Conformación por cizallamiento

El conformado por cizallamiento ( o hilado por cizallamiento) es similar al hilado de metales . En el hilado por cizallamiento, el área de la pieza final es aproximadamente igual a la de la chapa metálica plana. El espesor de la pared se mantiene controlando la distancia entre el rodillo y el mandril . En el conformado por cizallamiento, se produce una reducción del espesor de la pared.

Antes de la década de 1950, el hilado se realizaba en un torno . Cuando se dispuso de máquinas de hilado motorizadas específicas, el conformado por cizallamiento comenzó a desarrollarse en Suecia .

La figura 2 muestra el esquema de un proceso de conformado por cizallamiento.

• Una pieza de chapa metálica se coloca entre el mandril y el mandril de la máquina de hilado. El mandril tiene la forma interior del componente final deseado.
• Un rodillo hace que la chapa metálica envuelva el mandril para que adquiera su forma.

En el conformado por cizallamiento, la pieza de partida puede tener secciones transversales circulares o rectangulares. El perfil del componente final puede ser cóncavo, convexo o una combinación de ambos.

Una máquina de conformado por cizallamiento se parece a una máquina de hilado convencional, con la diferencia de que tiene que soportar las fuerzas mayores necesarias para realizar la operación de cizallamiento.

El diseño del rodillo debe considerarse cuidadosamente, ya que afecta la forma del componente, el espesor de la pared y la precisión dimensional. Cuanto menor sea el radio de la punta de la herramienta, mayores serán las tensiones y menor la uniformidad del espesor.

La capacidad de hilado , a veces llamada capacidad de hilado por cizallamiento , puede definirse como la capacidad de un metal para sufrir deformación por hilado por cizallamiento sin exceder su resistencia a la tracción y romperse. ^{[ 1 ]}

Kegg predijo que para materiales con una reducción de tracción del 80%, la reducción límite de hilado será igual o superior al 80%. Para metales con una deformación de fractura real de 0,5 o superior, la reducción de conformado por cizallamiento tiene un límite. Para materiales con una deformación real inferior a 0,5, la capacidad de hilado depende de la ductilidad del material .

Entre los materiales altamente hilables se incluyen materiales dúctiles como el aluminio y ciertas aleaciones de acero .

El conformado por cizallamiento y el hilado convencional se utilizan con menos frecuencia que otros procesos de fabricación, como el embutido profundo y el planchado . Permite obtener piezas de sección delgada de casi cualquier forma, lo que explica su amplio uso en la producción de artículos ligeros. Otras ventajas del hilado por cizallamiento incluyen las buenas propiedades mecánicas del producto final y un acabado superficial liso.

Entre los componentes típicos que se producen mediante máquinas de hilado accionadas mecánicamente se incluyen las ojivas de los cohetes , las piezas de los motores de turbina de gas y las antenas parabólicas .

El conformado por flujo es una técnica incremental de conformado de metales en la que un disco o tubo de metal se forma sobre un mandril mediante uno o más rodillos que aplican una presión tremenda. El rodillo deforma la pieza, presionándola contra el mandril, alargándola axialmente y adelgazándola radialmente. ^{[ 2 ]} Dado que la presión ejercida por el rodillo es localizada y el material se forma incrementalmente, se pueden lograr ahorros netos de energía en el conformado en comparación con los procesos de estirado o planchado. Sin embargo, estos ahorros a menudo no se materializan debido a las dificultades inherentes para predecir la deformación específica para una trayectoria de rodillo determinada. El conformado por flujo somete la pieza a una fricción y deformación enormes. Estos dos factores pueden calentar la pieza a varios cientos de grados si no se utilizan técnicas de enfriamiento adecuadas.

El conformado por flujo es común en la fabricación de ruedas y puede utilizarse para estirar una rueda hasta alcanzar el ancho final a partir de una pieza en bruto mecanizada. ^{[ 3 ]}

Durante el proceso de conformado por flujo, la pieza se trabaja en frío , modificando sus propiedades mecánicas , de modo que su resistencia se aproxima a la del metal forjado.

• CC Wong, TA Dean y J. Lin, Una revisión de los procesos de conformado por hilado, cizallamiento y conformado por flujo, Int. J. Mach. Tools Manuf. 43 (2003), págs.  1419–1435
• B. Avitzur, Manual de procesos de conformado de metales, John Wiley and Sons, Inc., Canadá, 1983.
• RL Kegg, Un nuevo método de prueba para la determinación de la hilabilidad de los metales, Transactions of the ASME, Journal of Engineering for Industry 83 (1961) 119–124.
• S. Kalpakcioglu, Un estudio de la capacidad de hilado por cizallamiento de los metales, Transactions of the ASME, Journal of Engineering for Industry 83 (1961) 478–483.
• https://www.d2pmagazine.com/2019/10/09/flowforming-specialist-offers-unique-combination-of-metal-forming-processes/

• https://www.d2pmagazine.com/2017/08/16/flowforming-offers-range-of-benefits-for-aerospace-applications/

• Vídeos de conformado por flujo | PMF Industries, Inc.
• FlowformingPlus | PMF Industries, Inc.
• Leifeld USA Metal Spinning - Máquinas de conformado por flujo CNC