Articulo de referencia

Compensación de recuperación elástica

La compensación de recuperación elástica se utiliza en el conformado de metales para asegurar que la forma final que adquiere una pieza de metal después de ser retirada de una h...

La compensación de recuperación elástica se utiliza en el conformado de metales para asegurar que la forma final que adquiere una pieza de metal después de ser retirada de una herramienta de conformado sea la deseada. Normalmente, cuando el metal se conforma a temperatura ambiente, experimenta deformación plástica y elástica . Después de que la pieza de trabajo de metal se retira de la herramienta o implemento de deformación, la deformación elástica se libera y solo permanece la deformación plástica; por lo tanto, la pieza de trabajo "recupera" su forma original a una posición intermedia entre su posición original y la posición en la que fue conformada. [ 1 ] Por lo general, la compensación de recuperación elástica se realiza doblando el material en exceso en una cantidad que corresponde a la magnitud de la recuperación elástica.

Al doblar metal, la compensación de la recuperación elástica se realiza empujando la pieza de trabajo más adentro de la matriz. Para otras operaciones de conformado de chapa metálica , como el embutido , implica deformar la chapa metálica más allá de la forma planificada de la pieza, de modo que cuando se libera la deformación elástica de la pieza, la deformación plástica en esa pieza produce la forma deseada. En el caso de herramientas complejas, la recuperación elástica debe considerarse en las fases de ingeniería y construcción. A menudo se utilizan simulaciones de software complejas, pero con frecuencia esto no es suficiente para obtener los resultados deseados. En tales casos, se realizan experimentos prácticos, utilizando el método de ensayo y error y la experiencia para corregir el proceso. Sin embargo, los resultados del proceso solo son estables si todos los factores influyentes son los mismos. [ 2 ] Estos incluyen aspectos como el límite elástico, la composición química, los procesos de envejecimiento y la estructura de la pieza de trabajo; el desgaste de la herramienta; y la temperatura y la velocidad de deformación durante el proceso de conformado.

La evaluación de la recuperación elástica de productos conformados finales es un problema difícil y se ve afectada por la complejidad de la forma conformada. El problema de referencia de la conferencia NUMISHEET 93 implica el doblado por estirado de un perfil en U utilizando tres parámetros medidos. Se han propuesto enfoques sin parámetros para geometrías más complejas, pero necesitan validación. [ 3 ]

El análisis paramétrico de elementos finitos puede utilizarse para la creación de modelos de orden reducido basados ​​en inteligencia artificial (ROM-AI) para la predicción del efecto de recuperación elástica. [ 4 ]

Ejemplo práctico: herramientas electrónicas de doblado con compensación de recuperación elástica.

Herramienta electrónica para doblado con medición de ángulo integrada y compensación de recuperación elástica.

La fabricación de conjuntos eléctricos produce componentes planos, utilizando cobre y aluminio. Las propiedades mecánicas del cobre y el aluminio son muy diferentes y requieren parámetros de programación distintos para lograr las mismas características dimensionales.

Se requiere tecnología de doblado para materiales planos que mida cada ángulo de curvatura y compense el efecto de recuperación elástica. Esto garantiza una precisión absoluta en el ángulo de curvatura de los materiales planos. Se logra mediante el uso de prismas de doblado con tecnología electrónica de medición angular. Durante el doblado, dos pernos planos que sostienen el material giran. Los pernos están conectados directamente a los sensores angulares. Un ordenador, o más bien el sistema de control de la máquina, calcula entonces la carrera final necesaria. La recuperación elástica de cada curvatura se compensa independientemente del tipo de material.

Si la precisión de medición es de 0,1º, se logra una alta precisión angular de +/- 0,2º al instante con la primera pieza, sin necesidad de retoques. Al no requerir ajustes, se reducen considerablemente los desperdicios de material y los tiempos de preparación. Incluso las inconsistencias dentro de una misma pieza se corrigen automáticamente.

Véase también

Referencias

  1. F. Hosford, William; Caddel, Robert M. (2014). Metal Forming: Mechanics and Metallurgy (4.ª  ed.). Cambridge University Press. pp. 199–209 . ISBN  9781107004528.
  2. Optimierung der Produkt- und Prozessentwicklung . ETH Zúrich. 1999. pág. 67.ISBN  978-3728126962.
  3. Raghavan; et al. (septiembre de 2013). "Evaluación numérica del efecto de recuperación elástica en el proceso de embutición profunda mediante interpolación de conjuntos de nivel utilizando variedades de forma". International Journal of Material Forming . 7 (4): 487– 501. doi : 10.1007/s12289-013-1145-8 . S2CID 255585418 .  
  4. Spathopoulos SC, Stavroulakis GE. Predicción del efecto de recuperación elástica en el conformado de chapa metálica, basada en el análisis de elementos finitos y el enfoque de redes neuronales artificiales. Applied Mechanics. 2020; 1(2):97-110. https://doi.org/10.3390/applmech1020007
  • M. Weck: Werkzeugmaschinen Maschinenarten und Anwendungsbereiche (VDI-Buch Springer Vieweg Verlag, 6. Aufl. 2005 (2 de agosto de 2005), ISBN 3540225048
  • EHRT: Folleto Máquinas y herramientas curvadoras. , Rheinbreitbach, 2012.
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