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Ensayo de las propiedades de conformado en la construcción de automóviles

Para la caracterización de chapas finas se exigen ensayos de conformado fiables. Los típicos procesos de conformado, tales como la embutición profunda o el estirado, se reajustan con métodos de ensayo normalizados. Con sus máquinas de ensayo para el proceso de conformado de chapa del tipo BUP con cargas de estiramiento de hasta 1.000 kN, ZwickRoell ofrece la posibilidad de ensayar todas las propiedades demandadas. Otro ensayo tan importante como laborioso es la determinación de la Curvas de límites de conformado, a partir de la cual los ingenieros pueden deducir la deformación límite que no deben sobrepasar durante los procesos de conformado. Para desarrollar la tecnología óptica necesaria de captación de las deformaciones durante el proceso de estirado, ZwickRoell trabaja con colaboradores altamente cualificados.

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Conformado en caliente

  • El templado como proceso de producción dentro del conformado en caliente ha ido ganando importancia en los últimos años, para satisfacer los requisitos específicos en el sentido de reducir el peso total y aumentar la seguridad en caso de colisión.
  • El objetivo de dicho proceso es conseguir, con el mínimo de material, piezas de chapa con la misma resistencia o superior que con la que se alcanzarían con técnicas de estampación convencionales.
  • Numerosos fabricantes del sector de la automoción utilizan dichos procesos, para producir piezas estructurales de la carrocería, tales como los pilares A y B, el túnel de la transmisión, los refuerzos del parachoques delantero y trasero, los marcos, los refuerzos de las puertas, vigas, rieles y marcos para el techo.
  • En comparación con la estampación convencional, el conformado en caliente es mucho más complejo por naturaleza y permite producir en poco tiempo componentes altamente resistentes, de geometrías muy complejas y minimizar los efectos de springback o recuperación. Las probetas se extraen del producto final y, además del clásico ensayo de dureza de tracción y flexión, también se determina su resistencia.

Ensayos de tracción

Ensayos de tracción

Ensayo de tracción simple
Ensayo de tracción con determinación de los valores r y n
Ensayo de tracción biaxial
211_Ensayo de tracción

Ensayo de tracción simple

Para la determinación de los valores característicos en un ensayo de tracción, ZwickRoell ofrece una extensa gama de equipos de ensayos estándar de hasta 2.500 kN, con los que se pueden realizar ensayos de gran precisión y con grandes cargas.

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Ensayo de tracción con determinación de los valores r y n

Para las chapas finas se exige a menudo una buena conformabilidad, además de una elevada resistencia. Para la caracterización de las propiedades de conformación, se determinan los valores r y n en el ensayo de tracción. El valor n describe el endurecimiento -aumento de la tensión- durante la deformación plástica hasta el alargamiento uniforme; el valor r, la anisotropía vertical. El valor n se halla a partir de los valores de la fuerza de tracción y los valores del alargamiento. Para el valor r se mide, adicionalmente, la deformación transversal de la probeta.

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Ensayo de tracción biaxial

Se caracteriza por el ensayo de tracción en dos ejes. Con el ensayo de tracción biaxial se determinan las propiedades de deformación del material. Este ensayo se emplea principalmente en el campo de la investigación y el desarrollo, ya que con él se pueden ajustar y examinar valores de tensión definidos en el punto de intersección de la probeta. ZwickRoell construye estas máquinas de ensayos biaxiales a petición del cliente. La medición de la deformación se suele realizar con un sistema óptico. Para ello, ZwickRoell ofrece diferentes soluciones. ZwickRoell colabora con empresas asociadas para desarrollar tecnologías para la medición de la distribución de la deformación en alta resolución.

Ensayo de tenacidad a la fractura

La tenacidad a la fractura KIc es un valor característico muy importante para materiales metálicos, especialmente en aquellas aplicaciones relacionadas con la seguridad, tales como la construcción aeronáutica, de plantas eléctricas, pero también de automóviles. La tenacidad a la fractura se determina con una probeta previamente fisurada de forma artificial, que se somete a una determinada carga hasta su rotura. A partir de la curva de fuerza-deformación y de la longitud de la fisura se puede determinar la tenacidad a la fractura KIc.

Ensayo de flexión

El ensayo de flexión en 3 puntos sirve, por un lado, para determinar valores característicos de las propiedades de flexión y, por otro, para realizar una evaluación visual del canto de flexión. Particularmente, el comportamiento de cordones de soldadura en el ensayo de flexión se suele examinar visualmente. ZwickRoell ofrece varias soluciones para dispositivos de flexión y la adaptación a mordazas disponibles.

Ensayo draw-bead

Este ensayo sirve para determinar el coeficiente de fricción entre la chapa de acero y el punzón para hallar el lubricante ideal para este proceso de conformación, lo que permite evitar la formación de fisuras y pliegues y asegurar un proceso de embutición óptimo. El dispositivo draw-bead se puede montar fácilmente en una máquina de ensayos estándar. Para el ensayo, se fija una tira de chapa de medidas comunes (300 mm x 30 mm x 2 mm) de forma axial en la mordaza superior estándar y se cierra, a continuación, el freno o draw-bead. Después, la chapa se estira a través del draw-bead. Este proceso se puede repetir de forma automática y se puede ajustar el número de repeticiones. Se garantizan resultados fiables y reproducibles, gracias a la fuerza de sujeción de control digital del draw-bead. Las matrices del dispositivo se pueden sustituir rápidamente para poder cumplir diferentes especificaciones de ensayo.

Ensayo de desgarro a alta velocidad

El comportamiento de materiales con tasas de deformación elevadas es decisivo para las diferentes aplicaciones en la industria del automóvil. En caso de accidente, el material se deforma a altas velocidades, un dato muy importante a tener cuenta para el diseño del automóvil. Los valores característicos necesarios se obtienen en el ensayo de desgarro a alta velocidad con máquinas de ensayo de alta velocidad de la serie HTM. Estas máquinas de ensayo servohidráulicas alcanzan velocidades de deformación en probetas de hasta 20 m/s con fuerzas de hasta 160 kN.

Ensayo de flexión en discos

El ensayo de flexión en discos sirve para determinar el ángulo de flexión de chapas de carrocería, con el objetivo de hallar el comportamiento de deformación y la propensión a la fractura de materiales metálicos durante procesos de conformado con elementos de flexión dominantes (p. ej. operaciones de doblado) o en caso de carga de impacto. Puede llevarse a cabo en equipos con dispositivos especiales para el ensayo de flexión en 3 o 4 puntos. 

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