Sistemas de termolaminado

Mec´nica Computacional Vol. XXIII a G.Buscaglia, E.Dari, O.Zamonsky (Eds.) Bariloche, Argentina, November 2004

SIMULACIÓN NUMÉRICA Y VALIDACIÓN EXPERIMENTAL DEL PROCESO DE TERMOFORMADO DE LÁMINAS
Carlos Garrido1, Diego Celentano2 y Fernando Flores3
Universidad de La Serena, Depto de Ing. Mecánica, La Serena-Chile cgarrido@userena.cl 2 Universidad de Santiago de Chile, Depto. de Ing.Mecánica, Santiago-Chile dcelenta@lauca.usach.cl 3 Universidad Nacional de Córdoba, Depto. de Estructuras, Córdoba-Argentina. fflores@efn.uncor.edu
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Palabras clave: termoformado, termomecánica, métodos numéricos. Resumen. En este trabajo se estudia un proceso de conformado de un material termoplástico. El análisis considera los efectos termomecánicos que se producen entre la lámina a termoformar conlas diferentes herramientas del proceso. El modelo termomecánico acoplado utilizado se basa en una formulación Lagrangeana Total Hiperelástica donde el comportamiento del material de la lámina a termoformar se describe a través de un modelo constitutivo elastoplástico que incorpora un criterio de fluencia isótropo y una ley de endurecimiento potencial. Este modelo se resuelve con un esquemaalternado en el contexto del método de los elementos finitos. La discretización espacial emplea un elemento finito de lámina extendido que, además de brindar un tratamiento adecuado a las grandes deformaciones elastoplásticas que experimenta el material, incorpora una variación lineal de la temperatura a través del espesor para describir los efectos térmicos sobre el mismo. Por último, los resultados delmodelo se comparan con mediciones experimentales realizadas en un proceso industrial de fabricación de un gabinete de un refrigerador doméstico.

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C. Garrido, D. Celentano, F. Flores

1. INTRODUCCIÓN En la actualidad es difícil imaginar que algún sector, productivo o económico, pueda prescindir de los plásticos. Basta una simple visualización a nuestro alrededor para verificar laimportancia que tienen estos materiales en nuestro diario vivir. La producción de plásticos continuará creciendo, abarcando distintos sectores, debido principalmente a sus propiedades y a su relación costo-beneficio. Ellos presentan gran variedad de propiedades, algunas de las cuales no son posibles de obtener en otros materiales. Los plásticos se clasifican en termoplásticos y termoestables. Dentro delos termoplásticos, se encuentra el “Acronitrilo Butadieno Estireno”, conocido a nivel comercial como ABS, de alto interés industrial por sus características de formabilidad y calidad de terminación. Los distintos productos manufacturados con plásticos se obtienen por variados procesos de moldeo. Entre otros, el proceso por el cual se usa una lámina de material termoplástico para darle una formadeseada, utilizando medios mecánicos o neumáticos para formar el artículo final sin pasar por la fusión del plástico, se denomina Proceso de Termoformado. Este proceso de transformación se puede realizar al vacío, a presión y en forma mecánica. Muchas son las líneas que requieren de este tipo de procesos: la industria productora de embalajes alimentarios, la fabricación de envases y empaquesdesechables, la industria automotriz (parachoque y tapicería), la fabricación de componentes de línea blanca (refrigeradores, estufas, etc.), etc. Por otra parte y con el fin de obtener piezas con una alta calidad de terminación y de resistencia, la tendencia actual para el análisis de procesos de este tipo se vuelca al empleo de simulaciones numéricas que requieren de modelos constitutivos y técnicasnuméricas robustas y apropiadas las cuales, validadas adecuadamente, representen lo más acertadamente posible el evento en estudio. En este contexto es que se enmarca este trabajo donde se pretende contar con una herramienta apropiada para la descripción completa del proceso de termoformado permitiendo, además, analizar la sensibilidad de la respuesta termomecánica para determinados parámetros de...