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EL CONFORMADO ELECTROMAGNEL CONFORMADO ELECTROMAGNÉÉTICO TICO

Presentado en:“Jornada Zaintek”

Parque tecnológico de Bizkaia28 Junio de 2004

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Indice

Breves Anotaciones Históricas.

Elementos Básicos de las Técnicas de Conformado a Alta Velocidad.

Características fundamentales del procesos.

Conformado Electromagnético

– Generalidades

– Aplicaciones.

Conclusiones

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Breves Anotaciones Históricas

• Inicios– Siglo XIX: Descubrimiento de efectos de alta velocidad en materiales.– Década de los 30: Primeros intentos de aplicación.

• Décadas 60-70.– Principios de Investigación Aplicada.– Focos principales: URSS - USA

– Sector motivador: Aerospacial.• Casi nula industrialización

• Hoy día.– Aparición de Nuevos desafíos /Restricciones: Energético + Medioambiental– Adecuación de actuación: Materiales + procesos.

– Ohio State University ( Decada 90) : Propuesta Alta velocidad

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TTéécnicas de conformado a alta velocidadcnicas de conformado a alta velocidad

Conformado Electromagnético

Conformado por Explosivos Conformado Electrohidráulico

Bridge wire

Die

To vacuum

water

sample

Transmisión de energía almacenada

Energía Cinetica

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Elementos BElementos Báásicos del Conformado sicos del Conformado ElectromagnElectromagnééticotico

• El proceso es principalmente INERCIAL.

• Al material le es conferido un perfil de velocidades de rango elevado.

.

• Estabilización inercial de los defectos; Retraso en la aparición de zonas de estricción

Esfuerzos de tracción adicionales en la muestra en zona de deformación uniforme que tiende a disminuir el gradiente de deformación localizado.

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Elementos BElementos Báásicossicos

Tool

Workpiece

Mandrel

Ironing ConvencionalIroning Inercial

• Creación de elevadas presiones.

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Elementos BElementos Báásicossicos

• Nuevos modelos de carga.• No requiere de contacto con un punzón o herramienta dura: EMF

interacción magnética.

• Posibilidad de incorporar estos métodos en herramental tradicionalexpandiendo las posibilidades del mismo.

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CaracterCaracteríísticas Fundamentalessticas Fundamentales

• Mejora de la conformabilidad.

• Deformaciones: Fuera del rango de las indicadas por FLD.

Hidroforming baja presión Electrohidráulico

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CaracterCaracteríísticas Fundamentalessticas Fundamentales

• Reducción de arrugas

2”

1”

+ -

El aumento de velocidad de lanzamiento confiere al material mas estabilidad en sutrayectoria

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CaracterCaracteríísticas Fundamentalessticas Fundamentales

• Reducción del springback

• Presiones de impacto generadas en la deformación a alta velocidad.

provocan que la pieza se conforme a la forma de la matriz.

• Un frente de onda plástica se propaga a través del espesor minimizando las tensiones residuales elásticas.

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Fundamentos Del ProcesoFundamentos Del Proceso

Rogowski Probe

Ring Specimen

Charging Circuit

Capacitor

Solenoid

Imax ~ 104 -106

Campos magnéticos transitorios

Solenoid Current

Specimen Current

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

0 100 200 300 400

Cur

rent

(kA

)

Time (µs)

Solenoid

I1

I2

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Banco de Banco de CapacitoresCapacitores

Foto: Cortesia IAP

Charging Circuit

Equivalente Eléctrico

Ignitrones

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BobinasBobinas

Side ViewTop View

PrimaryCoil

SecondaryCoil

Multi-vuelta -- Adaptadores-- Una sola vuelta

CompresiónConcentrador

Conformado

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AplicacionesAplicaciones

Tubo de torsión de Boeing 777

Conformado

Indentación

Ajuste Natural

Ensamblado de tubos

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Factores clave de una union por “crimp”

Tensiones residuales Conformabilidad Indentacion de superficie

Deformed area

Mandrel

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AplicacionesAplicaciones

2cm

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AplicacionesAplicaciones

Diseño dependiente de requerimientos de Presión

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AplicacionesAplicaciones

2.5”

EM tool

die w/desired form

embedded coil 2.5”

EM tool

die w/desired form

embedded coil

EMF como conformador de detalles / zonas mas comprometidas

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AplicacionesAplicaciones

SHEET METAL FORMING

Pre-Form Geometry

Electromagnetically Formed Steel Reference Panel

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AplicacionesAplicaciones

Doblado de pestaDoblado de pestaññaa

Configuración del sistema en banco

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Aplicaciones: CorteAplicaciones: Corte

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Aplicaciones

*Conformado *Conformado ElectrohidrElectrohidrááulicoulico

Incorporación de descargas eléctricas conjuntamente con el Hidroforming.

Aplicaciones : Prototipos.

No es la única aproximación al proceso (Masa)

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LimitacionesLimitaciones

• Utilización de Conformado Híbrido con impulso final permite conformar piezas de determinado tipo.

• Aspecto Importante: Desarrollo de bobinas capaces de soportar un numero elevado de ciclos.

• El control dimensional del material cuando la pieza recorre grandes distancias es otro aspecto muy importante a considerar.

• El uso de más impulsos puede representar una mejor solución.

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AplicacionesAplicaciones

Actuadores Electromagnéticos pueden ser integrados en medios de producción convencionales

Provee al proceso de capacidad para conformar localmente ( hammer-like effect).

Ciclo de vida de la bobina depende de la energía por descarga.

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CombinaciCombinacióón de Procesosn de Procesos

Energía es suministrada en regiones que en condiciones normales no se deformarían mucho , así como en zonas de entrada a matriz

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CombinaciCombinacióón de Procesosn de Procesos

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ConclusionesConclusiones

• Dominio de aspectos inerciales + Desarrollo de tensiones de compresión a lo largo del espesor.

• Inhibe la aparición de problemas muy comunes asociados a procesos de conformado clásicos (bajas velocidades).

• Extensa gama de aplicaciones.– Combinación de métodos tradicionales y nuevas

técnicas.