Aproximacion_al_Hidroconformado
-
Upload
diego-arevalo -
Category
Documents
-
view
136 -
download
0
Transcript of Aproximacion_al_Hidroconformado
5/10/2018 Aproximacion_al_Hidroconformado - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/aproximacionalhidroconformado 1/8
Hidroconformado(Hydroforming) Aproximación a tecnologías emergentes
Además de la meta de reducción de costes, las empresas tienen como objetivo
la optimización de los procesos de fabricación de sus productos, la disminución
del peso, la estabilidad, rigidez, etc. Esto requiere de la reevaluación de las
soluciones de diseño convencional, las técnicas de fabricación y los materiales
seleccionados en la búsqueda de soluciones alternativas. Una alternativa
interesante con un gran potencial técnico y económico es el hidroconformado,
un método para la fabricación de una amplia gama de componentes con
geometrías complejas fabricados de material tubular o chapas por medio de la
presión del agua. Este método puede disminuir los tiempos de desarrollo,
reducir el número de pasos de operación y alcanzar una alta precisión en las
piezas. En esta aproximación a las tecnologías emergentes se abordarán
conceptos teóricos, aplicaciones, ventajas y desventajas relacionados con este
proceso de conformado.
2009
OTEA
AIMME
01/11/2009
5/10/2018 Aproximacion_al_Hidroconformado - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/aproximacionalhidroconformado 2/8
Hidroconformado
AIMME - Instituto Tecnológico Met
http://www.aimme.es
Aproximación
1. Introducción
En la historia de las tecn
demostrado ser la fuerza i
continuo de los procesos de
Al mismo tiempo, se desarr
componentes con geometría
disponibilidad de piezas ad
responden a los nuevos requ
subdividir en: procedimient
conformado masivo. La nor
cuenta, principalmente, los e
Figura 1. Subdivisión de proce
Debido al hecho de que los
contaminación medioambie
importancia en el diseñoestablecido un nuevo proces
hidroconformado.
El conjunto de técnicas con
métodos convencionales m
mejora de condiciones de
permiten mayores deforma
finalmente posibilitan la obt
hoy por los procedimientos
partir de elementos tubulare
lmecánico http://o
l hidroconformado (Hydr
ologías de conformado metálico; la industri
pulsora desde el siglo pasado. De esta man
fabricación fue la base para la mejora continua
llado nuevos procedimientos que han facilitad
s más complejas que garantizaron un aumento
emás de nuevos procesos de deformación
isitos. Los procedimientos de conformado se pu
s de conformado de chapa metálica o en p
a DIN 8582 subdivide los procesos de confor
sfuerzos efectivos (Fig. 1).
sos de fabricación según la norma DIN 8582 [M. Keigl
Harrison, Anjali K. M. De Silva, 2004]
recursos son más escasos y como consecuenc
tal, las construcciones de bajo peso o ligera
e un producto. Como resultado de estoso de conformado entre los procesos de confor
cidas como hidroconformado representan un
cánicos por razones de flexibilidad (simplifica
roceso (esencialmente reducción de fuerzas
iones, mejor precisión, mejoras en las tensi
ención por deformación de piezas imposibles
convencionales (particularmente en la fabric
y en componentes donde es crítica la relación
bservatorio.aimme.es
2 de 8
forming)
a automotriz ha
era, el desarrollo
de los productos.
la obtención de
de la eficiencia y
y máquinas que
den clasificar y/o
rocedimientos de
ado teniendo en
er, H. Bauer, D. K.
ia de la creciente
son de especial
requisitos, se hamado clásico – el
alternativa a los
ción de utillajes),
de fricción), que
nes residuales y
e producir hasta
ción de piezas a
eso-resistencia).
5/10/2018 Aproximacion_al_Hidroconformado - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/aproximacionalhidroconformado 3/8
Hidroconformado
AIMME - Instituto Tecnológico Met
http://www.aimme.es
La aplicación más común e
consiste en el conformado d
introducción de un fluido
simultánea para evitar un
sometidas a una fuerte exp
diferentes cambios de secció
que proporciona una may
operaciones de taladrado en
El proceso básico para el hidr
1. Tubos rectos o pre-defor
2. La matriz se cierra por un
tubo durante el cierre
3. Los punzones de sellado
4. El material se expandconjuntamente con el av
de las zonas de conforma
(1)
(3)
Figura 2. Esquema del proces
Otra de las aplicaciones es
método está centrado en la dfluido. Una gran ventaja d
herramientas que se produc
calibrado (proceso de hidroc
paso. El hidroconformado ta
ligeras (aluminio, aleaciones
capacidades de conformabili
hidroconformado ofrece un
deformaciones y la temperat
lmecánico http://o
s el hidroconformado de tubos (Tube hydrof
un tubo de acero contra las paredes de una m
presión. Pudiendo emplearse además una
excesivo adelgazamiento del espesor del tu
nsión. El tubo altera su forma durante el pro
n a lo largo de su longitud, obteniéndose unas
r rigidez que en piezas estampadas facilit
cualquier parte de la pieza.
oconformado de tubos (Fig. 2) se puede describi
ados se introducen primero en la matriz
proceso hidráulico que puede conformar de m
ierran las extremidades del tubo y se inicia el lle
por el incremento de presión del liquidnce simultaneo de los punzones de sellado, flu
do y da la configuración final de la pieza.
(2)
(4)
o de hidroconformado para tubos [www.automacion
el hidroconformado de chapa (Sheet Hydrofo
eformación de placas simples o dobles usando pe estos métodos es la flexibilidad en cuan
e rápidamente y permiten realizar la embutici
nformado sin un considerable flujo axial de m
bién es una excelente técnica de fabricación pa
de magnesio, etc.). Estos materiales tienen n
dad menores que las que poseen los aceros, p
a oportunidad única de influenciar y control
ra en la pieza para incrementar los límites de c
bservatorio.aimme.es
3 de 8
rming, THF) que
atriz, mediante la
compresión axial
bo en las zonas
ceso permitiendo
formas suaves lo
las posteriores
r de esta manera:
nera mecánica el
nado
que se realizae hacia el interior
didactica.com.ar]
rming, SHF). Este
ara ello un medioto al cambio de
n, el recorte y el
terial) en un solo
ra construcciones
ormalmente unas
ero el proceso de
ar las tensiones,
nformabilidad.
5/10/2018 Aproximacion_al_Hidroconformado - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/aproximacionalhidroconformado 4/8
Hidroconformado
AIMME - Instituto Tecnológico Met
http://www.aimme.es
El proceso para el hidroconfo
a. La chapa no deformada s
b. Se cierra la prensa y se
chapa,
c. El punzón se mueve en d
primera etapa de confor
d. La chapa se retira de l
tensiones mecánicas del
Figura 3. Esquema
[
Las máquinas de hidroconfo
fluido hidráulico, pero una
presión. El llamado hidrocon
fluido de trabajo, en el lad
enciende, la presión generad
de la matriz, con presion
hidroconformado por explos
posible combinar los dos m
conformado más convencio
posible trabajar con chapas dchapa elevados (> 10 mm
(reduciendo las operaciones
elevada resistencia mecánica
lmecánico http://o
rmado de chapas (Fig. 3) se puede describir com
e sitúa en la matriz conjuntamente con la lámin
plica una presión inicial de pre-conformado pa
irección contraria a la presión para deformar la
ado,
prensa y se le aplica un tratamiento térmic
aterial
del proceso de hidroconformado para láminas y/o c
ww.hytechusa.com/hydroforming.html]
rmado industriales usan un pistón para gene
lternativa experimental es el uso de explosivo
ormado por explosión contiene una carga expl
o de alta presión del material (Figura 4). Cu
a por la explosión hace que el material de trabaj
es de hasta millones de libras por pulga
ión y la soldadura por explosión son técnicas
todos simultáneamente. En comparación con
nales, las ventajas del hidroconformado por
e gran tamaño (gracias al uso de explosivos), utien el caso de aleaciones de Ni), producir f
tales como soldadura y tratamiento térmico), p
y dimensiones muy precisas.
bservatorio.aimme.es
4 de 8
o sigue:
ra colocar bien la
chapa durante la
o para quitar las
apas
rar presión en el
s para generar la
siva, con o sin un
ando la carga se
o adopte la forma
da cuadrada. El
similares, siendo
tros métodos de
explosión hacen
lizar espesores dermas elaboradas
roductos con una
5/10/2018 Aproximacion_al_Hidroconformado - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/aproximacionalhidroconformado 5/8
Hidroconformado
AIMME - Instituto Tecnológico Met
http://www.aimme.es
Figura 4. Esq
[http://w
2. Aplicaciones
La mayoría de aplicaciones d
donde se fabrican marcos de
potencia, tubos de escape, e
esta tecnología como una
manera de ahorrar costes y
el de la generación de ene
armamento, deportivo, etc.,elementos de puertas, patas
La elección del hidroconform
peso y más con la reducció
interesantes y estéticamente
Figura 5. Partes de un auto
lmecánico http://o
uema del proceso de hidroconformado por explosión
w.pacaero.com/products/explosive-forming.htm]
el hidroconformado se centran en la industria
suspensión, estructuras de carrocería, compon
c. Pero se ha extendido ampliamente a otros se
alternativa al conformado tradicional de sus
enerar competitividad. Entre estos nuevos sect
rgía, fontanería, instrumentos musicales, mé
donde se fabrican grifos, mangos para instrude mesas y sillas, miras de rifle, marcos de bicic
ado para estas aplicaciones tiene menos que ve
del número de pasos de procesamiento par
agradables.
óvil fabricas mediante hidroconformado [F.J. Rípoda
bservatorio.aimme.es
5 de 8
utomotriz (Fig. 5)
entes del tren de
ctores donde ven
productos y una
ores se encuentra
ico – quirúrgico,
mentos médicos,letas, etc. (Fig. 6).
r con el ahorro de
producir formas
s Agudo, 2003]
5/10/2018 Aproximacion_al_Hidroconformado - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/aproximacionalhidroconformado 6/8
Hidroconformado
AIMME - Instituto Tecnológico Met
http://www.aimme.es
(a) Miras de escope
(c) Barra de alarma (acer
de emer
e) Fuelles metálicos
g) Marcos de biciclet
Figura 6. Piezas fabricadas por
[a), b)
www.nickelinstitute.org/index.c
www.bikegroup.c
lmecánico http://o
tas (aluminio) (b) Grifo para ba
o) para las puertas
encia(d) Componente de t
(acero) f) Banco (acer
(titanio)h) Silla de ruedas (al
hidroconformado que pertenecen a sectores diferent
y c) www.h-htube.com/hydroforming.html, d)
fm/ci_id/14818.htm, e) www.alloybellows.com, f) w
om/tecnologia.htm, h) www.southwestmedical.
bservatorio.aimme.es
6 de 8
os (latón)
urbina de gas
o)
uminio)
es del automotriz.
w.dezeen.com/, g)
com/]
5/10/2018 Aproximacion_al_Hidroconformado - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/aproximacionalhidroconformado 7/8
Hidroconformado
AIMME - Instituto Tecnológico Met
http://www.aimme.es
3. Ventajas frente a l
La razón por las que el h
aplicación en el campo de la
conformado convencional, so
• Reducción de costos med
• Reducción de peso medi
• Mejora de las propiedad
• Mejora de la resistencia
endurecimiento por trab
• Simplificación de los pro
reducción de las uniones
• Mejora del rendimiento
• Reducción de la recuper
entera
A pesar de estas ventajas, la
conformado convencional y
componentes de automóvile
son los siguientes:
• Las condiciones para el c
• La máquina de conforma
• El tiempo de ciclo de trab
• La soldadura por puntos
Estas desventajas se deben
que hay muchos parámetro
Para ser más específicos, la c
con su trayectoria de carga (
conformado y lo que es má
diferentes materiales.
4. Referencias
• Masaaki Mizumura, Osa
Development of Hydrofo
116 – 121.
• F.J. Rípodas Agudo. Ma
Technology, 2003, 114 –
• http://www.monografias
• http://www.robotiker.co
5D1A13E?method=detall
• http://www.pacaero.co
lmecánico http://o
s alternativas tradicionales
idroconformado se está expandiendo rápida
abricación de componentes de automóviles. Su
n las siguientes:
iante la integración de algunos componentes
nte la reducción de las bridas soldadas para uni
s de fatiga por la reducción de las uniones solda
de los componentes por el conformado de se
jo
cesos de trabajo por el agujero de perforación
soldadas
ediante la reducción de los márgenes de recort
ción elástica (springback ) por conformado plá
plicación del hidroconformado es aún limitada
su uso no se está expandiendo a una am
s. Las razones para esto o las deficiencias del
nformado son complicados y requieren habilida
o es muy grande y costosa.
ajo es largo y la productividad es baja.
e un producto con otras partes o componentes
que el hidroconformado es una tecnología nu
y están interrelacionados entre sí de una ma
mbinación de la presión hidráulica interna y la
su patrón de aplicación) determinan la viabilid
s, las condiciones óptimas de estos factores s
u Honda, Tohru Yoshida, Keinosuke Iguchi, Y
rming Technology. Nippon Steel Technical Rep
ufacturing Tubes for Hydroforming Applicati
119.
.com/trabajos41/hidroconformado/hidroconfor
m/revista/articulo.do;jsessionid=D47AD944967
e&id=35
/products/explosive-forming.htm
bservatorio.aimme.es
7 de 8
ente es por su
ventajas sobre el
las piezas
das
ción cerrada y el
en matrices y la
e
tico de una pieza
comparada con el
plia variedad de
hidroconformado
des particulares.
es difícil.
eva y al hecho de
nera complicada.
alimentación axial
d del trabajo por
n diferentes con
ukihisa Kuriyama.
ort, Nº 90, 2004,
ns. Tube & Pipe
mado2.shtml
8D8FF9719229F
5/10/2018 Aproximacion_al_Hidroconformado - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/aproximacionalhidroconformado 8/8
Hidroconformado
AIMME - Instituto Tecnológico Met
http://www.aimme.es
• • Michael Keigler, Herbert
the Thermal Hydroformin
• www.hytechusa.com/hy
• Paul Tauzer. Tube hydrof
– 3.• www.automaciondidacti
• www.h-htube.com/hydrofo
• www.dezeen.com/
• www.alloybellows.com
• www.nickelinstitute.org/
• www.bikegroup.com/tec
• www.southwestmedical.
lmecánico http://o
Bauer, David K. Harrison, Anjali K. M. De Silva.
g Process. LS-DYNA Anwenderforum, Bamberg,
roforming.html
orming for expanded design options. Tube & Pip
a.com.ar
rming.html
index.cfm/ci_id/14818.htm
nologia.htm
om/
bservatorio.aimme.es
8 de 8
FE - Simulation of
2004
e Journal, 2003, 1