Hidroconformado de láminasEditar
Este proceso se basa en la patente de los años 50 para el hidroconformado de Fred Leuthesser, Jr. y John Fox de la Schaible Company de Cincinnati, Ohio, en Estados Unidos. En un principio, se utilizó para fabricar picos de cocina. En el hidroconformado de chapas existe el conformado de vejiga (donde hay una vejiga que contiene el líquido; ningún líquido entra en contacto con la chapa) y el hidroconformado donde el líquido entra en contacto con la chapa (sin vejiga). El conformado de vejiga se denomina a veces flexión. El conformado con el fluido en contacto directo con la pieza puede realizarse con un punzón sólido macho (esta versión se denomina a veces embutición profunda hidromecánica) o con una matriz sólida hembra.En la embutición profunda hidromecánica, se coloca una pieza en un anillo de embutición (soporte de la pieza en bruto) sobre un punzón macho, luego una cámara hidráulica rodea la pieza y una presión inicial relativamente baja asienta la pieza contra el punzón. A continuación, el punzón se eleva a la cámara hidráulica y la presión aumenta hasta 100 MPa (15000 psi), lo que forma la pieza alrededor del punzón. A continuación, se libera la presión y se retira el punzón, se levanta la cámara hidráulica y se completa el proceso.
Entre estas técnicas, el ensayo de abombamiento hidráulico permite un mayor endurecimiento del material de la chapa mediante operaciones de estiramiento distintivas y proporciona una mayor precisión de la forma de las piezas complejas. Por lo tanto, seleccionando el material adecuado y los parámetros de conformación para el estudio del abombamiento hidráulico de la chapa se pueden determinar las curvas límite de conformación (FLC).
Significado
- El ensayo de abombamiento hidráulico es más apropiado para las operaciones de conformado de chapa metálica ya que el modo de deformación es biaxial en lugar de uniaxial. También proporciona curvas de flujo para los materiales con un rango extendido de niveles de deformación plástica hasta el 70% antes de que se produzca el estallido.
- Es útil generar las FLCs que serán un sentido fiable de entrada de referencia para el solver explícito como LS-DYNA. Estas FLCs obtenidas se utilizan como entrada de la curva de carga para tales solvers para el análisis.
- Las FLCs también sirven lo mejor para identificar la zona exacta para las operaciones de conformación sin verse afectado con el cuello localizado y otros posibles defectos durante la conformación.
- La prueba de protuberancia hidráulica sería útil para calcular el coeficiente de endurecimiento por deformación- «n» (es decir. Coeficiente de endurecimiento por trabajo) del material, para determinar la capacidad del material para ser conformado.
- Un enfoque sencillo y versátil.
- Una distribución controlada de la presión sobre la superficie de la pieza durante el conformado puede utilizarse para «controlar» el grosor de la chapa y posponer el necking localizado.
- El uso de un único utillaje de superficie de conformado, que ahorra tiempo y gastos en la fabricación de utillaje. La ausencia de un contacto rígido de la herramienta en una superficie también reduce la fricción superficial y, por tanto, los defectos superficiales, lo que da lugar a un buen acabado superficial.
Nombres alternativos, otras variantes y procesos similaresEditar
- Hidromec (embutición profunda hidromecánica)
- Aquadraw
- Bulge forming
- Formación explosiva
- Para piezas grandes, el hidroconformado explosivo puede generar la presión de conformación simplemente haciendo estallar una carga por encima de la pieza (completa con un molde evacuado) que se sumerge en una piscina de agua. El utillaje puede ser mucho más barato que el necesario para cualquier proceso de tipo prensa. El proceso de hidroformación en un molde también funciona utilizando únicamente una onda de choque en el aire como medio de presión. Especialmente cuando los explosivos están cerca de la pieza, los efectos de inercia hacen que el resultado sea más complicado que el conformado sólo por presión hidrostática.
- Formación de almohadillas de goma
Hidroconformado de tubosEditar
En el hidroconformado de tubos hay dos prácticas principales: alta presión y baja presión.Con el proceso de alta presión el tubo se encierra completamente en una matriz antes de la presurización del tubo. En el proceso de baja presión, el tubo se presuriza ligeramente hasta un volumen fijo durante el cierre de la matriz (lo que solía llamarse el proceso Variform). Históricamente, el proceso se patentó en los años 50, pero se extendió industrialmente en los años 70 para la producción de grandes juntas en forma de T para la industria del petróleo y el gas. Hoy en día se utiliza sobre todo en el sector de la automoción, donde se encuentran muchas aplicaciones industriales. En el hidroconformado de tubos se aplica presión al interior de un tubo que es sujetado por matrices con las secciones y formas deseadas. Cuando las matrices se cierran, los extremos del tubo se sellan mediante punzones axiales y el tubo se llena de líquido hidráulico. La presión interna puede llegar a varios miles de bares y hace que el tubo se calibre contra las matrices. El fluido se inyecta en el tubo a través de uno de los dos punzones axiales. Los punzones axiales son móviles y su acción es necesaria para proporcionar una compresión axial y alimentar el material hacia el centro del tubo abombado. Los contrapunzones transversales también pueden incorporarse a la matriz de conformación para formar protuberancias con una relación diámetro/longitud pequeña. Los contrapunzones transversales también pueden utilizarse para perforar agujeros en la pieza de trabajo al final del proceso de conformación.
El diseño del proceso ha sido en el pasado una tarea difícil, ya que el modelado analítico inicial sólo es posible para casos limitados. Los avances en FEA y FEM en los últimos años han permitido que los procesos de hidroconformado sean más ampliamente diseñados para variedades de piezas y materiales. A menudo hay que realizar simulaciones de MEF para encontrar una solución de proceso factible y definir las curvas de carga correctas: presión frente a tiempo y avance axial frente a tiempo. En el caso de las piezas de hidroconformado de tubo más complejas, el tubo debe doblarse previamente antes de cargarlo en la matriz de hidroconformado. El curvado se realiza secuencialmente a lo largo del tubo, doblando el tubo alrededor de los discos de curvado (o matrices) a medida que se introduce la longitud del tubo. El curvado puede realizarse con o sin mandriles. Esta complejidad adicional del proceso aumenta aún más la dependencia del MEF para diseñar y evaluar los procesos de fabricación. La viabilidad de un proceso de hidroconformado debe tener en cuenta las propiedades iniciales del material del tubo y su potencial de variación, junto con el proceso de doblado, la presión hidráulica a lo largo del proceso de conformado, en la inclusión de la alimentación axial o no, con el fin de predecir la conformabilidad del metal.
