6. Gaia: Txapa konformazioa 1/21

II MODULUA: II MODULUA: METALEN KONFORMAZIO METALEN KONFORMAZIO PLASTIKOAPLASTIKOA

6. GAIA: 6. GAIA: TxapaTxapa konformazioakonformazioa

TEKNOLOGIATEKNOLOGIA MEKANIKOAMEKANIKOA

INGENIARITZAINGENIARITZA MEKANIKOMEKANIKO SAILASAILA

Universidad del PaUniversidad del Paíís Vasco s Vasco –– Euskal Herriko UnibertsitateaEuskal Herriko Unibertsitatea

6. Gaia: Txapa konformazioa 2/21

1. Txapa produktuen ezaugarriak

2. Txaparen portaera deformazioaren aurrean

3. Ebaketa

4. Tolestea

5. Enbutizioa

6. Tutorepeko galdesorta

7. Lan-aukerak: enpresak eta produktuak

EdukiakEdukiak

6. Gaia: Txapa konformazioa 3/21

1. Txapa produktuen 1. Txapa produktuen ezaugarriakezaugarriak

TXAPA: 600mm edo gehiagoko zabalera duen produktu laua. Materialaren ijezketa eta ondorengo tratamendu termikoen bidez lortzen da txapa.

- Txapa fina: lodiera < 3mm- Txapa lodia: lodiera > 3mm

Erlazionatutako beste produktu batzuk:- Banda: beroan ijeztutako produktu laua eta bobina eran emana.- Zumitza: ijezketa zabalera < 600mm duen banda

Txapa produktuak metalaren deformazio plastikoz lortzen dira PRENTSETAN, erreminta KONPLEXU ETA GARESTIAK erabiliz, erreminta hauek TROKELAK deitzen dira.

Txapa produktu baten enbutizio adibidea.Trokelaosatzen duten elementuak adierazten dira

eskematikoki.

6. Gaia: Txapa konformazioa 4/21

TXAPA PRODUKTUEN EZAUGARRIAK:• Forma konplexuak azal akabera bikainekin.• Zurruntasun/pisu erlazio altua duten piezak.• PRODUKTIBITATE altua (1500 pieza orduko lor daiteke).• Bakarrik SERIE LUZEAK justifikatzen dira (Tresneria eta produkzio baliabideen kostua).

AUTO, ONTZIKI eta ETXETRESNA ELEKTRIKOen industrian oso erabiliak dira txapa konformazio prozesuak

1. Txapa produktuen 1. Txapa produktuen ezaugarriakezaugarriak

6. Gaia: Txapa konformazioa 5/21

1. Txapa produktuen 1. Txapa produktuen ezaugarriakezaugarriak

OHIKO MATERIALAK:• Karbono-altzairuak: erabiliena bere harikortasuna dela eta.

• lodiera ≈ 1,5mm: auto karrozeria, etxetresna elektrikoak,...

•12,5mm-rarteko lodierak: jantak, presiozko ontziak, blindajeak,…

• Aluminioa: aeronautika eta gama altuko autoak.• Altzairu herdoilgaitza: sukaldeko tresneria eta ontziak.• Elastikotasun-muga altua duten altzairuak: auto karrozerian aluminio erabilera dela eta altzairu fabrikatzaileek garatutako altzairuak.• Beste material batzuk (kobre, magnesio, titanio,…)

Iturria: Volkswagen: Passat 2010% pisuan

C urriko altzairuak

Erresistentzi handiko altzairuak

Erresistentzi altuko altzairuak

Oso erresistentzi altuko altzairuak

Ultra erresistentzi altuko altzairuak

6. Gaia: Txapa konformazioa 6/21

ELASTIKOTASUN-MUGA ALTUA DUTEN ALTZAIRUEN ERABILPEN ADIBIDEAK AUTOAN

Mercedes A Klasea:% 67 HSS eta UHSS

Porsche Cayanne:%65 HSS eta UHSS

VOLVO XC90

1. Txapa produktuen 1. Txapa produktuen ezaugarriakezaugarriak

6. Gaia: Txapa konformazioa 7/21

2. Txaparen portaera 2. Txaparen portaera deformazioaren aurreandeformazioaren aurrean

Txaparen propietateak aurretik jasan dituen ijezketa prozesu eta tratamendu termikoen menpe daude

• ANISOTROPIA: propietateak ez dira berdinak norabide guztietan ijezketan jasandako norabideko birkristaltzea dela eta (forjako norabideko fibratuaren antzera).

• TENTSIO EGOERA ALDAKORRAK PIEZAREN GUNE EZBERDINETAN.

Anisotropia dela eta konformazioan materialaren fluxu ezberdinak izan ditzakegu

norabide ezberdinetan. Adibidean, era egokian enbutitutako kopa (ezkerrean) eta akastuna (eskuinean) anisotropia dela eta.

Tentsio-egoeren eboluzioa txapa deformazio eragiketa batean

6. Gaia: Txapa konformazioa 8/21

HOTZEKO ETA BEROKO KONFORMAZIOA• Hotzean: ingurugiroko tenperaturara.

• Arruntena karbono urriko altzairuekin eta lodiera gutxiko txapekin.

• Beroan: • Hot Stamping: oso interesgarria elastikotasun-muga altua duten altzairuetan. Berotzeak elastikotasun-muga murrizten du eta errekuperazio elastikoa murrizten du. Ondorengo hozteak altzairua termikoki tratatzen du → elastikotasun muga handitzen du.• Lodiera handiko txapetan ere erabiltzen da.

Berotako txapa estanpazioan ate indargarriak, kolpe-leungailu, zutoindun indargarriak eta

orokorrean erresistentzia altuko piezak fabrikatzen dira

LOIRE SAFE prentsa hidraulikoa beroko

txapa estanpaziorako

2. Txaparen portaera 2. Txaparen portaera deformazioaren aurreandeformazioaren aurrean

6. Gaia: Txapa konformazioa 9/21

BERO KONFORMAZIOABero konformazioa bi trokelen artean kargapean txapa deformatzen den prozesua da, txaparen

sarrera-tenperatura austenizazio tenperatura baino altuagoa izanik.Hasierako tenperatura altuari esker txaparen harikortasuna altuagoa aprobetxatzen da eta, ondoren,

piezaren gogortasun martensitikoa lortzen da hozte azkarraren bidez.

1

Txaparenhasierako egoera(Tgiro)

Berotutako txapa(T>TAustenizazio)

2 Tratatutakotxapa (T<TMf)

3

2. Txaparen portaera 2. Txaparen portaera deformazioaren aurreandeformazioaren aurrean

1 2 3

2 3

TxapaLabea

Robota

Austenizazioa Garraiatzea

Prentsa

Konformazioaeta

tratamendua

Pieza

6. Gaia: Txapa konformazioa 10/21

Iturria: Ford

Iturria: VW

2. Txaparen portaera 2. Txaparen portaera deformazioaren aurreandeformazioaren aurrean

BERO KONFORMAZIOABero konformazioa bi trokelen artean kargapean txapa deformatzen den prozesua da, txaparen

sarrera-tenperatura austenizazio tenperatura baino altuagoa izanik.Hasierako tenperatura altuari esker txaparen harikortasuna altuagoa aprobetxatzen da eta, ondoren,

piezaren gogortasun martensitikoa lortzen da hozte azkarraren bidez.

6. Gaia: Txapa konformazioa 11/21

3. Ebaketa3. Ebaketa

TXAPA EBAKETA metodo industrial ezberdinak existitzen dira:

• PUNTZONAKETA: material eta puntzoi-matrize multzoaren arteko kontaktua dela eta zizailatzen da materiala.

• LASER BIDEZKO EBAKETA: energia dentsitate altua duen argi izpi batek txaparen fusio eta ebaketa eragiten du.

Txapa ebaketa laser bidez

Puntzoi

Matrize

Txapa

PisadoreMatrize eta Puntzoi

Pisadore

Zirrindola baten fabrikaziorako ebaketa trokela

Pieza bukatua

Muxarrakin

6. Gaia: Txapa konformazioa 12/21

PUNTZONAKETA: puntzonaketa egiteko beharrezkoa da PUNTZOI, MATRIZE ETA PISADORE erreminta multzoa erabiltzea. Zuloaren forma puntzoi eta matrizeak determinatzen ditu.

• Ertzen akabera puntzoi eta matrizearen arteko tartearen menpekoa da (beste faktore batzuen artean). Zenbat eta tarte handiagoa, orduan eta akabera txarragoa.

• Beste parametro garrantzitsuak:• Txapa materiala.• Lubrifikazioa.• Puntzoiaren jaitsiera abiadura.

• EBAKETA FINA: puntzoi eta matrizearen arteko tartea oso txikia.Ertz akabera bikaina lortzen da, baina beharrezkoa da kalitate oso oneko txapa.

Matrize

Puntzoi-matrize tartea

Gune txartatua

Haustura gunea

Bizarra

Puntzonatutako txapa baten ertzaren mikro-argazkia, gune txartatua eta haustura gunea

bereizten dira

3. Ebaketa3. Ebaketa

6. Gaia: Txapa konformazioa 13/21

PUNTZONAKETA: puntzonaketa egiteko beharrezkoa da PUNTZOI, MATRIZE ETA PISADORE erreminta multzoa erabiltzea.

• Erreminta materialak:• Puntzoi eta matrizea: altzairu tenplatu, metal gogorra, erresistentzi altuko burdinurtu nodularra.• Pisadorea: erresistentzi baxuzko burdinurtu laminarra.

Txapa puntzonaketarako trokelprogresiboa

3. Ebaketa3. Ebaketa

6. Gaia: Txapa konformazioa 14/21

3. Ebaketa3. Ebaketa

LASER BIDEZKO EBAKETA txapa materiala urtu eta/edo lurruneztatzean datza energia dentsitate altua aplikatuz (laser izpia) eta ondoren gas baten bidez atera.

• Kalitate handiko ebaketak lortzen ditu material galera gutxirekin.• 0,2 eta 6 mm bitarteko lodietan aplikatzen da altzairu, altzairu herdoilgaitz eta aluminioetan (beste

material batzuen artean).• Malgutasun maximoa baimentzen du: laser buru berdinarekin edozein pieza geometria lor

daiteke, zenbakizko kontrolaren programazioaren bidez( puntzonaketan puntzoi bakoitzarekin geometria bakarra ebaki daiteke).

6. Gaia: Txapa konformazioa 15/21

4. Tolestea4. Tolestea

TXAPA TOLESTEA: puntzoi eta matrizea erabiliz txapa tolesten da angelu bat lortu arte.

• Parametro garrantzitsuak:• Txapa lodiera.• Toleste angelua.• Toleste erradioa.

• Tolestea izan daiteke:• Beste puntzonaketa eta enbutizio eragiketa batzuk barneratzen dituen trokel konplexuago baten parteden eragiketa bat.

• Aparteko eragiketa bat, makina espezifikoetan burutua, TOLESTE MAKINETAN.

• Beste konfigurazio batzuk ere posible dira, esateko hodien tolestea eta arrabol bidezko tolestea.

α

α: Toleste angelua

R: Toleste erradioa

T: Lodiera

6. Gaia: Txapa konformazioa 16/21

• TOLESTEA.

• ARRABOL BIDEZKO TOLESTEA.

Puntzoi

Matrize

Txapa

Egitura

Zilindrohidraulikoa

Zenbakizko Kontrola duen makina, toleste eragiketak programatu eta era

automatikoan egiteko aukera

4. Tolestea4. Tolestea

6. Gaia: Txapa konformazioa 17/21

ADIBIDEA: karbono urriko altzairuaren erradio minimoa, tratamendu termiko

gabe : R=0,5T

4. Tolestea4. Tolestea

TOLESTE ERAGIKETAREN ANALISIA :

• Errekuperazio elastiko edo “springback”:momentu errekuperatzaile bat agertzen da txapa gune elastikoan lanean dagoelako.

• Zenbat eta elastikotasun muga handiagoa izan, gero eta errekuperazioa handiagoa da.• Zaila da aldez aurretik jakitea: simulazio numerikoa edo aurre saiakuntzak.• Soluzioak:

• txapa gain-flexionatu.• beroan lan egin.

• Toleste erradio minimoa: kanpoko zuntzak trakziora egiten dute lan eta materialaren haustura tentsioa gainditu dezakete. Erradio minimoa hurrengoen menpe dago:

• txapa materiala. • bere lodiera.

6. Gaia: Txapa konformazioa 18/21

5. 5. EnbutizioaEnbutizioa

ENBUTIZIO prozesuan puntzoiak txapa matrizearen aurka bultzatzen du, barrunbe bat sortuz. Eragiketa konplexuena da:

• Txapan deformazio handiak sortzen dira tentsio egoera aldakor eta oso konplexuekin.• Indar handien beharra, honek trokeletan higadura eta deformazioak sortzen ditu.• Prestakuntza esperimental handiaren beharra (proba-errore).

• Enbutizioz lortutako txapa produktuen adibideak:• Karrozeria eta beste auto pieza batzuk.• Biltontzi, ontzi...• Sukaldeko tresneria.• etab.

6. Gaia: Txapa konformazioa 19/21

ENBUTIBILITATE MUGA (LDR): puntzoiaren diametro jakin batentzat enbutitu daitekeen txapa diametro maximo bat dago arrakalak agertu gabe.

Enbutizio eragiketaren kontrol egokia egin ezean piezan akatsak ager daitezke :• Arrakalen agerpena.• Zimurren agerpena.

LDR=Txapa diametro maximoa

Puntzoiaren diametroa

Auto pieza baten enbutizioan txapan sortutako arrakala

5. 5. EnbutizioaEnbutizioa

6. Gaia: Txapa konformazioa 20/21

6. 6. Tutorepeko galdesortaTutorepeko galdesorta

1. Zergatik uste duzu trokelak hain garestiak direla?

2. Zergatik uste duzu interesgarria den auto fabrikatzaileentzat elastikotasun-muga altua duten altzairuak garatzea?

3. Uste duzu forjatutako pieza baten tentsio egoerak eta estanpatutako pieza batenak zerbait komunean dutela? Erantzuna arrazoitu.

4. Ze aspektu izango zenituzke kontuan laser bidezko ebaketa eta puntzonaketaren artean aukeratzeko?

5. Ze erresistentzia mekaniko lortu dezake puntzoi eta matrizeen fabrikazioarako burdinurtu nodularbatek? Eta ze elongazio?

6. Analizatu kopa bateko gune lauan ditugun tentsio egoerak bere enbutizioan zehar. Berdinak dira tentsio egoera horiek pieza osoan zehar eta prozesu osoaren zehar?

7. Zergatik da pisadorearen presioa aldagai kritikoa enbutizio prozesuan?

8. Zergatik uste duzu errekuperazio elastikoa edo springback-a arazo handiagoa dela elastikotasun muga altuko altzairuetan?

9. Nola eragingo luke txaparen harikortasunak bizarraren agerpenean ebaketa eragiketa batean?

6. Gaia: Txapa konformazioa 21/21

Troquelería BATZProduktuak: AUTOMOZIOAKokapena: Igorre (Bizkaia)www.batz.com

7. 7. LanLan--aukerak: enpresak eta aukerak: enpresak eta produktuakproduktuak

MATRICI S. Coop.Produktuak: AUTOMOZIOAKokapena: Zamudio (Bizkaia)www.matrici.com

GESTAMP AutomociónProduktuak: AUTOMOZIOAKokapena: Abadiño, mundu osoan zehar lantegiakwww.gestamp.com

Estampaciones RUBI Produktuak: AUTOMOZIOAKokapena: Gasteiz(Araba)www.estampaciones-rubi.com

FAGOR ArrasateGILTZA ESKURA SISTEMEN fabrikatzailea(prentsa lerroak, estanpazio sistemak, ebaketa lerroak, …)Kokapena: Hernani (Gipuzkoa)www.fagorarrasate.com

ESTAMPACIONES TROKELAN, TROQUELERÍA RONAY, ICT-ICM, TROKENOR…

FAGOR ARRASATE-eketxekotresna

elektrikoen piezenfabrikazio lerroak

garatzen ditu

ICT-ICM-ek automobilsektorerako pieza

metalikoen estanpaziotresneria diseñatzen eta

fabrikatzen du.