Aproximacion_al_Hidroconformado

5/10/2018 Aproximacion_al_Hidroconformado - slidepdf.com

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Hidroconformado(Hydroforming) Aproximación a tecnologías emergentes

Además de la meta de reducción de costes, las empresas tienen como objetivo

la optimización de los procesos de fabricación de sus productos, la disminución

del peso, la estabilidad, rigidez, etc. Esto requiere de la reevaluación de las

soluciones de diseño convencional, las técnicas de fabricación y los materiales

seleccionados en la búsqueda de soluciones alternativas. Una alternativa

interesante con un gran potencial técnico y económico es el hidroconformado,

un método para la fabricación de una amplia gama de componentes con

geometrías complejas fabricados de material tubular o chapas por medio de la

presión del agua. Este método puede disminuir los tiempos de desarrollo,

reducir el número de pasos de operación y alcanzar una alta precisión en las

piezas. En esta aproximación a las tecnologías emergentes se abordarán

conceptos teóricos, aplicaciones, ventajas y desventajas relacionados con este

proceso de conformado.

2009

OTEA

AIMME

01/11/2009



Hidroconformado

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AIMME - Instituto Tecnológico Met

http://www.aimme.es

Aproximación

1. Introducción

En la historia de las tecn

demostrado ser la fuerza i

continuo de los procesos de

Al mismo tiempo, se desarr

componentes con geometría

disponibilidad de piezas ad

responden a los nuevos requ

subdividir en: procedimient

conformado masivo. La nor

cuenta, principalmente, los e

Figura 1. Subdivisión de proce

Debido al hecho de que los

contaminación medioambie

importancia en el diseñoestablecido un nuevo proces

hidroconformado.

El conjunto de técnicas con

métodos convencionales m

mejora de condiciones de

permiten mayores deforma

finalmente posibilitan la obt

hoy por los procedimientos

partir de elementos tubulare

lmecánico http://o

l hidroconformado (Hydr

ologías de conformado metálico; la industri

pulsora desde el siglo pasado. De esta man

fabricación fue la base para la mejora continua

llado nuevos procedimientos que han facilitad

s más complejas que garantizaron un aumento

emás de nuevos procesos de deformación

isitos. Los procedimientos de conformado se pu

s de conformado de chapa metálica o en p

a DIN 8582 subdivide los procesos de confor

sfuerzos efectivos (Fig. 1).

sos de fabricación según la norma DIN 8582 [M. Keigl

Harrison, Anjali K. M. De Silva, 2004]

recursos son más escasos y como consecuenc

tal, las construcciones de bajo peso o ligera

e un producto. Como resultado de estoso de conformado entre los procesos de confor

cidas como hidroconformado representan un

cánicos por razones de flexibilidad (simplifica

roceso (esencialmente reducción de fuerzas

iones, mejor precisión, mejoras en las tensi

ención por deformación de piezas imposibles

convencionales (particularmente en la fabric

y en componentes donde es crítica la relación

bservatorio.aimme.es

2 de 8

forming)

a automotriz ha

era, el desarrollo

de los productos.

la obtención de

de la eficiencia y

y máquinas que

den clasificar y/o

rocedimientos de

ado teniendo en

er, H. Bauer, D. K.

ia de la creciente

son de especial

requisitos, se hamado clásico – el

alternativa a los

ción de utillajes),

de fricción), que

nes residuales y

e producir hasta

ción de piezas a

eso-resistencia).



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La aplicación más común e

consiste en el conformado d

introducción de un fluido

simultánea para evitar un

sometidas a una fuerte exp

diferentes cambios de secció

que proporciona una may

operaciones de taladrado en

El proceso básico para el hidr

1. Tubos rectos o pre-defor

2. La matriz se cierra por un

tubo durante el cierre

3. Los punzones de sellado

4. El material se expandconjuntamente con el av

de las zonas de conforma

(1)

(3)

Figura 2. Esquema del proces

Otra de las aplicaciones es

método está centrado en la dfluido. Una gran ventaja d

herramientas que se produc

calibrado (proceso de hidroc

paso. El hidroconformado ta

ligeras (aluminio, aleaciones

capacidades de conformabili

hidroconformado ofrece un

deformaciones y la temperat

lmecánico http://o

s el hidroconformado de tubos (Tube hydrof

un tubo de acero contra las paredes de una m

presión. Pudiendo emplearse además una

excesivo adelgazamiento del espesor del tu

nsión. El tubo altera su forma durante el pro

n a lo largo de su longitud, obteniéndose unas

r rigidez que en piezas estampadas facilit

cualquier parte de la pieza.

oconformado de tubos (Fig. 2) se puede describi

ados se introducen primero en la matriz

proceso hidráulico que puede conformar de m

ierran las extremidades del tubo y se inicia el lle

por el incremento de presión del liquidnce simultaneo de los punzones de sellado, flu

do y da la configuración final de la pieza.

(2)

(4)

o de hidroconformado para tubos [www.automacion

el hidroconformado de chapa (Sheet Hydrofo

eformación de placas simples o dobles usando pe estos métodos es la flexibilidad en cuan

e rápidamente y permiten realizar la embutici

nformado sin un considerable flujo axial de m

bién es una excelente técnica de fabricación pa

de magnesio, etc.). Estos materiales tienen n

dad menores que las que poseen los aceros, p

a oportunidad única de influenciar y control

ra en la pieza para incrementar los límites de c


3 de 8

rming, THF) que

atriz, mediante la

compresión axial

bo en las zonas

ceso permitiendo

formas suaves lo

las posteriores

r de esta manera:

nera mecánica el

nado

que se realizae hacia el interior

didactica.com.ar]

rming, SHF). Este

ara ello un medioto al cambio de

n, el recorte y el

terial) en un solo

ra construcciones

ormalmente unas

ero el proceso de

ar las tensiones,

nformabilidad.



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El proceso para el hidroconfo

a. La chapa no deformada s

b. Se cierra la prensa y se

chapa,

c. El punzón se mueve en d

primera etapa de confor

d. La chapa se retira de l

tensiones mecánicas del

Figura 3. Esquema

[

Las máquinas de hidroconfo

fluido hidráulico, pero una

presión. El llamado hidrocon

fluido de trabajo, en el lad

enciende, la presión generad

de la matriz, con presion

hidroconformado por explos

posible combinar los dos m

conformado más convencio

posible trabajar con chapas dchapa elevados (> 10 mm

(reduciendo las operaciones

elevada resistencia mecánica

lmecánico http://o

rmado de chapas (Fig. 3) se puede describir com

e sitúa en la matriz conjuntamente con la lámin

plica una presión inicial de pre-conformado pa

irección contraria a la presión para deformar la

ado,

prensa y se le aplica un tratamiento térmic

aterial

del proceso de hidroconformado para láminas y/o c

ww.hytechusa.com/hydroforming.html]

rmado industriales usan un pistón para gene

lternativa experimental es el uso de explosivo

ormado por explosión contiene una carga expl

o de alta presión del material (Figura 4). Cu

a por la explosión hace que el material de trabaj

es de hasta millones de libras por pulga

ión y la soldadura por explosión son técnicas

todos simultáneamente. En comparación con

nales, las ventajas del hidroconformado por

e gran tamaño (gracias al uso de explosivos), utien el caso de aleaciones de Ni), producir f

tales como soldadura y tratamiento térmico), p

y dimensiones muy precisas.


4 de 8

o sigue:

ra colocar bien la

chapa durante la

o para quitar las

apas

rar presión en el

s para generar la

siva, con o sin un

ando la carga se

o adopte la forma

da cuadrada. El

similares, siendo

tros métodos de

explosión hacen

lizar espesores dermas elaboradas

roductos con una



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Figura 4. Esq

[http://w

2. Aplicaciones

La mayoría de aplicaciones d

donde se fabrican marcos de

potencia, tubos de escape, e

esta tecnología como una

manera de ahorrar costes y

el de la generación de ene

armamento, deportivo, etc.,elementos de puertas, patas

La elección del hidroconform

peso y más con la reducció

interesantes y estéticamente

Figura 5. Partes de un auto

lmecánico http://o

uema del proceso de hidroconformado por explosión

w.pacaero.com/products/explosive-forming.htm]

el hidroconformado se centran en la industria

suspensión, estructuras de carrocería, compon

c. Pero se ha extendido ampliamente a otros se

alternativa al conformado tradicional de sus

enerar competitividad. Entre estos nuevos sect

rgía, fontanería, instrumentos musicales, mé

donde se fabrican grifos, mangos para instrude mesas y sillas, miras de rifle, marcos de bicic

ado para estas aplicaciones tiene menos que ve

del número de pasos de procesamiento par

agradables.

óvil fabricas mediante hidroconformado [F.J. Rípoda


5 de 8

utomotriz (Fig. 5)

entes del tren de

ctores donde ven

productos y una

ores se encuentra

ico – quirúrgico,

mentos médicos,letas, etc. (Fig. 6).

r con el ahorro de

producir formas

s Agudo, 2003]



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(a) Miras de escope

(c) Barra de alarma (acer

de emer

e) Fuelles metálicos

g) Marcos de biciclet

Figura 6. Piezas fabricadas por

[a), b)

www.nickelinstitute.org/index.c

www.bikegroup.c

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tas (aluminio) (b) Grifo para ba

o) para las puertas

encia(d) Componente de t

(acero) f) Banco (acer

(titanio)h) Silla de ruedas (al

hidroconformado que pertenecen a sectores diferent

y c) www.h-htube.com/hydroforming.html, d)

fm/ci_id/14818.htm, e) www.alloybellows.com, f) w

om/tecnologia.htm, h) www.southwestmedical.


6 de 8

os (latón)

urbina de gas

o)

uminio)

es del automotriz.

w.dezeen.com/, g)

com/]



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3. Ventajas frente a l

La razón por las que el h

aplicación en el campo de la

conformado convencional, so

• Reducción de costos med

• Reducción de peso medi

• Mejora de las propiedad

• Mejora de la resistencia

endurecimiento por trab

• Simplificación de los pro

reducción de las uniones

• Mejora del rendimiento

• Reducción de la recuper

entera

A pesar de estas ventajas, la

conformado convencional y

componentes de automóvile

son los siguientes:

• Las condiciones para el c

• La máquina de conforma

• El tiempo de ciclo de trab

• La soldadura por puntos

Estas desventajas se deben

que hay muchos parámetro

Para ser más específicos, la c

con su trayectoria de carga (

conformado y lo que es má

diferentes materiales.

4. Referencias

• Masaaki Mizumura, Osa

Development of Hydrofo

116 – 121.

• F.J. Rípodas Agudo. Ma

Technology, 2003, 114 –

• http://www.monografias

• http://www.robotiker.co

5D1A13E?method=detall

• http://www.pacaero.co

lmecánico http://o

s alternativas tradicionales

idroconformado se está expandiendo rápida

abricación de componentes de automóviles. Su

n las siguientes:

iante la integración de algunos componentes

nte la reducción de las bridas soldadas para uni

s de fatiga por la reducción de las uniones solda

de los componentes por el conformado de se

jo

cesos de trabajo por el agujero de perforación

soldadas

ediante la reducción de los márgenes de recort

ción elástica (springback ) por conformado plá

plicación del hidroconformado es aún limitada

su uso no se está expandiendo a una am

s. Las razones para esto o las deficiencias del

nformado son complicados y requieren habilida

o es muy grande y costosa.

ajo es largo y la productividad es baja.

e un producto con otras partes o componentes

que el hidroconformado es una tecnología nu

y están interrelacionados entre sí de una ma

mbinación de la presión hidráulica interna y la

su patrón de aplicación) determinan la viabilid

s, las condiciones óptimas de estos factores s

u Honda, Tohru Yoshida, Keinosuke Iguchi, Y

rming Technology. Nippon Steel Technical Rep

ufacturing Tubes for Hydroforming Applicati

119.

.com/trabajos41/hidroconformado/hidroconfor

m/revista/articulo.do;jsessionid=D47AD944967

e&id=35

/products/explosive-forming.htm


7 de 8

ente es por su

ventajas sobre el

las piezas

das

ción cerrada y el

en matrices y la

e

tico de una pieza

comparada con el

plia variedad de

hidroconformado

des particulares.

es difícil.

eva y al hecho de

nera complicada.

alimentación axial

d del trabajo por

n diferentes con

ukihisa Kuriyama.

ort, Nº 90, 2004,

ns. Tube & Pipe

mado2.shtml

8D8FF9719229F



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• • Michael Keigler, Herbert

the Thermal Hydroformin

• www.hytechusa.com/hy

• Paul Tauzer. Tube hydrof

– 3.• www.automaciondidacti

• www.h-htube.com/hydrofo

• www.dezeen.com/

• www.alloybellows.com

• www.nickelinstitute.org/

• www.bikegroup.com/tec

• www.southwestmedical.

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Bauer, David K. Harrison, Anjali K. M. De Silva.

g Process. LS-DYNA Anwenderforum, Bamberg,

roforming.html

orming for expanded design options. Tube & Pip

a.com.ar

rming.html

index.cfm/ci_id/14818.htm

nologia.htm

om/


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FE - Simulation of

2004

e Journal, 2003, 1

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