un plano de fractura limpo e minimizar a zona afectada polo corte.</li><li><strong>Xeometría:</strong> Usar metal gainers para alimentar material ao rebordo e asegurarse de que os punzones estean sempre afiados para previr o endurecemento por deformación excesivo.</li></ul><section><h2>Preguntas frecuentes</h2><h3>1. Cal é a diferenza entre formabilidade global e local no estampado?</h3><p>A formabilidade global refírese á capacidade dun material para distribuír a deformación sobre unha gran área, resistindo a estrición (adelgazamento) durante operacións de embutición. Correlaciónase co valor n (expoñente de endurecemento por deformación). A formabilidade local, por contra, é a resistencia do material á fractura en concentracións específicas de tensión, como as bordas cortadas. Correlaciónase coa Relación de Expansión de Furo (HER) e é o factor principal para previr o rachado das bordas.</p><h3>2. Como afecta o xogo de corte ao rachado das bordas en AHSS?</h3><p>O xogo de corte dita a calidade da borda cortada. Un xogo insuficiente (por exemplo, o tradicional do 10%) en AHSS causa corte secundario, creando un perfil de borda dentado e fráxil que se racha facilmente. Aumentar o xogo ao 15–20% permite que as fisuras de fractura do punzón e da matriz se atopen limpiamente, resultando nunha borda máis suave, con menos endurecemento por deformación e maior ductilidade.</p><h3>3. Que é o ensaio de expansión de furo ISO 16630?</h3><p>ISO 16630 é o método normalizado para avaliar a ductilidade das bordas en chapas metálicas. Faise un furo de 10 mm nunha mostra (normalmente cun xogo do 12%), e un punzón cónico expande o furo ata que aparece unha fisura a través do espesor. O incremento porcentual no diámetro do furo (HER) proporciona unha métrica cuantitativa da capacidade do material para resistir o rachado das bordas.</p><h3>4. Por que o acero bifásico (DP) sufre rachaduras nas bordas?</h3><p>O acero DP ten unha microestrutura composta por illas duras de martensita nunha matriz ferrítica branda. Durante o corte, a diferenza de dureza entre estas fases crea concentracións severas de tensión, levando á formación de microbaleiros nas fronteiras das fases. Estes baleiros debilitan a borda, facéndoa moi susceptible ao rachado durante as posteriores operacións de conformado.</p><h3>5. Que son os metal gainers no deseño de matrices?</h3><p>Os metal gainers son características xeométricas engadidas á zona de complemento ou ao prensachapas no deseño dunha matriz. Proporcionan lonxitude de material excedente en áreas específicas. Durante o conformado ou o rebordo, este material extra flúe cara á peza, reducindo a cantidade de estirado requirida na borda. Isto baixa a deformación localizada e evita que a borda alcance o seu límite de fractura.</p></section>