Conformado de chapa
Páginas: 10 (2498 palabras)
Publicado: 11 de diciembre de 2014
Procesos de Conformado Incremental
1. iNTRODUCcIó
Los procesos convencionales de conformado de chapa (estirado, estampación, embutición, etc.) son procesos de fabricación bien establecidos en la práctica y de gran importancia industrial. Pero esta tecnología requiere una gran inversión inicial y largos períodos de puesta a punto, con matrices específicas para cada parte, en contraposicióna éstos procesos, los procesos de conformado incremental son económicamente viables para la producción de series cortas de piezas. El conformado incremental se caracteriza por ser capaz de elaborar piezas con geometría muy compleja. La fabricación de piezas a partir de una chapa se consigue a través de generar sucesivas y pequeñas deformaciones sobre la chapa, hasta que la suma de estas pequeñasdeformaciones configure la forma final deseada.
La idea de conformar gradualmente una chapa con una sola herramienta de punto fue patentado por Leszak en 1967, aún antes de que fuera técnicamente factible [1]. El ISF se introdujo originariamente en Japón por Matsubara [2] en 1993 como un método para la realización de prototipos y la fabricación de productos de chapa en pequeñas series, aunquese está haciendo hueco en otros sectores.
Hoy en día, existen nuevos procesos en los que la chapa se deforma plásticamente en un punto, permitiendo que la producción de piezas de chapa complejas sea verdaderamente flexible. Esto se puede hacer ya sea en pequeños lotes con plazos de entrega cortos, o en la producción de prototipos rápidos utilizables en un día. Los nuevos procesos sonatractivos debido a que la fabricación de piezas de chapa metálica se puede lograr por cualquier instalación que disponga de una fresadora con Control Numérico por Computadora (CNC) de tres ejes.
El motivo de la aparición de estos procesos se encuentra en las limitaciones de los procesos convencionales en cuanto a la geometría de la pieza a realizar, y al hecho de que requieran herramientasespecíficas y matrices.
Tanto el hardware como el software de CNC han alcanzado la madurez suficiente para permitir el desarrollo de nuevos procesos de conformado de chapa, así los nuevos métodos de conformado dan la posibilidad de crear instalaciones de conformado flexibles, sin matrices, capaces de producir superficies de formas complejas, con la aplicación de herramientas genéricas. El objetivo finales ‘dar forma sin matriz’ [3,4].
Se han explorado muchas variaciones de conformado incremental, pero aun así la herramienta más ampliamente utilizada es un indentador sólido semiesférico.
Figura 1. Herramienta de conformado incremental.
Las dos configuraciones más comunes son: Single-Point incremental Forming (SPIF) y Two-Point Incremental Forming (TPIF).Ambas configuraciones tienen como elementos la herramienta, la chapa, el elemento de sujeción y la máquina de control numérico [5,6].
- El SPIF presenta como principal diferencia al proceso anterior la ausencia de molde. En este proceso, una chapa sujeta por sus bordes es deformada en un punto con una sola herramienta.
Figura 2. Esquema SPIF y TPIF
-El TPIF es un proceso en el que laplaca es presionada simultáneamente por dos puntos. La herramienta presiona el metal, causando deformación plástica, y a la vez va recorriendo el trazado fijado para la forma que está siendo mecanizada. El otro punto del TPIF es un elemento que crea una fuerza contraria hacia arriba en la chapa. Por tanto, la diferencia principal con el SPIF es que en el TPIF se requiere de una matriz parcial ototal o una segunda herramienta móvil que siga la trayectoria de la herramienta principal. En ambos casos, las trayectorias de las herramientas más comunes son contornos o espirales aumentando la profundidad según éstas siguen el perfil del producto.
2. Estado del arte
A pesar de comenzar su desarrollo en la década de los noventa y de los rápidos avances de los últimos años, la tecnología del...
1. iNTRODUCcIó
Los procesos convencionales de conformado de chapa (estirado, estampación, embutición, etc.) son procesos de fabricación bien establecidos en la práctica y de gran importancia industrial. Pero esta tecnología requiere una gran inversión inicial y largos períodos de puesta a punto, con matrices específicas para cada parte, en contraposicióna éstos procesos, los procesos de conformado incremental son económicamente viables para la producción de series cortas de piezas. El conformado incremental se caracteriza por ser capaz de elaborar piezas con geometría muy compleja. La fabricación de piezas a partir de una chapa se consigue a través de generar sucesivas y pequeñas deformaciones sobre la chapa, hasta que la suma de estas pequeñasdeformaciones configure la forma final deseada.
La idea de conformar gradualmente una chapa con una sola herramienta de punto fue patentado por Leszak en 1967, aún antes de que fuera técnicamente factible [1]. El ISF se introdujo originariamente en Japón por Matsubara [2] en 1993 como un método para la realización de prototipos y la fabricación de productos de chapa en pequeñas series, aunquese está haciendo hueco en otros sectores.
Hoy en día, existen nuevos procesos en los que la chapa se deforma plásticamente en un punto, permitiendo que la producción de piezas de chapa complejas sea verdaderamente flexible. Esto se puede hacer ya sea en pequeños lotes con plazos de entrega cortos, o en la producción de prototipos rápidos utilizables en un día. Los nuevos procesos sonatractivos debido a que la fabricación de piezas de chapa metálica se puede lograr por cualquier instalación que disponga de una fresadora con Control Numérico por Computadora (CNC) de tres ejes.
El motivo de la aparición de estos procesos se encuentra en las limitaciones de los procesos convencionales en cuanto a la geometría de la pieza a realizar, y al hecho de que requieran herramientasespecíficas y matrices.
Tanto el hardware como el software de CNC han alcanzado la madurez suficiente para permitir el desarrollo de nuevos procesos de conformado de chapa, así los nuevos métodos de conformado dan la posibilidad de crear instalaciones de conformado flexibles, sin matrices, capaces de producir superficies de formas complejas, con la aplicación de herramientas genéricas. El objetivo finales ‘dar forma sin matriz’ [3,4].
Se han explorado muchas variaciones de conformado incremental, pero aun así la herramienta más ampliamente utilizada es un indentador sólido semiesférico.
Figura 1. Herramienta de conformado incremental.
Las dos configuraciones más comunes son: Single-Point incremental Forming (SPIF) y Two-Point Incremental Forming (TPIF).Ambas configuraciones tienen como elementos la herramienta, la chapa, el elemento de sujeción y la máquina de control numérico [5,6].
- El SPIF presenta como principal diferencia al proceso anterior la ausencia de molde. En este proceso, una chapa sujeta por sus bordes es deformada en un punto con una sola herramienta.
Figura 2. Esquema SPIF y TPIF
-El TPIF es un proceso en el que laplaca es presionada simultáneamente por dos puntos. La herramienta presiona el metal, causando deformación plástica, y a la vez va recorriendo el trazado fijado para la forma que está siendo mecanizada. El otro punto del TPIF es un elemento que crea una fuerza contraria hacia arriba en la chapa. Por tanto, la diferencia principal con el SPIF es que en el TPIF se requiere de una matriz parcial ototal o una segunda herramienta móvil que siga la trayectoria de la herramienta principal. En ambos casos, las trayectorias de las herramientas más comunes son contornos o espirales aumentando la profundidad según éstas siguen el perfil del producto.
2. Estado del arte
A pesar de comenzar su desarrollo en la década de los noventa y de los rápidos avances de los últimos años, la tecnología del...
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