El reto fundamental para la introducción de materiales ligeros como el aluminio o magnesio, es superar sus problemas de conformabilidad por métodos tradicionales. Las dos variables fundamentales que pueden aumentar los límites de conformabilidad son la temperatura y la velocidad de deformación.

Ambas líneas han sido objeto de estudio y han servido de base para el desarrollo de dos procesos de conformado innovadores: el conformado electromagnético y el conformado láser, que se caracterizan por mejorar la conformabilidad de los materiales mediante el aumento de la velocidad de deformación y calentamiento local, respectivamente.

Tanto las altas velocidades de deformación del conformado electromagnético como el calentamiento local del conformado láser modifican las propiedades micro-estructurales del material influyendo en gran medida en el comportamiento del componente obtenido.

Es, por tanto, imprescindible abordar el estudio del material para poder obtener componentes ligeros mediante las técnicas de conformado seleccionadas.

En este contexto, CONFEL es un proyecto de colaboración entre TECNALIA, a través de su Unidad de Automoción, KONIKER y la UNIVERSIDAD de MONDRAGÓN para dar una respuesta a los desafíos que se plantean en un escenario inmediato para los procesos de fabricación por deformación metálica. El nexo de unión y objetivo general del proyecto es la obtención de componentes ligeros para automoción y aeronáutica mediante la utilización de materiales ligeros.

TECNALIA ha realizado el desarrollo de métodos numéricos para la simulación del proceso de conformado láser, que entre otras cosas permiten hacer ensayos computacionales, de esta forma se reducen los costes en materiales y energía generando como resultado adicional un menor impacto en el medioambiente. Para validar el modelo numérico ha sido necesario realizar el diseño y fabricación de dos demostradores de conformado láser, uno que utiliza como fuente de calor un láser de diodos (ver fig. 1) y otro un láser de CO₂. Los experimentos realizados en estas instalaciones han permitido mejorar las simulaciones basadas en métodos numéricos.

Igualmente, TECNALIA ha realizado ensayos basados en el diseño de experimentos, sobre probetas de geometría rectangular para determinar los parámetros del proceso de conformado láser con los que se obtienen la mayor deformación. Los principales parámetros láser que se han ajustado han sido los siguientes: potencia, variación de la densidad de energía del haz trabajando con diferentes configuraciones de desenfoque y la velocidad utilizada en las sucesivas pasadas aplicadas para deformar el material térmicamente. Los materiales objeto de estudio han sido aceros de alta resistencia como DP600 y TRIP700.

Se ha constatado que la aplicación del conformado láser sin utillajes en la industria del automóvil se está utilizando para el calibrado de piezas, y su aplicación frente al proceso continuo de la estampación está todavía a nivel académico. A su vez, también se ha comprobado que la aplicación del conformado láser sin utillajes en la industria aeronáutica se está desarrollando actualmente en proyectos de investigación a nivel europeo. En esta industria las piezas a conformar pertenecen a series cortas, incluso a veces es necesario fabricar piezas únicas de un alto valor añadido y con grandes exigencias en el proceso de fabricación.

Más información: Fernando Liébana, Investigador principal, TECNALIA-Automoción

Tel: 94 600 22 66, Fax: 94 600 22 99, e-mail: fliebana@robotiker.es

Fig.1. - Demostrador láser de diodos