| |
SIMULACIÓ I DISSENY INNOVADOR: CONFORMACIÓ EN FRED
Dins de la unitat de conformació en fred, les principals línees de treball són:
- Estimació de la recuperació elàstica:
Els objectius en aquest camp es centren en la proposta d'una metodologia per estimar correctament la recuperació elàstica (springback), així com la compensació de les eines de conformació per la obtenció de les peces dins de toleràncies en el conformació de xapa d'acers avançats d'alta resistència, estudiant els paràmetres que influeixen en el procés. Per això, s'utilitza com a principal eina la simulació numèrica per elements finits, sustentada en una rigorosa validació experimental.
Per aconseguir una correcta predicció de la recuperació elàstica s'ha comprovat que és imprescindible el coneixement de la variació del mòdul d'elasticitat en funció de la deformació plàstica, i del comportament cíclic dels acers AHSS a estudi.
S'ha dissenyat un mètode de compensació del springback mitjançant Abaqus que permet obtenir la geometria de les eines compensades (punxó, matriu i pitjador), de tal manera, que la peça obtinguda després de la recuperació elàstica coincideixi amb la geometria dissenyada originalment.
- Conformació progressiu:
S'entenen com a processos de conformació progressiu tot un conjunt de tècniques de conformació en que la preforma es deforma molt localment fins a obtenir la forma final. Aquest tipus de procés té l'important avantatge de reduir de forma molt notable la força i la mida de la maquinaria necessària per obtenir una certa geometria final.
Una família important de processos de conformació progressiu són els coneguts com a repolsats. Aquesta família inclou el repolsat tradicional, la laminació cònica i la laminació cilíndrica. En els dos primers processos, una preforma circular de xapa que gira a gran velocitat es deforma aplicant pressió amb una rulina sobre un motlle, també giratori. Amb una o varies passades es dóna la forma desitjada a la preforma. En la laminació cilíndrica un tub d'un cert gruix inicial es fa girar a gran velocitat mentre unes rulines, generalment tres, a diferents alçades, van reduint localment el seu espessor. Al final del procés es té un tub amb l'espessor reduït de forma uniforme.
L'ajust dels paràmetres de procés en els repolsats segueix sent a dia d'avui una qüestió principalment d'experiència i prova i error.
La simulació per ordinador permet tant obtenir un coneixement més profund del procés en tenir una imatge complerta de l'estat de tensions i deformacions del material com una eina per predir l'efecte del canvi de paràmetres de procés.
En els darrers anys, el grup ha treballat en la simulació del procés de laminació cilíndrica d'acers d'alt límit elàstic. Aquests treballs han inclòs la caracterització dels materials per a aquest tipus de processos i el desenvolupament de tècniques experimentals per a validar les simulacions.
- Predicció de ruptura:
L'aparició de nous acers de gran resistència mecànica, a la vegada que proporcionen grans avantatges, també generen nous inconvenients durant el conformació. La complexitat de les actuals geometries de treball, indueixen camins de deformació no lineals en operacions de múltiples passos. Els mètodes de simulació utilitzats fins avui per la predicció de possibles ruptures del material durant el seu conformació resulten excessivament conservadors. Els criteris FLD (Failure Limit Diagram) és un clar exemple.
Existeixen diversos criteris per la predicció de ruptura de xapa, àdhuc en fase de validació i acord per la comunitat científica. Destaca entre ells el Diagrama límit de tensions (FLSD). El qual ha sigut implementat per l'equip de CTM obtenint molts bons resultats.
La simulació, mitjançant elements finits, permet introduir el criteri FLSD per determinar si la peça que es vol embotir presentarà estricció o no. Tot aquest procediment, finalment, permet reduir en gran mesura les probes experimentals, que en moltes ocasiones són de difícil realització, suposant un gran cost inicial (útils de conformació).
En la següent imatge es mostra la mateixa peça embotida experimentalment i simulada mitjançant elements finits (criteri FLSD).
- Desgast
L'evolució dels materials utilitzats per la industria del conformació metàl·lic, ha sotmès als utillatges de matriceria a fortes sol·licitacions mecàniques, les quals deriven en un fort desgast de les eines i en múltiples casos en fractures que inutilitzen el seu us. Davant aquesta problemàtica el grup de simulació i disseny innovador ha treballat en el desenvolupament d'estratègies de simulació ca-paces de modelar el desgast i la fallada de les eines de conformació. Les tècniques consisteixen en la programació de scrip per post-processar els resultats de simulació i en modelitzar les eines amb elements deformables.
Actualment el grup compte amb la capacitat de realitzar el disseny d'eines presentant estimacions de vida útil, el que permet realitzar una correcta selecció del material i ajustar els plans de mante-niment dels sistemes productius.
<< Tornar
|
