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Procesos de Conformado de Lámina Metálica

M. En C. Benjamin Morales Cervantes

benjamin.morales@autoform.mx

Technical Manager

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Introducción a• Dobleces

• Embutido

• HidroConformado

• Conformado en Caliente

• Otros procesos

Bienes de consumo

Lámina como materia primaMateria prima variada

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Esfuerzos en un Doblez

Punzón

Matriz

Fibra neutra

Altura de la fibra neutra en un doblez

0.32

0.34

0.36

0.38

0.4

0.42

0.44

0.46

0.48

0.5

0.52

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Alt

ura

de

la f

ibra

neu

tra

a p

arti

r d

e la

car

a in

teri

or

del

rad

io

𝑅𝑎𝑑𝑖𝑜 𝑑𝑜𝑏𝑙𝑒𝑧

𝐸𝑠𝑝𝑒𝑠𝑜𝑟

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Doblez Recto

A

B1

B

A1

AB = A1 B1

No hay deformación

Doblez Convexo

A

B1

B

A1

AB > A1 B1

Arruga

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Doblez Cóncavo

AB1

B

A1

AB < A1 B1

Adelgazamiento

Evolución de la carrocería

Fuente: VW

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Piezas más complejas

Embutido

Calidad en un Embutido

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Embutido Doble Efecto

• Gravedad

• Cierre

• Embutido

• ExpulsiónMatriz

Punzón Sujetaláminas

Diferentes Escenarios de Estiramiento

• Embutido completo

• Parte de la pieza en el sujetaláminas

• Cabezas abiertas

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Addendum

Venas de retención

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Evaluación de Embutido

Comparación de Diferentes Resistencias

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5

Esfu

erzo

(M

Pa)

Deformación (mm/mm)

Y0137T0313

Y0213T0346

Y0352T0458

Y0475T0598

Y0573T0828

Y0621T1016

MS1300

AL 1050O

AL57XX

Inox 301

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Capacidad de deformación de los Aceros

0

10

20

30

40

50

60

70

0 200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

IS

LSS HSS AHSS UHSS

Resistencia Máxima

(MPa)

Cap

acid

ad d

e D

efo

rmac

ión

(%)

HidroConformado• HidroConformado de tubos es un proceso de manufactura donde se aplica

presión hidráulica a material metálico dúctil para obtener componentescon una forma determinada

• La presión hidráulica es lo suficientemente alta para provocar unadeformación plástica del tubo hasta alcanzar la forma de la cavidad

• Las piezas fabricadas por medio de HidroConformado de tubos ofrecen unarelación más alta entre resistencia y peso a un menor costo encomparación con ensambles fabricados con procesos convencionales deconformado y soldadura.

• Componentes básicos:• Herramienta de HidroConformado, Troquel• Prensa• Unidad de potencia Hidráulica

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Candidatos para HidroConformado

AISIMetalsa

Uso en Motocicletas

bmwmotorcycle.com

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Diferencia en Conformado e HidroConformado

Conformado y soldado

• Los componentes complejos de absorción de impactos están compuestos de piezas conformadas a partir de platinas.

• Velocidad de producción de 8 golpes por minuto con varios juegos de troqueles

• Aprovechamiento de cada pieza conformada va del 30 al 50%

• Dispositivo de ensamble y soldadura a una taza de producción de 1 pieza por minuto

HidroConformado

• Sobrante alrededor del 15%

• De 1 a 3 piezas por minuto

• Ahorros en equipo, herramentales, ensamble, mano de obra y energía

• Problemas en capacidad de corte por laser

Pasos de un Proceso de HidroConformado• Tubo recto

• Aproximación

• Preforma

• HidroConformado y/o HidroPunzonado

• Corte laser

• Schuler HydroForming, Inc.

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Fabricación de Tubos• Con costura (Rolado)

• Sin costura Extruido

Quantech.es

Hydro.com

Capacidad de deformación de los Aceros

0

10

20

30

40

50

60

70

0 200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

IS

LSS HSS AHSS UHSS

RT

900°C

RT

Resistencia Máxima

(MPa)

Cap

acid

ad d

e D

efo

rmac

ión

(%)

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Proceso de Temple en Prensa

Resistencia máxima

Elo

nga

ció

n U

nif

orm

e

RT

900°C

RT

Calentar Formar Temple

850°C

550°C

0 300 600 900 1,200 1,500 1,800

10

20

30

40

50

60

70

Formado

Temple en Prensa Directo

22MnB5

Ferrita/Perlita MartensitaAustenita

20° 950° 200°

Source: VW

Material Calentamiento Conformado Temple Enfriamiento

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Temple en Prensa Indirecto

22MnB5

Ferrita/Perlita MartensitaAustenita

20° 950° 200°

Source: VW

Material Preforma Calentamiento Conformado Temple Enfriamiento

Diagrama de Transformación con Enfriamiento Continuo

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Modelo Termo-Mecánico de Material

),,( THH pl

Velocidad de deformación

Tem

per

atu

ra

……

……

Propiedades a la carta

Pilar B zona del techo

Pilar B zona del pisoSource: Volkswagen

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Diferentes Durezas

True Strain

True Stress

Ideal para Resistencia al impacto

Ideal para absorber energía

~1500 MPa

~600 MPa

Calentamiento Personalizado

Source: Volkswagen

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Platina Personalizada por Soldadura

Platina Personalizada desde el Rolado

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Parche

Spot welded patch material

Otros Procesos

Quintustechnologies.com Benedikt Rentsch et al 2017 J. Phys.

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Muchas Gracias por su AtenciónM. En C. Benjamin Morales Cervantes

benjamin.morales@autoform.mx

Technical Manager

autoform.com