II MODULUA: METALEN KONFORMAZIO PLASTIKOA 6. GAIA: Txapa konformazioa TEKNOLOGIA MEKANIKOA INGENIARITZA MEKANIKO SAILA Universidad del País s Vasco Euskal Herriko Unibertsitatea 6. Gaia: Txapa konformazioa 1/21
Edukiak 1. Txapa produktuen ezaugarriak 2. Txaparen portaera deformazioaren aurrean 3. Ebaketa 4. Tolestea 5. Enbutizioa 6. Tutorepeko galdesorta 7. Lan-aukerak: enpresak eta produktuak 6. Gaia: Txapa konformazioa 2/21
1. Txapa produktuen ezaugarriak TXAPA: 600mm edo gehiagoko zabalera duen produktu laua. Materialaren ijezketa eta ondorengo tratamendu termikoen bidez lortzen da txapa. - Txapa fina: lodiera < 3mm - Txapa lodia: lodiera > 3mm Erlazionatutako beste produktu batzuk: - Banda: beroan ijeztutako produktu laua eta bobina eran emana. - Zumitza: ijezketa zabalera < 600mm duen banda Txapa produktuak metalaren deformazio plastikoz lortzen dira PRENTSETAN, erreminta KONPLEXU ETA GARESTIAK erabiliz, erreminta hauek TROKELAK deitzen dira. Txapa produktu baten enbutizio adibidea.trokela osatzen duten elementuak adierazten dira eskematikoki. 6. Gaia: Txapa konformazioa 3/21
1. Txapa produktuen ezaugarriak TXAPA PRODUKTUEN EZAUGARRIAK: Forma konplexuak azal akabera bikainekin. Zurruntasun/pisu erlazio altua duten piezak. PRODUKTIBITATE altua (1500 pieza orduko lor daiteke). Bakarrik SERIE LUZEAK justifikatzen dira (Tresneria eta produkzio baliabideen kostua). AUTO, ONTZIKI eta ETXETRESNA ELEKTRIKOen industrian oso erabiliak dira txapa konformazio prozesuak 6. Gaia: Txapa konformazioa 4/21
1. Txapa produktuen ezaugarriak OHIKO MATERIALAK: Karbono-altzairuak: erabiliena bere harikortasuna dela eta. lodiera 1,5mm: auto karrozeria, etxetresna elektrikoak,... 12,5mm-rarteko lodierak: jantak, presiozko ontziak, blindajeak, Aluminioa: aeronautika eta gama altuko autoak. Altzairu herdoilgaitza: sukaldeko tresneria eta ontziak. Elastikotasun-muga altua duten altzairuak: auto karrozerian aluminio erabilera dela eta altzairu fabrikatzaileek garatutako altzairuak. Beste material batzuk (kobre, magnesio, titanio, ) Iturria: Volkswagen: Passat 2010 % pisuan C urriko altzairuak Erresistentzi handiko altzairuak Erresistentzi altuko altzairuak Oso erresistentzi altuko altzairuak Ultra erresistentzi altuko altzairuak 6. Gaia: Txapa konformazioa 5/21
1. Txapa produktuen ezaugarriak ELASTIKOTASUN-MUGA ALTUA DUTEN ALTZAIRUEN ERABILPEN ADIBIDEAK AUTOAN Mercedes A Klasea: % 67 HSS eta UHSS Porsche Cayanne: %65 HSS eta UHSS VOLVO XC90 6. Gaia: Txapa konformazioa 6/21
2. Txaparen portaera deformazioaren aurrean Txaparen propietateak aurretik jasan dituen ijezketa prozesu eta tratamendu termikoen menpe daude ANISOTROPIA: propietateak ez dira berdinak norabide guztietan ijezketan jasandako norabideko birkristaltzea dela eta (forjako norabideko fibratuaren antzera). Anisotropia dela eta konformazioan materialaren fluxu ezberdinak izan ditzakegu norabide ezberdinetan. Adibidean, era egokian enbutitutako kopa (ezkerrean) eta akastuna (eskuinean) anisotropia dela eta. TENTSIO EGOERA ALDAKORRAK PIEZAREN GUNE EZBERDINETAN. Tentsio-egoeren eboluzioa txapa deformazio eragiketa batean 6. Gaia: Txapa konformazioa 7/21
2. Txaparen portaera deformazioaren aurrean HOTZEKO ETA BEROKO KONFORMAZIOA Hotzean: ingurugiroko tenperaturara. Arruntena karbono urriko altzairuekin eta lodiera gutxiko txapekin. Beroan: Hot Stamping: oso interesgarria elastikotasun-muga altua duten altzairuetan. Berotzeak elastikotasun-muga murrizten du eta errekuperazio elastikoa murrizten du. Ondorengo hozteak altzairua termikoki tratatzen du elastikotasun muga handitzen du. Lodiera handiko txapetan ere erabiltzen da. LOIRE SAFE prentsa hidraulikoa beroko txapa estanpaziorako Berotako txapa estanpazioan ate indargarriak, kolpe-leungailu, zutoindun indargarriak eta orokorrean erresistentzia altuko piezak fabrikatzen dira 6. Gaia: Txapa konformazioa 8/21
2. Txaparen portaera deformazioaren aurrean BERO KONFORMAZIOA Bero konformazioa bi trokelen artean kargapean txapa deformatzen den prozesua da, txaparen sarrera-tenperatura austenizazio tenperatura baino altuagoa izanik. Hasierako tenperatura altuari esker txaparen harikortasuna altuagoa aprobetxatzen da eta, ondoren, piezaren gogortasun martensitikoa lortzen da hozte azkarraren bidez. 2 3 Berotutako txapa (T>T Austenizazio ) Prentsa 1 2 Robota 3 Labea Txapa Pieza 2 Tratatutako txapa (T<T Mf ) Austenizazioa Garraiatzea Konformazioa eta tratamendua 1 3 Txaparen hasierako egoera (T giro ) 6. Gaia: Txapa konformazioa 9/21
2. Txaparen portaera deformazioaren aurrean BERO KONFORMAZIOA Bero konformazioa bi trokelen artean kargapean txapa deformatzen den prozesua da, txaparen sarrera-tenperatura austenizazio tenperatura baino altuagoa izanik. Hasierako tenperatura altuari esker txaparen harikortasuna altuagoa aprobetxatzen da eta, ondoren, piezaren gogortasun martensitikoa lortzen da hozte azkarraren bidez. Iturria: Ford Iturria: VW 6. Gaia: Txapa konformazioa 10/21
3. Ebaketa TXAPA EBAKETA metodo industrial ezberdinak existitzen dira: PUNTZONAKETA: material eta puntzoi-matrize multzoaren arteko kontaktua dela eta zizailatzen da materiala. LASER BIDEZKO EBAKETA: energia dentsitate altua duen argi izpi batek txaparen fusio eta ebaketa eragiten du. Puntzoi Matrize Txapa Pisadore Pisadore Matrize eta Puntzoi Pieza bukatua Muxarrakin Zirrindola baten fabrikaziorako ebaketa trokela Txapa ebaketa laser bidez 6. Gaia: Txapa konformazioa 11/21
3. Ebaketa PUNTZONAKETA: puntzonaketa egiteko beharrezkoa da PUNTZOI, MATRIZE ETA PISADORE erreminta multzoa erabiltzea. Zuloaren forma puntzoi eta matrizeak determinatzen ditu. Ertzen akabera puntzoi eta matrizearen arteko tartearen menpekoa da (beste faktore batzuen artean). Zenbat eta tarte handiagoa, orduan eta akabera txarragoa. Beste parametro garrantzitsuak: Puntzonatutako txapa baten ertzaren mikro-argazkia, gune Txapa materiala. txartatua eta haustura gunea bereizten dira Lubrifikazioa. Puntzoiaren jaitsiera abiadura. EBAKETA FINA: puntzoi eta matrizearen arteko tartea oso txikia. Ertz akabera bikaina lortzen da, baina beharrezkoa da kalitate oso oneko txapa. Gune txartatua Haustura gunea Bizarra Puntzoi-matrize tartea Matrize 6. Gaia: Txapa konformazioa 12/21
3. Ebaketa PUNTZONAKETA: puntzonaketa egiteko beharrezkoa da PUNTZOI, MATRIZE ETA PISADORE erreminta multzoa erabiltzea. Erreminta materialak: Puntzoi eta matrizea: altzairu tenplatu, metal gogorra, erresistentzi altuko burdinurtu nodularra. Pisadorea: erresistentzi baxuzko burdinurtu laminarra. Txapa puntzonaketarako trokel progresiboa 6. Gaia: Txapa konformazioa 13/21
3. Ebaketa LASER BIDEZKO EBAKETA txapa materiala urtu eta/edo lurruneztatzean datza energia dentsitate altua aplikatuz (laser izpia) eta ondoren gas baten bidez atera. Kalitate handiko ebaketak lortzen ditu material galera gutxirekin. 0,2 eta 6 mm bitarteko lodietan aplikatzen da altzairu, altzairu herdoilgaitz eta aluminioetan (beste material batzuen artean). Malgutasun maximoa baimentzen du: laser buru berdinarekin edozein pieza geometria lor daiteke, zenbakizko kontrolaren programazioaren bidez( puntzonaketan puntzoi bakoitzarekin geometria bakarra ebaki daiteke). 6. Gaia: Txapa konformazioa 14/21
4. Tolestea TXAPA TOLESTEA: puntzoi eta matrizea erabiliz txapa tolesten da angelu bat lortu arte. Parametro garrantzitsuak: Txapa lodiera. Toleste angelua. Toleste erradioa. α: Toleste angelua Tolestea izan daiteke: Beste puntzonaketa eta enbutizio eragiketa batzuk barneratzen dituen trokel konplexuago baten parte den eragiketa bat. α R: Toleste erradioa T: Lodiera Aparteko eragiketa bat, makina espezifikoetan burutua, TOLESTE MAKINETAN. Beste konfigurazio batzuk ere posible dira, esateko hodien tolestea eta arrabol bidezko tolestea. 6. Gaia: Txapa konformazioa 15/21
4. Tolestea TOLESTEA. Egitura Zenbakizko Kontrola duen makina, toleste eragiketak programatu eta era automatikoan egiteko aukera Zilindro hidraulikoa Puntzoi Txapa Matrize ARRABOL BIDEZKO TOLESTEA. 6. Gaia: Txapa konformazioa 16/21
4. Tolestea TOLESTE ERAGIKETAREN ANALISIA : Errekuperazio elastiko edo springback : momentu errekuperatzaile bat agertzen da txapa gune elastikoan lanean dagoelako. Zenbat eta elastikotasun muga handiagoa izan, gero eta errekuperazioa handiagoa da. Zaila da aldez aurretik jakitea: simulazio numerikoa edo aurre saiakuntzak. Soluzioak: txapa gain-flexionatu. beroan lan egin. ADIBIDEA: karbono urriko altzairuaren erradio minimoa, tratamendu termiko gabe : R=0,5T Toleste erradio minimoa: kanpoko zuntzak trakziora egiten dute lan eta materialaren haustura tentsioa gainditu dezakete. Erradio minimoa hurrengoen menpe dago: txapa materiala. bere lodiera. 6. Gaia: Txapa konformazioa 17/21
5. Enbutizioa ENBUTIZIO prozesuan puntzoiak txapa matrizearen aurka bultzatzen du, barrunbe bat sortuz. Eragiketa konplexuena da: Txapan deformazio handiak sortzen dira tentsio egoera aldakor eta oso konplexuekin. Indar handien beharra, honek trokeletan higadura eta deformazioak sortzen ditu. Prestakuntza esperimental handiaren beharra (proba-errore). Enbutizioz lortutako txapa produktuen adibideak: Karrozeria eta beste auto pieza batzuk. Biltontzi, ontzi... Sukaldeko tresneria. etab. 6. Gaia: Txapa konformazioa 18/21
5. Enbutizioa ENBUTIBILITATE MUGA (LDR): puntzoiaren diametro jakin batentzat enbutitu daitekeen txapa diametro maximo bat dago arrakalak agertu gabe. LDR= Txapa diametro maximoa Puntzoiaren diametroa Enbutizio eragiketaren kontrol egokia egin ezean piezan akatsak ager daitezke : Arrakalen agerpena. Zimurren agerpena. Auto pieza baten enbutizioan txapan sortutako arrakala 6. Gaia: Txapa konformazioa 19/21
6. Tutorepeko galdesorta 1. Zergatik uste duzu trokelak hain garestiak direla? 2. Zergatik uste duzu interesgarria den auto fabrikatzaileentzat elastikotasun-muga altua duten altzairuak garatzea? 3. Uste duzu forjatutako pieza baten tentsio egoerak eta estanpatutako pieza batenak zerbait komunean dutela? Erantzuna arrazoitu. 4. Ze aspektu izango zenituzke kontuan laser bidezko ebaketa eta puntzonaketaren artean aukeratzeko? 5. Ze erresistentzia mekaniko lortu dezake puntzoi eta matrizeen fabrikazioarako burdinurtu nodular batek? Eta ze elongazio? 6. Analizatu kopa bateko gune lauan ditugun tentsio egoerak bere enbutizioan zehar. Berdinak dira tentsio egoera horiek pieza osoan zehar eta prozesu osoaren zehar? 7. Zergatik da pisadorearen presioa aldagai kritikoa enbutizio prozesuan? 8. Zergatik uste duzu errekuperazio elastikoa edo springback-a arazo handiagoa dela elastikotasun muga altuko altzairuetan? 9. Nola eragingo luke txaparen harikortasunak bizarraren agerpenean ebaketa eragiketa batean? 6. Gaia: Txapa konformazioa 20/21
7. Lan-aukerak: aukerak: enpresak eta produktuak Troquelería BATZ Produktuak: AUTOMOZIOA Kokapena: Igorre (Bizkaia) www.batz.com MATRICI S. Coop. Produktuak: AUTOMOZIOA Kokapena: Zamudio (Bizkaia) www.matrici.com ICT-ICM-ek automobil sektorerako pieza metalikoen estanpazio tresneria diseñatzen eta fabrikatzen du. GESTAMP Automoción Produktuak: AUTOMOZIOA Kokapena: Abadiño, mundu osoan zehar lantegiak www.gestamp.com Estampaciones RUBI Produktuak: AUTOMOZIOA Kokapena: Gasteiz(Araba) www.estampaciones-rubi.com FAGOR Arrasate GILTZA ESKURA SISTEMEN fabrikatzailea (prentsa lerroak, estanpazio sistemak, ebaketa lerroak, ) Kokapena: Hernani (Gipuzkoa) www.fagorarrasate.com ESTAMPACIONES TROKELAN, TROQUELERÍA RONAY, ICT-ICM, TROKENOR FAGOR ARRASATE-ek etxekotresna elektrikoen piezen fabrikazio lerroak garatzen ditu 6. Gaia: Txapa konformazioa 21/21