En el proceso de fabricación de piezas extraídas de precisión, depender únicamente de procesos básicos suele ser insuficiente para lograr de forma consistente los requisitos de alta precisión y consistencia. Se deben aplicar una serie de técnicas maduras y reutilizables en áreas como la selección de materiales, el diseño de moldes, el control de procesos y los métodos de inspección. Estas técnicas, que incorporan experiencia práctica a largo plazo-, pueden mejorar significativamente la tasa de éxito del conformado, reducir la tasa de defectos y optimizar la eficiencia de la producción bajo conformado estructural complejo y estrictos requisitos de tolerancia.
En primer lugar, en la etapa de pretratamiento del material, la selección adecuada del material y el control de la condición son técnicas clave. La plasticidad, el índice de endurecimiento y el estado de la superficie de diferentes láminas de metal afectan directamente su conformabilidad por estiramiento. La experiencia muestra que, en el caso de aceros de alta-resistencia, se debe dar prioridad a las piezas en bruto que hayan sido sometidas a recocido esferoidal o a un tratamiento de revenido adecuado para reducir la dureza inicial y ampliar la capacidad de deformación uniforme; Para las aleaciones de aluminio, se puede adoptar un pretratamiento para eliminar la tensión residual para reducir la tendencia a la deformación durante el conformado. La superficie en bruto debe mantenerse limpia y libre de rayones y, si es necesario, se debe aplicar una capa base lubricante o antioxidante especial para garantizar condiciones de fricción estables en las primeras etapas de formación.
En el diseño de moldes, dominar las técnicas de optimización de los gradientes de superficie y los filetes de transición puede guiar eficazmente el flujo de material y suprimir las arrugas y los desgarros. La técnica implica diseñar las superficies del troquel y del punzón con pendientes que cambian gradualmente según la relación de estiramiento y el contorno de la pieza, lo que permite que el material se estire gradualmente a medida que fluye hacia la cavidad del molde, evitando la concentración de tensiones causada por cambios abruptos en la sección transversal-. El radio del filete de transición debe calcularse de forma iterativa en función del espesor del material y las características de endurecimiento, generalmente utilizando de 4 a 8 veces el espesor del material como valor inicial y luego-ajustándolo al valor óptimo mediante moldeo de prueba. Al mismo tiempo, la superficie del soporte de la pieza en bruto debe encajar bien con el borde exterior de la pieza en bruto, y se deben colocar protuberancias locales en secciones clave para mejorar la capacidad de suprimir las arrugas.
Las técnicas de control del proceso de conformado enfatizan la gestión por zonas de la fuerza del portapiezas y el aumento gradual de la velocidad de estirado. La fuerza del sujetador de la pieza en bruto no debe ser un valor constante, sino que debe ajustarse dinámicamente de acuerdo con el estado del flujo del material en las diferentes etapas de formación: ligeramente mayor en la etapa inicial para suprimir las arrugas, moderadamente reducida en la etapa intermedia a medida que el material se adhiere al molde para reducir la resistencia, y ligeramente aumentada nuevamente en la etapa posterior para asegurar una firme adherencia al contorno. La velocidad de estiramiento debe comenzar baja y aumentar gradualmente después de que se estabilice el flujo de material. Esto reduce el riesgo de adelgazamiento localizado o rotura causado por el impacto inercial. Las técnicas de lubricación también son cruciales. Se debe seleccionar un lubricante con la viscosidad adecuada según el material y la temperatura del molde, y se debe aplicar uniformemente en ambos lados de la pieza en bruto. Si es necesario, se deben utilizar múltiples pulverizaciones o una película sólida para mantener una lubricación estable durante todo el proceso.
En el estiramiento de múltiples-pasadas, la disposición adecuada de los procesos intermedios de recocido y conformación es una técnica común para mejorar la calidad de las piezas de cavidades-profundas. Después de cada pasada, se debe evaluar la distribución del espesor de la pared y el grado de endurecimiento, y se debe realizar un recocido a baja-temperatura según sea necesario para eliminar los efectos del endurecimiento por trabajo y restaurar las reservas de plasticidad. El proceso de conformación se utiliza para corregir la recuperación elástica y las desviaciones dimensionales menores, y a menudo finaliza en la pasada final con un espacio más pequeño y una fuerza precisa del portapiezas para garantizar la consistencia del lote.
La inspección de calidad y la corrección de comentarios también dependen de la habilidad. La medición en línea sin-contacto puede capturar cambios en el contorno y el espesor de la pared en tiempo real. Una vez detectada una anomalía, se deben rastrear y ajustar los parámetros correspondientes de fuerza, velocidad o lubricación del portapiezas. Las técnicas de control estadístico de procesos (SPC) pueden ayudar a identificar la desviación de tendencias e intervenir tempranamente para evitar desviaciones de lotes.
Además, las habilidades de colaboración entre-departamentos son particularmente importantes en proyectos complejos. Los equipos de diseño, proceso, moldes e inspección deben compartir modelos 3D y datos de análisis al principio del proyecto, desarrollar planes de contingencia para áreas de alto-riesgo con anticipación y reducir la cantidad de moldes de prueba y ciclos de desarrollo.
En general, las técnicas de fabricación de piezas extraídas con precisión impregnan todo el proceso, desde los materiales y los moldes hasta los procesos y el control de calidad, haciendo hincapié en el control de precisión-basado en datos y en la aplicación flexible de la experiencia acumulada. Estas técnicas no solo mejoran la calidad del conformado y la eficiencia de la producción, sino que también brindan un fuerte apoyo a las empresas para mantener el liderazgo tecnológico y las ventajas de costos al enfrentar los desafíos de nuevos materiales y estructuras.
