Formado No Tradicional de Aleaciones de Aluminio

Mientras que los estampadores pueden dar formas complejas con aleaciones de aluminio utilizando troqueles tradicionales y equipos de la sala de prensas, el grado de complejidad se ve limitado por la dificultad de dar forma al material a temperatura ambiente y a la velocidad de formado. En algunos casos, para superar estas limitaciones los formadores de productos de placa metálica deben optar por procesos no tradicionales, como son el formado por alargamiento, el formado súper plástico, formado en caliente o templado y el formado explosivo por alto impacto de energía.

Formado por Alargamiento

El formado por alargamiento estira y dobla una pieza de placa metálica en forma simultánea para dar forma a una pieza grande y perfilada. Los beneficios del proceso incluyen superficies libres de daños, de distorsiones y de ondas, además de una alineación precisa de perfiles complejos.

El formado por alargamiento se lleva a cabo en una prensa de alargamiento, con la placa metálica sujeta firmemente a lo largo de sus cantos mediante mordazas de sujeción. Las mordazas, que están sujetas a un dispositivo transportador, son jaladas por medio de fuerza neumática o hidráulica para estirar la placa. El herramental que se utiliza- un block de formado por alargamiento- comprende una pieza perfilada solida contra la cual se prensa la placa metálica. A medida que el troquel de formado presiona la placa, aumentan las fuerzas de tensión hasta que la placa se deforma de manera de manera plástica a su nueva forma.

Los estampadores elijen entre dos tipos básicos de equipos para formado por alargamiento: longitudinal y transversal. El equipo longitudinal alarga la pieza de trabajo a lo largo mientras que el equipo transversal lo hace a lo ancho. Las prensas de alargamiento están diseñadas para ser precisas y eficientes, mientras que los controles CNC ayudan a proporcionar la repetitividad de las piezas.

Formado Súper Plástico

El formado súper plástico aprovecha el hecho de que algunas aleaciones pueden, con lentitud a temperaturas elevadas, estirarse más allá de sus limitaciones normales. El proceso ocurre a altas temperaturas y bajo una razón de esfuerzo controlada para proporcionar un incremento decuplo (10 veces) de elongación en comparación con los procesos convencionales a temperatura ambiente.

El proceso da inicio al colocar la placa metálica en un troquel apropiado representativo de la forma final de la pieza. Una vez que el herramental y la placa metálica se han calentado, la presión de gas deforma la placa plásticamente a la forma de la cavidad del troquel. Los perfiles de presión deben controlarse estrechamente durante el proceso. Debido a que las aleaciones de interés exhiben un comportamiento de formado súper plástico solo dentro de rangos específicos de temperatura y de tasas de esfuerzo.

Los procesos de formado súper plástico pueden producir piezas que parecerían imposibles de formar utilizando técnicas convencionales, pero solo con metales muy específicos que tengan la microestructura de grano fino y la sensibilidad a la tasa de esfuerzo.

Formado Templado

El formado templado ofrece la habilidad de dar forma a productos de placa complejos que no pueden ser manufacturados a temperatura ambiente, pero a un costo menor que el formado súper plástico.

Durante el formado templado, el blank de aluminio y en ocasiones el troquel- es calentado de 200 a 300 C antes de ser estampado. Los procesos en que se usan troqueles calentados requieren de un herramental de complejidad aumentada y de aislante para dar cabida a las barras eléctricas generadoras de calor en el troquel y/o en el pisador. Los tiempos del ciclo son típicamente más largos que en los procesos convencionales de estampado a causa del ciclo de aplicación de calor.

Aunque los costos del herramental y del proceso para el formado templado son mayores al compararlos con un herramental convencional, existen aplicaciones en las cuales esta tecnología puede resultar muy efectiva en costo. Debido a la complejidad del proceso y a la falta generalizada de conocimiento, se requiere de más trabajo de desarrollo para establecer guías robustas de diseño para el formado templado.

Formado Explosivo

El formado explosivo es un método de impacto alto de energía. El proceso demuestra ser útil para las piezas que exceden las restricciones de tamaño de los equipos convencionales para estampados, o, cuando las presiones de formado no son obtenibles con los métodos convencionales debido a la resistencia del metal y/o grosor de la placa. Por ello, este método se utiliza principalmente en aplicaciones aeroespaciales.

A diferencia del formado súper plástico, se puede usar el formado explosivo con cualquier aleación de aluminio.

Los troqueles para el formado explosivo son típicamente fabricados de hierro fundido y acero fundido. El proceso requiere solo de una cavidad del troquel, debido a que la onda subacuática de choque generada durante el formado explosivo actúa como punzón. Previo a la detonación, el aire entre la placa de metal y la cavidad del troquel puede evacuarse, debido a que la velocidad de formado es tan alta que cualquier cantidad de aire que quede atrapada puede prevenir que la pieza trabajada alcance la superficie del troquel. Las velocidades de deformación pueden exceder los 100m/seg., en comparación con los aproximados 6m/s., de los procesos convencionales de estampado. Los niveles de alta presión del formado explosivo pueden incrementar sustancialmente la fluencia y la resistencia de tensión de la pieza trabajada cuando se exceden las velocidades críticas de formado.

El formado de aleaciones de aluminio con impacto de energía y alta velocidad no se eliminan exclusivamente al formado explosivo. Hay otros métodos como el formado electrohidráulico y el formado electromagnético que también se usan en aplicaciones limitadas.

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