Azterlan y BATZ aplican nuevos materiales en troqueles de estampación en caliente de componentes aeronáuticos
En el seno del proyecto RIB-ON, enmarcado en el programa H2020 Clean Sky 2, Azterlan y BATZ desarrollan conceptos de utillaje innovadores para la fabricación de prototipos y series cortas de componentes de aluminio de alto rendimiento.
En las tecnologías de estampación en caliente, la aproximación habitual al desarrollo de los troqueles suele buscar el equilibrio entre refrigeración, tenacidad y resistencia al desgaste. La refrigeración es necesaria para conseguir cadencias de producción elevadas, manteniendo la temperatura de la superficie del troquel en el rango térmico deseado. Dado que la refrigeración del utillaje se consigue en la práctica general mediante canales de refrigeración internos, la tenacidad es un requisito fundamental para evitar el agrietamiento de las herramientas en dichos canales, ya que actúan como concentradores de tensiones. Por último, la resistencia al desgaste es una propiedad exigida a todas las herramientas de conformado con objeto de mantener la geometría del producto final dentro de las tolerancias requeridas.
En este escenario, los aceros de trabajo en caliente son la opción preferente de la industria de estampación en caliente. En consecuencia, el sector de automoción, donde la tecnología de estampación se encuentra más implantada, se basa en la utilización de estos materiales de herramienta. Sin embargo, no está claro que estos aceros sean la mejor opción para otros escenarios de producción, en los que existe mayor tiempo para el enfriamiento de los troques entre golpes de prensa. En estas circunstancias, no habrá falta de refrigeración interna, y, en consecuencia, la conductividad térmica perdería relevancia entre los criterios para la selección de materiales de trabajo en caliente.
Precisamente, en palabras del investigador Garikoitz Artola, del Centro Tecnológico Azterlan, “este es el caso de la estampación en caliente de piezas de aluminio para el sector aeronáutico, y el que abordamos en RIB-ON, donde las cadencias propias la fabricación de prototipos y series cortas son lo suficientemente bajas como para simplificar la estrategia de enfriamiento y evitar el uso de canales de refrigeración. Al desaparecer estos elementos de la ecuación, la exigencia de tenacidad se ve muy reducida y, esta particularidad amplía el campo de selección de materiales a otras “alternativas como aceros de trabajo en frío e, incluso, a la fundición dúctil”.
En este contexto, el consorcio del proyecto RIB-ON, formado por BATZ y el Centro Tecnológico especializado en metalurgia Azterlan, miembro del BRTA, ha realizado un importante trabajo orientado a la selección del material de herramienta más adecuado para distintos paradigmas productivos de estampación en caliente de aluminio. Este trabajo contempla dos familias de aleaciones de aluminio tratables térmicamente (2XXX y 6XXX) y tres familias de materiales de herramienta (aceros de trabajo en caliente, aceros de trabajo en frío y fundición nodular perlítica), así como tres temperaturas de operación.
Orientado a la fabricación de prototipos y series cortas, el enfoque de RIB-ON plantea un paradigma completamente nuevo para el desarrollo de las herramientas de estampación en caliente. Financiado en el seno de la iniciativa público-privada Clean Sky 2, RIB-ON tiene como objetivo contribuir a la sostenibilidad del sector aeronáutico a través del desarrollo de nuevos componentes y procesos de fabricación avanzados, centrando sus esfuerzos en desarrollo y la fabricación de un innovador troquel modular de estampación en caliente de wing ribs de distintas longitudes y formas fabricados en aluminio de alto rendimiento.
