Aplicaciones principales
Las principales aplicaciones son:
* componentes del sector automotriz: se utiliza ampliamente para la fabricación de monocascos, chasis y otros elementos necesarios para la producción de automóviles;
* sector hidráulico: dentro de esta categoría se incluyen los racores en T utilizados en los sistemas hidráulicos.
¿Cuáles son las principales fases del proceso de hidroformado?
El proceso de fabricación mediante hidroformado comienza con la introducción de un segmento tubular dentro de la prensa, en correspondencia con la cavidad del molde. A continuación, la prensa se cierra y, a través de las aberturas laterales, se introduce agua en el interior del tubo que se va a conformar.
Una vez finalizado el llenado, los cilindros laterales se desplazan axialmente y presurizan el fluido, que empuja el material a reproducir la forma de la cavidad del molde.
Al finalizar el proceso, es decir, tras el tiempo necesario para obtener una forma constante y estable, el componente puede vaciarse del fluido, extraerse y dirigirse, si es necesario, a las fases posteriores de mecanizado.
Las ventajas de los componentes obtenidos mediante hidroformado
Los racores en T, u otros componentes, obtenidos mediante el proceso de hidroformado presentan ventajas significativas para la realización de instalaciones o ensamblajes de grandes dimensiones. En particular:
1. Reducción del número de componentes necesarios para la realización de un mismo conjunto: este beneficio conlleva una disminución de las operaciones de mecanizado, de los tiempos y de los costes totales del proceso;
2. Reducción del peso: la ligereza, especialmente en el sector automotriz, es cada vez más importante, ya que el peso de los vehículos es directamente proporcional al consumo de combustible y a la generación de emisiones. Esta característica es relevante no solo desde el punto de vista productivo, sino también medioambiental.
Los parámetros más importantes del proceso de hidroformado
Para la correcta fabricación de las piezas mediante hidroformado, son fundamentales algunos aspectos productivos y relacionados con el material:
3. Formabilidad del material: es necesaria para que el proceso funcione correctamente y para evitar roturas de la pieza, por ejemplo del racor en T, durante la aplicación de la presión;
4. Fricción en la interfaz: la fricción entre el molde y la pieza debe calibrarse adecuadamente;
5. Parámetros de la máquina: incluyen los tiempos, las presiones y los movimientos de los cilindros axiales, que deben ajustarse correctamente para una producción eficaz y eficiente.
Como se ha expuesto brevemente, esta tecnología de conformado innovadora representa una solución concreta para el presente y una perspectiva fundamental para el futuro, con el fin de responder a las exigencias y limitaciones de la industria moderna.
Los equipos y componentes del proceso de hidroformado de los racores en T
Como se ha visto anteriormente, el proceso de hidroformado de los racores en T ofrece ventajas importantes que lo convierten en una alternativa válida a los métodos tradicionales de producción. Además de la correcta selección de los materiales, el equipamiento es fundamental:
* El molde: debe presentar características específicas en términos de geometría, acabado superficial, material, dureza y temperatura de precalentamiento en funcionamiento;
* La prensa: es esencial para garantizar la fuerza adecuada para la fabricación de los racores en T. Los parámetros a controlar son la velocidad de trabajo, la productividad, la rigidez del sistema, la precisión de la forma obtenida y la fuerza de cierre.
Un diseño incorrecto del molde o la elección de una prensa inadecuada pueden provocar problemas en la fase de producción, como el aumento de rechazos o, en los casos más graves, la imposibilidad de fabricar los componentes deseados. Por ello, estas fases son fundamentales dentro de la cadena productiva.
Además de estos equipos, también deben considerarse:
* Las características de la pieza: propiedades físicas, térmicas y mecánicas, relevantes tanto durante la producción como en el uso de los racores en T;
* La interfaz molde-pieza: la correcta gestión de la transferencia térmica y del proceso de lubricación es clave para prolongar la vida útil del molde y mejorar la producción;
* La zona de deformación: comprender los esfuerzos, temperaturas y mecanismos que actúan en esta zona permite optimizar el proceso y mejorar las propiedades finales del producto;
* La planta productiva: es decir, el personal dedicado, los análisis medioambientales, el cumplimiento de las normativas de calidad y el espacio disponible dentro de la empresa.
Analizar adecuadamente cada uno de estos aspectos es un requisito esencial para obtener productos conformes a las especificaciones y normativas vigentes.
Enfoque en el molde de hidroformado
El molde es un elemento central en el proceso de hidroformado de los racores en T. Sus componentes principales son:
1. Parte superior: compuesta por el semi-molde superior y la placa superior;
2. Parte inferior: compuesta por el semi-molde inferior y la placa inferior;
3. Sistemas de centrado en los planos de la prensa;
4. Cilindro horizontal;
5. Cilindro de cierre o estanqueidad;
6. Soportes de los cilindros.
Cada uno de estos elementos cumple una función específica y es indispensable para el éxito del proceso productivo. Además, cada proyecto presenta criticidades propias que deben abordarse combinando la experiencia del diseñador y el know-how de la empresa, junto con las especificaciones del cliente y las normativas internacionales vigentes.
La importancia del proceso de preformado en la producción de racores en T
En los apartados anteriores se han destacado los aspectos fundamentales del proceso de hidroformado, así como sus equipos, ventajas y posibilidades.
No obstante, existen mejoras que permiten maximizar los beneficios y minimizar las desventajas del proceso, entre las que destaca la fase de preformado.
¿Cuál es el objetivo del preformado de los tubos?
Las razones para utilizar operaciones de preformado son diversas, entre ellas:
* los tubos se adaptan mejor a su colocación en el molde de hidroformado, evitando el uso de equipos secundarios costosos y voluminosos;
* mejor distribución de los espesores de la pieza al final del proceso;
* pre-deformación uniforme antes de las fases de hidroformado, garantizando un proceso homogéneo en toda la pieza;
* reducción de tensiones residuales tras el hidroformado, que pueden causar problemas significativos y provocar roturas en servicio, especialmente bajo cargas de fatiga y cuando las tensiones residuales son de tracción;
* mejor alimentación axial del proceso, permitiendo una mayor eficiencia y reducción de desperdicios, un aspecto cada vez más importante en la industria moderna.
Estas ventajas muestran claramente que las fases previas al hidroformado de los racores en T no solo son beneficiosas, sino necesarias para obtener productos uniformes, duraderos y de alta calidad.
Las magnitudes físicas a controlar durante el hidroformado
El hidroformado es un proceso de conformado mediante fluido a presión que permite obtener productos con características controladas y relevantes desde el punto de vista funcional.
Para mantener el proceso bajo control, es fundamental analizar varios parámetros:
* espesor de la pieza: es el parámetro principal para evaluar la calidad del producto obtenido. Puede analizarse inicialmente mediante simulaciones FEM y posteriormente mediante controles prácticos sobre la pieza fabricada;
* presión: es tanto un parámetro de ajuste como un valor de retroalimentación del proceso, ya que indica si los movimientos axiales se han configurado correctamente.
Además de estos parámetros principales, existen otras variables que, si no se controlan, pueden comprometer el resultado final.
Principales operaciones de preformado de los racores en T
Las opciones son múltiples y dependen de las características finales deseadas. Las principales son:
* “Crushing” de los tubos: el tubo se introduce en un molde conformado que le da la forma final deseada y posteriormente se combina con el hidroformado para mejorar la adherencia a las paredes del molde. Esto permite reducir las presiones y utilizar equipos de menor tamaño;
* “Bending” (curvado) de los tubos: se aplica una carga que flexiona el tubo, modificando su dirección principal y permitiendo obtener diferentes geometrías;
* Recocido: tratamiento térmico destinado a reducir las tensiones generadas en las fases anteriores, como el crushing y el bending.
Elegir la metodología más adecuada es un requisito fundamental para el fabricante, con el fin de valorizar el producto y reducir al mínimo los rechazos en producción.
