Guía
¿Por qué se deforma una pieza maquinada al soltarla y cómo se previene el alabeo desde el pedido?
El alabeo es la deformación que aparece en una placa, una barra larga o una pieza de pared delgada cuando se libera de la prensa o del dispositivo de sujeción: la pieza medía bien sujeta en la máquina y, ya suelta, se arquea, se tuerce o deja de asentar plana. Rara vez lo causa el programa: lo normal es que la pieza se doble porque el corte quitó de un solo lado una capa que estaba cargada desde la acería, o porque la sujeción la mantuvo forzada mientras se cortaba. Se previene sobre todo antes de cortar: con el material de partida correcto, una secuencia de desbaste y terminado pensada para eso y una nota de planitud que el proveedor no pueda leer de dos maneras.
Por Equipo de ingeniería de Saola Manufacturing · Publicado · Actualizado
Esta guía es para el ingeniero de diseño que tiene una placa base, una tapa, un riel o un soporte largo que no pasa planitud o rectitud, y para el comprador o el ingeniero de calidad que recibió un lote así y tiene que decidir qué pedir la próxima vez. No es un curso de metalurgia: va del síntoma a la causa, de la causa a la medición, y de ahí a lo que conviene escribir en el plano y en la solicitud de cotización. Las definiciones de temple del aluminio vienen de ANSI H35.1, tal como las reproduce el manual MIL-HDBK-5J; las de planitud y rectitud, de ASME Y14.5 e ISO 1101. Lo que es práctica de taller se identifica como tal.
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Datos clave
- En la designación de temple del aluminio, las cifras 51 de T651 significan alivio de esfuerzos por estirado después del tratamiento de solución, sin enderezado posterior; la placa se estira con una deformación permanente típica de 1.5 a 3 % según la tabla de temples del manual (MIL-HDBK-5J, Departamento de Defensa de EE. UU., 2003)
- La especificación ASTM B209/B209M cubre la lámina y la placa de aluminio en las aleaciones y temples que listan sus tablas; sus requisitos se aplican a la placa tal como la entrega la acería, no a la pieza ya maquinada (ASTM B209/B209M-21a, ASTM International, 2021)
- En ensayos de Sandia National Laboratories con placas de 6061 y 7075 de 1 pulgada de espesor, el estirado controlado después del temple redujo la magnitud de los esfuerzos residuales en más de 80 % tanto en sentido longitudinal como transversal (Younger y Eckelmeyer, SAND2007-6811, Sandia National Laboratories, 2007)
- La planitud es una tolerancia de forma que se verifica con la pieza libre, sin sujeción, salvo que el plano indique una condición restringida, según la norma de dimensionamiento y tolerancias (ASME Y14.5-2018, ASME, 2018)
- Saola Manufacturing hace el torneado CNC y el fresado CNC en su planta asociada principal de maquinado CNC en Vietnam, en operación desde 2017. El tratamiento térmico y los acabados superficiales se coordinan con fábricas asociadas; la ubicación de producción se indica en cada cotización.
¿Qué es el alabeo en una pieza maquinada y cómo se reconoce?
Es un cambio de forma, no de tamaño: las cotas lineales suelen estar bien, pero la cara que debía ser plana ya no lo es, o la barra que debía ser recta se arquea. La señal típica es que la pieza medía bien en la máquina y falla en el mármol de inspección.
Hay tres formas de reconocerlo. La primera es el «balanceo»: la placa apoyada en una superficie de referencia se mece sobre dos esquinas opuestas, lo que indica torcedura. La segunda es el arco: la pieza apoya en los extremos y deja luz en el centro, o al revés, como un plato; es lo que pasa cuando se vació una cara mucho más que la otra. La tercera es la más engañosa: la pieza sale plana y se deforma horas o días después, o al pasar por un recubrimiento o un tratamiento térmico, porque el esfuerzo se sigue relajando.
Conviene separar el alabeo de otros defectos que se le parecen. Una cara cóncava por desgaste de la herramienta o por falta de rigidez del husillo es un problema de maquinado, no de material, y aparece aunque la pieza siga sujeta. Una diferencia de espesor entre un extremo y otro es un problema de paralelismo, que se trata en la guía de tolerancia de paralelismo. El alabeo, en cambio, se reconoce porque la forma cambia al soltar la pieza.
¿Qué causa el alabeo, de lo más frecuente a lo menos?
En orden de frecuencia típica: esfuerzos residuales del material de partida, una remoción de material asimétrica, la sujeción que deforma la pieza mientras se corta, el calor del corte y, al final, los procesos posteriores como el tratamiento térmico o algunos recubrimientos.
El material de partida es la causa número uno. Una placa de aluminio en temple T6 se templó en agua después del tratamiento de solución: la superficie se enfrió antes que el centro y quedó en compresión, con el centro en tensión. Mientras la placa está entera, esos esfuerzos se equilibran. Al vaciar una bolsa profunda en una sola cara se quita una capa comprimida de un lado y la pieza se arquea para encontrar un nuevo equilibrio. La placa T651 trae el mismo material, pero estirada en la acería para relajar buena parte de esos esfuerzos, y por eso se mueve mucho menos. En acero pasa algo parecido con la barra estirada en frío, la placa cortada con soplete y las estructuras soldadas.
La segunda causa es la remoción asimétrica: cuanto más material se quita de una cara y menos de la otra, más se nota cualquier esfuerzo que quedara. La tercera es la sujeción: una prensa demasiado apretada o una placa delgada jalada con vacío sobre una mesa que no está plana se corta plana mientras está deformada, y al soltarla recupera la forma que tenía. La cuarta es el calor y el endurecimiento superficial del corte, que en piezas delgadas con herramienta sin filo dejan una capa estresada en la cara maquinada. La última son los procesos posteriores: un temple, un alivio de esfuerzos mal soportado en el horno o un recubrimiento grueso de un solo lado pueden mover una pieza que salió bien del maquinado.
| Temple | Qué hizo la acería | Formas de producto | Deformación permanente por estirado (%) |
|---|---|---|---|
| T6 | Tratamiento de solución y envejecido artificial; sin alivio de esfuerzos controlado | Productos que no se trabajan en frío después del tratamiento de solución, salvo enderezado o aplanado | No especificada |
| T651 | Como T6, más alivio de esfuerzos por estirado; sin enderezado después | Placa; barra laminada o terminada en frío; forjas | Placa 1.5 a 3; barra 1 a 3; forjas 1 a 5 |
| T6510 | Como T6, más estirado; sin enderezado después | Perfiles y barra extruidos; tubo estirado | Extruidos 1 a 3; tubo 0.5 a 3 |
| T6511 | Como T6510, con enderezado menor permitido después del estirado | Perfiles y barra extruidos; tubo estirado | Extruidos 1 a 3; tubo 0.5 a 3 |
| T652 | Como T6, más alivio de esfuerzos por compresión | Forjas y otros productos aliviados por compresión después del tratamiento de solución | 1 a 5 (por compresión, no por estirado) |
¿Cómo se diagnostica si el problema es el material, la secuencia o la sujeción?
Midiendo la misma pieza en tres momentos: sujeta en la máquina, recién suelta y después de reposar. Si la forma cambia al soltarla, el origen es esfuerzo residual o sujeción; si ya estaba mal sujeta, es el proceso de corte; si cambia con el tiempo o tras un proceso posterior, es esfuerzo que se sigue relajando.
Empiece por confirmar la medición. Según ASME Y14.5-2018, la planitud se evalúa con la pieza en estado libre; apretar la pieza contra el mármol para «quitarle» la luz, o medirla todavía montada en el dispositivo, da un resultado que no es el del plano. Lo práctico es apoyarla sobre tres puntos de altura ajustable o en el mármol sin presión, y barrer la cara con un indicador o con una máquina de medición por coordenadas; la guía de reporte CMM explica qué pedir en el informe. Si el plano indica una condición restringida, por ejemplo la pieza atornillada como va en el ensamble, mídala así y deje constancia de la condición.
Después revise el certificado de material. Si el plano dice 6061-T6 y el certificado dice T6, la placa no traía alivio de esfuerzos controlado y la causa más probable está ahí. Si dice T651 y la pieza aún se mueve, mire la secuencia: ¿se vació todo de una cara en una sola operación?, ¿se terminó la cara crítica antes de quitar el grueso del material?, ¿la pieza se volteó y se sujetó sobre una cara ya deformada? Por último, compare piezas del mismo lote: si todas se arquean igual, la causa es sistemática, material o secuencia; si cada una sale distinta, suele ser la sujeción o la variación entre placas.
La dirección del arco también orienta el diagnóstico. En una placa templada, las caras quedan en compresión y el plano central en tensión; si se quita mucho material de una sola cara, la cara original queda convexa y la cara recién maquinada queda cóncava, como describe el informe SAND2007-6810 de Sandia. Si la pieza se arquea de esa forma, con el lado vaciado hacia adentro, el patrón coincide con esfuerzo de temple del material. Si en cambio la pieza recupera al soltarla la misma forma que tenía la placa en bruto antes de sujetarla, apunta a la sujeción: el corte copió la deformación forzada y la pieza regresó a su forma.
Para el reporte de no conformidad, pida tres datos por pieza: la planitud medida en estado libre con el método usado, el material y temple que declara el reporte de la acería, con su número de colada, y la secuencia de operaciones con el número de sujeciones. Con eso se distingue un problema de material de uno de proceso sin desmontar nada más, y la acción correctiva va al lugar correcto: compra de material, ruta de maquinado o diseño.
¿Cómo se corrige o se previene el alabeo?
Con un material de partida con alivio de esfuerzos, una secuencia de desbastar, soltar y terminar, una remoción lo más simétrica posible y una sujeción que no deforme. Enderezar después es el último recurso y casi nunca es aceptable en una pieza con tolerancias de forma.
La secuencia más usada en el taller para placas y piezas largas es desbastar todas las caras dejando un sobrematerial parejo, soltar la pieza para que el esfuerzo se libere, dejarla reposar y volver a sujetarla con poca fuerza para el terminado. En la segunda sujeción se carea primero una cara de referencia y luego se terminan las demás. Cuando la remoción es grande, conviene alternar las caras en pasadas sucesivas en lugar de quitar todo de un lado y luego del otro: el informe SAND2007-6810 de Sandia recomienda justamente maquinar por incrementos desde ambos lados para evitar la flexión. Si la pieza tiene bolsas en una sola cara, ayuda repartir el material: vaciar también la cara opuesta cuando el diseño lo permite, dejar costillas o un marco que mantenga la rigidez hasta el último corte, o pasar a un diseño con bolsas en las dos caras. Cuando el acero viene de soldadura, corte con soplete o estirado en frío con cortes de un solo lado, el alivio de esfuerzos térmico entre el desbaste y el terminado es la solución estándar; la guía de tratamiento térmico de piezas maquinadas explica cómo pedirlo.
| Síntoma o situación | Causa probable | Acción preventiva | Qué cambiar en el plano o la RFQ |
|---|---|---|---|
| Placa de aluminio se arquea al vaciar una bolsa profunda | Esfuerzo de temple en material T6 sin estirar | Cambiar a placa T651; desbastar, soltar y terminar | Material «6061-T651» o «7075-T651», no solo «T6» |
| Pieza plana sujeta, curva al soltarla, solo en piezas delgadas | Sujeción que deforma: prensa apretada o vacío sobre mesa no plana | Menos fuerza en el terminado, apoyo completo, dispositivo dedicado | Pedir que la cotización describa la sujeción en piezas delgadas |
| Arco tipo plato en una cara con mucho vaciado | Remoción asimétrica | Repartir material entre caras, costillas, dejar marco hasta el final | Revisar el diseño: bolsas en ambas caras o espesor mínimo mayor |
| Base soldada que se mece después de careado | Esfuerzo de soldadura | Alivio de esfuerzos térmico antes del maquinado final | Nota de alivio de esfuerzos con norma (en acero, por ejemplo AMS 2759/11) y punto de la ruta |
| Barra larga de acero se arquea al fresar un cuñero | Esfuerzo de estirado en frío liberado de un lado | Barra con alivio de esfuerzos o alivio entre desbaste y terminado | Rectitud con estado de verificación y condición del material |
| Pieza que pasa al salir y falla después del recubrimiento | Relajación por calor del proceso o recubrimiento de un solo lado | Verificar forma después del proceso; ajustar secuencia o soporte | Indicar que la planitud aplica después del recubrimiento |
| Cada pieza del lote sale distinta | Variación entre placas o sujeción inconsistente | Mismo lote de material, dispositivo con topes, par de apriete definido | Pedir trazabilidad de colada y número de lote en el certificado |
¿Qué escribir en el plano y en la solicitud de cotización para que no se repita?
Tres cosas: el material con su temple o condición completa, la tolerancia de planitud o rectitud con su estado de verificación, y el momento de la ruta en que aplica. Con eso el proveedor sabe qué comprar, cómo secuenciar y cómo medir.
En el bloque de material, escriba la aleación con el temple completo y la especificación de producto, por ejemplo «aluminio 6061-T651 según ASTM B209» para placa. «Aluminio 6061» a secas o «6061-T6» permiten que el proveedor compre la placa más barata que encuentre, que no necesariamente trae alivio de esfuerzos. En acero, indique si la barra o la placa debe llegar con alivio de esfuerzos o si el alivio forma parte de la ruta. La guía de aluminio 6061 vs 7075 ayuda a elegir la aleación.
En la cara crítica, ponga un control de planitud o de rectitud del marco de control de la norma, no una nota como «la pieza debe quedar plana». Si la pieza va atornillada y solo importa su forma en el ensamble, diga la condición restringida: con qué tornillos, en qué orden y con qué par se monta para medir; así se evita rechazar piezas que funcionan. Si la pieza pasa por un recubrimiento o un tratamiento térmico, aclare si la planitud aplica antes o después; la omisión más común es no decirlo. La guía de tolerancias geométricas GD&T explica el símbolo y el marco de control.
En la solicitud de cotización, agregue una línea para piezas delgadas o largas: pida que el proveedor indique en su respuesta el material y temple que va a comprar, si prevé desbaste y terminado en sujeciones separadas y cómo va a medir la planitud. Pida que el certificado de material venga con cada lote. Si la tolerancia de forma es muy cerrada para el tamaño de la pieza, pregunte antes de mandar el pedido si el proveedor la considera alcanzable; una respuesta honesta en la cotización cuesta menos que un lote rechazado.
¿Quién hace qué en un pedido con Saola Manufacturing?
El maquinado CNC se hace en nuestra planta asociada principal, donde se define la secuencia de desbaste y terminado y la forma se verifica conforme a lo que pide el plano. El tratamiento térmico y los recubrimientos se coordinan con fábricas asociadas, y la cotización indica la ubicación de producción y el origen.
Las placas, bases y piezas largas se maquinan con fresado CNC o, si son ejes y barras, con torneado CNC. Cuando recibimos un plano con caras delgadas o tolerancias de forma, revisamos el material y el temple que pide, proponemos la secuencia y, si vemos riesgo de alabeo, lo decimos en la nota de manufacturabilidad que acompaña la cotización: por ejemplo, que convendría pasar de T6 a T651 o dejar costillas hasta el último corte. La decisión de cambiar el material o el diseño es del dueño del plano.
Si la pieza lleva alivio de esfuerzos térmico, ese paso se coordina con una fábrica asociada. Si lleva anodizado u otro recubrimiento, también se coordina con una fábrica asociada, por medio de acabados superficiales; esa fábrica puede estar fuera de Vietnam y la cotización lo dice. En la solicitud de cotización indique la condición de verificación de la planitud y si aplica antes o después del recubrimiento, para que la medición se haga en el momento correcto.
Preguntas frecuentes
¿Se puede enderezar una pieza alabeada en lugar de rehacerla?
A veces, pero con cuidado. Enderezar en prensa mete esfuerzos nuevos, puede marcar la pieza y la deja con tendencia a volver a moverse, sobre todo si después se maquina o se recubre. En piezas con tolerancias de forma o funcionales, enderezar es una reparación y necesita la autorización escrita del dueño del diseño.
¿La placa T651 elimina por completo el alabeo?
No. Reduce mucho el esfuerzo residual, pero no lo quita del todo, y no corrige una remoción muy asimétrica ni una sujeción que deforma. En piezas delgadas con mucho vaciado sigue siendo necesario desbastar, soltar y terminar.
¿El fundido o la placa colada se mueven menos?
La placa de herramental colada y rectificada, como las placas tipo herramental de aluminio colado, suele traer muy poco esfuerzo residual y se usa justamente para bases planas. A cambio, tiene menor resistencia que una placa laminada, así que la elección depende de la función de la pieza.
¿Quién responde si un lote llega alabeado?
Depende de lo que diga el plano. Si la planitud, el estado de verificación y el material estaban especificados y la pieza no cumple, es una no conformidad del proveedor. Si el plano no tenía tolerancia de forma o no decía el temple, el proveedor cumplió el plano y el cambio se resuelve en la siguiente revisión.
¿Cuándo conviene pedir un alivio de esfuerzos térmico en acero?
Cuando la pieza viene de soldadura, de corte con soplete o de barra estirada en frío y se le va a quitar material de un solo lado, o cuando la tolerancia de rectitud o planitud es cerrada para su longitud. Si ninguna de esas condiciones aplica, el paso solo agrega costo y una operación más en la ruta.
Fuentes
- MIL-HDBK-5J, Metallic Materials and Elements for Aerospace Vehicle Structures, tabla 3.1.2, Departamento de Defensa de EE. UU., 31 de enero de 2003 (cancelado; su sucesor es MMPDS)
- M. S. Younger y K. H. Eckelmeyer, Overcoming Residual Stresses and Machining Distortion in Age Hardened Aluminum Alloy Satellite Boxes, SAND2007-6811, Sandia National Laboratories, 2007
- M. S. Younger y K. H. Eckelmeyer, Aluminum Alloys for Satellite Boxes: Engineering Guidelines for Obtaining Adequate Strength While Minimizing Residual Stresses and Machining Distortion, SAND2007-6810, Sandia National Laboratories, noviembre de 2007
- ASTM B209/B209M-21a, Standard Specification for Aluminum and Aluminum-Alloy Sheet and Plate, ASTM International, 2021
- ASME Y14.5-2018, Dimensioning and Tolerancing, ASME, 2018
- ISO 1101:2017, Geometrical product specifications (GPS). Geometrical tolerancing. Tolerances of form, orientation, location and run-out, ISO, 2017 (confirmada en 2022)
- AMS 2759/11, Stress Relief of Steel Parts, SAE International, revisión A de 2018 (existe una revisión B posterior; cite la vigente), consultado en octubre de 2026