Sumario 2 Noticias 6 Agenda 6 Reportajes Galvanización, protección eficiente y sostenible 10 Reportajes AIMME y Femeval participan en Laboralia 12 Artículos Técnicos Transformación de aceros de alta resistencia mediante impulsos electromagnéticos. 18 Artículos Técnicos Algunas consideraciones sobre los aceros inoxidables austeníticos para tornillería estampada en frío 24 Tecnologías Gigantes inteligentes doblan chapas de 320 mm en conformación en frío 27 Tecnologías Aluminio. Laminación en frío en laminadores debastadores 32 Productos deformación metálica digital edición suscriptores Año XXXVI - nº 316 - 2011 Actualidad Lantek cumple 25 años en la vanguardia tecnológica de la industria del metal Lantek celebra en 2011 su 25 aniversario como uno de los proveedores líderes en el desarrollo de software CAD/CAM/ERP para el mercado de la máquina-herramienta. Con sede en Miñano (Álava), Lantek se fundó en 1986 dedicándose inicialmente diversas actividades informáticas para, posteriormente, especializarse en el desarrollo de soluciones CAD/CAM/ERP para la industria del metal. Según los directivos de Lantek, en estos 25 años la empresa se ha convertido en uno de los máximos referentes en materia de desarrollo de soluciones integrales CAD/CAM/ERP de su sector, erigiéndose como compañía comprometida con la innovación y que apuesta por los mercados emergentes, tanto en España como fuera de ella, ya que posee 25 filiales en 17 países así como una extensa red de partners a escala mundial. Esta estructura y un catálogo de producto compuesto por soluciones de última generación, le permiten dar servicio a sus más de 10.600 clientes distribuidos en más de 100 países, entre los que se encuentran empresas como Liebherr, Hyundai, JCB, Iveco-Pegaso, Marco Polo o Danobat. Desde sus inicios, Lantek ha potenciado su presencia en otros mercados. Así, en 1991 comenzó su estrategia de internacionalización al abrir en Francia la primera oficina en el extranjero, seguido de Alemania en 1996 para, al año siguiente, dar el paso al mercado de Estados Unidos. En 2001 se produjo el salto al mercado asiático con la inauguración de dos filiales en Corea del Sur y una en Japón. Tres años después, se inauguró el centro de I+D en India, al que se sumó el de Polonia en 2006, país en el que también se fundó la primera oficina de apoyo fuera de España. Igualmente, en este mismo año se creó su primera oficina en China, donde ya dispone de cuatro filiales. A través de esta política de internacionalización, que sigue abierta y genera el 80% de la facturación de Lantek, la compañía persigue asentar su presencia en los mercados en los que se comercializan sus productos, para poder estar más cerca de los clientes. Otro de los pilares de la empresa es su compromiso con el área de I+D+i, partida a la que, desde el inicio, dedica un porcentaje mínimo del 18% de su facturación anual. Gracias a su apuesta por el I+D+i, el fabricante ha continuado innovando su gama de productos hasta lograr ser por un lado, líder en el desarrollo de software CAD/CAM propio para máquinas de corte y punzonado de chapa, con su solución Lantek Expert; y, por otro, pionero en el desarrollo de soluciones de software de gestión para el sector de máquina-herramienta, con Lantek Integra. Junto a esto, también ha abordado el diseño de piezas y plegado en tres dimensiones de piezas de chapa y corte de tubos y perfiles, para el que cuenta con su gama Lantek Flex3d. La empresa ha colaborado con los principales fabricantes de máquina-herramienta internacionales, con los que ha firmado acuerdos de distribución para incorporar el software Lantek en todas sus máquinas de corte, punzonado y taladrado. La compañía cuenta con premios y reconocimientos procedentes tanto de fabricantes de máquina-herramienta, como de asociaciones privadas, instituciones públicas y de medios de comunicación. Lantek Asamblea General de ATEG y nombramiento de nuevo secretario general La Asociación Técnica Española de Galvanización (ATEG) celebró el pasado 27 de enero su XLVI Asamblea General de Miembros en Madrid. Además de las cuestiones habituales de aprobación de su programa anual de actividades, presupuestos y cuotas de miembros para el año 2011, en el marco de esta Asamblea General se celebró una Jornada Técnica en la que se presentaron las siguientes comunicaciones: pasivados ecológicos y decapado con baño ácido de duración prolongada, (a cargo de Francisco Alaminos, Sidasa); Euromáquina: integración de tecnologías (José Berenguer, Euromáquina, S.A.); Sistema DAP: Direct Alloying Process (Marco Antunes, Quimialmel – Químicos e Minerais, LDA); Mejoras medioambientales en los baños de decapado (Mª Teresa García Gilabert, de Angem Specialities, S.A.). Además, se celebró una mesa redonda con Jacobo Díaz, de la Asociación Española de Carreteras y David Pérez, Eclareon. Durante la Asamblea, se explicó el Plan de Promoción 7 x 7, que explicó Javier Sabadell, quien precisamente es el nuevo secretario general de ATEG, tras el anuncio del cese de José Luis Ruiz como secretario general, cargo que venía desempeñando desde que se fundó la Asociación en 1965. En un acto emotivo y sencillo, la Asamblea General acordó, por unanimidad, otorgar a José Luis Ruiz el título de miembro de honor vitalicio de ATEG, así como nombrar a Javier Sabadell, actual director de desarrollo de la Asociación y nuevo secretario general de la misma. ATEG es una organización de carácter técnico y sin ánimo de lucro que tiene como objetivo fo- 2 Deformación Metálica no 316 mentar, en plano de interés general, la técnica industrial relacionada con los procesos de galvanización en caliente así como desarrollar las aplicaciones de este procedimiento de protección del hierro y el acero frente a la corrosión, para contribuir a reducir las elevadas pérdidas económicas que se producen en nuestro país por causa de la corrosión metálica. ATEG integra a la mayoría de las plantas de galvanización en caliente que existen en España, así como a los productores es- pañoles de zinc de primera fusión. Igualmente, pertenecen a ATEG en calidad de miembros adheridos diferentes empresas españolas y extranjeras suministradoras de equipos y materiales para este sector industrial, así como una veintena de empresas de galvanización radicadas en países iberoamericanos. ATEG Actualidad Bilbao Exhibition Centre generó un impacto de 80 millones de euros en 2010 Bilbao Exhibition Centre generó en 2010 un impacto económico en términos de Producto Interior Bruto (PIB) de 80.091.771 euros. Durante el año pasado sus instalaciones acogieron 179 eventos en las áreas de ferias, BEC Convenciones y Bizkaia Arena que significaron una ocupación total de 285 días. Dicho impacto supuso el mantenimiento de 1.827 empleos y la generación de 11,9 millones de euros de ingresos para la Hacienda Pública. En 2010 BEC incorporó nuevos certámenes a su calendario ferial. Los certámenes de público general y de carácter profesional mantuvieron su volumen y registraron una nueva cifra récord de visitantes: 1.292.074 personas. Otro dato a tener en cuenta es su impacto económico acumulado en los siete años de funcionamiento de BEC: la cifra ascendió a 557.482.038 euros. En 2010, Bilbao Exhibition Centre acogió 20 ferias, en las que participaron 1.936 expositores. Además se han celebrado 130 eventos en BEC Convenciones y 29 espectáculos en Bizkaia Arena. En el primer semestre, BEC acogió certámenes como Tendencias, Expolan, Feria del Empleo, Construlan y Egurtek, Expoconsumo, Creamoda y la XXI edición de Desembalaje. En junio se llevó a cabo la 26 BIEMH que, por primera vez, fue inaugurada por el Príncipie de Asturias. Esta edición ha sido una de las más difíciles de llevar a cabo por la crisis de la economía mundial y, sin embargo, ha obtenido un alto número de visitantes profesionales: más de 35.000 procedentes de 54 países. Antes del verano se celebró Euskal Encounter que volvió a convertirse en una reunión multitudinaria de aficionados y profesionales de la informática. En octubre se organizó la European Future Energy Forum en Londres y las primeras ediciones de Emprende y Gamerland, Ikas Art, certamen organizado por una empresa externa y EFEF Londres, primer certamen de BEC celebrado fuera de sus instalaciones. Entre las otras líneas de negocio de BEC cabe destacar la celebración en BEC Convenciones de actos de BBK, BBVA, CLP, Naturgas, Spri y Vodafone, la celebración de la Annual Conference European Technology, los Congresos de ICOE, de los Centros Comerciales de España y de Labein, las asambleas generales de Eroski y Forum Sport. El II Foro Innovatur y el Congreso Médico Bilbao Shoulder, además de ser sede para presentaciones de productos de empresas como Mary Kay, Lottomatica, Tourgalicia o BMW. Estos actos han aportado un 14% a la actividad interna de Bilbao Exhibition Centre. El Bizkaia Arena destacó también por ser sede oficial del Bizkaia Bilbao Basket durante la pasada Liga ACB y acogió la Copa del Rey de Baloncesto. Mención especial merecen los conciertos de Alejandro Sanz, David Bisbal, Supertramp, Miguel Bosé, Sting, Shakira y Fito & Fitipaldis. Acuerdos Bilbao Exhibition Centre ha firmado un acuerdo de colaboración con el Colegio de Agentes Comerciales para 2011 que, entre otras cuestiones, establece el acceso gratuito a los agentes comerciales de la CAPV a las ferias profesionales organizadas por BEC en 2011. Además, BBK y BEC firmaron un acuerdo de colaboración para los certámenes Ferroforma-Bricoforma para que ambas entidades brinden apoyo financiero a los expositores de este año a coste cero. Por otro lado, BEC ha puesto en marcha una nueva herramienta que completa la tienda on-line de su web para expositores, que permite elaborar un presupuesto adaptado de servicios para estimar el coste aproximado de la construcción, montaje y decoración de un stand (sin el importe correspondiente a los metros cuadrados) según las opciones seleccionadas. Asimismo, se ha actualizado la web de BEC, que en 2010 tuvo 348.844 visitantes dis- tintos. Asimismo, se ha iniciado su incorporación en las redes sociales (Facebook, Twitter y youtube) de una forma activa, alcanzando más de 9.000 seguidores. Retos para 2011 En 2011 Bilbao Exhibition Centre irá incorporando convocatorias a su programación, que ya recoge un buen número de citas profesionales y de público general, locales y de proyección exterior. Entre estas últimas destaca Ferroforma-Bricoforma, la celebración de la aplazada Cumbre Industrial (que tendrá lugar del 27 al 30 de septiembre) y una nueva edición de Sinaval-Eurofishing Elite. También se llevará a cabo la segunda edición de Algusto, centro del movimiento Slow Food a nivel nacional. Entre los certámenes que se van a llevar a cabo el próximo año en BEC, por parte de organizaciones privadas destaca la celebración de la Feria ImagineNano, dedicada a la Nanotecnología y a la Nanociencia. Otro de los eventos que se desarrollarán en 2011 es el Congreso de la Sociedad Española de Medicina Intensiva, Crítica y Unidades Coronarias (SEMICYUC). Por último, en Bizkaia Arena está prevista la celebración de un espectáculo de motos, el FMX Gladiator Games. Bilbao Exhibition Center Salvador Bresó, nuevo presidente de la Federación Española de Centros Tecnológicos Los Centros Tecnológicos asociados a la Federación Española de Centros Tecnológicos (Fedit) han elegido a Salvador Bresó Bolinches como nuevo presidente durante la XXXII Asamblea General de la Federación celebrada el pasado 10 de febrero en Madrid. El nuevo presidente, docto ingeniero industrial y Catedrático de la Universidad Politécnica de Valencia, es el director general de AIMME (Instituto Tecnológico Metalmecánico de Valencia) desde 1987. El valenciano Bresó sustituye a Emilio Pérez Picazo y retoma un cargo que ya ostentó en 1996, cuando fue nombrado primer presidente de la Federación Española de Centros Tecnológicos y que volvió a ocupar entre los años 2000 y 2002. Durante su primera presidencia desempeñó un papel destacado en la creación de la Asociación Europea de Organismos de Investigación y Tecnología (Earto), que en la actualidad aglutina a más de 350 organizaciones tecnológicas europeas. Con estas elecciones y tras la consolidación de Fedit como institución representantiva de los centros tecnológicos españoles, que les ha reconocido como agentes esenciales del Sistema Español de Ciencia y Tec- nología, se abren nuevos retos para el recién elegido Consejo Rector. A su vez, el nuevo equipo asume las riendas de una Federación que ha renovado sus estatutos en 2010 con el fin de fomentar una mayor cooperación, transparencia y representatividad entre sus socios y favorecer la apertura de la Federación y de los centros tecnológicos al resto de agentes del Sistema de Innovación. Los miembros del nuevo consejo rector para los próximos cuatro año provienen de centros de todo el país y de ámbitos multisectoriales: Vicente López, director general de BMCI (Cataluña); Juan Ramón de la Torre, director de I+D de AIN (Navarra); Juan Carlos Merino, director general de CIDAUT (Castilla y León); Xavier López Luján, director general ASCAMM (Cataluña); Sebastián Subirats, director general de AINIA. (Comunidad Valenciana); José Luis Fuentes Cantillana, director general de AITEMIN (Comunidad de Madrid); Laura Olcina, directora general de ITI (Comunidad Valenciana); Carlos Calvo, director general de ITG (Galicia); Carlos Larrañeta, director de I+D de AICIA (Andalucía); José Antonio Costa, director general AIMPLAS (Comunidad Valenciana). Fedit Deformación Metálica no 316 3 Actualidad El centro de investigación Lortek se integra en la alianza tecnológica IK4 El centro de investigación Lortek de Ordizia (Guipúzcoa) presentó a finales de diciembre el acuerdo de su integración en la alianza tecnológica IK4, compuesta ahora por ocho entidades que cuentan con más de 1.300 profesionales y un volumen global de ingresos en I+D+i de más de 94 millones de euros anuales. El presidente y el director general de IK4, Jesús María Iriondo y José Miguel Erdozain, acompañados por los máximos responsables de Lortek, Iñaki Otaño y José Antonio Etxarri, dieron a conocer los detalles de esta integración con la que el centro guipuzcoano especializado en tecnologías de unión se suma al grupo formado por Ceit, Cidetec, Gaiker, Ideko, Ikerlan, Tekniker y Vicomtech. Iñaki Otaño precisó que este acuerdo permitirá a IK4 ampliar la especialización que ofrece a sus clientes y contribuirá a su posicionamiento como referente en el entorno científico-tecnológico, reforzando el dominio en los procesos de fabricación relacionados con las tecnologías de la unión. Lortek se suma al grupo formado por Ceit, Cide- tec, Gaiker, Ideko, Ikerlan, Tekniker y Vicomtech. Esta alianza es una fuente de sinergias. Lortek-IK4 es el comienzo de una nueva realidad en la que se mezclan conocimientos para conseguir la excelencia científico-técnica en campos poco explorados y repercutir así de manera beneficiosa en toda la sociedad, agregó Otaño. Iriondo precisó que IK4 cuenta con más de 1.300 profesionales, un volumen global de ingresos en I+D+i superior a los 94 millones y un elevado grado de especialización. “Con todo, IK4 se posiciona como partner tecnológico de las empresas para acometer todo tipo de proyectos de I+D+i en multitud de sectores de aplicación”, subrayó. Por otra parte, Ikerlan-IK4 y Orona firmaron a finales de diciembre un acuerdo de colaboración estratégico para desarrollar la innovación tecnológica en los próximos cuatro años y proyectarla al futuro. El acuerdo nace en el contexto del Plan Estratégico de Orona, que contempla una inversión global en I+D+i de 50 millones de euros para el periodo 2011-2014. Lortek AFM hace públicos los datos de la industria de máquinas-herramienta en 2010 Las exportaciones han registrado un retroceso similar, aunque el índice de cobertura de las exportaciones con respecto a las importaciones sigue siendo muy elevado, con un 211,7%. En 2010 la exportación ha sido el destino del 74% de la producción española de máquinas-herramienta. Por países, Alemania sigue siendo el principal destino de las importaciones, seguido de China, Brasil, India, Francia, Portugal, USA, México y Polonia. Las importaciones, por su parte, crecieron un 2,9% en 2010. La Asociación Española de Fabricantes de Máquina-Herramienta (AFM) ha hecho públicos los datos de 2010 con los que afirma que los buenos resultados cosechados en el último trimestre del año pasado han permitido que se duplique la cifra de pedidos de máquina-herramienta el año pasado. El subsector de arranque, ha incrementado sus pedidos tan solo el 40% y todavía tiene que seguir incrementando sus datos para alcanzar la estabilidad. Por el contrario, según AFM, el subsector de deformación arroja mejores datos a lo largo de todo el ejercicio y afronta el 2011 con confianza. La producción de máquinas-herramienta se situó en 2010 en una cifra que resulta un 17,7% inferior a la alcanzada en 2009. AFM Los Premios JEC Innovation Awards 2011 reconocen a 14 empresas por sus innovaciones en composites JEC Composites ha anunciado los ganadores del programa de premios JEC Innovation Awards 2011 que valoran sobre todo la innovación en cuatro sectores: materiales reciclables respetuosos con el medio ambiente; herramientas de moldeo avanzadas; la ingeniería civil, con un gran número de nuevas infraestructuras, especialmente en Asia o América del Sur; y finalmente, en la automoción, con el creciente uso de composites por la necesidad de ligereza en los nuevos coches para compensar el aumento de peso de equipos electrónicos o baterías. Debido a las numerosas candidaturas que se han recibido en estos ámbitos, se han tenido que crear cuatro categorías adicionales que no existían el año pasado: termoplásticos, equipamiento, ingeniería civil y automoción. La entrega de premios a 14 empresas y sus colaboradores se realizará en la feria JEC Composites, que se celebrará del 29 al 31 de marzo de 2011. 4 Deformación Metálica no 316 El programa se creó en 1998 para promover la innovación. Cada año, un jurado de expertos internacionales de renombre elije las mejores innovaciones en composites, basándose en sus intereses técnicos, potencial de mercado, colaboradores, impacto financiero y originalidad. Este año destaca por el aumento en el número de solicitudes (63 solicitudes y 45 finalistas) y la participación mundial (20 países de Europa, Norteamérica y Sudamérica y la región de Asia-Pacífico). A partir de las empresas premiadas se observan las principales tendencias del sector de los composites: son más ligeros, más baratos, más seguros y respetuosos con el medio ambiente; las estructuras de composite integradas, diseñadas y fabricadas en un proceso de una pieza; y rápida producción, rápida instalación, automatización y producción en masa. Entre las empresas galardo- nadas vinculadas con la deformación metálica se encuentran: Advanced Composites Group, por su tecnología carbovar para herramientas de moldeo de composites, en la categoría de equipos; Brötje-Automation GmbH (Alemania) por su máquina automática para producir preformas curvas para estructuras de aeronaves, en la categoría de automatización; Latécoère (Francia), por su estructura aeronáutica innovadora con preformas remachadas avanzadas mediante un proceso RTM, en la categoría de aplicaciones de aeronáutica; y Jacob Plastics GmbH (Alemania) por su FIT híbrido: un proceso para la producción de estructuras huecas con composites, en la categoría de aplicaciones para automoción. JEC Composites Actualidad Valencia acoge el Sexto Encuentro de Mecanizado Más de 200 profesionales del mecanizado de toda España se reunieron el pasado 10 de febrero en Valencia en el VI Encuentro de Mecanizado, un punto de referencia empresarial único que aborda la problemática y oportunidades de este sector industrial del metal. Esta iniciativa, promovida por la Asociación de Profesionales para la Competitividad del Mecanizado (Aspromec), en colaboración con el Instituto Tecnológico Metalmecánico (AIMME), la Federación Empresarial Metalúrgica Valenciana (Femeval) y la Cámara de Comercio de Valencia, pretende dinamizar el mercado industrial de la subcontratación del mecanizado en España. Los Encuentros de Mecanizado son reuniones periódicas que se celebran en distintas ciudades españolas. Es un foro de intercambio de conocimientos para incentivar entre las pymes del mecanizado actuaciones en materia de innovación, en cualquiera de sus manifestaciones tecnológica, cooperativa, operativa o de modelo de negocio, y para que enfoquen sus estrategias hacia nuevos mercados y se adapten a los existentes. En la inauguración del acto, Vicente Lafuente, presidente de AIMME, señaló que es trascendental la adquisición de maquinaria y de productos innovadores por parte de las industrias. Pero debido a la falta de recursos de las pequeñas y medianas empresas de este sector, considera imprescindible que las instituciones públicas impulsen más pro- gramas y líneas de ayuda de I+D+i, y que se establezcan acuerdos de colaboración individuales o colectivos con institutos tecnológicos. También ha insistido en la necesidad de fomentar la salida del sector del mecanizado al exterior. Entre las novedades tecnológicas tratadas en el VI Encuentro de Mecanizado, se ha hecho especial hincapié en la importancia de complementar las capacidades del mecanizado con la fabricación aditiva. Según el responsable de UEN de Ingeniería de Producto de AIMME, Luís Portolés Griñán, esta tecnología aditiva de última generación permite fabricar series reducidas de productos, aumentar su valor añadido e incorpora nuevas aplicaciones que el mecanizado no puede resolver por sí mismo a corto plazo. Entre sus ventajas se encuentra la libertad de diseño y forma, la reducción de tiempo de entrega en productos de serie corta; la ausencia del utillaje en la fabricación de piezas y la capacidad de construir geometrías muy complejas como canales y estructuras 3D. La fabricación aditivita es una línea de investigación desarrollada por AIMME que le ha convertido en referente tecnológico en España al implantar este sistema pionero que permite fabricar piezas a medida y en series cortas para los sectores de la automoción, aeronáutico, aeroespacial, biomedicina, dental, dispositivos electrónicos industriales y de consumo y aplicaciones militares. AIMME Agenda 2011 7-9 marzo San Diego, California (Estados Unidos) 11-16 abril Beijing (China) Molding 2011, moldes y moldeo Información: CIMT, China International Machine Tool Show Información: Executive Conference Management CMTBA, China Tool & Tool Builder’s Association 8-11 marzo México DF (México) 10-12 mayo Zaragoza Tecma, Tecnologías en máquina-herramienta Información: Moldexpo 2011, Feria internacional de moldes y matrices Información: Tecma Feria de Zaragoza 23-26 marzo Bilbao Ferroforma 2011, Feria Internacional de Ferretería Información: Bilbao Exhibition Centre 10-12 mayo Zaragoza Matic 2011, Feria internacional de la automatización industrial Información: Feria de Zaragoza 4-8 abril Hannover (Alemania) 27-30 septiembre Bilbao Hannover Messe Technology Información: Cumbre Industrial y Tecnológica Información: Hannover Messe Bilbao Exhibition Centre Deformación Metálica no 316 5 Reportaje Galvanización, protección eficiente y sostenible Por: J avier Tundidor Responsable Técnico de ATEG El galvanizado en caliente es una solución incontestable frente a los problemas surgidos por la corrosión ambiental en los productos de hierro o acero. Además, asegura la tranquilidad de que los productos mantengan una calidad funcional invariable durante toda su vida útil. Para aquellos que desconocen este campo, en este artículo se detalla el proceso de galvanización, los requerimientos previos, sus características principales y las normas más destacadas que regulan el sector. G ran parte de los elementos de nuestro sistema constructivo y de producción industrial están constituidos por materiales que, en entornos propicios, se corroen; esto es, tratan de volver a su estado de equilibrio químico oxidándose y, por tanto, dejando de cumplir las funciones estructurales, sanitarias, productivas, etc., para las que fueron creados. Es un proceso lento e irreversible que acarrea considerables pérdidas a lo largo de la vida útil de un producto. Se estima que el coste de la corrosión puede llegar hasta el 4% del Producto Interior Bruto1,2. Para que estas funciones prevalezcan durante toda la vida útil del producto, se exige que exista una protección ambiental eficiente que aporte, además de durabilidad frente a la corrosión, adherencia y protección mecánica en los diferentes ámbitos de trabajo. La utilización de técnicas adecuadas de protección frente a la corrosión puede suponer un ahorro del 20 - 25% del coste. En el caso del acero, de entre todos los métodos capaces de protegerlo contra la corrosión, la galvanización es el que aúna las mejores características mecánicas y químicas. Foto 1. Efectos de la corrosión en el acero. JSCE´s report on the cost of corrosion in Japan. T Shibata, Corrosion Management, March/April 2001, pp. 16-20. 1 Corrosion costs and preventive strategies in the USA. P Virmani, US Federal Highway Administration Publication No. FHWA-RD-01-156, 2003. 2 6 Deformación Metálica no 316 La reacción de difusión del zinc en el acero se realiza a unos 4.500ºC y su superficie queda completamente unida aleándose con el acero y generándose varias capas con diferentes proporciones de hierro y zinc Foto 2. Elemento constructivo galvanizado. Requerimientos mínimos para galvanizar La galvanización consiste en el recubrimiento del acero mediante una capa de zinc. Existen unos requerimientos mínimos sobre el estado, composición, diseño y dimensiones del objeto a galvanizar para un óptimo resultado. Los más destacables son: • La superficie del objeto debe estar exenta de escorias de soldadura. • En la composición del acero son recomendables unos porcentajes limitados de silicio y fósforo. • Se requieren superficies y volúmenes que permitan la entrada y salida del zinc líquido. Foto 3. Esquema de producción en la galvanización. • E s preciso evitar volúmenes cerrados o superficies solapadas abiertas y, en general, diseños térmicamente deformables. • Las dimensiones y peso del objeto están limitados por la estructura de los baños de cada empresa galvanizadora. Antes de galvanizar el producto, este tiene que pasar por un proceso de preparación previo para que el zinc tenga una reacción química enérgica y compacta con el acero. Fases de la galvanización Inicialmente se desengrasa mediante la introducción del producto en un baño alcalino, generalmente de hidróxido de sodio diluido en agua a temperatura ambiente o ácido (fosfórico más clorhídrico diluidos en agua). A continuación, en un baño de agua se eliminan los residuos del desengrase. La siguiente fase es el decapado, en el que se trata el producto para eliminar la cascarilla de óxidos adheridos durante su exposición medioambiental mediante una solución acuosa de ácido clorhídrico al 15%. Posteriormente, se aclara de nuevo en agua corriente. La última fase previa a la galvanización es el fluxado o amordentado, en la que el material se prepara para el galvanizado. El baño es una mezcla de sales (cloruros de amonio y zinc en proporción de 60/40 en peso, a unos 80-100ºC) que actúa de forma similar al fluxado para soldadura y cuya función es dejar la superficie del acero limpia de cualquier incrustación remanente, evitar su posterior oxidación y mojar la superficie de los dos elementos metálicos a reaccionar. Finalmente, la pieza se introduce en un horno de secado y de esta forma el objeto está preparado para la galvanización. La reacción de difusión del zinc en el acero se realiza a unos 4.500ºC y su superficie queda completamente unida aleándose con el acero y generándose varias capas con diferentes proporciones de hierro y zinc. Las capas más cercanas al acero tienen una composición aleada con mayor proporción de hierro y una dureza mayor que la del propio acero tal y como se observa en la Foto 4. Esto implica que el galvanizado del acero también mejora su resistencia a golpes o a la abrasión. Además, dado que el acero se sumerge en un baño, cubre por completo todas las superficies del producto. Cualquier otro método de protección conocido (metalización, pintura, electrozincado, etc.) no combina una fuerte adherencia con un completo y homogéneo recubrimiento. La protección química es triple. El zinc, al tener un potencial electroquímico mayor que el hierro, es el primero en oxidarse sacrificándose frente al acero; mientras exista una capa Deformación Metálica no 316 7 Reportaje NORMAS SOBRE GALVANIZACIÓN GENERAL (DISCONTINUO) UNE-EN ISO 1461 Recubrimientos galvanizados en caliente sobre productos acabados de hierro y acero. Especificaciones y métodos de ensayo. UNE-EN ISO 14713 Protección frente a la corrosión de las construcciones de hierro y acero. Recubrimientos de zinc y aluminio. Directrices. UNE-EN ISO 10684 Elementos de fijación. Recubrimientos por galvanización en caliente. La protección química es triple. El zinc, al tener un potencial electroquímico mayor que el hierro, es el primero en oxidarse sacrificándose frente al acero; mientras exista una capa de zinc, el acero no se deteriorará NORMAS SOBRE CHAPA GALVANIZADA EN CONTINUO UNE-EN 10327 Chapas y bandas de acero bajo en carbono para conformado en frio revestidas en continuo por inmersión en caliente. Condiciones técnicas de suministro. UNE-EN 10326 Chapas y bandas de acero estructural recubiertas en continuo por inmersión en caliente. Condiciones técnicas de suministro. NORMAS SOBRE GALVANIZACIÓN DE TUBOS UNE-EN 10240 Recubrimientos de protección internos y/o externos para tubos de acero. Especificaciones para recubrimientos galvanizados en caliente aplicados en plantas automáticas. NORMAS SOBRE GALVANIZACIÓN DE ALAMBRE UNE-EN 10244-2 Alambres de acero y productos de alambre. Recubrimientos metálicos no ferrosos sobre alambres de acero. Parte 2: Recubrimientos de zinc o de aleaciones de zinc. UNE 112.077 Recubrimientos de galvanización en caliente de calidad comercial sobre alambre de acero. Características generales. Designación de calidades. Tabla 1. Principales normas para la galvanización. de zinc, el acero no se deteriorará. Como se puede ver en la Tabla 1, hay varios elementos por encima del potencial del hierro. Sin embargo, el zinc es el que mejor se comporta al ser un elemento no contaminante, económico, poco reactivo y de corrosión más lenta. Segundo, si por alguna causa (cortes, tala- dros, etc.) el acero se ha quedado localmente desprotegido, la capa de zinc, en presencia de aire y humedad, genera carbonatos de zinc que se acumulan en la zona desnuda del acero, cubriéndola y aislándola de la humedad y del ambiente. Por último, si el tamaño de la zona desprotegida es aún mayor, la Capa Eta (100% Zn) Dureza 70 HV Capa Zeta (94% Zn6% Fe) Dureza 179 HV Capa Delta (90% Zn 10% Fe) Dureza 224 HV Capa Gamma (75% Zn 25% Fe) Dureza 250 HV Acero Base Dureza 150 HV Foto 4. Corte transversal de un acero galvanizado. Capas constituyentes. 8 Deformación Metálica no 316 acción de protección del zinc sigue ejerciéndose como ánodo de sacrificio, siendo además su velocidad de corrosión entre diez y treinta veces más lenta que la del acero. Con todo ello, conseguimos que un producto galvanizado esté protegido durante un largo periodo de tiempo, que en la mayoría de casos sobrepasa la vida útil del producto. La duración de la protección dependerá, por un lado, del grosor de la capa de zinc y, por otro, del ambiente al que se enfrente el producto. En España, la media anual de pérdida de grosor, salvo en el caso de contacto con medio marino, es de 3 micras. Por tanto, una capa de 75 micras puede proteger al producto durante 25 años. No obstante, es el ambiente al que se enfrenta lo que acelera o decelera el proceso. El ambiente menos agresivo es el medio rural, seguido del urbano o el marítimo suave, siendo los más agresivos el ambiente industrial o urbano-marítimo y, por último, los industriales con alta humedad o elevada salinidad. Mínimo mantenimiento y sostenibilibad El mantenimiento que requiere la galvanización es prácticamente innecesario y, en todo caso, el reacondicionamiento de los productos es poco costoso y fácil de realizar. Salvo el más que razonable coste inicial de la galvanización, el coste medio a lo largo de la vida útil del producto es menor que cualquier otra forma de protección comparable. Además, es aplicable tanto a cualquier producto como a cualquier tipo de corrosión, bien sea atmosférica, terrenal o por presencia de agua. El mínimo mantenimiento requerido es una clara ventaja competitiva frente a las pinturas, ya que la porosidad inherente a estas conlleva que no sea una barrera impermeable eficaz frente a la humedad y al oxígeno. A esto se añade que las radiaciones solares la envejecen y aumentan su permeabilidad. Las diferencias de dilatación entre el acero y las capas de pintura aumentan las microgrietas y entonces, debajo de ellas, se forman óxidos de hierro voluminosos que levantan la pintura. En España, la media anual de pérdida de grosor, salvo en el caso de contacto con medio marino, es de 3 micras. Por tanto, una capa de 75 micras puede proteger al producto durante 25 años Foto 5. Potencial electroquímico de diferentes elementos en relación al hidrógeno. Foto 6. Gráfico de costes medios de varios sistemas de protección en relación al espesor del acero. En cuanto a la sostenibilidad medioambiental, el zinc, junto al hierro, es uno de los recursos de menor consumo energético, tanto por peso como por volumen, a lo largo de todo su ciclo de vida. Es completamente reciclable y no tiene efectos adversos en los seres vivos. También es reciclable el consumo de agua en su producción y de todos modos, mucho menor que cualquier otro sistema de protección. La calidad del recubrimiento protector está asegurada y detallada perfectamente en numerosas normas tanto nacionales como europeas (ver Tabla 1). Cualquier tipo de hierro o acero puede tener garantizada la homogeneidad del recubrimiento y la calidad y adherencia de la capa de zinc. Además, cabe indicar que en caso de solicitar una protección extra, el galvanizado en caliente permite una adherencia de pinturas perfecta con efecto multiplicativo sobre la durabilidad de la protección, dado que las microgrietas no se expanden ni levantan la pintura por formación de óxidos voluminosos. Y por último, si la pieza galvanizada requiriese soldaduras posteriores para su conformación final, no habría ningún problema, puesto que el procedimiento es similar al empleado sobre superficies de acero. Por todo ello se trata de una buena solución frente a los problemas surgidos por la corrosión ambiental en los productos de hierro o acero. El galvanizado en caliente es un proceso limpio, seguro, reciclable, de gran durabilidad, estéticamente aceptable y que asegura la tranquilidad al usuario de que los productos mantengan una calidad funcional invariable durante toda su vida útil. Invitamos a conocer con más profundidad sus características y capacidades para un uso benéfico y rentable en amplios sectores de la construcción, obra civil, industria, arquitectura y medio ambiente, entre otros. ATEG Deformación Metálica no 316 9 Reportaje AIMME y Femeval participan en Laboralia Por: Departamento de comunicación de Laboralia Las novedades vinculadas con la protección de accidentes laborales volverán a ser el centro temático de la feria Laboralia, en la que participarán empresas e instituciones vinculadas con el sector del metal, entre las que se encuentran el Instituto Tecnológico Metalmecánico (AIMME) y la Federación Empresarial Metalúrgica Valenciana, Femeval. Ambas entidades presentarán sus últimas innovaciones vinculadas con la prevención de riesgos. 10 Deformación Metálica no 316 L a sexta edición de Laboralia se celebrará del 3 al 5 de mayo de 2011 en Feria Valencia. La Feria Integral de la Prevención, Protección, Seguridad y Salud Laboral reunirá un año más a los profesionales y empresas clave del sector de la prevención de riesgos laborales con el objetivo de aunar conocimientos, actuaciones y esfuerzos para combatir la siniestralidad laboral y reducir la incidencia de los accidentes. Así, se mostrarán los últimos avances en el sector en cuanto a productos y servicios vinculados a la prevención de riesgos laborales. Según comentan sus organizadores, este certamen está consolidado como referente en cuanto a prevención de riesgos laborales y su objetivo es contribuir a la implantación y difusión de la cultura preventiva. Esta edición de Laboralia se caracteriza por aportar tres novedades respecto a las ediciones anteriores: encuentros bilaterales de promoción exterior; más presencia de I+D+i entre la oferta expositiva; nuevas oportunidades de negocio del sector; y seguridad vial para ofrecer una perspectiva integral de prevención. Para esta edición, la feria ha organizado múltiples jornadas, congresos y demostraciones entre los que destacan encuentros profesionales como: el I Ágora Internacional de Seguridad Vial “De la Movilidad Empresarial a la Seguridad Vial”; el I Congreso del Colegio Oficial de Técnicos en Prevención de Riesgos Laborales; el Foro Internacional de Seguridad en Construcción Novedades, Requisitos Técnicos y Últimas Tecnologías en los Medios de Protección y Equipos de Trabajo; y una jornada de I+D+i de la Plataforma Española de Seguridad Industrial y los institutos tecnológicos, entre otras actividades. Participación de AIMME El Instituto Tecnológico Metalmecánico, AIMME, ha participado en Laboralia de forma activa en sus ediciones anteriores, en las que ha mostrado a los visitantes profesionales de la feria los proyectos e iniciativas que el instituto ha llevado a cabo para minimizar desde la incidencia medioambiental de las empresas del sector hasta mejorar la seguridad laboral en el sector de tratamiento de superficies metálicas. En la actualidad, AIMME está trabajando en la nueva legislación de prevención de riesgos laborales. En un ejercicio que se presenta lleno de incertidumbres para el sector metalmecánico, el objetivo de AIMME será seguir apostando por el desarrollo de áreas de excelencia como el desarrollo de producto, materiales, ingeniería medioambiental y las TIC. En este sentido, la entidad tiene abierta una importante línea de proyectos en los que busca nuevas posibilidades de materiales y aplicaciones para los productos y procesos para que permitan a sus empresas asociadas mejorar su competividad. Entre ellas, se puede destacar el proyecto de fabricación aditiva de aluminio y aleaciones ligeras (ANF-Forming), una nueva tecnología aditiva de última generación que permite fabricar series reducidas de productos con aleaciones no férricas, mediante técnicas de conformado de material por adición, es decir, añadiendo material por capas. Otra iniciativa es el proyecto Nanocav, cuyo objetivo es desarrollar un nuevo concepto de convertidor catalítico para automoción más eficiente, que permita conseguir una disminución de las emisiones volátiles de los gases de escape de vehículos mediante el rediseño y la optimización de los dispositivos utilizados en la actualidad en los sistemas de escapes de los vehículos. Por su lado, y en materia de seguridad industrial, la entidad trabaja en referencia a los problemas que tienen los fabricantes a la hora de verificar que los productos que comercializan son seguros. Por eso, desde AIMME se ofrece una gran variedad de servicios como el asesoramiento en materia de marcado CE; estudios sobre la caracterización y diagnóstico de la seguridad de productos; o la colaboración de sus técnicos con el equipo de desarrollo de producto de las empresas asociadas para integrar la seguridad desde el proceso de diseño, lo que se denomina “prevención intrínseca”. Actividades de Femeval en Laboralia Entre los expositores del certamen también se encontrará Femeval, la organización que representa a las empresas del sector metalmecánico de Valencia, que ya ha asistido a las cinco ediciones anteriores de Laboralia. La entidad presentará su línea de trabajo en materia preventiva y los proyectos que ha desarrollado en los últimos años. Dentro de las actividades de Femeval destaca el asesoramiento individual a sus empresas en materia de seguridad laboral, incluyendo el apoyo a aquellas compañías que han asumido la gestión de la prevención de riesgos laborales. Desde su creación, Femeval ha informado de toda la legislación de aplicación al sector del metal, identificando los requisitos aplicables a las empresas, ayudándolas a cumplirlos. Además, disponen de un novedoso servicio personalizado para la implantación de la norma OHSAS 18001 mediante una plataforma web, tecnología que permite a pymes y micropymes adoptar esta norma, que de otra forma tendrían muy difícil incorporar este estándar en su sistema de gestión. En su sexta edición, Laboralia presentará la Tarjeta Profesional de la Construcción, en la que se incidirá en la información del proceso de tramitación y obtención y se proporcionará la formación requerida por el convenio del sector. Por ello, en el stand de Femeval se distribuirá información sobre la oferta formativa de la asociación en materia de prevención, destacando que es uno de los puntos de tramitación para la obtención de esta tarjeta para las actividades del sector del metal. Por otro lado, en colaboración con su asociación de instaladores y mantenedores de sistemas de protección contra incendios, se va a presentar la PCIpedia, la primera enciclopedia on line sobre protección contra incendios que, basándose en el concepto wiki, permite a sus lectores incorporar o modificar sus contenidos. Laboralia Deformación Metálica no 316 11 Artículo Técnico Transformación de aceros de alta resistencia mediante impulsos electromagnéticos Por: José Ignacio Zarazua1, Iñaki Eguia1, Ianire Oar1, Juan San José1, Rafael Iturbe2, Borja López2, Víctor García3, Marc Grané3 1 2 3 Resumen Desde hace algunos años existe una incesante búsqueda de la reducción de peso en los coches como método directo para disminuir las emisiones de CO 2. Para abordar esta tendencia, los aceristas optaron por la creación y utilización de aceros de mayor límite elástico que aportasen ligereza sin menoscabo de los estándares de seguridad en las carrocerías de los automóviles. Estos aceros conllevan una serie de limitaciones o desventajas en la fase de transformación en componentes finales, por lo que son necesarias nuevas tecnologías de deformación para evitarlos o para minimizar su impacto en la cadena productiva. Asimismo tecnologías ya existentes, pero dedicadas a otros sectores industriales, son susceptibles de ser adaptadas para su uso en la industria del automóvil .Entre estas últimas está el conformado por impulsos electromagnéticos, cuya adaptación al mundo de la automoción se venía desarrollando internamente en Tecnalia desde el año 2004. En el marco del proyecto Cenit Forma0 y conjuntamente con Antec S.A. y el CTM de Manresa se ha profundizado en el uso de esta tecnología en la deformación de aceros de nueva generación. 12 Deformación Metálica no 316 Tecnalia, Unidad de Transporte, Derio (Bizkaia) Antec, S.A., Portugalete (Bizkaia) CTM Centre Tecnològic, Manresa (Barcelona) A ntecedentes y proyecto Forma0 En los últimos años se están dando importantes cambios en el sector automovilístico en cuanto a las exigencias a los nuevos modelos: más seguridad en las pruebas de impacto pero con un menor peso para conseguir una reducción del consumo y en consecuencia menor contaminación. Para cumplir estas exigencias se están incorporando, entre otros materiales, los aceros de alta resistencia mecánica que por sus características permiten reducir los espesores en piezas con requerimientos estructurales en la carrocería. Los aceros de alta resistencia (HSS) se caracterizan por presentar valores de límite elástico entre 450 y 550 MPa. Por encima de estos aceros, desde el punto de vista mecánico están los aceros avanzados de alta resistencia mecánica (aceros AHSS, acrónimo del inglés Advanced High Strength Steel o aceros de ultra alta resistencia), cuyo límite elástico es superior a 550 MPa. Hasta la fecha, para conformar las chapas de aceros convencionales se empleaban aceros de herramienta con valores elevados de dureza, para aumentar la resistencia al desgaste de los útiles de conformar. Sin embargo, esta estrategia deja de ser válida para conformar aceros de alta resistencia mecánica, puesto que hay que optimizar la combinación de dureza y tenacidad, para dotar a la herramienta de buena resistencia al desgaste y de elevada tenacidad para poder resistir impactos elevados. Existe, pues, un desfase entre el estudio y desarrollo de nuevos aceros de alta resistencia para la producción de piezas del sector del automóvil y el diseño y desarrollo de aceros para herramientas. A su vez, el planteamiento de nuevas estrategias y tecnologías de conformado de estos aceros que palien o solventen las limitaciones en las herramientas de deformación, es a todas luces imprescindible. Sobre esta base, nació el proyecto Forma0 (2006-2009) que tiene como objetivo desarrollar nuevos procesos de conformado y optimizar los ya existentes, que permitan fabricar componentes industriales con aceros de alta resistencia. El proyecto Forma0 ha sido uno de los 16 proyectos seleccionados por el CDTI, que depende del Ministerio de Innovación y Ciencia, para el Programa CENIT (Consorcios Estratégicos Nacionales de Investigación Técnica), destinado a I+D en áreas tecnológicas estratégicas y de interés internacional. Hay que reseñar que ha sido el Ministerio de Innovación y Ciencia el que ha aportado la financiación que ha hecho posible la completa realización de este proyecto. El alcance del proyecto se centró en dos líneas bien definidas: 1. La investigación de nuevos procesos de conformado de aceros de alta resistencia mecánica y de tecnologías avanzadas de fabricación de matrices. 2. La investigación sobre nuevos materiales y recubrimientos duros aplicables al conformado de aceros de alta resistencia. El proyecto quedó dividido en varios paquetes de trabajos o tareas que abordarían diferentes ámbitos de investigación enmarcados en las dos grandes líneas ya expuestas. En enero del 2008 se produjo la incorporación de Antec, S.A. como empresa líder y Tecnalia como líder tecnológico, de una de las tareas de investigación en las que quedó dividido el proyecto. En concreto, se encargaron de pilotar la actividad “A.IV Conformado de aceros AHSS por pulsado electromagnético” en la que el objetivo general fue investigar sobre el conformado de aceros AHSS mediante la técnica del pulsado electromagnético (EMF). •U na segunda línea de investigación más aplicada se concentró en la investigación de una aplicación del conformado electromagnético como posible sustituta de un proceso industrial real realizado mediante otra tecnología. En este caso se seleccionó el doblado y engatillado de aceros dulces y para obtener calidad “Clase A”. La calidad denominada “Clase A” es la que corresponde a las piezas exteriores del vehículo en las que el acabado superficial y geométrico está regido por los mayores niveles de exigencia. Aquí se pretendía mejorar la metodología en el diseño y fabricación de las bobinas necesarias para este proceso, El proyecto Forma0 (2006-2009) tiene como objetivo desarrollar nuevos procesos de conformado y optimizar los ya existentes para que permitan fabricar componentes industriales con aceros de alta resistencia. El proyecto Forma0 ha sido uno de los 16 proyectos seleccionados por el CDTI Figura 1. Evolución de la simulación 2d 3D en anillos expandidos. Figura 2. Esquema de la transferencia de valores de fuerzas a Abaqus. Líneas de investigación La actividad de “Conformado de aceros AHSS por pulsado electromagnético” supone por definición un amplio ámbito de desarrollo. Por eso, para acotarse y así focalizar los esfuerzos de Tecnalia y Antec, S.A., se agruparon en tres fases que supusieron un avance progresivo en el conocimiento: • Una primera línea de investigación básica concentrada en la adquisición de conocimientos y en la que el principal objetivo fue el estudio y comprensión del fenómeno de deformación por impulsos electromagnéticos. Para ello, se utilizó la experimentación de expansión de anillos sobre varios materiales como AA 6060 T5, St34-3, DP800, como método de profundización. Deformación Metálica no 316 13 Artículo Técnico Figura 3. comenzando por geometrías sencillas y evolucionando hacia una más compleja. • La tercera y última se concretó en el análisis de la viabilidad técnica de una nueva aplicación industrial, que quedó definida en una unión de tubos por expansión. Desarrollo de la investigación. Aproximación numérica y programa experimental El uso del cálculo con elementos finitos como medio predictivo del comportamiento de la bobina y del material a deformar fue una herramienta utilizada en el proyecto Figura 4. Ensayos y mediciones obtenidas. 14 Deformación Metálica no 316 para poder partir de conceptos más simples inicialmente, encaminados hacia situaciones de comportamiento más complejo desde el punto de vista eléctrico y mecánico. En la figura siguiente se puede observar un ejemplo de la evolución de la simulación de la expansión de anillos, desde el caso más sencillo en 2D y la de mayor complejidad en 3D. En el ámbito de la investigación de la segunda línea de la tarea del proyecto (el doblado y engatillado) se iniciaron las actividades con la realización de simulaciones de las bobinas de geometría simple como paso previo a realizar las de la geometría compleja. Concretamente, se simuló el comportamiento de la bobina y del material. Se detectaron dificultades en la ejecución de la misma por lo que se priorizó el análisis termo-mecánico de la bobina de doblado y engatillado, dado que es un aspecto que hasta entonces no se había estudiado en Tecnalia. De esta manera, se pudieron obtener datos interesantes del comportamiento de la bobina en el caso de un seriado de piezas en régimen de producción que nos permitirán mejorar el concepto de diseño de las bobinas en un futuro. Hasta ahora las simulaciones electromagnéticas se resuelven utilizando un código específico de resolución de campos magnéticos y poste- Figura 5. Grabaciones. riormente se transfieren los valores de fuerzas a Abaqus para simular el estado de esfuerzos. Los resultados obtenidos en el doblado son aceptables por su verificación en la posterior fase de experimentación, pero no así los obtenidos en el engatillado, necesitando de una mayor profundización en esta fase de la deformación. Actualmente es imposible simular el doblado y el engatillado en una misma simulación porque no se puede acoplar el estado tensional de la malla (de los elementos finitos) que resulta del primer análisis (el doblado) con el segundo análisis (el engatillado). Además, tampoco es posible simular a la vez el fenómeno electromagnético y el mecánico, como ya se ha citado. Experimentación La fase experimental permitió verificar físicamente si los parámetros y resultados de deformación obtenidos en la fase simulación, eran los que se obtenían de manera predictiva. Para el caso de los anillos se ensayaron materiales como aluminio AA 6060, T5, acero St-34, así como DP-800. Los ensayos arrojaron como conclusión reseñable que se mostró como viable la expansión de anillos de acero DP-800 y con unas deformaciones que, tras su medición, se observó que se ajustaban con los resultados obtenidos en las simulaciones previas. En la fase experimental, desarrollada en la línea de investigación de doblado y engatillado, se comenzó con una geometría sencilla que sirviese de base de experimentación y de conocimiento, para abordar la geometría compleja al final del proyecto. Esta tarea de experimentación contemplaba dos fases de Los resultados obtenidos en el doblado son aceptables por su verificación en la posterior fase de experimentación, pero no así los obtenidos en el engatillado, necesitando de una mayor profundización en esta fase de la deformación deformación, siendo la primera un doblado de 0º a 90º, es decir, partiendo de una chapa plana hasta el primer doblado. La segunda fase de deformación, de 90º a 180º, se realizó partiendo de las chapa dobladas a la vertical terminando el engatillado, engrapando una pieza interior, a modo de componente real de un automóvil. Los parámetros que se experimentaron en esta fase de doblado y engatillado fueron los obtenidos en las simulaciones y se concluyeron como idóneos en los experimentos de la geometría sencilla. Por otro lado, en ámbitos como el concerniente a los materiales que componían la bobina y su proceso de fabricación, se experimentó un proceso evolutivo que nos encaminó a obtener una herramienta robusta y fiable en la experimentación de la geometría compleja en la que se desarrolló un seriado amplio de muestra. Ya en la geometría compleja y tras los ensayos, se verificó la imposibilidad de engatillar radios muy restrictivos a pesar de las mayores capacidades de la tecnología EMF, teniendo que recurrir a soluciones habituales en el uso de otras tecnologías de engatillado para Deformación Metálica no 316 15 Artículo Técnico Los ensayos arrojaron como conclusión reseñable que se mostró como viable la expansión de anillos de acero DP-800 y con unas deformaciones que, tras su medición, se observó que se ajustaban con los resultados obtenidos en las simulaciones previas. actuales. Tras diseñar y fabricar la bobina de expansión adecuada, se procedió a realizar los ensayos de unión tubular con dos materiales distintos: • Tubo exterior de St-34 • Tubo interior de DP-800 / St-34 En los ensayos realizados se pudo observar que se obtenía una deformación importante del DP-800, pero no se era capaz de hacerlo ensamblar de manera permanente con el tubo exterior. Por el contrario, con el otro acero St-34, se obtuvieron resultados espectaculares que mejoraron de manera sustancial al añadir al experimento inicial unas matrices que confinaban la zona de expansión de los tubos y que poseían una serie de huellas que reforzaban aún más la unión mecánica. Como elemento indicativo de la calidad mecánica de la unión obtenida, se diseñó un experimento de tracción como prueba final de los tubos de Acero S34/St-34, donde se corroboró que la unión mecánica obtenida era estable y con una resistencia a su desmontaje que no se había alcanzado nunca alcanzada anteriormente. Esta vía de experimentación ha dejado nuevas líneas de trabajo futuras a desarrollar en el ámbito de la unión mecánica de tubos mediante expansión. Figura 6. Esquema de los ensayos realizados. Figura 7. Los dos diferentes tipos de huellas. solucionar este impedimento. Uno de los objetivos de esta tarea y de la experimentación de la geometría compleja, era obtener un proceso estable que nos garantizase una repetitividad de la pieza deformada con la calidad exterior requerida. Los resultados en cuanto a “Calidad A” perseguida desde un principio, no fueron todo lo satisfactorios que exige la exquisitez de ese nivel de componente, pero es correcto en cuanto a engrape mecánico. Para intentar comprender más el porqué del comportamiento del material en la fase de doblado y engatillado y que pudiese influir en la calidad de aspecto obtenida se realizaron grabaciones de alta velocidad en ambas fases. En estas grabaciones se pudo observar el retraso que experimenta el material en su fase de doblado y engatillado en las zonas de los radios. Esto que no genera problemas en 16 Deformación Metálica no 316 la fase de doblado, favorece la aparición de pliegues en la de engatillado. Asimismo, se puede apreciar que debido a lo violento del impacto en el momento del engatillado el material toda vez doblado 180º transmite el impulso al exterior de la chapa externa, generando ligeros defectos de aspecto no admisibles en esta concepción de componente. Internamente en Tecnalia se está realizando un proceso de reflexión interna para decidir por dónde continuar el desarrollo de esta aplicación de la tecnología que pueda paliar las limitaciones encontradas. Finalmente, en el ámbito de la experimentación se abordó la tercera vía, que se concretó en el ensayo de una unión mecánica permanente de tubos, obtenida por expansión. El objetivo fue la experimentación de posibles nuevas aplicaciones de la tecnología de EMF en sustitución o complemento de las Agradecimientos Los autores desean agradecer expresamente al consorcio del proyecto CENIT Forma0 por otorgar su consentimiento para la publicación de este trabajo. En particular, a los coautores de este artículo, Antec, S.A y al Centre Tecnològic de Manresa (CTM), miembros activos en la ejecución del trabajo aquí descrito. Asimismo, hay que expresar nuestro agradecimiento al Ministerio de Innovación y Ciencia y al CDTI, que gracias a su apoyo y financiación han hecho posible que este proyecto se pueda llevar a cabo de manera satisfactoria. Tecnalia Artículo Técnico Algunas consideraciones sobre los aceros inoxidables austeníticos para tornillería estampada en frío Por: M anuel Antonio Martínez Baena Ingeniero Metalúrgico Resumen Las piezas que se obtienen por deformación y estampación en frío a partir de productos largos, normalmente perfiles redondos –barras, alambrones y alambres– de aceros inoxidables austeníticos sufren operaciones, más o menos importantes antes de llegar a las medidas finales de la pieza puesta en forma. Su hechurado puede ser un proceso sencillo, como ocurre cuando se trata de piezas con una pequeña deformación en frío. Por ejemplo, un simple recalcado, o bien puede convertirse en un trabajo mucho más dificultoso y complejo, que es, en definitiva, un factor predominante en el coste final de la pieza conformada. os criterios de selección de un acero inoxidable austenítico, destinado a la fabricación de piezas por deformación plástica del material, dependen de los siguientes factores clasificados por su orden de importancia: •Resistencia a la corrosión. •Propiedades físicas y mecánicas. •Aptitud a la puesta en forma (deformación en frío o en caliente). •Facilidad de aprovisionamiento y precio del material. En general, la mayoría de estos factores son de carácter antagónico y la decisión final es un compromiso difícil. Pero, ¿qué características fundamentales busca el utilizador en un material para la fabricación de sus piezas por deformación plástica en frío? Se tienen que buscar aquellas que puedan aportar las mayores ventajas para una fabricación óptima y rentable: –B uena productividad, o lo que es lo mismo, alta cadencia de fabricación. – Máxima duración y rendimiento de las herramientas. – Excelente estado superficial o de acabado de las piezas fabricadas. – Mínimos tiempos de paro en máquina. Este conjunto de características, ponderado en cada caso de forma diferente, constituye para el usuario conceptos muy particulares de un buen o mal proceso productivo. El presente trabajo se ocupa de los esfuerzos realizados por los metalurgistas en la mejora constante de las pautas de fabricación de un grupo de aceros que, por sus características y propiedades, tienen personalidad propia: los aceros inoxidables austeníticos para deformación y estampación en frío (Tabla 1). El alambrón de acero inoxidable austenítico, destinado a la obtención de tornillos y otras piezas por deformación y estampación en frío es, probablemente, uno de los productos que L Acero/Según normas AISI y [EN] Composición química media (%) Principales elementos C Ni Cr Mo Cu 304 L [X2CrNi 18 10] ≤ 0,030 10,50 17,50 – – 316 L [X2CrNi Mo 17 12 2] ≤ 0,030 13,25 17,00 2,30 – 302 Cu [X2CrNi Cu 18 9 ] ≤ 0,030 9,50 17,50 – 3,25 316 Cu [X5CrNi MoCu 17 13 2] 0,040 12,25 17,00 2,10 3,25 305 [X5CrNi 18 12] 0,040 12,25 17,50 – – 304 [X5CrNi 18 10] 0,040 10,50 17,50 – – Tabla 1. Principales aceros inoxidables austeníticos que se utilizan en deformación en frío. 18 Deformación Metálica no 316 presenta mayores dificultades de fabricación. En efecto, en el material hay que conseguir un doble objetivo: en primer lugar, centrar de una manera muy precisa, la composición química del acero para obtener, asimismo, una muy buena aptitud a la deformación y puesta en forma; y en segundo lugar, garantizar una calidad superficial con ausencia total de defectos, después del trefilado y del hipertemplado, que garantice la no aparición de grietas en los tornillos u otras piezas durante su estampación en frío. Es muy importante conseguir ese doble objetivo de una forma constante y regular, haciendo especial hincapié en los alambrones de pequeño diámetro, ya que estos normalmente van destinados, después de un fuerte trefilado, a la fabricación por ejemplo de tornillos y remaches que sufren casi siempre las mayores deformaciones –recalcado– en la zona de cabeza. do en su trabajo de estampación (endurecimiento de cabeza y de rosca). Este último principio, junto con la especial orientación del fibrado, posibilita la utilización directa de tornillos y piezas de pequeñas dimensiones, sin tratamiento térmico alguno; lo que asimismo permite reducir los costes de fabricación. En el material hay que conseguir un doble objetivo: centrar de una manera muy precisa la composición química del acero para obtener una muy buena aptitud a la deformación y puesta en forma; y garantizar una calidad superficial con ausencia total de defectos, después del Aptitud de los aceros inoxidables austeníticos a la deformación y estampación en frío Los diversos aspectos y ventajas de la deformación y estampación en frío, permiten trefilado y del hipertemplado, que garantice la no aparición de grietas en los tornillos u otras piezas durante su estampación en frío Ventajas del proceso de conformación y puesta en forma en frío La operación más sencilla de deformación plástica en frío que podemos concebir consiste en tomar una porción de material (taco macizo normalmente de sección redonda) y aplastarlo de forma perpendicular a su eje, –recalcado– según está esquematizado en la Figura 1. Este principio se ha aplicado en la fabricación de tornillos y a otras piezas que, hace ya bastante tiempo, se obtenían por corte y mecanizado por arranque de viruta. En relación con el trabajo de mecanizado por arranque de viruta, el trabajo de estampación y conformación en frío presenta las siguientes ventajas: – Cadencia de fabricación mayor y pieza virtualmente acabada. – Poca o ninguna pérdida de material. – Mejora de las características mecánicas. Por ejemplo, del tornillo aprovechando el aumento de resistencia mecánica produci- Figura 1.- Nomenclatura del ensayo de recalcado. Figura 2.- Influencia del contenido de níquel (Ni) en el endurecimiento inducido según las distintas tasas de reducción habidas entre los distintos aceros ensayados. conocer mejor cuáles deben ser las propiedades de los aceros inoxidables austeníticos utilizados en estas técnicas y trabajos de puesta en forma. En la hipótesis de que se descarte el riesgo del efecto de pandeo, por ejemplo en la estampación o puesta en forma de un tornillo u otra clase de pieza, utilizando un punzón deslizante; o, más bien, fijando una relación de recalcado H/d, suficientemente débil para que el material muestre una muy buena aptitud al conformado o forja en frío. Para ello es fundamental: en primer lugar, conseguir una importante deformación por compresión, sin que se presenten descohesiones puestas de manifiesto con la aparición de grietas; en segundo lugar, realizar la estampación o forja a la velocidad pretendida y en un solo golpe; y en tercer lugar, que el material se deje deformar con facilidad. Dicho de otra manera, que para una determinada deformación, la energía de conformado sea la mínima posible. Condiciones que se pueden satisfacer, normalmente, teniendo en cuenta: –U nas determinadas condiciones generales. – Una adecuada elección de la composición química. – Microestructura. – Eliminación total de defectos superficiales. Condiciones generales En el transcurso del proceso de deformación en frío, el material se vuelve duro. Normalmente, este endurecimiento se produce junto a una bajada de la ductilidad residual del material trabajado. Cuanto mayor sea la tasa de endurecimiento, mayor será el grado o dificultad de deformación, al mismo tiempo que aumenta: – La energía de deformación, lo que exige utilizar máquinas más potentes. – El peligro de rotura de las herramientas. – El riesgo de gripado. Adecuada composición química Las composiciones de los aceros que figuran en la Tabla 1 son el resultado de una larga experiencia lograda en colaboración del ace- Deformación Metálica no 316 19 Artículo Técnico rista, con los fabricantes de tornillos y de otras piezas producidas de esta manera. El nivel y los límites de los elementos de aleación que entran en la composición química de los diferentes aceros, presentes en este grupo, se tienen en cuenta para responder a las exigencias previstas: – Aptitud a la deformación en frío. – Alta resistencia a la corrosión. – Características mecánicas, físicas y tecnológicas. En la Figura 2 se indica la influencia del contenido de níquel en el endurecimiento producido, según los distintos grados de reducción aplicados. Entre todos los aceros, se debe destacar el acero AISI 305 [X8CrNi18 12] que es uno de los más utilizados, por su alto contenido de níquel (Ni). Su tasa de endurecimiento por deformación en frío, relativamente pequeña, unida a unas muy buenas características de conformabilidad, reducen muy significativamente el grado de deterioro de las herramientas de estampar, de roscar y las de fileteado por fresado. La resistencia a la corrosión del acero AISI 305 [X5CrNi 18 12] es, en la práctica, muy similar a la del acero AISI 316 [X5CrNi Mo17 13 2]; siendo superior la aptitud al pulido, frente a la del clásico acero AISI 304 [X5CrNi18 10]. En la mayoría de los cuantiosos estudios publicados sobre el tema de la composición química que presenta este grupo de aceros, todos coinciden en señalar que tanto los elementos gammágenos –formadores de austenita– como los alfágenos –formadores de ferrita– contribuyen a estabilizar la austenita, frente a la transformación inducida por la deformación en frío. Todo esto está de acuerdo con lo ya antes indicado, que la austenita más baja en níquel es más inestable que la austenita alta de níquel; por lo que es un hecho constatado que la austenita más baja de níquel, más inestable, tiene mayor tendencia a transformarse en martensita durante el proceso de conformado en frío. ción, anticipando un prematuro agotamiento de la capacidad de deformación. Tamaños de grano muy finos producen un endurecimiento innecesario y tamaños de grano groseros provocan, por deformación, tiempo, se reduce la estabilidad de la austenita, y de forma indirecta, ya que disminuye en ella, los contenidos respectivos de C y de N. Asimismo, está comprobado que la disminución de carbono (C) de masa matricial Figura 3.- Inclusiones de óxidos superficiales que han provocado grietas, por concentración de tensiones, en el proceso de estampación y de forja en frío. Figura 4.- Rosario de inclusiones subcutáneas que pueden llevar, también, a la aparición del mismo tipo de grietas –por concentración de tensiones– durante los trabajos de deformación en frío. Microestructura Dentro de este apartado existen tres factores que tienen una importancia fundamental: el tamaño de grano; los carburos; y las inclusiones no metálicas. una deficiente calidad superficial con la aparición de la llamada "piel de naranja". El tamaño de gano óptimo para estos menesteres se sitúa entre 4 y 6, según la norma ASTM. 1. El tamaño de grano Del tamaño de grano austenítico depende de la temperatura de hipertemple y tiene gran influencia en las características mecánicas del acero hipertemplado. El tamaño de grano fino eleva sensiblemente la resistencia a la tracción y el límite elástico, al mismo tiempo que disminuye el alargamiento. No modifica, sustancialmente, la pendiente de la curva de endurecimiento; la menor ductilidad inicial se mantiene a lo largo del trabajo de deforma- 20 Deformación Metálica no 316 2. Los carburos Las adiciones de elementos tales como el titanio (Ti) y el niobio (Nb), fijan, fuertemente, el carbono (C) y el nitrógeno (N) en forma de carburos o de nitruros muy estables, bien distribuidos dentro de los granos de austenita. De este modo, se evita la precipitación intergranular de los carburos o de nitruros de carbono, cualquiera que sean las condiciones de permanencia a alta temperatura. Al mismo austenítica hace que el material se comporte, en cuanto a la estabilidad de la austenita y al endurecimiento, como un acero de más bajo carbono. En cambio, su alargamiento de rotura disminuye y su capacidad de deformación en frío se ve reducida. 3. Las inclusiones La presencia de inclusiones no metálicas en el acero puede producir grietas durante su estampación y puesta en forma, debido al efecto concentrador de tensiones que presentan. Alrededor de tales inclusiones se producen concertaciones tensionales, que pueden originar grietas durante el trabajo El endurecimiento por deformación plástica en frío varía fuertemente según sea la composición química del acero utilizado y, con esto, el primer problema que se presenta es el método de medida de tal endurecimiento Figura 5.- Análisis comparativo de las curvas de tracción racional de los aceros inoxidables austeníticos: AISI 304 [X5CrNi18 10] y AISI 302Cu [X10CrNiCu18 9]. de conformado en frío, por ejemplo en las cabezas de los tornillos (cabezas reventadas). La presencia de alineaciones de inclusiones en zonas subcutáneas y de inclusiones superficiales de óxidos y sulfuros en el material a deformar pueden llevar, también, a la aparición de grietas durante el trabajo de deformación en frío. Las figuras 3 y 4 muestran inclusiones de óxidos y la aparición de grietas sobre la cabeza de los tornillos afectados. De una mínima o casi nula presencia de inclusiones en el material, que están en estrecha dependencia con las condiciones de su proceso de elaboración en caliente, se deduce la importancia de la metalurgia en las pautas (fusión, desoxidación, colada, etc.) de fabricación de este grupo concreto de aceros inoxidables. 4. Eliminación de los defectos superficiales Los defectos superficiales, en particular rayas longitudinales y pliegues, procedentes de los productos laminados en caliente pueden, si alcanzan cierta profundidad en el material ya trefilado, provocar durante su trabajo de puesta en forma, grietas en las cabezas de los tornillos, y en las partes más críticas de otras piezas conformadas de la misma manera. Para evitar al máximo tales defectos, hay que realizar controles exhaustivos y severos de los productos intermedios laminados en caliente (palanquillas y alambrones). Y, particularmente, de una forma exhaustiva en la superficie de acabado del producto trefilado, ya que la superficie de los alambres es un factor esencial para conformación y puesta en forma de todos los aceros deformables en frío. El conformado en frío de los aceros inoxidables austeníticos Los aceros inoxidables austeníticos deben reunir una serie de características para su óptima utilización en los procesos de deformación plástica en frío. Tales características se pueden resumir: – Resistir una deformación importante sin que se produzcan descohesiones, puestas estas de manifiesto con la aparición de grietas. – Dejarse deformar fácilmente en frío. Esto es, que para una deformación dada, la energía necesaria sea la menor posible. – Que se pueda realizar el trabajo de deformación a la velocidad correspondiente, y si es posible, con un solo golpe. A lo largo de todo el trabajo de deformación, como se ha indicado antes, el material se va endureciendo. Este endurecimiento va acompañado de una bajada de la ductilidad residual del acero y, a medida que la dureza se incrementa, la deformación se hace cada vez más dificultosa. Esto conlleva: (1) un aumento mayor de la energía de deformación que exige, inevitablemente, la utilización de máquinas, normalmente más potentes; (2) que los riesgos de gripado sean más elevados; y (3) que el peligro de rotura de las herramientas sea también mayor. Como ya sabemos, el endurecimiento por deformación plástica en frío varía fuertemente según sea la composición química del acero utilizado y, con esto, el primer problema que se presenta es el método de medida de tal endurecimiento. Curva de tracción racional Las curvas de tracción racional de los aceros determinan su resistencia a la tracción, en función de la tasa de reducción del área de la probeta ensayada. En la figura 5 se indican las curvas correspondientes a los aceros inoxidables austeníticos AISI 304 [X5CrNi18 10] y AISI 302 Cu [X2CrNiCu18 9] en estado hipertemplado. Para evaluar la tasa de endurecimiento de tales aceros, a lo largo de una deformación en frío específica, hay que referirse a sus curvas de consolidación que representan la evolución de la tensión real () –aplicada a la sección en cada instante–, en función de la deformación racional (), siendo: = (F/S) y = ln (L/L0) = ln (S/S0) = tensión real = deformación racional F = fuerza real aplicada en la probeta en cada instante del ensayo S0 = sección inicial S = sección real de la probeta en cada instante La curva de consolidación o de endurecimiento, tiene un significado físico preciso y permite, asimismo, calcular la energía de deformación específica del material correspondiente. La energía de deformación específica, para una deformación () determinada, viene expresada por la integral de la curva de tracción: W = ∫ ().d 0 W = energía de deformación Tomando escalas logarítmicas -log _ en ordenadas y log _ en abcisas - al construir la curva de tensión-deformación para la zona de deformaciones uniformes, a partir de la curva convencional de tracción, se obtiene una recta de pendiente n y ordenada en el origen k. log = k + n log La constante k, que tiene las dimensiones de un esfuerzo –presión–, carece de importancia en esta aplicación. La constante n fija la pendiente de la curva y se denomina coeficiente de endurecimiento; su valor, en los aceros inoxidables austeníticos, está normalmente entre 0,45 y 0,85. El valor de n es bastante más bajo en los aceros inoxidables ferríticos y en los inoxidables martensíticos, ya que se sitúa ente 0,20 y 0,25 [n = (0,20 ÷ 0,25)]. Este valor es muy similar al de los aceros ordinarios de construcción mecánica, de contenido medio en carbono. Cuanto más elevado es el coeficiente de endurecimiento por deformación (n), más endurecible es el acero. En el caso de las curvas de la figura 5, los resultados se obtienen para tasas de deformación del 70%. Las ventajas del acero AISI 302Cu [X2CrNiCu18 9] sobresalen, netamente, frente a las del acero AISI 304 [X5CrNi18 10], ya que se requiere una energía menor para una deformación dada, como se aprecia en la tabla 2. Deformación Metálica no 316 21 Artículo Técnico Acero Energía específica W/cm3 AISI 304 1193 julios AISI 302 Cu 1105 julios Tabla 2.- Energía de deformación específica para una tasa de deformación de 70%. Mecanismos de endurecimiento En el endurecimiento de los aceros inoxidables austeníticos por deformación en frío se distinguen dos mecanismos de endurecimiento que, normalmente, se superponen: 1.- Endurecimiento por transformación parcial de la austenita inestable en martensita. La inestabilidad de ciertas austenitas hace que se produzca una transformación parcial de austenita inestable en martensita por el efecto de deformación. 2.- Endurecimiento de la austenita por deformación. En los aceros inoxidables austeníticos al tener la austenita una estructura gamma () –sistema cúbico centrado en las caras (CCC)– tiene un coeficiente de endurecimiento más alto que el de una estructura alfa () –sistema cúbico centrado en el cuerpo (CC)– propia del resto de aceros. Cuando la austenita es muy estable únicamente entra en juego este segundo mecanismo. Si la austenita es muy inestable se desarrollan, al mismo tiempo, los dos mecanismos de deformación. Cuando esto ocurre se origina, en la mayoría de los casos, el conocido fenómeno: sensibilidad al imán, fenómeno que es característico de aceros inoxidables austeníticos que han sufrido una fuerte deformación en frío, ya que aparece en su masa matricial o estructura, una cantidad sustancialmente respetable de martensita deformada. Esto explica la variabilidad del coeficiente de endurecimiento [n = (0,45 ÷ 0,85)] de los aceros inoxidables austeníticos. En el endurecimiento de la austenita por deformación –segundo mecanismo– juega un papel muy importante la energía de defectos de empaquetamiento (EDE)*. A escala microscópica, será ventajoso buscar una estructura completamente austenítica y estable en el material a deformar, que conduzca a una energía de defectos de apilamiento (EDE), relativamente elevada. Las dislocaciones están, entonces, poco diso- ciadas y tienen mayor facilidad de moverse mediante mecanismos de deslizamiento. De esta manera se aumenta la ductilidad y la plasticidad del material; características que se mantienen invariables con altas velocidades de deformación. El níquel (Ni) y el cobre (Cu), desde el punto de vista metalúrgico son elementos que favorecen el aumento del grado de energía de defectos de apilamiento (EDE), ya que, como se deduce por lo que se ha indicado antes, el endurecimiento inducido por trabajo en frío es significativamente mayor en aquellos aceros de menor EDE. Como consecuencia de ello, es habitual utilizar el elevado índice de endurecimiento (n) de la mayoría de aceros inoxidables austeníticos para obtener, por deformación en frío, piezas que reúnan, al mismo tiempo, una excelente combinación de altas características mecánicas y de resistencia a la corrosión. Un caso típico lo encontramos en los alambres para muelles fabricados con acero inoxidable austenítico AISI 302 [X10CrNi18 9], que alcanzan unos niveles de resistencia a la tracción (R) de hasta 250 kgs/mm2, según la intensidad de trefilado y diámetro final obtenido, junto con una excelente resistencia a la corrosión. Entre los elementos químicos que influyen muy significativamente en la capacidad de endurecimiento de los aceros inoxidables, los más fundamentales son: el carbono (C), que la aumenta, y el níquel (Ni), que la disminuye. El cobre (Cu) tiene un efecto análogo al del níquel (Ni) pero es más eficaz; lo que explica, en gran parte, los buenos resultados que se obtienen con el acero AISI 302Cu [X10CrNiCu18 9]. Parte del contenido en níquel (Ni) de este acero es reemplazado por un, relativamente, alto contenido (%) de cobre (Cu). Influencia del grado de deformación. Severidad de conformado Existen limitaciones generales para la deformación de los aceros inoxidables. La severidad de deformación en frío puede caracterizarse por varios criterios. Consideremos como ejemplo de uno de ellos: el recalcado elemental de una pieza cilíndrica (ver figura 1). La relación r1 = H/d, característica de riesgo de pandeo en el transcurso de la deformación en frío. La altura H a recalcar se indica en múltiplos del diámetro d de la porción de material utilizado. En los aceros inoxidables austeníticos, la relación r1 = H/d se considera un valor máximo: r1 = (4 ÷ 4,5). La relación r2 = H/h debe tener un valor máximo de 9 (r2 ≤ 9), aunque ya a partir de 6 (r2 ≥ 6) comienzan las dificultades. Productos de laminación, alambrones y barras de aceros inoxidables austeníticos con adición de cobre (Cu), con tratamiento térmico de hipertemple, pueden llegar a reducciones de área, por estirado en frío, de hasta 44%, en una sola pasada. En general, para el resto de aceros inoxidables austeníticos la reducción límite de estirado se sitúa en 25%. La elevada tendencia de los aceros inoxidables al gripado justifica la importancia que tiene una buena elección de los revestimientos. Entre * EDE.- El efecto de empaquetamiento se define: "como una superficie plana de separación entre dos regiones de un cristal que tiene la misma orientación, pero no forma una red continua". Valores bajos de los defectos de empaquetamiento constituyen, de por sí, fuertes barreras al movimiento de las dislocaciones, que junto con la presencia en el material de otros defectos planares complejos, son obstáculos que dificultan muy mucho la deformación plástica en frío 22 Deformación Metálica no 316 Figura 6.- Influencia de la velocidad de deformación, y de la tasa de recalcado, en el tanto por ciento (%) de piezas aceptadas. los más utilizados se encuentra el oxalatado y el cobreado electrolítico, que para su uso suelen dopar fundamentalmente con lubricantes del tipo del bisulfuro de molibdeno. La fosfatación no se puede emplear debido a que los aceros inoxidable son inatacables por los agentes fosfatantes. Cuando los aceros inoxidables austeníticos se utilizan en tornillería y/o en la fabricación de otras piezas, que necesitan para su puesta en forma importantes relaciones de extrusión y/o de recalcado en frío, se aplican pautas especiales en la fabricación del material de partida. Por ejemplo, se ajusta al máximo su composición química procurando, al mismo tiempo, un buen hipertemplado y un excelente acabado superficial del material correspondiente, para que el producto final –pieza o tipo de tornillo– esté exento de defectos internos y superficiales; y, por tanto, en las mejores condiciones de utilización. Esto, normalmente, se consigue, en lo que se refiere a composición química del acero: (1) reduciendo al máximo los contenidos de carbono (C≤ 0,04%), de silicio (Si ≤ 0,45%), de manganeso (Mn ≤ 1,45% ) y de nitrógeno (N ≤ 0,03% ); y (2) aumentando el contenido de níquel (Ni ≥ 12%) y adicionando, en algunas calidades, importantes cantidades de cobre [Cu = (3 ÷ 4%)]. Influencia de la velocidad de deformación Para una tasa de deformación dada, según la velocidad de estampado y/o extrusionado en frío, se producirá un mayor o menor aumento de defectos en las piezas fabricadas (véase figura 6). Es un hecho constatado que la cantidad de piezas defectuosas aumenta muy rápidamente con una mayor velocidad de conformado. Este aumento es tanto mayor cuanto más elevada es, también, la tasa de aplastamiento. Hay una influencia manifiesta –en el caso de los aceros inoxidables austeníticos y sus posibilidades de deformación plástica en frío a gran velocidad– de seleccionar composiciones químicas que conducen, sustancialmente, a elegir aleaciones inoxidables con estructuras exentas de fases martensíticas y/o ferríticas. Estas fases son más sensibles a la velocidad de deformación que la austenítica. Por otro lado, la presencia de martensita deformada, poco dúctil, puede ser el origen de grietas a 45º en el estampado, normalmente, producidas por esa falta de plasticidad debido a la presencia en el material de la ya mencionada martensita deformada (figura 7). Elección del material en función del tipo de pieza a fabricar No existe ninguna regla que permita precisar y elegir una aleación especial inoxidable austenítica para un determinado tipo de pieza Figura 7.- Tornillos agrietados –grieta a 45º en cabeza de los dos primeros tornillos– debido a una masa matricial de martensita deformada poco dúctil. En el pequeño tornillo –derecha– el agrietamiento de cabeza es más bien debido a la presencia de defectos y/o inclusiones superficiales o bien subcutáneas. o de tornillo a fabricar. En la práctica, ciertamente, se intenta la elección más idónea, buscando la solución más óptima y rentable, siempre teniendo en cuenta: – El tipo y calidad de la pieza o del tornillo a conformar y/o estampar en frío. – La velocidad de estampado o de conformado en frío. – El número de operaciones previstas –golpes– para producir la pieza, compromiso de velocidad de etampación/coste del acero. – El tanto por ciento (%) de defectos admisibles. – El coste del material. – Desgaste y deterioro admisible de las herramientas. – El tipo de máquina de estampado (potencia, vibraciones, etc.). – Posibilidad de estampado en semicaliente. – Problemas eventuales de corrosión metalurgistas y fabricantes de las piezas, principalmente en lo que concierne a: – La elección y elaboración de los materiales por parte del acerista: conjunto de aceros inoxidables austeníticos más apropiado para los trabajos de deformación en frío y exhaustivos controles de los semiproductos elaborados con ellos (palanquillas, alambrones y alambres). – La elección de los parámetros de fabricación y puesta en forma de las piezas; la velocidad y cadencia de estampado y conformado, la lubricación, diseño de las preformas, etc. Esta técnica de fabricación que está en constante desarrollo tiende a aplicarse en piezas cada vez más difíciles de estampar y extrusionar, principalmente en la industria del automóvil, por ejemplo: rótulas de dirección, ejes estriados, etc. Bibliografía Resumen La forja y estampación en frío de los aceros inoxidables ha adquirido una importancia considerable estos últimos años. Con estas consideraciones hemos querido resaltar el hecho de que para fabricar un determinado tipo de pieza o de tornillo por deformación plástica en frío, la elección del material es un problema difícil que necesita que se tengan en cuenta un buen número de factores relacionados con las condiciones de su puesta en forma. El número y variedad de los problemas que se han planteado por la aplicación de esta técnica de hechurado han podido resolverse por una estrecha colaboración entre –C arlos Bertrand; Pedro M. Corcuera; Joseba Molinero y Manuel A. Martínez Baena. “Consideraciones sobre los productos largos de aceros inoxidables austeníticos para la fabricación de piezas obtenidas por deformación en frío y por arranque de viruta”. Deformación Metálica, 147, 1989. – J. Betanzos. Comportamiento de los aceros inoxidables en la conformación en frío. Influencia de su composición y microestructura. Deformetal 86, Barcelona, 1986. – H. Jarleborg. Deformacion hardening of austenitic steel in wire drawing, 1966. – M.G. Breinlinger.- Frape a froid des aciers inoxidables, Aciers Speciaux, 1975. Deformación Metálica no 316 23 Tecnología Gigantes inteligentes doblan chapas de 320 mm en conformación en frío Por: Beckhoff Automation, S.A. Haeusler AG se ha consolidado en el mercado de la tecnología de doblado de chapa gracias a numerosas innovaciones tecnológicas. Con el nuevo controlador Bend-IT Swiss Technology, la empresa suiza ha desarrollado un concepto innovador de software para controlar sus dobladoras de chapa. El controlador NC virtual combina la técnica de automatización de Beckhoff con una plataforma de control completa. Desde agosto de 2009 Haeusler incluye en todas sus máquinas este concepto de automatización. a empresa suiza Maschinenfabrik Haeusler se ha especializado en la tecnología de doblado de chapa para máquinas dobladoras circulares y curvadoras de perfiles y produce en dos fábricas: una en Duggingen (Suiza) y otra en Rheinfelden-Herten (Alemania). Las máquinas de gran tamaño procesan grosores de chapa de hasta 320 mm. Los diámetros de curva, que van entre los 16 y las 64 pulgadas, y las longitudes, que pueden ser considerablemente mayores a los 12 m, son para Haeusler los formatos habituales en la fabricación de tubos. Así, por ejemplo se utilizan máquinas para curvar chapas en la construcción naval, la industria del automóvil y aeronáu- L tica, así como en la construcción de depósitos o la fabricación de tubos para oleoductos y explotaciones de energía eólica, pero también para la fabricación de intercambiadores de calor en los sistemas de calefacción o curvadoras de perfiles para estructuras de acero. En total Haeusler fabrica actualmente 20 tipos de máquina distintos. Relanzamiento del controlador que contempla la optimización de procesos y la sostenibilidad El control del proceso de modelado es la característica de calidad básica del concepto de máquina de esta empresa. Por eso, la compañía ha sustituido su anterior concepto Dobladora de chapa de tubos de gran tamaño RMS para la fabricación de tubos de gran tamaño soldados longitudinalmente. 24 Deformación Metálica no 316 Fábrica de tubos de gran tamaño. de control, que consistía en controladores independientes CNC y PLC que se comunicaban a nivel I/O. La nueva solución debía integrar el control de procesos y CNC en una plataforma de control. El objetivo era reducir la complejidad de la arquitectura de control y los gastos de mantenimiento y, al mismo tiempo, optimizar la velocidad de los procesos y la precisión dimensional de la máquina. La empresa se decidió por Beckhoff gracias a la disponibilidad de su tecnología, al rápido sistema de bus de campo EtherCAT y a su conocimiento del sector sobre la técnica de conformación de metales y la presencia internacional de la empresa. Procesador multinúcleo aprovechado al máximo La plataforma de control para la tecnología desarrollada por Haeusler, Bend-IT Swiss Technology, integra un Panel PC de 19 pulgadas de Beckhoff de la serie CP62xx con el sistema operativo Windows XP Embedded, el software de automatización TwinCAT PLC y EtherCAT, como sistema de bus de campo. Para el controlador NC, Haeusler utiliza una solución propia. Su núcleo es un moderno HMI, basado en tecnología .Net y programado en lenguaje C# con visualización en 3D integrada. La máquina, denominada “virtual”, ofrece funciones NC y CNC y cubre todos los ejes. Uno de los núcleos del procesador de la CPU Dual Core lo utiliza para la superficie de operaciones (HMI) y la administración de datos, el otro para PLC y Motion Control (NC o CNC). El CNC de Haeusler se acopla con los componentes de Motion Control de TwinCAT. Con la biblioteca de software TwinCAT Hydraulic Library se programa la conexión de los ejes a estas funciones. Además, la tecnología multinúcleo (Multicore Technology) permite una representación animada tridimensional de la máquina, que representa todos los movimientos y permite al operador trabajar de forma intuitiva y, por tanto, reduce considerablemente el tiempo de capacitación de un nuevo operador de máquina. La previsión de seguridad de funcionamiento también queda reflejada en la elección de Haeusler por Compact Flash como medio de memoria, lo que significa que no hay piezas móviles en el área de memoria. De esta forma, Haeusler puede garantizar a sus clientes una alta seguridad y disponibilidad, especialmente frente a las vibraciones y sacudidas, que son inevitables en el entorno duro de máquinas. Adicionalmente, dispone de una memoria remanente y alimentada por SAI, de manera que los datos siempre están protegidos. EtherCAT proporciona comunicación rápida Los ejes de curvado hidráulico en movimiento de las máquinas de Haeusler se intercalan en una variedad de sensores y actuadores digitales y analógicos. Estos se distribuyen en las grandes estructuras de las máquinas y se acoplan mediante señales a la estación de terminales de bus de Beckhoff. La conexión al Panel PC central se realiza mediante el sistema de terminales EtherCAT que cuenta con mucha variedad. Por ejemplo, en la actual prensa de curvar tubos se ha instalado un nuevo codificador de rotación con sensor de efecto Hall, que palpa los dientes en la unidad de émbolos axiales. Antes, esta función la realizaba un codificador de valor absoluto, que medía la rotación de forma compleja con la utilización de discos. Esta función la realizan Deformación Metálica no 316 25 Tecnología indispensable la supervisión exacta del sistema de materiales de servicio, entre otros conceptos de la temperatura del aceite y del nivel del aceite hidráulico, así como la calidad del aceite. El calendario de mantenimiento generado y pronosticado automáticamente como consecuencia de la inspección digital de los materiales de servicio es otra característica importante del controlador. En la aplicación es de gran ayuda la plataforma de control abierta así como la comunicación en tiempo real entre HMI y Motion Control a través de ADS. Plataforma de automatización universal para todos los tipos de máquinas La prensa hidráulica de curvar tubos controlada por PC y EtherCAT de Haeusler funciona con una fuerza de prensado de 6.000 t. Permite el curvado de tubos con tamaños de 16 hasta 64 pulgadas. En solo dos horas la máquina puede cambiar de diámetro de tubo. ahora los terminales EtherCAT de Beckhoff EL5151 y EL5152. EtherCAT forma parte de los rasgos distintivos del nuevo controlador, a los que Haeusler les atribuye un valor especialmente remarcable. En relación a esto, ya ha destacado repetidas veces la plataforma de automatización de Beckhoff: por una parte, el PC industrial dispone de interfaces Ethernet clásicas sin tarjetas de bus de campo adicionales y, por otra, EtherCAT ofrece un alto rendimiento para I/O y técnica de accionamientos. A esto se añade que en el sistema de terminales EtherCAT existen puertas de enlace para otros sistemas de bus. El tiempo de ciclo extremadamente corto, de 26 Deformación Metálica no 316 1.000 señales I/O en solo 50 µs, se ajusta al concepto de la empresa, cuanto más rápido se obtengan los datos de posición, podremos regularlos con mayor precisión. El Condition Monitoring ofrece una alta disponibilidad de la máquina La seguridad de la máquina la proporciona el Condition Monitoring, implantado en el controlador. La supervisión de los momentos críticos, como, por ejemplo, la temperatura de las placas base, la CPU y la RAM o el estado de carga del SAI, se realiza mediante el módulo de función de software estándar. Para la disponibilidad de la máquina es Tras un periodo de evaluación de seis meses, la empresa Haeusler se decantó por Beckhoff como futuro proveedor de controladores. La plataforma de automatización escalable se pudo establecer para todo el programa de máquinas de la empresa, por lo que los clientes reciben un sistema de producción moderno y potente con disponibilidad óptima. Asimismo, el concepto de mantenimiento remoto que se ha desarrollado, sobre la base de la tecnología Ethernet y VPN, ha tenido muy buena acogida por parte de sus clientes, según la compañía. De momento, las primeras fabricación de tubos se realizarán por completo con la tecnología de control de Beckhoff. La disponibilidad de los sistemas de Beckhoff en el entorno de Windows supone una gran ventaja especialmente en la construcción de instalaciones, con el registro de datos operacionales mediante RFID, la integración en red, la incorporación de puestos de mandos, etc. Si, a pesar de los numerosos mensajes de error e información implementados, el cliente necesita ayuda por parte del ingeniero, este puede conectarse al control de la máquina a través de la interfaz Ethernet y analizar las causas del problema. Asimismo, ante las evoluciones futuras y en curso, encaminadas a los controles adaptativos, la inteligencia artificial o el Condition Monitoring, Haeusler lo afronta con más preparación gracias a EtherCAT, la tecnología XFC (eXtreme Fast Control) y TwinCAT 3, con Beckhoff como socio de sistemas. Haeusler AG Aluminio. Laminación en frío en laminadores desbastadores Por: Fagor Arrasate En el siguiente artículo se abordan las generalidades de la laminación en frío, además de ofrecerse una clasificación de los diferentes tipos, la tendencia moderna y el laminador debastador, tratando sus diferentes componentes (desbobinadora, caja del laminador, bobinadora), riego en el laminador, sistemas de control, automatización y producción. omenzaremos abordando algunas de las generalidades relativas a los laminadores. Así, comenzaremos por comentar la opción de plancha o bobina. Los productos planos laminados se dividen, de acuerdo a su proceso de fabricación, en dos grandes grupos: plancha (plate) y banda o bobina ( sheet ). Durante su proceso de fabricación, la plancha se mantiene plana. Este proceso se usa para productos de espesor de 10 mm o mayores. A día de hoy, los espesores entre los que trabajan los laminadores son de 3 a 8 mm de entrada hasta los 0,10-0,05 mm a la salida. Por debajo de estos espesores, las bobinas se procesan en laminadores “foil”, donde se pueden alcanzar espesores tan bajos como 5-6 micras. La calidad requerida del producto final (superficie y planitud) y la demanda de producción se cubren usualmente con laminadores de una sola caja y no reversibles. Solamente en casos muy especiales C Foto 2. Banda o bobina (sheet). es recomendable utilizar laminadores reversibles como el de acabado espejo o brillante. Laminación en frío La laminación en frío deforma plásticamente el metal para reducir el espesor. Al hacerlo, el metal se endurece. Si la banda de aluminio llega a estar demasiado dura Foto 1. Plancha (plate). Deformación Metálica no 316 27 Tecnología Laminador desbastador - aluminio Foto 3. Tratamientos térmicos. para seguir laminando, se hace un tratamiento térmico para ablandarlo. El proceso de laminación en frío incluye sucesivas pasadas y tratamientos, definidos de forma que al final se alcancen el espesor y las características mecánicas deseadas simultáneamente. Clasificación Los laminadores se pueden clasificar en líneas generales de la siguiente manera: •Laminadores desbastadores: de 10-3 mm de entrada a 0,3-0,12 mm de salida. •Laminadores intermedios: de 2-1,5 mm a 0,050 mm. •Laminadores “foil”: de 0,7-0,4 mm a 0,020-0,006 mm. En ocasiones, estos laminadores se diseñan para conseguir el espesor más fino de la última pasada introduciendo dos bobinas al mismo tiempo que se enrollan juntas. En tal caso, posteriormente es necesaria una línea para separarlas. •Laminadores especiales: acabado espejo. •Laminadores tándem (posible funcionamiento en continuo). ello es fundamental un sistema de medición y control de planitud de última tecnología. •Laminadores de alta productividad: las bobinas procesadas llegan hasta las 30 Tn y las velocidades de laminación hasta 2.100 m/min. •Mejora de la calidad: Especialmente en el control del espesor (AGC - Automatic Gauge Control) y en el control de la planitud (AFC - Automatic Flatness Control). También es fundamental contar con un sistema de soplado que limpie la banda, evite la caída de gotas de riego por arrastre y placas de protección, y seque la banda. •Laminadores automatizados e integrados en el funcionamiento general de la planta: permiten la optimización de los tiempos de producción, un mayor control global y una mayor sencillez de trabajo para el operario. La tendencia moderna Hoy en día se requiere que los laminadores cuenten con los últimos avances en tecnología, lo que está permitiendo el desarrollo de estos de la siguiente forma: •Material más ancho y más duro: la anchura de las bobinas ha alcanzado los 2,3 metros, pudiendo bajar hasta los 0,15 0,12 mm para los materiales más duros (series 3.000 y 5.000) con calidad. Para 28 Deformación Metálica no 316 Foto 4. Desbobinadora. Los laminadores desbastadores, al igual que el resto de maquinaria siderúrgica, tienen una serie de equipamientos básicos imprescindibles e innumerables accesorios que optimizan sus prestaciones, aumentan la productividad o facilitan la operación del mismo. Desbobinadora (pay-off reel) La desbobinadora se encarga de mantener la tracción de la banda generada por la bobinadora durante todo el proceso de laminación. Los extremos de la bobina se mantienen fuertemente sujetos a los mandrinos, tanto de la desbobinadora como de la bobinadora, lo que permite, una vez terminada la pasada y retirada la bobina, ajustar los parámetros de la siguiente y comenzar con el enhebrado de la misma. Junto con la desbobinadora existen varios equipos auxiliares necesarios para realizar un correcto enhebrado y/o procesado de banda, como son: •Rodillo de apoyo •Guiado automático •Mesa de enhebrado •Soporte de mandrino Caja del laminador La caja del laminador no difiere de otras cajas de laminación, aunque dado que estos cuentan con rampas de riego y secado, el espacio disponible se aprovecha al máximo, por lo que resulta un equipo muy compacto con una implantación estudiada detalladamente. La caja del laminador cuenta con los siguientes elementos: – Cilindros y ampuesas de trabajo: el diámetro de los mismos es específico para cada aplicación. – Cilindros y ampuesas de apoyo: el diámetro de los mismos es específico para cada aplicación. – Cilindros de apriete: actuadores hidráulicos integrados en la caja de laminación, que incorporan un transductor de posición. Actúan sobre las ampuesas de apoyo ejerciendo el esfuerzo de laminación. Pueden instalarse en la parte superior o en la inferior. – Bloques de bombeo: actuadores hidráulicos que generan el denominado bending positivo y negativo de los cilindros de trabajo. – Cuñas de línea de pasada: mecanismo para mantener la línea de pasada constante, situado al lado opuesto de los cilindros de apriete. En la laminación de aluminio, el fluido para el riego es keroseno con un pequeño porcentaje de aditivos, con lo que el riesgo de incendio es muy alto. Por ello, estos laminadores cuentan con sistemas contra-incendios en el laminador, en la sala de riego, en el sistema de filtrado, en las bombas de impulsión y en los intercambiadores y calentadores de línea Bobinadora La bobinadora se encarga de generar la tracción de la banda necesaria durante todo el proceso de laminación. Junto con la bobinadora existen varios equipos auxiliares necesarios para realizar un correcto enhebrado y/o procesado de banda, como son: •Rodillo de apoyo •Mesa de introducción •Placa extractora Riego en el laminador Foto 5. Cilindro de apoyo completo. Foto 6. Bending. El sistema de riego, de la misma forma que en laminadores de acero, se utiliza como refrigerante de los cilindros de laminación, como lubricante del proceso de laminado y como elemento fundamental del sistema de control de planitud. En la laminación de aluminio, el fluido para el riego es keroseno con un pequeño porcentaje de aditivos. Por tanto, el riesgo de incendio es muy alto, por lo que estos laminadores cuentan con sistemas de protección contra-incendios en el laminador, en la sala de riego, donde se encuentra el tanque principal, en el sistema de filtrado, en las bombas de impulsión y en los intercambiadores y calentadores de línea. Las rampas de riego en el laminador dirigen el caudal del fluido hacia la zona de laminación y hacia los rodillos de apoyo. Posteriormente, se recoge mediante bandejas estancas, situadas en la parte baja hacia un tanque de recogida que se encuentra en el sótano. Desde este tanque se bombea a la sección de riego sucio del tanque de riego principal. El tanque de riego se encuentra en una sala aparte, como se ha explicado anteriormente, por medidas de seguridad. La parte del riego sucio llega del envío del tanque colector. Mediante un sistema de bombeo se recircula el riego hacia el filtro de papel y, de allí, a la parte de riego limpio del tanque. Deformación Metálica no 316 29 Tecnología El filtrado utiliza rollos de papel y tierras ya que, en el procesado del aluminio, el riego requiere una limpieza muy alta para evitar la posibilidad de dejar más adelante impurezas en la banda. De ahí que la tecnología y el precio del filtrado sean considerablemente superiores al del acero. El sistema de riego de los laminadores de aluminio tiene, en resumen, las siguientes características: •Utiliza keroseno a más del 95%. •Los equipos se instalan en una sala de riego apartada del resto de la planta. •Riesgo de incendios => Sistema contraincendios en laminador y sala. •El sistema de filtrado de papel es fundamental. •Medidor de espesor a la salida del laminador. •Control de flujo de masa: mediante mediciones láser de velocidad a la entrada y la salida es posible un control de espesor aplicando la teoría de la conservación del flujo de masa. •Hoy, es común garantizar al mercado tolerancias de espesor de + - 1% del nominal, incluso menos. AFC (Automatic Flatness Control) Perfil: Variación transversal de espesor que hace que una sección transversal no sea un rectángulo. El control de planitud se realiza mediante la coordinación de los siguientes parámetros: •Bending •Rampas de riego •Medidor de planitud: rodillo de planitud Foto 7. Rampas de riego. Sistemas de control y automatización – Medidor de espesor y medidor de planitud. AGC (Automatic Gauge Control): El control de espesor se realiza mediante la coordinación de los siguientes parámetros: •Apertura entre cilindros de trabajo. •Fuerza de apriete. •Tensión de desenrollado. Foto 8. Configuración del sistema de control. 30 Deformación Metálica no 316 Foto 9. Perfil. El filtrado utiliza rollos de papel y tierras ya que, en el procesado del aluminio, el riego requiere una limpieza muy alta para evitar la posibilidad de dejar más adelante impurezas en la banda. De ahí que la tecnología y el precio del filtrado sean considerablemente superiores al del acero Las rampas de riego, distribuidas a lo largo del ancho de banda, controlan la dilatación de los cilindros de trabajo mediante el mayor o menor aporte de riego en la zona que actúa de refrigerante Foto 10. Distribución de tensiones. Foto 11. Control integral de planeidad. Las rampas de riego, distribuidas a lo largo del ancho de banda, controlan la dilatación de los cilindros de trabajo mediante el mayor o menor aporte de riego en la zona que actúa de refrigerante. El rodillo de planitud es el elemento encargado de medir la planitud de la banda mediante la variación de las tensiones a lo largo del ancho de la banda. En la gráfica inferior podemos observar el control integral de planeidad en un laminador desbastador de aluminio. Tolerancias de espesor y planitud. Sirva esta tabla como indicaciones generales: Espesor de banda (a la salida) Tolerancia de espesor Tolerancia de planitud 3-1 mm + 0,8% + 7 IU + 7 IU 1-0,35 mm + 1% 0,35-0,25 mm + 1% + 8 IU 0,25-0,1 mm + 1,8% + 10 IU Medida aproximada de la planeidad, midiendo la altura y longitud de los bucles. Producción Como referencia de un laminador desbastador que parte de espesores de entre 6-5 mm y entrega espesores de 0,5-0,35 mm la productividad de este laminador es, dependiendo del product mix, y de anchos trabajados de: •Velocidad 800 m/min.: aprox. 40 - 50.000 Tn/año •Velocidad 1200 m/min.: aprox. 60 70.000 Tn/año •Velocidad 1800 m/min.: aprox. 80 90.000 Tn/año Foto 12. Medida de planitud. Fagor Arrasate Deformación Metálica no 316 31 Productos Módulo para análisis del anidado de piezas estampadas, complementario al Autodesk AutoForm Engineering ha anunciado la introducción de EasyBlank Inventor en el mercado mundial. Este módulo, complementario del software Autodesk Inventor, está pensado para los diseñadores de piezas metálicas y de herramientas, así como matriceros y responsables del cálculo de costes de herramienta. Desde la compañía de software se asegura que EasyBlank Inventor está especializado en determinar el layout óptimo del anidado, teniendo en cuenta parámetros importantes, como el ancho de bobina, el paso o el arco requerido. Así, los usuarios disponen de varias opciones de layout del anidado. La base de datos de materiales incorporada en el propio EasyBlank Inventor incluye importantes parámetros de los materiales más utilizados en la estampación. Además, EasyBlank Inventor permite a los usuarios evaluar la viabilidad del producto desde la fase más inicial, eliminando cambios costosos y tardíos del diseño de pieza, a la par que se optimiza el coste de las materias primas. Los resultados del análisis se resumen en un informe basado en html con información detallada sobre el contorno de la chapa, el layout óptimo del anidado, el consumo y coste del material, la distribución del adelgazamiento de la pieza, el gráfico de viabilidad y el diagrama FLD asociado. AutoForm Engineering Lijadora de tubos manejable y compacta para el tratamiento de tubos de acero inoxidable La lijadora de tubos Fein RS 10-70 E está equipada con un adaptador orientable que permite abarcar prácticamente 360 grados. Con un arco abrazado de 180 grados es capaz de lijar, satinar y pulir tubos de acero inoxidable y codos de tubo de hasta 45 milímetros de diámetro. La velocidad de la lijadora de tubos Fein puede regularse de 2.500 a 7.000 revoluciones por minuto de forma continua. Asimismo, puede ajustarse para trabajos con cintas abrasivas, de tela y de pulir. El motor Fein de alta potencia con 800 vatios asegura una velocidad Película de protección de chapa metálica para corte con láser Novacel, especialista en la protección de superficies industriales y, en especial, de metales sin revestimientos, ha lanzado la capa 4226REN, una película de protección especialmente innovadora. Se presenta en color blanco y es un tipo de película LDPE tratada anti-UV, presenta una resistencia de seis meses, un grosor de 100 µm, una masa adhesiva creada a partir de caucho natural; con una adhesividad (AFERA 4001): 140 cN/cm, con impresión específica dedicada. Las longitudes en las que se presenta van de los 1.000 a los 500 metros. Entre las ventajas que destaca Novacel sobre este nuevo cubrimiento se encuentran: corte láser de chapas protegidas en una sola pasada; ni se despega ni forma burbujas de aire durante las operaciones de corte láser; no produce marcas negras sobre el acero inoxidable tras el corte lá- 32 Deformación Metálica no 316 ser; su película se retira fácilmente en una sola pieza, sin blocking ni desgarros; impresión específica de la película que indica al mismo tiempo la posibilidad de corte láser de las chapas protegidas en una sola pasada, así como el sentido de laminado y cepillado de las chapas. Por sus características, esta capa reduce los plazos de corte láser y preserva íntegramente la superficie de las piezas cortadas durante el ciclo de transformación mecánica (plegado, perforado, prensado, perfilado, etc.). El dorso específico de la película permite la manipulación automática de las chapas protegidas sin riesgo de llevarse varias de ellas al mismo tiempo debido al efecto de succión. La película 4226REN no incluye ninguna materia prima que pueda liberar emanaciones peligrosas para los operarios o el material durante los trabajos de corte láser. Como toda la gama Novacel, la 4226REN puede reciclarse. Novacel constante bajo carga y acelera la cinta abrasiva a una velocidad de cuatro a once metros por segundo. Además, las cintas abrasivas de 30 milímetros de ancho garantizan un rápido progreso de trabajo. Con un peso de 2,9 kilogramos y un tamaño reducido, la lijadora de tubos Fein permite trabajar cómodamente. El guiado de cinta sujeta la cinta abrasiva de forma segura, incluso en espacios estrechos y codos de tubo. Fein ERP vertical para la industria aeronáutica El Grupo Geinfor ofrece a las empresas del sector aeronáutico el sistema de gestión y planificación ERP/CRM Geinprod ERP que integra todos los recursos e información que genera esta industria, en cada uno de sus departamentos y en un único entorno. El vertical de Geinprod ERP integra, además de las funcionalidades genéricas de cada módulo, posibilidades operativas adaptadas al sector de la industria auxiliar aeronáutica. Entre estas, destaca la codificación de artículos, que se ha ampliado hasta 60 dígitos, haciendo posible la segmentación según la necesidad; o la configuración de informes como el IPA, que facilitan al máximo la adaptación a las características de gestión de cada empresa. Partiendo de la base de un ERP estándar y con una arquitectura modular, Geinprod ERP Aeronáutica permite, mediante su parametrización, cubrir prácticamente el 100% de las necesidades que plantea cualquier empresa del sector, tanto en cuanto al número de usuarios, como en cuanto a los diferentes módulos y funcionalidades que se pueden implementar, teniendo en cuenta los requerimientos o la evolución de la empresa. La herramienta es multibase de datos y multiplataforma y cuenta con un entorno de configuración del sistema, que permite realizar cualquier adaptación de forma ágil y eficiente, en vez de tener que poner en marcha complejos desarrollos individuales. El ERP Geinprod Aeronáutica cubre las áreas de producción, logística y almacén, comercial, administración, recursos humanos y gerencia. Entre las funcionalidades del área de gestión de producción e ingeniería de producto, Geinprod ERP ofrece herramientas para homogeneizar la producción y ofrecer información en tiempo real sobre las estadísticas de producción. El módulo de Gestión de Calidad realiza el Control Estadístico de Procesos (SPC) que facilita la toma de decisiones encaminadas a la mejora de los mismos y el módulo de Gestión Organizativa (CRM) adapta todos los procesos y procedimientos de manera esquemática a las normas ISO 9000. Además, realiza todo el proceso de recepción y expedición de mercancías mediante terminales PDA, facilita la trazabilidad de cada producto, genera las órdenes de fabricación y las órdenes de compra de manera automática y minimiza los errores. Grupo Geinfor Productos Carro de trasvase de bobinas El carro portabobinas de Ramoga ofrece un desplazamiento longitudinal por railes, funciona a partir de dos cuñas de carga con asiento de bobinas en material polímero. Cuenta con alimentación eléctrica a través de enrollador portacable, trifásico 380. Las maniobras se pueden solicitar o bien desde el panel o desde el cuadro eléctrico. Destaca su sistema de seguridad antichoque por detectores y su Estación de cambio automático de cuerpos de antorcha en la soldadura robotizada capacidad de carga que puede ir desde las 20 a las 60 toneladas, según la demanda que deba cubrir. Ramoga Nueva tecnología de antorcha Duramax para sistemas de plasma Las series de antorchas Duramax, de Hypertherm, ofrecen mayor durabilidad y mayor vida útil de los consumibles, sin cambiar los sistemas Powermax existentes. Al igual que las antorchas Duramax presentadas el otoño pasado, Powermax65 y Powermax85, estas antorchas han sido concebidas pensando en la durabilidad. Pueden resistir impactos cinco veces mayores que los de la anterior generación de antorchas y son más resistentes al calor, así que superan fácilmente los trabajos más exigentes. Las antorchas Duramax usan la nueva boquilla y el nuevo electrodo de resorte Conical Flow para una mayor vida útil de los consumibles. Los ensayos realizados por Hypertherm demuestran un aumento del 55% en la vida útil de los consumibles Duramax, lo que se traduce en un ahorro del 30% en los costes de consumibles. Hypertherm afirma que las antorchas de adaptación Duramax aportan facilidad de uso. Se diseñan con la misma conexión ETR (Easy Torch Removal, retirada fácil de antorcha) que las antorchas Powermax1000 y Powermax1250 de serie, lo que permite cambiar de la antorcha anterior a la nueva en cuestión de segundos. Estas antorchas utilizan los mismos consumibles que los sistemas Hypertherm Powermax65 y Powermax85, para que los clientes que utilizan sistemas de distintos tipos puedan simplificar su stock de consumibles. Además, incorporan la tecnología Spring Start, un nuevo diseño con patente en proceso que elimina piezas móviles del interior de la antorcha para una mayor fiabilidad. Las antorchas de adaptación Duramax están disponibles como antorcha de mano (HRT) ergonómica de 75 grados o como antorcha para sistemas motorizados (MRT) de longitud completa y 38 cm. Al igual que sucede con las antorchas Duramax estándar para sistemas motorizados, los clientes pueden convertir la MRT en una antorcha de máquina de tambor corto, de 15 cm, perfecta para las aplicaciones robotizadas y de corte de tubos. Hypertherm Equipos industriales de soldadura TIG para aplicaciones MMA pesadas Las nuevas máquinas XuperTIG complementan la gama TIG de la empresa Castolín. Estas máquinas se han desarrollado para un uso industrial pesado en el campo de las reparaciones y la tecnología de la unión de materiales. Sus fuentes de alimentación inversoras de gran robustez, alcanzan intensidades de soldadura de hasta 550 A con ciclos de gran capacidad, por lo que resultan adecuadas para aplicaciones tanto manuales como automáticas. El control por pantalla táctil facilita el trabajo diario del soldador y garantiza un ajuste perfecto de los parámetros de los equipos. Todos los parámetros de soldadura se establecen y muestran en menús simples en la pantalla a color facilitando el manejo de estos equipos de soldadura. Castolín Ibérica, S.A. La Robacta TX es una estación de cambio de cuerpos de antorcha con la que Fronius pretende soslayar el obstáculo a la productividad que suponen la antorcha como unidad fija y su tubo de contacto sometido al desgaste, así como los trabajos que se producen a raíz del cambio de las piezas de desgaste, como pueden ser la sustitución o la limpieza de la protección antisalpicaduras, de la tobera de gas, del distribuidor de gas y del entorno sucio. Al reducir los tiempos secundarios, se aumenta la seguridad del proceso, la disponibilidad de equipo, la calidad y la productividad de soldadura. Este proceso se realiza mediante un cuerpo de antorcha que puede cambiarse automáticamente y que incluye el tubo de contacto. El cuerpo de antorcha puede tener diferentes geometrías o componerse solo de piezas de desgaste que deben sustituirse periódicamente. Los componentes a soldar pueden tener puntos de ensamblaje de acceso diferente y es posible que la energía lineal óptima requiera diferentes antorchas. El cambio del cuerpo de antorcha o la soldadura sucesiva con diferentes cuerpos de antorcha en dos células o más normalmente suele producir unas interrupciones del servicio de hasta 15 minutos. Con Robacta TX, el tiempo para extraer e insertar el nuevo cuerpo de antorcha es de 20 a 30 segundos. Según los cálculos de Fronius, si se compara con el cambio convencional, el ahorro es de unos 25 € para la célula de soldadura y de 10 € para el personal de servicio, es decir, de unos 35 € por cada cambio. Con tres cambios diarios, el ahorro puede ser de hasta 25.000 €. A todo ello se añaden unos tiempos de soldadura más reducidos y el efecto de las ganancias adicionales de productividad. El sistema de cambio de cuerpos de antorcha del Robacta TX se compone de una consola con hasta 10 cuerpos de antorcha depositados. El dispositivo para cortar el hilo de soldadura está abridado a la consola. El corte del hilo antes del cambio del cuerpo de antorcha, el rebobinado del fin de hilo, su depositaje, el accionamiento del acoplamiento de cambio, la recepción del siguiente cuerpo de antorcha, el avance del hilo y el tronzado al “stickout” correcto se realizan de forma autónoma y controlada por un sistema de sensores. Como medio de accionamiento para el acoplamiento basta con aire a presión de 6 bar. El sistema Robacta TX resulta adecuado tanto para las antorchas refrigeradas por gas como para las refrigeradas por agua. Gala Elektronic S.L. – Fronius Deformación Metálica no 316 33 Índice de proveedores Prensas para forja y estampación Prensas para forja y estampación PRODUCTOS • Prensas de forja verticales “Maxi” de 10-65 MN • Prensas de forja verticales “Maxi” de 10-65 MN 23 T ● X5 Punzonadora hidráulica • Martillos pilón de contragolpe de 20-80 kJ C5 Punzonadora 30 T • Martillos pilón de●contragolpe de 20-80hidráulica kJ C6 Punzonadora hidráulica 30 T • Prensas de doble montante de 2.000-8.000 kN • Prensas de doble●montante deamplía 2.000-8.000 kN Este índice de proveedores la información facilitada por los fabricantes, ● E6 Punzonadora servoeléctica • Prensas de rodillera 4.000-20.000 kN • Prensas de rodillera 4.000-20.000 kN ● SG6 Punzonadora con cizalla • Laminadoras transversales automáticas ULS 70 y ULS 100 representantes, delegados, etc. ULS del Deformación Metálica, ofreciendo al lector • Laminadoras transversales automáticas 70 ysector ULS 100 ● LPe Punzonadora servoeléctrica • Prensas excéntricas (cuello cisne) de 100-4.000 kN • Prensas excéntricas combinada (cuello cisne)con de 100-4.000 kN láser una "tarjeta •de visita"de en cada número, de búsqueda. • Transportadores de piezas por vibración FRÖHLICH ● LP6 Punzonadora combinada Transportadores piezas por vibración FRÖHLICH conpara una mayor facilidad • Cuñas de fijación sistema FEUERBACHER láser FEUERBACHER • Cuñas de fijación sistema ● L6 Láser motores lineales • Reparaciones, reconstrucciones y modernizaciones de • Reparaciones, reconstrucciones y modernizaciones de ● EB Paneladora automática prensas de todas marcas. prensas de todas marcas. ● Be Plegadoras servo-eléctricas ● PB Plegadoras hidráulicas SMERAL IBERICA, S.A. Méjico, 2 – 08320 EL MASNOU (Barcelona) Tel.: 935 S.L. 403 292 – Tel./Fax: 265 km. 13,5 Nave 5 FINN-POWER IBERICA, – Ctra. Molins935 de 551 Rei-Rubí, E-mail: [email protected] – Web: www.smeral.es 08191 – RUBÍ Barcelona – Tel. +34 902 302 111 – www.finn-power.es SMERAL IBERICA, S.A. Méjico, 2 – 08320 EL MASNOU (Barcelona) Tel.: 935 403 292 – Tel./Fax: 935 551 265 E-mail: [email protected] – Web: www.smeral.es Prensas para forja y estampación Mecánica • Prensas de forja verticales “Maxi” de 10-65 MN Parente • Martillos pilón de contragolpe de 20-80 kJ COS S éxito. 1890 on.com zers/es Especialistas en deformación metálica Especialistas en deformación metálica • Prensas de doble montante de 2.000-8.000 kN C/ Molist, 5- 08024 BARCELONA - Tel. 932 853 882 - Fax • Prensas de rodillera 4.000-20.000 kN 932 853 883 MATRICERÍA, ESTAMPACIÓN Yautomáticas ENSAMBLAJE Web: www.metalesyformas.com - E-mail: [email protected] • Laminadoras transversales ULS 70 y ULS 100 C/ Molist, 5- 08024 BARCELONA - Tel. 932 853 882 - Fax 932 853 883 Web: www.metalesyformas.com - E-mail: [email protected] • Prensas excéntricas (cuello cisne) de 100-4.000 kN ● Líneas automáticas de punzonado y plegado ● Líneas automáticas de punzonado y plegado • Transportadores de piezas por vibración FRÖHLICH ● Punzonadoras alimentadas con formato de chapa ● • Cuñas de fijación FEUERBACHER Punzonadoras alimentadas consistema formato de chapa ● Punzonadoras alimentadas desde bobina de chapa ● Punzonadoras alimentadas desde bobina de chapa prensas DEL de todas marcas. 08210 BARBERÀ VALLÈS · Barcelona ● Prensas mecánicas ● Prensas hidráulicas ● Tel. 93 718 77 41 · Fax 93 718 97 55 Prensas mecánicas ● Prensas hidráulicas ● Líneas de corte ● Líneas de perf ilado ● Líneas de corte Tel.: 935 403 292 C/ •Molist, 5- 08024 BARCELONA - Tel. 932 853 882 - Fax 932 853 883 Máquinas planas Web: www.metalesyformas.com - E-mail: – PLÁTINO 2040 - 4000 [email protected] x 2000 x 150 mm • Máquinas planas - 4000 x 2000 x 150 mm - 3000 x 1500 x 150 mm - 3000 x 12000 a 36000 x 150 mm – PLÁTINO 1530 • Máquinas de 5 ejes – DÓMINO 1530 - 3000 x 1500 x 370 mm – RÁPIDO - 3200 x 1525 x 600 mm – ÓPTIMO 2545 - 4500 x 2500 x 920 mm – LASERDYNE PRIMA 790 Lantek Sheet Metal Solutions, S.L. (generador Nd-Yag disponible) 1000Einstein. x 750 xEdif. 750Lantek mm Parque Tecnológico de Álava ●-Albert – MÁXIMO - 3000 x 12000 a 36000 x 150 mm Líneas automáticas de punzonado y plegado ● Punzonadoras alimentadas- con – DÓMINO 1530 3000 xformato 1500 x 370de mmchapa ● Punzonadoras bobina – ÓPTIMO 2545alimentadas -desde 4500 x 2500 x 920de mmchapa ● - 3000 x 1500 x 150 mm ● • Máquinas de 5 ejes – RÁPIDO 01510 Miñano (Álava) Contactar: PRIMA INDUSTRIETel.: ESPAÑA – c/ Elisa, 31-33 – 08023 Barcelona – Tel. 93 253 17 77 945 29 71 71 ● Fax: 945 29 71 72 Fax 93 253 17 78 – e-mail: [email protected] – www.primaindustrie.com e-mail: [email protected] ● www.lanteksms.com IBERICA, S.A. Méjico, 2 – 08320 EL MASNOU (Barcelona) E-mail:SMERAL [email protected] ● Líneas – Tel./Fax: 935 551de 265perf ilado www.mjparente.com E-mail: [email protected] – Web: www.smeral.es E s p e c i a l i s tLÁSER a s e n dDE e f oCORTE r m a c i ó nY m etálica LAS MÁQUINAS SOLDADURA LAS MÁQUINAS LÁSER DE CORTE Y SOLDADURA – PLÁTINO 2040 – PLÁTINO 1530 – MÁXIMO Reparaciones, reconstrucciones modernizaciones de P. I. Santiga.•C/ Llobateras 14, naves y51 al 59 – LASERDYNE PRIMA 790 Prensas mecánicas (generador Nd-Yag disponible) - 3200 x 1525 x 600 mm Prensas hidráulicas -●1000 x 750 x 750 mm Contactar: PRIMA INDUSTRIE ESPAÑA – c/ Elisa, 31-33 ● ● – 08023 Barcelona – Tel. 93 253 17 77 Fax 93 253 17 78 – e-mail: [email protected] – www.primaindustrie.com Líneas de corte Líneas de perf ilado L. LAS MÁQUINAS LÁSER DE CORTE Y SOLDADURA • Máquinas planas – PLÁTINO 2040 – PLÁTINO 1530 – MÁXIMO - 4000 x 2000 x 150 mm - 3000 x 1500 x 150 mm - 3000 x 12000 a 36000 x 150 mm • Máquinas de 5 ejes – DÓMINO 1530 – RÁPIDO – ÓPTIMO 2545 – LASERDYNE PRIMA 790 (generador Nd-Yag disponible) tv.es - 3000 x 1500 x 370 mm - 3200 x 1525 x 600 mm - 4500 x 2500 x 920 mm - 1000 x 750 x 750 mm Contactar: PRIMA INDUSTRIE ESPAÑA – c/ Elisa, 31-33 – 08023 Barcelona – Tel. 93 253 17 77 Fax 93 253 17 78 – e-mail: [email protected] – www.primaindustrie.com ESPECIALISTAS EN MAQUINARIA PARA TUBO, VARILLA Y PERFILES METALICOS Barcelona ● Madrid Zaragoza • GUILLOTINAS DE CORTE VERTICAL • CIZALLAS DE CORTE PENDULAR • PRENSAS, PLEGADORAS CON/SIN CNC • PRENSAS HIDRÁULICAS Y MECÁNICAS • LÍNEAS AUTOMATIZADAS PARA PRENSAS Curvaser C/ Agricultura 29, Nave 14 Tel.: 93 635 76 50 - Fax: 93 635 76 51 08840 VILADECANS (Barcelona) E-mail: [email protected] • CURVADORAS DE PERFILES • CIZALLAS UNIVERSALES • ESCANTONADORAS • CENTROS DE CORTE POR LÁSER • PUNZONADORAS CON/SIN CNC • CILINDROS CURVADORES • Barreras Fotoeléctricas. • Fotocélulas de Fibra Óptica. 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Ctra. de l’Hospitalet, 61 • 08940 CORNELLÀ (Barcelona) Tel. 934 740 771 / 934 740 896 Fax 934 740 831 • E-mail: [email protected] AR T S A E CIO Í R N OD U P N Í A AQU O SU ND E I V Publicidad: Travessera de Gràcia, 17-21, 1ª Planta - 08021 Barcelona Tel.: 932 924 638 - Fax: 934 252 880 Editora: Mar Cañas Directora editorial: Núria Martín E-mail: [email protected] Redactora Jefe: Charo Toribio [email protected] Responsable Comercial: Isabel Verástegui E-mail: [email protected] Publicidad: José María Gascón Tel. 637 419 368 [email protected] Norte: David Echevarría Tel. 944 285 600 Fax 944 425 116 [email protected] Centro: Alejandro G. Santamaría Tel. 914 153 345 Fax 914 134 558 [email protected] Italia: Rancati Advertising Milano San Felice. 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