2. La importancia de la transferencia de calor en el proceso de estampación en caliente En las operaciones en las que el troquel trabaja en caliente, la eva- cuación de calor es fundamental para poder prolongar la vida del mismo. Sin embargo, es imposible conseguir una superficie en la que el contacto sea del 100%. Como consecuencia, se encuentra huecos en los que no existe contacto. Este hecho, conlleva a que la transferencia de calor sufra variacio- nes, haciendo que este pierda su uniformidad. Como el proceso se lleva a cabo con el contacto de chapas con troqueles, el coeficiente que predomina es el de conducción, pero al no estar en pleno con- tacto la chapa y el troquel, se establece un nuevo coeficiente que incluye estas irregularidades en la superficie denominado IHTC (del inglés interfacial heat transfer coefficient). Este coeficiente ha sido y sigue siendo objeto de estudio ya que juega un papel crucial en el enfriamiento de la chapa y, por tanto, en la creación de la microestructura adecuada de la misma. En el IHTC influyen los siguientes factores [7]. • Topografía de las superficies en contacto: Como se ha mencio- nado anteriormente, es imposible garantizar una superficie 100% lisa y continua, por tanto, la transmisión de calor se dará única- mente entre los puntos que estén en contacto. Del mismo modo, otros factores como la presión pueden alterar el área de contacto con lo que el IHTC varía a lo largo del tiempo. • Presión de contacto: Este factor afecta en gran medida al IHTC ya que, al haber una mayor presión, ocurre una deformación que hace que el área total real de contacto aumente, aumentando la tasa de transferencia de calor y reduciendo así el tiempo nece- sario de la pieza para reducir su temperatura. Este factor se ha vuelto realmente atractivo desde que la capacidad de controlar la fuerza de la prensa es una realidad en el entorno industrial. • Propiedades termo-físicas de los materiales: El campo térmico del troquel vendrá determinado por las propiedades termo- físicas del material (densidad, calor especifico, conductividad térmica...). Por lo tanto, el material empleado para fabricar el troquel tiene un impacto directo en el IHTC, de manera que, a mayor difusividad térmica, mayor será el valor del IHTC. No es de extrañar, por tanto, que se haya comenzado a comercializar ace- ros de alta conductividad térmica y alta resistencia al desgaste para tratar de maximizar dicho coeficiente en lo que a la parte de ciencia de materiales se refiere. • Recubrimiento de los materiales: Si se estampa una chapa en caliente y se enfría, se genera una capa de óxido que dificulta la transmisión de calor. De este modo, se genera una superficie que además de la reducción del coeficiente de transmisión de calor ya mencionado, aumenta también el coeficiente de rozamiento entre el troquel y la chapa. Para evitar esta oxidación, se recubren las chapas con aceite o con una aleación de Al-Si aunque, ha sido demostrado que este recubrimiento disminuye drásticamente el valor del IHTC. [8] Gracias a las investigaciones realizadas en torno al IHTC queda patente el papel que desempeña la transmisión de calor en el pro- ceso de estampación en caliente. A su vez, son varias las variables que influyen en el valor que toma este coeficiente teniendo un impacto directo en el producto final. El estudio y control de estas variables conllevará a piezas con pro- piedades mecánicas mejoradas. Fig. 5. Esquema del contacto de troquel y chapa. 3. Capacidades y retos de la tecnología LMD en troqueles Como se ha mencionado anteriormente, la tecnología aditiva ofrece grandes ventajas en la reparación de geometrías de tro- queles. De entre todas las posibilidades, el proceso LMD destaca por la flexibilidad que ofrece la inyección de polvo para poder ser ejecutada en cualquier entorno. Si bien es cierto que la fabricación aditiva ofrece muchas posibilida- des a la hora de crear geometrías complejas, no es una tecnología exenta de retos ya que aun habiendo demostrado ser una gran opción a la hora de realizar reparaciones, aún quedan campos en los que se requiere más investigación. 3.1. Capacidades del proceso LMD en troqueles La aplicación más intuitiva de la fabricación aditiva, en este caso el proceso LMD, son las reparaciones de troqueles. El desgaste en los troqueles se caracteriza en gran medida por las grietas que sufren el punzón y la matriz. En el proceso de estampación en caliente a las fuerzas que ya existen en el proceso hay que sumar los ciclos térmicos que sufre la herramienta que actúan como catalizadores de la creación y propagación de grietas. Anteriormente, la reparación de dichas grietas se realizaba mediante recargues manuales de material mediante la soldadura. Este método suponía una inversión mucho menor que la compra de un nuevo troquel y es por ello que optaba por esta opción. El LMD es una técnica que está comenzando a establecerse como método de reparación y modificación de troqueles de estampación de metal 27 FABRICACIÓN ADITIVA