Cómo calcular con precisión el retorno elástico en productos estampados

Cómo calcular con precisión el retorno elástico en productos estampados

Uno de los desafíos significativos en el estampado/prensado es la dificultad de predecir el 'retorno elástico'. El retorno elástico puede reducir significativamente la precisión del producto, lo que lleva a un aumento en los costos de fabricación y una disminución en la eficiencia de producción debido a la necesidad de reprocesamiento y un aumento en los productos de desecho.

Aquí, junto con información técnica sobre el retorno elástico, presentaremos en detalle las soluciones proporcionadas por la 'Serie VL'. Mientras incorporamos ejemplos específicos, explicaremos las últimas tecnologías destinadas a resolver el problema del retorno elástico.

¿Qué es el retorno elástico?

Al estampar, la aplicación de una carga a un material metálico provoca su deformación. Hay dos tipos de deformación: la deformación elástica, donde el material vuelve a su forma original cuando se elimina la carga, y la deformación plástica, donde no lo hace. El fenómeno en el que el metal intenta volver a su forma original cuando se elimina la carga se llama 'retorno elástico'. El 'retorno elástico' ocurre debido a una interacción compleja de muchos factores, como las características del material (módulo elástico, límite elástico, índice de endurecimiento, etc.) y las condiciones de procesamiento (ángulo de doblado, radio de doblado, espesor de la placa, etc.). Las piezas que experimentan un retorno elástico inesperado después del procesamiento no se ajustarán al diseño previsto debido a esta deformación.

Importancia de las contramedidas contra el retorno elástico

Anticipar la ocurrencia del 'retorno elástico' durante el proceso de estampado es crucial e integrar esta predicción en el diseño del molde. Esto implica simular el proceso de prensado durante la etapa de desarrollo y corregirlo. Como se mencionó al principio, el retorno elástico tiene un impacto significativo en la precisión dimensional, por lo que sus contramedidas son de gran importancia. Recientemente, ha habido un aumento en el uso de materiales de alta resistencia, como el acero de alta resistencia, que son más delgados y más fuertes que las láminas de acero convencionales, particularmente en la industria automotriz. Si bien los materiales de alta resistencia ofrecen potencial para la reducción de peso y la mejora de la resistencia, también aumentan la cantidad de retorno elástico.

Desafíos con los métodos de medición tradicionales

Con calibradores o CMMs que dependen de la medición de superficies utilizando puntos, es difícil medir a fondo productos estampados con formas complejas o no geométricas, particularmente si hay áreas de difícil acceso. Si bien estos dispositivos de medición son muy precisos, no son adecuados para calcular la diferencia entre el diseño y la pieza fabricada para evaluar el retorno elástico.

Ejemplos de soluciones con el escáner 3D de la Serie VL-700

Comparación con datos CAD 3D

Con la Serie VL, puedes visualizar la diferencia entre los datos CAD 3D y los productos prensados en un mapa de colores. Esto te permite identificar rápidamente las áreas donde la forma real se desvía de los valores de diseño debido al retorno elástico. Por supuesto, también es posible realizar una evaluación numérica, para que puedas entender cuánto es necesario corregir.

Comparación con datos CAD 3D a través de la medición de secciones transversales

Una vez que hayas visualizado la diferencia con los datos CAD 3D, es posible realizar un análisis más profundo. Puedes 'cortar' el producto prensado en los datos y medir cuánto difiere el ángulo entre el CAD y el producto real. La figura a continuación muestra que el producto real (azul) está 0.2° más abierto que el valor de diseño CAD (amarillo). Al retroalimentar estos resultados al diseño del molde, puedes reducir significativamente el tiempo de desarrollo del proceso tradicional de prueba y error, que solía llevar mucho tiempo, y también reducir costos al mantener el uso de materiales al mínimo.

Medición comparativa de perfiles

Otras aplicaciones del escáner 3D para el estampado de metales

Medición de espesor

Gestión de la reducción del espesor de la placa

Para los productos prensados, el espesor de la placa es un punto crucial que afecta la calidad. Si la reducción del espesor de la placa progresa demasiado, la resistencia y la durabilidad se deterioran, causando daños. La Serie VL puede capturar datos desde todos los 360° alrededor tanto del frente como de la parte posterior, visualizando la distribución general del espesor en un mapa de colores. Esto te permite notar de inmediato si el espesor de la placa cambia repentinamente debido a cambios en el material.

Gestión del desgaste del troquel

Con la Serie VL, puedes gestionar cuantitativamente los troqueles que se han desgastado por el uso continuo. Al comparar los datos CAD o los datos iniciales del troquel con el troquel desgastado, puedes determinar con precisión el momento para el reemplazo o la reparación del troquel. Esto elimina las preocupaciones sobre las pérdidas por reemplazo prematuro o la disminución de la tasa de producción directa debido a defectos causados por troqueles desgastados.

Medición comparativa de perfiles

Ingeniería inversa para la creación de nuevos moldes

La Serie VL resulta útil al crear un nuevo molde a partir de uno antiguo que carece de dibujos. Puedes digitalizar el objeto físico existente y convertirlo en datos CAD 3D con un solo clic. Esto te permite diseñar un nuevo molde basado en esos datos, acortando significativamente el tiempo de diseño. También puedes diseñar un molde basado en la muestra que deseas crear, por lo que puedes responder rápidamente a solicitudes como ""No tengo CAD, pero quiero crear algo como esto"".

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A
Datos de nube de puntos
B
Datos de polígonos
C
Datos CAD

Resumen

Cálculo de la cantidad de retorno elástico: Al comparar con CAD y observar la sección transversal, puedes medir cuánto difiere el ángulo.

Gestión de la reducción del espesor de la placa: Con un escaneo de 360° en círculo completo, puedes capturar el espesor como una distribución, lo que te permite saber antes de que ocurra un problema.

Gestión del desgaste del troquel: Es posible realizar comparaciones para cada conteo de disparos del molde. No perderás el momento adecuado para los ajustes.

Creación de nuevos moldes: Con la ingeniería inversa, puedes restaurar moldes sin dibujos como datos de diseño.

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