Conformado superplástico...

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Conformado superplástico (SPF) Aproximación a tecnologías emergentes Algunas aleaciones son capaces de experimentar un comportamiento superplástico dentro de un cierto rango de temperaturas y velocidades de deformación. La superplasticidad se refiere a la capacidad del material de desarrollar grandes deformaciones permanentes sin romperse. Esto permite fabricar piezas de formas complejas a través de un proceso continuo de deformación. En esta aproximación a las tecnologías emergentes se abordarán conceptos teóricos, aplicaciones, ventajas y desventajas relacionados con este proceso de conformado. 2009 OTEA AIMME 01/09/2009

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Conformado

superplástico (SPF) Aproximación a tecnologías emergentes

Algunas aleaciones son capaces de experimentar un comportamiento

superplástico dentro de un cierto rango de temperaturas y velocidades de

deformación. La superplasticidad se refiere a la capacidad del material de

desarrollar grandes deformaciones permanentes sin romperse. Esto permite

fabricar piezas de formas complejas a través de un proceso continuo de

deformación. En esta aproximación a las tecnologías emergentes se abordarán

conceptos teóricos, aplicaciones, ventajas y desventajas relacionados con este

proceso de conformado.

2009

OTEA

AIMME

01/09/2009

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Conformado superplástico (SPF)

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Aproximación al

1. Introducción

Muchos procesos industriales de conformado, como la laminación o la extrusión producen

grandes deformaciones plásticas y, en ocasiones, pueden formar granos submicrométricos

(100 nm a 1 µm). Sin embargo, mediante estas técnicas de deformación o conformado, una o

más dimensiones del material se reducen de tal forma que, si se requieren acumular grandes

deformaciones, lo que se obtiene son láminas muy delgadas (laminación) o filamentos

(extrusión) que tienen poca utilidad práctica, si se piensa en aplicaciones de tipo estructural.

Sin embargo, existen métodos de deformación intensa en que el material sufre cambios

mínimos en sus dimensiones, por lo que no hay un límite geométrico definido a l

que se puede alcanzar, suponiendo que el material tenga la suficiente ductilidad.

El término superplasticidad introducido en metalurgia por Bochvar y Sviderskaya, en 1945,

la propiedad que posee un material policristalino de

aplicados) grandes alargamientos

esfuerzos de tracción mecánica

Figura 1. Plasticidad de una aleación AlZnMgCu a varias temperaturas de trabajo y velocida

7.5x10

Aunque no existe un límite de alargamiento que delimite el comportamiento superplástico del

que no lo es, los alargamientos máximos a fractura que se obtienen con materiales

superplásticos varían desde varios cientos a varios miles por ciento.

superplásticas se han reportado deformaciones de hasta un 8000 % en aleaciones de bronce,

aluminio y otros materiales.

En la literatura se reconocen

transformaciones, que se exhibe en materiales policristalinos que experimentan cambios

dimensionales anisotrópicos frente a la aplicación de cambios físicos determinados. En

segundo lugar, la superplasticidad microestructural

en materiales policristalinos metálicos, intermetálicos o cerámicos, cuyo tamaño de grano no

supera los 10 µm, cuando son sometidos a

absolutas del orden de, o mayor

tercer lugar la superplasticidad por esfuerzos internos.

Instituto Tecnológico Metalmecánico http://observatorio.aimme.es

Aproximación al conformado superplástico (SPF)

Muchos procesos industriales de conformado, como la laminación o la extrusión producen

grandes deformaciones plásticas y, en ocasiones, pueden formar granos submicrométricos

). Sin embargo, mediante estas técnicas de deformación o conformado, una o

más dimensiones del material se reducen de tal forma que, si se requieren acumular grandes

deformaciones, lo que se obtiene son láminas muy delgadas (laminación) o filamentos

sión) que tienen poca utilidad práctica, si se piensa en aplicaciones de tipo estructural.

Sin embargo, existen métodos de deformación intensa en que el material sufre cambios

mínimos en sus dimensiones, por lo que no hay un límite geométrico definido a l

que se puede alcanzar, suponiendo que el material tenga la suficiente ductilidad.

introducido en metalurgia por Bochvar y Sviderskaya, en 1945,

la propiedad que posee un material policristalino de experimentar (sin elevados esfuerzos

grandes alargamientos, de manera isotrópica, sin fractura, cuando está sometido a

esfuerzos de tracción mecánica (Ver figura 1).

Plasticidad de una aleación AlZnMgCu a varias temperaturas de trabajo y velocidades de deformación

7.5x10-4

s-1

[A. Smolej, E. Slacek, R. Turk, 2002]

Aunque no existe un límite de alargamiento que delimite el comportamiento superplástico del

que no lo es, los alargamientos máximos a fractura que se obtienen con materiales

os varían desde varios cientos a varios miles por ciento. En aleaciones metálicas

superplásticas se han reportado deformaciones de hasta un 8000 % en aleaciones de bronce,

En la literatura se reconocen tres tipos de superplasticidad, la superplasticidad de

transformaciones, que se exhibe en materiales policristalinos que experimentan cambios

dimensionales anisotrópicos frente a la aplicación de cambios físicos determinados. En

segundo lugar, la superplasticidad microestructural o grano fino, que es aquella que se exhibe

en materiales policristalinos metálicos, intermetálicos o cerámicos, cuyo tamaño de grano no

m, cuando son sometidos a bajas velocidades de deformación y temperaturas

absolutas del orden de, o mayor, que la mitad de la temperatura de fusión, sin llegar a ésta. En

tercer lugar la superplasticidad por esfuerzos internos.

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conformado superplástico (SPF)

Muchos procesos industriales de conformado, como la laminación o la extrusión producen

grandes deformaciones plásticas y, en ocasiones, pueden formar granos submicrométricos

). Sin embargo, mediante estas técnicas de deformación o conformado, una o

más dimensiones del material se reducen de tal forma que, si se requieren acumular grandes

deformaciones, lo que se obtiene son láminas muy delgadas (laminación) o filamentos

sión) que tienen poca utilidad práctica, si se piensa en aplicaciones de tipo estructural.

Sin embargo, existen métodos de deformación intensa en que el material sufre cambios

mínimos en sus dimensiones, por lo que no hay un límite geométrico definido a la deformación

que se puede alcanzar, suponiendo que el material tenga la suficiente ductilidad.

introducido en metalurgia por Bochvar y Sviderskaya, en 1945, es

(sin elevados esfuerzos

, de manera isotrópica, sin fractura, cuando está sometido a

des de deformación

Aunque no existe un límite de alargamiento que delimite el comportamiento superplástico del

que no lo es, los alargamientos máximos a fractura que se obtienen con materiales

En aleaciones metálicas

superplásticas se han reportado deformaciones de hasta un 8000 % en aleaciones de bronce,

cidad, la superplasticidad de

transformaciones, que se exhibe en materiales policristalinos que experimentan cambios

dimensionales anisotrópicos frente a la aplicación de cambios físicos determinados. En

o grano fino, que es aquella que se exhibe

en materiales policristalinos metálicos, intermetálicos o cerámicos, cuyo tamaño de grano no

bajas velocidades de deformación y temperaturas

, que la mitad de la temperatura de fusión, sin llegar a ésta. En

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Es la gran ductilidad lo que interesó a muchos investigadores y que definieron como el

beneficio potencial de la superplasticidad en

desarrollo de la técnica de conformado superplástico (

para conformar materiales superplásticos de clase única. La técnica de SPF se considera como

un proceso de conformado de formas casi acabadas (

matriz superficial, en lugar de los pares de matrices que se utilizan normalmente en las

operaciones de conformado de chapa metálica. Una lámina de material se conforma en un

paso dentro de la cavidad de la matriz (la cual se calienta previamente a la temperatura

deseada) que suele tener la forma final a las dimensiones de la parte deseada, usando gas a

presión, el proceso se ilustra esquemáticamente en la figura 2.

Figura 2. Esquema del proceso de conformado superplástico

La superplasticidad microestructural o de grano fino

piezas por conformado de chapas y los requisitos básicos para conseguir

superplástica son, fundamentalmente, tres:

1. Microestructura con grano fino, uniforme y equiaxial menor a 10 µm

2. Velocidad de deformación controlada, normalmente en el rango 1

3. Temperatura experimental de trabajo mayor o igual de

absoluta de fusión del material)

Este último requisito (que aparece por el hecho de que la superplasticidad es un proceso

controlado por difusión), suele ser incompatible con la retención de un grano pequeño, ya que

las altas temperaturas favorecen el crecimiento de grano, por lo que parece lógico que

eutécticos y aleaciones metálicas con presencia de una distribución uniforme de

“dispersoides” que impidan el crecimiento de grano, favorecerán el comportamiento

superplástico.

Además del conformado convencional por la técnica de SPF, se puede obtener beneficios

adicionales mediante la mejora de la técnica, impulsada principalmente por la gran flexibilidad

del proceso. El SPF puede combinarse con otros procesos de fabricación

eficiente proceso de conformado; por ejemplo con procesos de unión convencional, unión por

difusión (Difussion Bonding, DB) y embutición profunda (

El SPF se combina con la unión por difusión (

complejas (tipo panal de abeja). La DB es la unión dos componentes mediante la aplicación de

Instituto Tecnológico Metalmecánico http://observatorio.aimme.es

Es la gran ductilidad lo que interesó a muchos investigadores y que definieron como el

beneficio potencial de la superplasticidad en el área del conformado de metales y condujo al

desarrollo de la técnica de conformado superplástico (Superplastic Forming, SPF) como medio

para conformar materiales superplásticos de clase única. La técnica de SPF se considera como

de formas casi acabadas (near-net shape) que requiere de una sola

matriz superficial, en lugar de los pares de matrices que se utilizan normalmente en las

operaciones de conformado de chapa metálica. Una lámina de material se conforma en un

la cavidad de la matriz (la cual se calienta previamente a la temperatura

deseada) que suele tener la forma final a las dimensiones de la parte deseada, usando gas a

presión, el proceso se ilustra esquemáticamente en la figura 2.

roceso de conformado superplástico [Fadi K. Abu-Farha and Marwan K. Khraisheh

La superplasticidad microestructural o de grano fino es la que se utiliza para la obtención de

piezas por conformado de chapas y los requisitos básicos para conseguir

superplástica son, fundamentalmente, tres:

Microestructura con grano fino, uniforme y equiaxial menor a 10 µm

Velocidad de deformación controlada, normalmente en el rango 1×10-5

Temperatura experimental de trabajo mayor o igual de 0.5 Tm (donde Tm

absoluta de fusión del material)

Este último requisito (que aparece por el hecho de que la superplasticidad es un proceso

controlado por difusión), suele ser incompatible con la retención de un grano pequeño, ya que

altas temperaturas favorecen el crecimiento de grano, por lo que parece lógico que

eutécticos y aleaciones metálicas con presencia de una distribución uniforme de

“dispersoides” que impidan el crecimiento de grano, favorecerán el comportamiento

Además del conformado convencional por la técnica de SPF, se puede obtener beneficios

adicionales mediante la mejora de la técnica, impulsada principalmente por la gran flexibilidad

del proceso. El SPF puede combinarse con otros procesos de fabricación para un mejor y más

eficiente proceso de conformado; por ejemplo con procesos de unión convencional, unión por

, DB) y embutición profunda (Deep Drawing, DD).

El SPF se combina con la unión por difusión (Diffusion Bonding, DB) para fabricar formas más

complejas (tipo panal de abeja). La DB es la unión dos componentes mediante la aplicación de

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3 de 8

Es la gran ductilidad lo que interesó a muchos investigadores y que definieron como el

el área del conformado de metales y condujo al

, SPF) como medio

para conformar materiales superplásticos de clase única. La técnica de SPF se considera como

) que requiere de una sola

matriz superficial, en lugar de los pares de matrices que se utilizan normalmente en las

operaciones de conformado de chapa metálica. Una lámina de material se conforma en un

la cavidad de la matriz (la cual se calienta previamente a la temperatura

deseada) que suele tener la forma final a las dimensiones de la parte deseada, usando gas a

Farha and Marwan K. Khraisheh, 2008]

la que se utiliza para la obtención de

piezas por conformado de chapas y los requisitos básicos para conseguir deformación

1×10-1

s-1

es la temperatura

Este último requisito (que aparece por el hecho de que la superplasticidad es un proceso

controlado por difusión), suele ser incompatible con la retención de un grano pequeño, ya que

altas temperaturas favorecen el crecimiento de grano, por lo que parece lógico que

eutécticos y aleaciones metálicas con presencia de una distribución uniforme de

“dispersoides” que impidan el crecimiento de grano, favorecerán el comportamiento

Además del conformado convencional por la técnica de SPF, se puede obtener beneficios

adicionales mediante la mejora de la técnica, impulsada principalmente por la gran flexibilidad

para un mejor y más

eficiente proceso de conformado; por ejemplo con procesos de unión convencional, unión por

ara fabricar formas más

complejas (tipo panal de abeja). La DB es la unión dos componentes mediante la aplicación de

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carga a temperaturas elevadas donde la unión molecular resultante es completamente

homogénea. Con la técnica SPF/DB las

varias chapas o láminas con

superplásticamente las chapas

Las modificaciones, alteraciones, o incluso característ

con el fin de producir los conceptos avanzados que enriquecen la capacidad de la técnica

convencional SPF, en diversos medios y aspectos. Hay varios ejemplos de tales conceptos

incluyen el SPF de doble cara,

concepto se ilustra esquemáticamente en la

presión sobre la parte posterior de la

costo o la eficiencia, lo que se quiere es evitar o minimizar

y mejorar así sus propiedades mecánicas, que se cree

presión posterior.

La combinación SPF/DD, por ejemplo, es un nuevo concepto en el q

parcialmente mediante una embutición profunda rápida, seguida por una etapa de SPF, que se

encarga de los detalles complejos de la forma que se creó. De esta manera, el tiempo de

conformación se reduce aún más, manteniendo la impor

proceso se muestra en la figura 5.

Figura 3. a) Esquema del proceso SPF/DB, b) Estructura tipo panal de abeja fabricada por SPF/DB [(a) Diapositivas

conformado de Chapas, UPM (b) Han Wenbo

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carga a temperaturas elevadas donde la unión molecular resultante es completamente

homogénea. Con la técnica SPF/DB las partes se fabrican mediante la unión por difusión de

varias chapas o láminas con un patrón específico y, a continuación,

mente las chapas para producir una estructura integral rígida (Figura 3).

Las modificaciones, alteraciones, o incluso características adicionales se pueden incorpora

conceptos avanzados que enriquecen la capacidad de la técnica

convencional SPF, en diversos medios y aspectos. Hay varios ejemplos de tales conceptos

de doble cara, SPF de varias partes y el SPF con presión posterior

concepto se ilustra esquemáticamente en la figura 4, donde se representa

presión sobre la parte posterior de la chapa conformado. No se incrementan aspectos como el

lo que se quiere es evitar o minimizar la cavitación en la pieza conformada

ades mecánicas, que se cree están asociadas con la presencia de

La combinación SPF/DD, por ejemplo, es un nuevo concepto en el que una parte se conforma

parcialmente mediante una embutición profunda rápida, seguida por una etapa de SPF, que se

complejos de la forma que se creó. De esta manera, el tiempo de

conformación se reduce aún más, manteniendo la importancia del SPF. Un esquema del

proceso se muestra en la figura 5.

(a)

(b)

a) Esquema del proceso SPF/DB, b) Estructura tipo panal de abeja fabricada por SPF/DB [(a) Diapositivas

conformado de Chapas, UPM (b) Han Wenbo, Zhang Kaifeng, Wang Guofeng, 2007]

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carga a temperaturas elevadas donde la unión molecular resultante es completamente

ón por difusión de

un patrón específico y, a continuación, se expanden

(Figura 3).

pueden incorporar,

conceptos avanzados que enriquecen la capacidad de la técnica

convencional SPF, en diversos medios y aspectos. Hay varios ejemplos de tales conceptos que

posterior. El último

se representa la presencia de

No se incrementan aspectos como el

la pieza conformada

con la presencia de

ue una parte se conforma

parcialmente mediante una embutición profunda rápida, seguida por una etapa de SPF, que se

complejos de la forma que se creó. De esta manera, el tiempo de

tancia del SPF. Un esquema del

a) Esquema del proceso SPF/DB, b) Estructura tipo panal de abeja fabricada por SPF/DB [(a) Diapositivas

Guofeng, 2007]

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Figura 4. Esquema del proceso SPF con presión posterior [

Figura 5. Esquema del proceso SPF/DD [

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Esquema del proceso SPF con presión posterior [Fadi K. Abu-Farha and Marwan K. Khraisheh

Esquema del proceso SPF/DD [Fadi K. Abu-Farha and Marwan K. Khraisheh

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5 de 8

Farha and Marwan K. Khraisheh, 2008]

Farha and Marwan K. Khraisheh, 2008]

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2. Aplicaciones

El conformado superplástico comercial incluye preferencialmente aleaciones de aluminio,

níquel, zinc y titanio para la

aeroespacial, medica. Varias aleaciones ligeras de gran importancia industrial y

exhiben superplasticidad, como la aleación de titanio Ti6Al4V, la aleación de aluminio 5083 y la

aleación de magnesio AZ31. De hecho, por estas y muchas otras aleaciones ligeras,

conformando mediante cualquier otra técnica sería poco práctico,

formabilidad en las condiciones de recibido

fabricadas por este método.

(a)

(c)

Figura 6. Elementos fabricados mediante conformado superplástico: a) carrocería en aluminio, b) Cubierta de

sensor, c) Cubierta central del cono, d)

Jin, 2005 (b), (c) y (d)

Las propiedades termomecánicas de los materiales obtenidos con esta tecnología, hacen que

su aplicación industrial sea insustituible para la obtención de piezas de formas compl

que requieran altas exigencias en el conformado o en el servicio, como las partes estructurales

de aviones supersónicos. Actualmente, esta propiedad está presente en cerámicos con tamaño

de grano <1 µm y ha situado el estudio de cerámicos superplást

investigación de gran interés. En estos últimos se han encontrado deformaciones de hasta un

1040% en un policristal de circonio tetragonal estabilizad

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El conformado superplástico comercial incluye preferencialmente aleaciones de aluminio,

níquel, zinc y titanio para la producción de componentes en las indust

Varias aleaciones ligeras de gran importancia industrial y

, como la aleación de titanio Ti6Al4V, la aleación de aluminio 5083 y la

aleación de magnesio AZ31. De hecho, por estas y muchas otras aleaciones ligeras,

formando mediante cualquier otra técnica sería poco práctico, debido a su limitada

ones de recibido. En la figura 6 se muestran algunas piezas

(b)

(d)

Elementos fabricados mediante conformado superplástico: a) carrocería en aluminio, b) Cubierta de

sensor, c) Cubierta central del cono, d) Escudo térmico cruzado [(a) Zhipeng Zeng, Yanshu Zhang,Yi Zhouc, Quanlin

, 2005 (b), (c) y (d) www.cyrilbath.com/plasticforming.html]

Las propiedades termomecánicas de los materiales obtenidos con esta tecnología, hacen que

su aplicación industrial sea insustituible para la obtención de piezas de formas compl

que requieran altas exigencias en el conformado o en el servicio, como las partes estructurales

Actualmente, esta propiedad está presente en cerámicos con tamaño

m y ha situado el estudio de cerámicos superplásticos como un campo de

investigación de gran interés. En estos últimos se han encontrado deformaciones de hasta un

1040% en un policristal de circonio tetragonal estabilizado con itria (YTZP).

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6 de 8

El conformado superplástico comercial incluye preferencialmente aleaciones de aluminio,

de componentes en las industrias automotriz,

Varias aleaciones ligeras de gran importancia industrial y comercial

, como la aleación de titanio Ti6Al4V, la aleación de aluminio 5083 y la

aleación de magnesio AZ31. De hecho, por estas y muchas otras aleaciones ligeras, el

debido a su limitada

En la figura 6 se muestran algunas piezas

Elementos fabricados mediante conformado superplástico: a) carrocería en aluminio, b) Cubierta de

Zhipeng Zeng, Yanshu Zhang,Yi Zhouc, Quanlin

Las propiedades termomecánicas de los materiales obtenidos con esta tecnología, hacen que

su aplicación industrial sea insustituible para la obtención de piezas de formas complicadas

que requieran altas exigencias en el conformado o en el servicio, como las partes estructurales

Actualmente, esta propiedad está presente en cerámicos con tamaño

icos como un campo de

investigación de gran interés. En estos últimos se han encontrado deformaciones de hasta un

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3. Ventajas frente a las alternativas tradicionales

El conformado superplástico (SPF) ofrece muchas ventajas con respecto a las operaciones de

conformado convencionales:

• La capacidad para conformar componentes con formas muy complejas, que no puede

fabricadas por técnicas convencionales, o sólo

conformados sucesivos seguidos por

• La capacidad para dar forma, a materiales muy difíciles

como son las aleaciones de titanio y magnesio, que se sabe que tienen

en la condición de llegada

• Bajo costo en matrices, ya que

el componente, independientemente de la complejidad

aspecto dimensional

• El proceso se realiza en un solo paso, produc

casi acabado

• Reducción del número total de partes y, en consecuencia, el número de fijaciones y

uniones, lo que conlleva

ejemplo, el sector aeroespacial)

• Mayor flexibilidad de diseño y control dimensional

La técnica de SPF se ha enfrentado a una serie de retos y problemas que impiden su uso

generalizado a mayor escala.

preparación de los materiales con

de conformado deseada, representan una de estas cuestiones. Además,

velocidad está controlada y limi

y desfavorable para aplicarlo en la

automoción. Sin embargo, la t

aleaciones ligeras, y, a pesar de los obstáculos y desafíos en el camino, todavía ofrece

ventajas y méritos sobre las técnicas

4. Referencias

• J. R. Marty Delgado,

comportamiento superplástico de materiales

Internacional de Ingeniería Mecánica,

2008.

• Caballé Rodríguez, Iván. Diseño y puesta a punto de un sistema de conformación por

extrusión en canal angular para obtención de materiales metálicos con grano ultrafino.

Tesis de Máster, Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica,

Universidad Politécnica de Cataluña, 2005.

• A. Smolej, E. Slacek, R. Turk. S

special and general applications

• Fadi K. Abu-Farha, Marwan K. Khraisheh. An integrated approach to the Superplastic

Forming of lightweight alloys: towards sustainabl

Sustainable Manufacturing, Vol. 1, Nos. 1/2, 2008

• Wang Gang, Zhang Kair-Feng, Chen Jun, Ruan Xue

titanium alloys bellows. Trans. Nonferrous Met. Soc. China, Vol. 14,

Instituto Tecnológico Metalmecánico http://observatorio.aimme.es

Ventajas frente a las alternativas tradicionales

uperplástico (SPF) ofrece muchas ventajas con respecto a las operaciones de

formar componentes con formas muy complejas, que no puede

por técnicas convencionales, o sólo se pueden obtener por múltiples

seguidos por unión o soldadura de varias partes

para dar forma, a materiales muy difíciles de conformar, con relativa facilidad

las aleaciones de titanio y magnesio, que se sabe que tienen

en la condición de llegada debido a sus estructuras cristalinas HCP

, ya que se necesita una matriz con una sola cavidad para

el componente, independientemente de la complejidad de la forma y

en un solo paso, produciendo un bien terminado o un componente

educción del número total de partes y, en consecuencia, el número de fijaciones y

lleva a la mejora de la seguridad en determinadas aplicaciones (por

ejemplo, el sector aeroespacial)

de diseño y control dimensional

a técnica de SPF se ha enfrentado a una serie de retos y problemas que impiden su uso

mayor escala. Las costosas operaciones de pre – conformado

os materiales con estructura de grano fino y el calentamiento

deseada, representan una de estas cuestiones. Además,

controlada y limitada, a velocidades bajas, hace el proceso relativamente lento

aplicarlo en la producción de un alto volumen de componentes de

Sin embargo, la técnica proporciona una herramienta única para

y, a pesar de los obstáculos y desafíos en el camino, todavía ofrece

técnicas de conformado convencionales.

, J. E. Alonso Pérez, M. López Escobar. Caracterización del

superplástico de materiales: revisión del estado del arte.

Internacional de Ingeniería Mecánica, Universidad Central Marta Abreu de Las Villas

. Diseño y puesta a punto de un sistema de conformación por

rusión en canal angular para obtención de materiales metálicos con grano ultrafino.

Tesis de Máster, Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica,

Universidad Politécnica de Cataluña, 2005.

molej, E. Slacek, R. Turk. State and development of some wrought aluminum alloys for

special and general applications. Metalurgija, Vol. 41, Nº 3, 2002, 149 – 155

Farha, Marwan K. Khraisheh. An integrated approach to the Superplastic

Forming of lightweight alloys: towards sustainable manufacturing. International

Sustainable Manufacturing, Vol. 1, Nos. 1/2, 2008, 18 – 40.

Feng, Chen Jun, Ruan Xue-Yu. Superplastic forming gas pressure of

titanium alloys bellows. Trans. Nonferrous Met. Soc. China, Vol. 14, Nº 5, 2004, 896

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uperplástico (SPF) ofrece muchas ventajas con respecto a las operaciones de

formar componentes con formas muy complejas, que no pueden ser

n obtener por múltiples

con relativa facilidad

menor ductilidad

sola cavidad para conformar

de la relación de

un bien terminado o un componente

educción del número total de partes y, en consecuencia, el número de fijaciones y/o

la seguridad en determinadas aplicaciones (por

a técnica de SPF se ha enfrentado a una serie de retos y problemas que impiden su uso

conformado, como la

el calentamiento a la temperatura

deseada, representan una de estas cuestiones. Además, debido a que la

hace el proceso relativamente lento

alto volumen de componentes de

écnica proporciona una herramienta única para conformado de

y, a pesar de los obstáculos y desafíos en el camino, todavía ofrece notables

aracterización del

revisión del estado del arte. V Conferencia

Universidad Central Marta Abreu de Las Villas, Cuba.

. Diseño y puesta a punto de un sistema de conformación por

rusión en canal angular para obtención de materiales metálicos con grano ultrafino.

Tesis de Máster, Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica,

elopment of some wrought aluminum alloys for

155.

Farha, Marwan K. Khraisheh. An integrated approach to the Superplastic

. International Journal

Yu. Superplastic forming gas pressure of

Nº 5, 2004, 896 – 900.

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Conformado superplástico (SPF)

[email protected]

AIMME - Instituto Tecnológico Metalmecánico

http://www.aimme.es

• Zhipeng Zeng, Yanshu Zhang,Yi Zhouc, Quanlin Jin

Car Body Panels. Materials Science Forum Vols. 475

• Han Wenbo, Zhang Kaifeng, Wang Guofeng. Superplastic forming and

honeycomb structure of Ti

183, 2007, 450 – 454.

• Conformado de Chapa. Departamento de Ingenier

Mecánica, ETSII, UPM.

• www.cyrilbath.com/plasticforming.html

Instituto Tecnológico Metalmecánico http://observatorio.aimme.es

Zhipeng Zeng, Yanshu Zhang,Yi Zhouc, Quanlin Jin. Superplastic Forming of Aluminum Alloy

Materials Science Forum Vols. 475 – 479, 2005, 3025 – 3028

, Zhang Kaifeng, Wang Guofeng. Superplastic forming and diffusion bonding for

honeycomb structure of Ti–6Al–4V alloy. Journal of Materials Processing Technology

Conformado de Chapa. Departamento de Ingeniería Mecánica y Fabricación. Tecnología

www.cyrilbath.com/plasticforming.html

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Superplastic Forming of Aluminum Alloy

3028.

diffusion bonding for

Journal of Materials Processing Technology, Vol.

ía Mecánica y Fabricación. Tecnología