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JORNADA TÉCNICA
Soluciones avanzadas para la estampación. Aceros para herramientasy de alta y ultra alta resistencia
JORNADA TÉCNICAJORNADA TÉCNICA
Soluciones avanzadas para la estampación. Aceros para herramientasy de alta y ultra alta resistencia
05 de Junio de 2012Cerdanyola del Vallès
d f dProcesos de conformado convencionales y no convencionales
05 de Junio de 2012Cerdanyola del Vallès
Índice
Introducción.
P i lProcesos convencionales;
Importancia de la selección de los materiales enImportancia de la selección de los materiales en las herramientas de conformado. Guía de los aceros
Conformado en frio.C f d li tConformado en caliente.
Procesos no convencionales;Procesos no convencionales;
Dieless.Proyecto RoboStamp.
Guía de Aceros para Moldes y Matricespara Moldes y Matrices
Joan Martínez Arcas/Xavier Ardanuy NavajoJoan Martínez Arcas/Xavier Ardanuy Navajo Asesor en CENTRO TECNOLOGICO ASCAMMIngenieria de Materiales y T.T.Unidad de Materiales y ManufacturingUnidad de Materiales y Manufacturing
Tener en cuenta:-material a transformarIntroducción
Diseño del útil
material a transformar-producción deseada
Introducción
FabricaciónUtilización
Se crean tensiones
Selección del acero adecuadoFACTOR METALÚRGICO
Se crean tensiones internas en el materialque afectan a la herramienta
Pensar en el entorno ymantenimientonecesario (revenidodistensional)
Tratamiento térmicoGrado de acabado
Tratamiento de superficie y/oRecubrimiento
Los parámetros dependen:-material
í
[%S] bajosfavorecen lafacilidad de pulido
-geometría-propiedades a mejorar Evaluar la posibilidad de mejorar
las propiedades en superficie delmaterial
del material
“Documento Guía para la elección de aceros y recomendacionesDocumento Guía para la elección de aceros y recomendacionesprácticas para la fabricación de moldes y matrices”. Primera Edición.Junio 2000. Fundación ASCAMM.
Nueva “Guía de Aceros para Moldes y Matrices”. Segunda Edición.Octubre 2004. Fundación ASCAMM.
Para la confección del presente documento se ha creado un Comité deSeguimiento formado por acererías, moldistas y matriceros,tratamentistas, universidades y otros centros tecnológicos.
Se han realizado encuestas a los miembros del Comité para llevar aSe han realizado encuestas a los miembros del Comité para llevar acabo:
Determinación de los métodos de obtención de las distintaslid dcalidades
Actualización de los aceros más utilizados en las aplicacionesconvencionales:convencionales:
‐ Aceros de trabajo en frío‐ Aceros de trabajo en caliente‐ Aceros para transformación de plásticos
Aceros recomendados para cada aplicación:‐Matricería‐Moldes de fundición inyectada‐Moldes de inyección de plásticos
Recomendaciones de mantenimiento según aplicaciónRecomendaciones de mantenimiento según aplicación‐Matricería‐Moldes de fundición inyectada
l ó lá‐Moldes de inyección de plásticos
Revisión de las propiedades comparativas de los tratamientos térmicos paracada acero
Determinación y caracterización de los tratamientos de superficie yrecubrimientos más utilizados
Además, en colaboración con otros centros tecnológicos y universidades, se están realizandoensayos de caracterización de propiedades mecánicas (dureza, resiliencia, resistencia adesgaste,etc.) de las calidades más representativas.
Se pretende ayudar a moldistas y matriceros a realizar una adeucada selección de acero y mejorarla calidad de sus productos.
Para la designación de aceros se ha utilizado el número Werkstoff (de acuerdo con la norma UNE /Para la designación de aceros se ha utilizado el número Werkstoff (de acuerdo con la norma UNE /EN 10027‐2. Parte 2. Designación numérica).
Además de las nombradas, existen otras calidades que no han sido consideradas pues sucomposición química no se ajusta a la nomenclatura empleada en el presente documento (N.Wr).composición química no se ajusta a la nomenclatura empleada en el presente documento (N.Wr).Para más información ponerse en contacto con las acererías suministradoras de material.
Objeto, campo de aplicación y definiciones
Objeto
Objeto, campo de aplicación y definiciones
Objeto
Actualizar los tipos de aceros más usados para la fabricación de moldes y matrices.
Definir su estado de suministro y propiedades mecánicas.
Recomendaciones de fabricación y mantenimiento del utillaje.
Definiciones
Aceros de trabajo en frío: para la transformación de materiales cuya temperaturade trabajo se sitúa por de bajo de los 200ºCde trabajo se sitúa por de bajo de los 200ºC.
Aceros de trabajo en caliente: para la transformación de materiales cuyatemperatura de trabajo se sitúa por de encima de los 200ºC.
Aceros para transformación de plásticos.
Aceros rápidos: utilizables para procesos de mecanizado y conformado.
Estado de suministro y calidad del producto
ObtenciónObtención.. Los aceros para herramientas deben ser obtenidos por:
técnicastécnicas específicasespecíficas dede metalurgiametalurgia secundariasecundaria::técnicastécnicas específicasespecíficas dede metalurgiametalurgia secundariasecundaria::- Convencional- Refundido bajo escoria electroconductora o refundido en vacío- Pulvimetalurgia
forjaforja especialespecial (forja tridimensional, forja con aproximación de forma, etc) segúnacero, aplicaciones y dimensiones finales.
EstadoEstado dede suministrosuministro.. El acero se suministrará en estadoestado dede recocidorecocido, recocidorecocidoglobularglobular, normalizadonormalizado, templado y revenido (bonificadobonificado).
CalidadCalidad.. Puede solicitarse un certificadocertificado dede calidadcalidad del material que incluya:composición química de la colada de origen, estado de suministro, dureza, procesocomposición química de la colada de origen, estado de suministro, dureza, procesode obtención y forja.
Para la identificación de la calidad de la microestructura pueden usarsemicroestructurasmicroestructuras dede referenciareferencia.
Composición química de aceros para trabajo en fríoComposición química de aceros para trabajo en frío
La composición química en porcentaje en peso será la siguiente:1.2379
d l l óW.-Nr. C Si Mn <P <S Cr Mo Ni V W Co1.2080 1,90-2,20 0,10-0,60 0,20-0,60 0,03 0,03 11,0-13,0 - - - - -1.2101 0,58-0,66 0,90-1,20 0,90-1,20 0,03 0,03 0,40-0,70 - - - - -1.2210 1,10-1,25 0,15-0,30 0,20-0,40 0,03 0,03 0,50-080 - - 0,07-0,12 - -1 2363 0 95 1 05 0 10 0 40 0 40 0 80 0 035 0 035 4 80 5 50 0 90 1 20 0 15 0 35
-Acero de alta aleación en C, Cr.-Acero de temple total-Elevada dureza-Elevada estabilidad dimensional
1.2363 0,95-1,05 0,10-0,40 0,40-0,80 0,035 0,035 4,80-5,50 0,90-1,20 - 0,15-0,35 - -1.2379 1,45-1,60 0,10-0,60 0,20-0,60 0,03 0,03 11,0-13,0 0,70-1,00 - 0,70-1,00 - -1.2380 2,10-2,30 0,15-0,30 0,25-0,40 0,03 0,02 12,5-13,5 0,80-1,10 - 3,70-4,00 - -1.2436 2,00-2,30 0,10-0,40 0,30-0,60 0,03 0,03 11,0-13,0 - - - 0,60-0,80 -1.2510 0,90-1,05 0,15-0,35 1,00-1,20 0,035 0,035 0,50-0,70 - - 0,05-0,15 0,50-0,70 -1.2550 0,55-0,65 0,70-1,00 0,15-0,45 0,03 0,03 0,90-1,20 - - 0,10-0,20 1,70-2,20 -1.2601 1,55-1,75 0,25-0,40 0,20-0,40 0,03 0,03 11,0-12,0 0,50-0,70 - 0,10-0,50 0,40-0,60 -1.2721 0,45-0,55 0,15-0,35 0,40-0,60 0,035 0,035 0,90-1,20 - 3,00-3,50 - - -1.2767 0,40-0,50 0,10-0,40 0,20-0,50 0,03 0,03 1,20-1,50 0,15-0,35 3,80-4,30 - - -1.2842 0,85-0,95 0,10-0,40 1,80-2,20 0,03 0,03 0,20-0,50 - - 0,05-0,20 - -
1.2510-Acero de baja aleación.-Temple limitado
, , , , , , , , , , , ,
1.3207 1,20-1,35 <0,45 <0,40 <0,03 <0,03 3,80-4,50 3,20-3,90 - 3,00-3,50 9,00-10,00 9,50-10501.3243 0,87-0,95 <0,45 <0,40 <0,03 <0,03 3,80-4,50 4,70-5,20 - 1,70-2,10 5,90-6,70 4,50-5,001.3247 1,05-1,15 <0,70 <0,40 <0,03 <0,03 3,50-4,50 9,00-10,00 - 0,90-1,30 1,20-1,90 7,50-8,501 3343 0 86 0 94 <0 45 <0 40 <0 03 <0 03 3 80 4 50 4 70 5 20 1 70 2 10 5 90 6 70
Aceros rápidos
1.3343 0,86-0,94 <0,45 <0,40 <0,03 <0,03 3,80-4,50 4,70-5,20 - 1,70-2,10 5,90-6,70 -1.3344 1,15-1,25 <0,45 <0,40 <0,03 <0,03 3,80-4,50 4,70-5,20 - 2,70-3,20 5,90-6,70 -
Las señaladas en sombreado tienen una cobertura del 100% de las aplicaciones convencionales de trabajo en frío.
1.3343-Representante de los acerosrápidos-Aplicaciones de corteAplicaciones de corte
Aceros para trabajo en frío
Problema Cómo se manifiesta Causa Propiedades críticas Prevención/Posibles soluciones
Mecanismos de fallo más habituales
Aceros para trabajo en frío
p soluciones
Desgaste abrasivo Erosión en superficie.
- Material de trabajo duro y/ó con partículas duras (óxidos o carburos). Acero templado, cerámica y madera.
- Alta dureza - Gran cantidad de carburos finos y distribución homogénea.
Tratamiento de superficie (nitruración) y/o recubrimientos duros para elevar la dureza superficial.
- Micro-soldaduras locales causadas por la elevada fricción entre herramienta y - Alta dureza ó
Desgaste adhesivo
- Desprendimiento de material y adherencia a la herramienta. - Posible origen de desgaste abrasivo y melladuras.
la elevada fricción entre herramienta y material de trabajo. - Materiales de trabajo blandos y adherentes o de gran espesor: aluminio, cobre, latón, acero inoxidable o acero con bajo contenido en carbono.
Alta dureza- Alta ductilidad - Bajo coeficiente de fricción
Pulido, lubricación, tratamientos de superficie, recubrimientos duros, etc. para mejorar el coeficiente de fricción.
- Pequeñas fracturas No eliminar la capa superficial después Revenidos de distensión como
Melladuras (Chipping)
qsuperficiales prematuras (bajo ciclo de fatiga) y desprendimiento de trozos de material. - No previsible.
- No eliminar la capa superficial después de la electroerosión. - Elección inadecuada del acero - Tratamiento térmico erróneo y/ó defectuoso.
- Alta ductilidad - Dureza elevada - Tenacidad aceptable
Revenidos de distensión como medida preventiva y recomendado en matrices y punzones acabados por electroerosión.
- Durezas bajas en la zona de trabajo P i d d b ió S l ió d l d d
Deformación plástica
Daños o cambios de forma en la superficie del utillaje.
- Presencia de decarburación por tratamiento térmicos deficiente y/ó electroerosión. - Esfuerzos superiores al límite elástico del material.
- Dureza elevada - Tenacidad adecuada
- Selección del acero adecuado.- Correcto tratamiento térmico. - Eliminación de la capa generada en electroerosión.
- Formación y propagación de grietas influenciada por la
- Errónea elección del acero. - Tratamiento térmico defectuoso
Roturas
grietas, influenciada por la presencia de concentradores de tensiones (señales de rectificado, marcas de mecanizado, esquinas agudas o radios). - Ocurre de forma espontánea y simultánea a las melladuras.
- Tratamiento térmico defectuoso. - Dureza excesiva. - Mal funcionamiento de la herramienta. - Grietas producidas durante el rectificado. - Tensiones por efecto entalla. - Mal diseño de la pieza.
- Alta tenacidad microestructural - Dureza elevada.
- Selección del acero adecuado. - Revenidos a alta temperatura para garantizar dureza y tenacidad adecuadas.
p
Aceros recomendados para cada aplicaciónAceros recomendados para cada aplicación
Aceros para trabajo en frio.
ACEROS RECOMENDADOS SEGÚN EL COMPONENTE DE LA MATRIZ
Componente Acero Dureza
Base superior porta moldes Aceros de base 1.1730
- 190 HB, 640 N/mm2
1 2311 280 325 HB 950 1050 N/ 2
Sufridera superior 1.23111.2738 1.2842
280-325 HB, 950-1050 N/mm2
280-325 HB, 950-1050 N/mm2 >900 N/mm2
Porta punzones Aceros de base
1.1730 1.2842
- 190 HB, 640 N/mm2
>900 N/mm2 A d bGuía Aceros de base
1.1730 -
190 HB, 640 N/mm2
Pisadora 1.2510 1.2842
58-62 HRc 58-62 HRc
Placa matriz 1.2379 1.2380
62-64 HRc 62-64 HRc
Pulvimetalúrgicos -
Cajera de agrupación Aceros de base 1.1730
- 190 HB, 640 N/mm2
Base inferior plataforma Aceros de base 1.1730
- 190 HB, 640 N/mm2
1 2379 62 64 HRcPunzones
1.23791.2380
Pulvimetalúrgicos
62-64 HRc 62-64 HRc
-
Moldes conformar 1.2510 1.2842
58-62 HRc 58-62 HRc
Elementos Embutición 1.2379 62-64 HRc Elementos Embutición 1.2080 62-64 HRc
Aceros para trabajo en caliente
W.-Nr. C Si Mn <P <S Cr Mo Ni V W1.2343 0,33-0,41 0,80-1,20 0,25-0,50 0,03 0,03 4,80-5,50 1,10-1,50 - 0,30- 0,50 -1.2344 0,35-0,42 0,80-1,20 0,25-0,50 0,03 0,03 4,80-5,50 1,20-1,50 - 0,85-1,15 -1.2365 0,28-0,35 0,10-0,40 0,15-0,45 0,03 0,03 2,70-3,20 2,50-3,00 - 0,40-0,70 -1.2367 0,35-0,40 0,30-0,50 0,30-0,50 0,03 0,03 4,80-5,20 2,70-3,20 - 0,40-0,60 -1 2581 0 25-0 35 0 10-0 40 0 15-0 45 0 035 0 03 2 50-3 20 - - 0 30-0 50 8 50-9 50Destacan los aceros al Cr:1.2581 0,25 0,35 0,10 0,40 0,15 0,45 0,035 0,03 2,50 3,20 0,30 0,50 8,50 9,501.2714 0,50-0,60 0,10-0,40 0,60-0,90 0,03 0,02 0,80-1,20 0,35-0,55 1,50-1,80 0,05-0,15 -1.2886* 0,13-0,18 0,15-0,25 0,15-0,25 - - 9,50-10,5 4,90-5,20 - 4,45-0,55 -1.4980* <0,08 <2,00 <2,00 0,03 0,03 13,5-16,0 1,00-1,50 24,0-27,0 0,10-0,50 -
1 2709* <0 03 <0 10 <0 15 0 01 0 01 <0 25 4 50 5 20 17 0 19 0Aceros maraging
Destacan los aceros al Cr:1.2344, 1.2344, 1.2365
1.2709* <0,03 <0,10 <0,15 0,01 0,01 <0,25 4,50-5,20 17,0-19,0 - -
W.-Nr. Co Ti Otros1.2709* 8,50-10,0 0,80-1,20 -1 2886* 9 50-10 50 - -1.2886 9,50 10,501.4980* - 1,90-2,30 Al<0,35;B 0,003-0,01
Los aceros sombreados cubren el 100% de la demanda para las aplicaciones estándar del ld d lá tilos moldes de plástico.
Aceros para trabajo en caliente
Mecanismos de fallo más habituales
Problema Explicación / Como se manifiesta Causa Propiedades críticas del acero
Fatiga térmica
Grietas microscópicas en una fina capa de la superficie.
Tensiones térmicas debido a ciclos de temperatura (alternancia de calentamiento y enfriamiento).
- Máxima ductilidad posible - Dureza alta óptima. - Resistencia en caliente. - Resistencia a la deformación
Adh iSoldadura entre el material fundido y la
fi i d l id d
- Temperatura excesiva. - Estado de la superficie. - Dureza en caliente.
Alt Lí it d l ti id d li tAdherencias superficie de la cavidad.
Estado de la superficie.- Tipo de lubricación. - Presión de solidificación excesiva.
- Alto Límite de elasticidad en caliente.
- Velocidad excesiva de la colada. - Presión específica excesivamente alta. - Temperatura excesivamente alta o baja de la colada. - Resistencia al desgaste y dureza en
Erosión Fricción excesiva entre la colada y la superficie de la cavidad (desgaste en caliente).
- Composición química de la colada.- Densidad del fluido líquido. - Entrada mal situada (Ubicación/Diseño). - Temperatura del molde excesivamente alta. - Dureza del molde-dureza en caliente. - Estado de la superficie
caliente.- Bajo coeficiente de fricción entre superficies.
- Estado de la superficie.
Corrosión
Reacción química entre la superficie de la cavidad y otros materiales. *Frecuentemente, combinación de daños por erosión y corrosión.
- Turbulencias en la colada. - Tipo de material y su composición química. - Combinación de la temperatura del molde y de la colada. - Presión de solidificación.
- Dureza en caliente. - Alto límite de elasticidad en caliente.
- Estado de la superficie. - Ubicación y diseño de la entrada.
Deformación plástica o roturas
Rotura total. Choque térmico.
- Máxima ductilidad posible - Tenacidad a fractura adecuada en todas direcciones.
Indentación En las líneas de partición o el hundimiento del molde Dureza en caliente demasiado baja. - Resistencia a altas temperaturasdel molde. j p
Aceros para transformación de plásticos
Composición química
p p
W.-Nr. C Si Mn <P <S Cr Mo Ni V W
1.1730 0,42-0,50 0,15-0,40 0,60-0,80 0,03 0,03 - - - - -Aceros sin alear
Aceros bonificados1.2311 0,35-0,45 0,20-0,40 1,30-1,60 0,035 0,035 1,80-2,10 0,15-0,25 - - -1.2312 0,35-0,45 0,30-0,50 1,40-1,60 0,03 0,05-0,10 1,80-2,00 0,15-0,25 - - -1.2711 0,50-0,60 0,15-0,35 0,50-0,80 0,03 0,03 1,50-1,80 0,25-0,35 1,50-1,80 0,07-0,12 -1.2738 0,35-0,45 0,20-0,40 1,30-1,60 0,03 0,035 1,80-2,10 0,15-0,25 0,90-1,20 - -
1.2344 0,37-0,47 0,90-1,20 0,30-0,50 0,03 0,03 4,80-5,50 1,20-1,50 - 0,90-1,10 -1.2379 1,45-1,60 0,10-0,60 0,20-0,60 0,03 0,03 11,0-13,0 0,70-1,00 - 0,70-1,10 -
1 2083 0 36 0 42 <1 00 <1 00 0 03 0 03 12 5 14 5
Aceros de temple
Aceros inoxidables1.2083 0,36-0,42 <1,00 <1,00 0,03 0,03 12,5-14,5 - - - -1.2085 0,28-0,38 <1,00 <1,00 0,03 0,05-0,10 15,0-17,0 - <1,00 - -1.2316 0,33-0,45 <1,00 <1,50 0,03 0,03 15,5-17,5 0,80-1,30 <1,00 - -
Los aceros sombreados cubren el 100% de la demanda para las aplicaciones estándar de los moldesde plástico.
Aceros para transformación de plásticos
Aceros recomendados para cada aplicaciónSEGÚN TAMAÑO DEL MOLDE (KG)
Pequeño (<1000 kg) Mediano (1000-5000 kg) Grande (>5000 kg) Partes del molde
Aceros para transformación de plásticos
Partes del moldeAcero Dureza Acero Dureza Acero Dureza
Placas porta-figura 1.1730 190HB, 640 N/mm2 1.1730 190HB, 640 N/mm2 1.1730 190HB, 640 N/mm2
Placas expulsoras
1.1730 1.2311
190HB, 640 N/mm2
950-1100 N/mm2 1.1730 1.2311
190HB, 640 N/mm2 950-1100 N/mm2
1.1730 1.2311
190HB, 640 N/mm2
950-1100 N/mm2 m
olde
s expulsoras
1.2738 950-1100 N/mm2 1.2738 950-1100 N/mm2 1.2738 950-1100 N/mm2
Port
a
Resto portamoldes 1.1730 190HB, 640 N/mm2 1.1730 190HB, 640 N/mm2
1.1730 fundición
190HB, 640 N/mm2
P ti1.2311 1 2738
1.2311 1.2738
1.2311 1.2738 (I)
Postizos figura cavidad
1.27381.2343 1.2344
950-1100 N/mm2 1.2711 1.2343 1.2344
950-1100 N/mm2 1.2711 (II) 1.2343 1.2344
950-1100 N/mm2
Figu
ras
Postizos figura punzón
1.2311 1.2343 950-1100 N/mm2
1.2311 1.2343 950-1100 N/mm2
1.2311 1.2343 950-1100 N/mm2 g p
1.2344 1.2344 1.2344
Correderas 1.2379 1.2510
50-52 HRc 1.2379 1.2510
50-52 HRc 1.2379 1.2510
50-52 HRc
Patines 1.2379 1.2510
50-52 HRc 1.2379 1.2510
50-52 HRc 1.2379 1.2510
50-52 HRc
mos
Sufrideras 1.2510 1.2842
56-58 HRc
1.2510 1.2842
56-58 HRc
1.2510 1.2842
56-58 HRc
Guías correderas 1.2842 56-58 HRc 1.2842 56-58 HRc 1.2842 56-58 HRc
Mec
anis
m
Expulsores 1.2516+Nitr. 60-62 HRc 1.2516+Nitr. 60-62 HRc 1.2516+Nitr. 60-62 HRc
p
ConformadoConformado
en caliente
¿Para que se utiliza?
¿Por qué se utiliza?
Características Mecánicas
Alta resistencia.Alto módulo elástico.Elevada resistencia a la fatiga.Buena absorción de impacto.Reducción de peso.
Grafica de tracción
Gran resistencia a la tracción, doblado y embutición.
Elementos de simulación
Simulaciones poco reales debido a la curva FLC/Diagrama FLD.p / g
Elementos de simulación
Se propone el método FLSD para mejorar la predicción de la rotura en embuticiones, donde predomina la estricción localizada a la rotura porembuticiones, donde predomina la estricción localizada a la rotura por doblado del material
Conformar en caliente.
VENTAJAS:
Mejor capacidad de embutición.
Reestructuración cristalina (templado).
Eliminación de springback.
Menores esfuerzos en prensaMenores esfuerzos en prensa.
Menor desgaste de útiles. g
Conformar en caliente.
INCONVENIENTESINCONVENIENTES:
Materiales con mayor trasmisión térmica en el útil.
Recubrimientos especiales que encarecen las matrices.
Adherencias en matriz (posterior problema de limpieza)
Horno y robot transfer especiales.Horno y robot transfer especiales.
Ciclos mas altos.
Mecanizados extra para refrigeración.
M tid d d li dMayor cantidad de normalizados.
Corte de contorno por láser.
Imposibilidad de simulación Termodinámica(Hardware).
Principios Básicos.
Material: USIBOR 1500.
Espesor: 1,9mm.
Tiempo de chapa en horno: 8 minutos.Tiempo de chapa en horno: 8 minutos.
Temperatura del horno: 950 °C.
Temperatura de entrada en matriz: Aprox. 800°C.
Ciclo de embutición: 3 5 segundosCiclo de embutición: 3‐5 segundos.
Temperatura de salida de matriz: 160/180 °C.
Puntos importantes
Material de alta tranferencia térmica.
Eficiencia en refrigeraciónEficiencia en refrigeración.
Recubrimientos antiadherencias.
Efectos pila galvánica en refrigeración.
Posibles dilataciones en normalizados.
d f ó l f d “ l ” l í dLa deformación incremental –o conformado “Dieless”– es una tecnología de
conformado de chapa metálica que permite la fabricación rápida y directa de piezas
de chapa de perfil complejo, con la ventaja de eliminar o reducir los costes de las
herramientas especificas (matriz en un proceso de embutición) en comparación
con los procesos tradicionales de transformación de chapa.
Fundamentos:
Técnica de deformación incremental
L i f b i li d ñ d f i l li d•La pieza se fabrica aplicando pequeñas deformaciones en zonas localizadas.
Tecnologías de “rapid manufacturing”•La pieza se fabrica directamente a partir de una definición CAD 3D•La pieza se fabrica directamente a partir de una definición CAD 3D•La pieza se fabrica por “capas”
Formato inicial (negro)
Punzon de conformado
Herramienta fija
Fabricación por capa:•El punzon conforma todos los puntos de la p ppieza a un z dado•El punzon baja de un incremento Δz•se repite hasta conformar toda la pieza
Proceso convencional de conformado de chapa:
El material puede fluir dentro de la matriz, adquiriendo el perfil deseado. Las variaciones
d í ide espesor son mínimas.
Proceso “Dieless forming”:
La deformación es localizada: el material no fluye en dirrección de la zona de mayor
deformación, lo que se traduce por una reducción de espesor localizada (y en un
aumento del área total en comparación al formato inicial).Se puede trabajar con o sin herramienta de soporte: depende de la complejidad de
las piezas y de la exactitud dimensional deseada.
El modo de fallo principal es la fractura de la pieza por reducción de espesor (y está
relacionado con la inclinación de las paredes)
Esto impone limitaciones sobre la inclinación máxima de las paredes cuando se
f t d i li i d i á i d ió dconforman en una etapa: grandes inclinaciones producirán una excesiva reducción de
espesor en la chapa.
LOGO ASCAMMe 1 mme=1 mmAl 1050
Conformado 3D con robotsConformado 3D con robots antropomórficos
El objetivo general de este proyecto consiste en el desarrollo de unobje o ge e a de es e p oyec o co s s e e e desa o o de unuevo proceso de conformado de chapa mediante robot que permita lafabricación flexible de componentes de chapa metálica.
Consiste en usar la tecnología de robots con distintoscabezales para sujetar, doblar y conformar localmente lachapa hasta conseguir darle la forma deseada. Todo estop gcontrolado por un sistema de simulación de conformadolibre, un sistema de control numérico y un sistema decontrol dimensional 3D on‐line.control dimensional 3D on line.
Deriva de las tecnologías de conformado de metales tradicionalescómo las de doblado, estampado, repulsado, stretch‐ forming,perfilado, perfilado variable y otras más nuevas cómo el Dieless NC.Con todo esto y unido a los sistemas de control numérico y tecnologíade robots, se propone un nuevo proceso de conformar piezas de, p p p f pchapa.
Objetivos específicos:j pAnalizar la viabilidad técnico‐económica de conformado mediante robot
industrial antropomórfico.Analizar la viabilidad técnica del proceso mediante simulación por elementos
finitos.Conformación de materiales convencionales y no convencionalesGarantizar la funcionalidad de las piezas fabricadas con este proceso.Desarrollo de un proceso de fabricación que minimice las inversiones en
útiles, que se adapte a las necesidades de producción manteniendo los ratiosde rentabilidad.
li l i d d l í iAnalizar complementariedad con tecnologías existentesIntegración de operaciones auxiliares con otras tecnologías de fabricaciónAnalizar la aplicación en distintos sectores de conformado de chapa y tubo:
A t ió á ti lí bl ó ñ li ió t áfiAutomoción, aeronáutico, línea blanca, marrón, señalización, tráfico,mobiliario, decoración, médico, iluminación, arte.
Intereses para automoción:Reducción peso : Uso UHSSBuena conformabilidad : UHSS + ProcesosCostes de InversiónTi dTiempo de entregaUtilización del material
Objetivos operativos:Anali ar el estado del arte sobre la tili a ión de los robots para pro esosAnalizar el estado del arte sobre la utilización de los robots para procesos
industriales de conformado de chapa.Simulación del proceso de conformado. Adaptar el software actual a las
necesidades propias del procesonecesidades propias del proceso.Precisión dimensional y acabado superficial: Desarrollo del proceso y las
herramientas para mejorar la precisión dimensional y el acabado superficial delproceso Desarrollo de los sistemas de control y mediciónproceso. Desarrollo de los sistemas de control y medición.Diseño del proceso y fabricación de piezas industriales de acuerdo con las
necesidades del producto y mercado.Desarrollo de un guía de diseño de piezas para este proceso.Desarrollo de un guía de diseño de piezas para este proceso.Desarrollo de una guía de fabricación para esta nueva tecnología.
Simulación del proceso.p
Detectar necesidades para la simulación del proceso.Pre‐análisis de la viabilidad del software para la simulación del proceso.Presentar resultados preliminares de las simulaciones. Sin optimización
del proceso.Dar una idea gráfica del proceso propuesto
Preguntas?
