Responsable: Carpóforo Vallellano Martín
Tipo de Proyecto/Ayuda: Plan Nacional del 2012
Referencia: DPI2012-32913
Fecha de Inicio: 01-01-2013
Fecha de Finalización: 31-12-2015

Empresa/Organismo financiador/es:

• Ministerio de Economía y Competitividad

Equipo:

• Investigadores:
  • Gabriel Centeno Báez
  • Francisco Javier Doblas Charneco
  • Francisco Javier García-Lomas Jung
  • Andrés Jesús Martínez Donaire
  • António Firme Martins Paulo
  • Domingo Morales Palma
  • Beatriz Silva María
• Becarios:
  • Marcos Carlos Borrego Puche (alta: 14/05/2014)

Contratados:

• Investigadores:
  • Marcos Carlos Borrego Puche

Resumen del proyecto:

El conformado incremental de chapa (ISF - Incremental Sheet Forming) es una tecnología reciente de fabricación flexible, viable para pequeños y medianos volúmenes de producción. Una de las características que definen este proceso el notable incremento en conformabilidad que se obtienen en las piezas así producidas. Pero a pesar de los rápidos avances de los últimos años, esta tecnología se encuentra aún en desarrollo, siendo uno de los aspectos prioritarios una mejor comprensión de la mecánica del proceso y de los parámetros que influyen en dicha ganancia en conformabilidad. No obstante, los trabajos centrados en estos aspectos son aún escasos y muy recientes [Emmens & van den Boogaard, J. Mat. Proc. Tech. 2009; Silva et al., Int. J. Manuf. Technol. 2011].

El objetivo global del proyecto es ahondar en la comprensión de los mecanismos de deformación que conducen a una sustancial mejora de conformabilidad en el ISF, en particular, en su variante mono-punto (Single Point Incremental Forming - SPIF). Los análisis más actuales indican que los factores que más contribuyen en retrasar el fallo en SPIF, por orden de influencia, son: la flexión localizada debida a la curvatura de la herramienta, la tensión tangencial y normal en el contacto chapa-herramienta, la compresión hidrostática y la variación cíclica de la deformación debida a la sucesivas pasadas. El proyecto plantea el estudio de dichos factores a nivel experimental y numérico, presentando como elemento diferenciador el análisis del proceso de deformación y de fallo en SPIF a una escala mesoscópica, es decir, desde el análisis de los gradientes de deformaciones generados a través del espesor de la chapa y de las características microestructurales del material. Dicho análisis está basado en los modelos recientemente, desarrollados por los solicitantes, para describir el efecto combinado tracción-flexión en el fallo de la chapa [Vallellano et al., Int. J. Mat. Forming 2010; Morales et al., Steel Res. Int. (Metal Forming) 2010]. En este sentido, los primeros estudios del grupo solicitante aplicando tales modelos a explicar la mejora de conformabilidad en SPIF están proporcionando resultados muy prometedores [Centeno et al., ICPT 2011; Centeno et al., Mater. Sci. Forum 2012]. El desarrollo de este proyecto permitirá dar una descripción más apropiada y justificada acerca de los fundamentos y factores que gobiernan este fenómeno característico de SPIF.

El estudio experimental del proyecto se centra en analizar el proceso de Rebordeado de Agujeros (Hole Flanging) mediante conformado incremental. El rebordeado de agujeros es un proceso muy conocido en la industria. Sin embargo, su conformado mediante la tecnología de SPIF es muy reciente, dotando a dicho proceso de una gran versatilidad y economía. Las primeras publicaciones de prestigio en este sentido datan de 2-3 años atrás [Cui & Gao, CIRP 2010; Petek et al., Key Engng. Mat. 2011] y están basadas en la analizar las capacidades y parámetros de proceso, y las estrategias de conformado. No se conoce ningún estudio de relevancia sobre la mecánica del proceso en términos de las deformaciones en la pieza o sobre los modos de fallo que delimitan su conformabilidad, lo cual justifica doblemente la oportunidad del proyecto. Así, la presente propuesta por tanto muestra una notable novedad y relevancia, pudiendo situarse entre los trabajos pioneros en el estudio de esta tecnología emergente.