Aplicación de Tecnologías CAE de Simulación al Diseño y

TECHNICAL REPORTS
Aplicación de Tecnologías CAE de Simulación al Diseño y Mejora de Procesos
de Laminación de Perfiles
El conformado metálico descansa fundamentalmente en la experiencia acumulada por
especialistas. Sin embargo las tendencias actuales requieren de las industrias una alternativa
como puede ser la simulación computacional.
La simulación numérica de procesos industriales es un área emergente por el intenso y
continuo incremento de la potencia de los medios informáticos y por el esfuerzo de nuestros
técnicos en la concepción e implementación de herramientas de análisis y simulación de todo
tipo de comportamientos.
Los motivos de interés son varios:
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El conocimiento de las fuerzas y potencias en juego.
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El conocimiento dimensional de las geometrías resultantes.
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El conocimiento de los niveles de deformación y tensiones residuales.
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El conocimiento de la evolución térmica y su influencia en la microestructura.
La relación entre los conceptos mencionados y las características finales mecánicas y
metalúrgicas de los productos y componentes fabricados, tiene fuerte incidencia en aspectos
tan decisivos como el costo, los plazos y la calidad.
Selak, como fabricante de perfiles laminados en caliente, requiere una herramienta de las
características mencionadas que le permitan:
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Desarrollar un adecuado diseño de los cilindros de la laminación.
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Establecer los parámetros del proceso que eviten los defectos típicos de laminación
(pliegues...)
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Predecir los límites de proceso para evitar los defectos internos y superficiales
(temperaturas, presión...).
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Mejorar la calidad de perfil laminado, reduciendo los costes de fabricación y los
rechazos.
Con esta finalidad es por lo que PERFILES ESPECIALES Selak S.L. ha puesto en marcha este
proyecto.
Aplicación de Tecnologías CAE de Simulación al Diseño y Mejora de Procesos de
Laminación de Perfiles.
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La tecnología aplicada se basa en la técnica de los elementos finitos que se usa en diversas
áreas de la ingeniería y de la física. La aplicación del método de los elementos finitos al
conformado de metales surge de la extensión de las técnicas de análisis de estructuras al
régimen de deformación plástica. El desarrollo del método ha hecho posible una determinación
del efecto de los distintos parámetros que intervienen en el flujo del metal. Aquí se incluye el
análisis de los cambios de temperaturas por la transmisión de calor y la energía de disipación
plástica, así como la componente elástica del flujo visco-plástico.
La simulación numérica por el método de los elementos finitos dispone de diversos códigos
basados en formulaciones implícitas y explícitas. En este caso se ha adoptado el programa
Forge 3. Este código en principio esta destinado a la simulación de procesos de forja y se basa
en una formulación implícita, y tiene como ventaja que realiza un cálculo termomecánico
acoplado que permite calcular las deformaciones a diferentes temperaturas.
Asimismo es capaz de simular varias etapas consecutivas acumulando los estados de
deformación, tensión y temperatura. Posee un remallador automático que solventa problemas
de distorsión de malla.
Se consideró el mas apropiado para la simulación completa del proceso de laminado, pues
permite acumular el estado tensional y de deformación de una pasada a otra y permite realizar
un análisis térmico y mecánico de forma acoplada.
Como ejemplo de lo descrito anteriormente se puede ver el fichero adjunto en el que se simula
la laminación del perfil T-120-H/A.
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2,34 MB
Departamento de Ingeniería y Diseño de Selak, S.L.
Aplicación de Tecnologías CAE de Simulación al Diseño y Mejora de Procesos de
Laminación de Perfiles.