Limiting phenomena in a new forming process for two-rib plates

Fenómenos limitantes en un nuevo proceso de conformado de placas de dos nervios

En este artículo se presentan resultados escogidos de trabajos de investigación teóricos y experimentales sobre un nuevo proceso de conformado metálico de placas de dos nervaduras. La primera parte del documento trata de la tecnología de forja de tales productos en una prensa de forja de tres carros, suponiendo dos variantes del proceso: conformado de matriz semiabierta y conformado de matriz cerrada. En la siguiente parte del trabajo, aplicando simulaciones de software y realizando experimentos para el plomo, se llevó a cabo el análisis de las variantes asumidas teniendo en cuenta los parámetros óptimos de conformado y los fenómenos limitantes presentes. Se discutieron en detalle los fenómenos que perturban el proceso de forja de placas de dos costillas. Entre ellos: pandeo de la chapa, solapamiento y diversos tipos de deformación de forja.

INTRODUCCIÓN

Los productos con nervaduras se aplican ampliamente en diferentes ramas industriales. Muchos de estos productos se fabrican con aleaciones de metales ligeros, que se utilizan en la industria aeronáutica [1-3]. Para las necesidades de la industria aeronáutica se fabrican elementos tales como: soportes de sistemas de control, cubiertas, pantallas, flaps, etc. En la figura 1 se muestran ejemplos de piezas de aviación en forma de placas con dos nervaduras [4-7].

En la actualidad, la producción de placas con nervaduras incluye técnicas de fabricación como el mecanizado y la fundición. Aunque estas tecnologías existen, todavía se están buscando nuevas soluciones competitivas. Deben tenerse en cuenta los procesos de conformado de metales, que permiten formar productos con mejores propiedades mecánicas y funcionales [8].

El cambio de las tecnologías utilizadas hasta ahora para la fabricación de piezas con costillas por métodos de conformado de metales permitiría obtener productos de mejor calidad con una reducción simultánea de sus costes de fabricación (reducción del consumo de mano de obra y material). Por ello, en la Universidad Politécnica de Lublin se está trabajando en un nuevo método de conformado metálico de chapas con dos nervaduras. En este trabajo se presenta el análisis del proceso de forja de una chapa con dos nervaduras en una máquina de forja de tres carros. A partir de los resultados de la investigación obtenidos en simulaciones numéricas y en ensayos de laboratorio, se determinó la influencia de los parámetros del proceso sobre los fenómenos límite en el método de conformado de metales analizado.