¡Ven a vernos en directo en el P2-E32! Más velocidad, mejor calidad y procesos más seguros: con ZOLLER su producción será mas eficiente que nunca. Para ello combinamos para usted hardware, software y servicios con soluciones de sistemas óptimos para el ajuste, medición, control y gestión de herramientas de corte, utillajes y medios de comprobación. I www.zoller.info ZOLLER Solutions 2022/2 EL SECTOR METALMECÁNICO EN ESPAÑA / 7 www.interempresas.net RECUBRIMIENTOS MULTICAPA DE NÍQUEL QUÍMICO COMO ALTERNATIVA AL CROMO DURO HEXAVALENTE NUEVA CITA DEL OBSERVATORIO DE LA INDUSTRIA DEL METAL DE ASPROMEC LA GESTIÓN DEL DATO PARA EL MANTENIMIENTO INDUSTRIAL
Visítenos en: Pabellón 6 Stand E03
SUMARIO Director: Ibon Linacisoro Coordinación Editorial: Esther Güell Coordinación Comercial: Víctor Zuloaga, Hernán Pérez del Pulgar, Yuri Barrufet Edita: Director: Angel Hernández Director Comercial: Marc Esteves Director Área Industrial: Ibon Linacisoro Director Área Agroalimentaria: David Pozo Director Área Construcción e Infraestructura: DavidMuñoz Directora Área Tecnología yMedioAmbiente: Mar Cañas Directora Área Internacional: Sònia Larrosa www.interempresas.net/info comercial@interempresas.net redacción_metal@interempresas Director General: Albert Esteves Director de Desarrollo de Negocio: Aleix Torné Director Técnico: Joan Sánchez Sabé Director Administrativo: Jaume Rovira Director Logístico: Ricard Vilà Directora Agencia Sáviat: Elena Gibert Amadeu Vives, 20-22 08750Molins de Rei (Barcelona) Tel. 93 680 20 27 DelegaciónMadrid Santa Leonor, 63, planta 3a, nave L 28037 – Madrid Tel. 913291431 DelegaciónValladolid Paseo Arco del Ladrillo, 90 1er piso, oficina 2ºA 47008 Valladolid Tel. 983 477 201 www.novaagora.com Audiencia/difusión en internet y en newsletters auditada y controlada por: Interempresas Media es miembro de: D.L.: B-30.686/2012 ISSN Revista: 2014-8305 ISSN Digital: 2462-6090 «La suscripción a esta publicación autoriza el uso exclusivo y personal de la misma por parte del suscriptor. Cualquier otro reproducción, distribución, comunicación pública o transformación de esta publicación sólo puede ser realizada con la autorización de sus titulares. En particular, laEditorial, alosefectosprevistosenelart. 32.1párrafo2del vigenteTRLPI, seoponeexpresamenteaquecualquier fragmentodeesta obra sea utilizado para la realización de resúmenes de prensa, excepto si tienen la autorización específica. Diríjase a CEDRO (Centro Español de Derechos Reprográficos) si necesita reproducir algún fragmento de esta obra, o si desea utilizarla para elaborar resúmenes de prensa (www.conlicencia.com; 91 702 19 70/93 272 04 47)» Revista bimensual Recubrimientos multicapa de níquel químico como alternativa al cromo duro hexavalente 26 Gemelos digitales, puerta virtual hacia la productividad y la eficiencia en Industria 4.0 32 Lasys 2022 expone la fuerza de la innovación en el procesado de materiales por láser 38 Canales conformados de refrigeración: un caso de éxito 40 La gestión del dato para el mantenimiento industrial 42 Inteligencia artificial en el manufacturing: la colaboración como llave de la competitividad 46 La máquina-herramienta está preparada para una Bienal muy prometedora 6 Nueva cita del Observatorio de la Industria del Metal de Aspromec 10 Desarrollo de la aleación ultraligera gamma-Ti48Al2Cr2Nb procesada con la tecnología PBF-EB 14 Cómo evaluar el comportamiento a impacto de materiales para el desarrollo de componentes ligeros y seguros para vehículos 20
Movimiento 2D con hasta 6 grados de libertad : flotante, sin contacto e inteligente | AT21-19ES | Inclinación hasta 5° 5° Carga útil escalable kg Elevación hasta 5 mm Movers planares flotantes Velocidades hasta 2 m/s Rotación de 360° 360° www.beckhoff.com/xplanar XPlanar permite nuevos grados de libertad en la manipulación de productos: los movers planar flotan sobre baldosas dispuestas individualmente en vías libremente programables. Transporte 2D individual hasta 2 m/s Procesamiento con hasta 6 grados de libertad Transporte y procesamiento en un sistema Sin desgaste, higiénico y fácil de limpiar Disposición libre de las baldosas planares que permite un diseño personalizado de la máquina Control multimover que permite una manipulación paralela e individual de los productos Totalmente integrado en el potente sistema de control basado en PC de Beckhoff (TwinCAT PLC IEC 61131, Motion, Medición, aprendizaje automático, Vision, Comunicación, HMI) Para su uso en todas las industrias: montaje, alimentación, farmacéutica, laboratorio, entretenimiento, salas blancas … | AT21-19ES | I li i t r til l l l i t r l r t t l i t / t i 3 l r r it r li rt l i l i r t : l r l r t r l i t i i i l t í li r t r r l . r rt i i i l t / r i t t r li rt r rt r i t i t i t , i i i f il li i r i i i li r l l l r r it i r li l i Contr l lti r r it i l i r l l i i i l l r t t l t i t r l t t i t tr l ff ( i I , ti , i i , r i j t ti , i i , i i , I) r t l i tri : t j , li t i , f r ti , l r t ri , tr t i i t , l l
4.2 1.5 0.4 Los movers XPlanar forman una base modular, que permite moverse con total libertad Carga útil escalable (en Kg) con diferentes tamaños de motor Mover XPlanar totalmente integrado y compacto 4 0.4 r l r f r l r, r it r total libertad r til l l ( ) if r t t t r r l r t t l t i t r t Pab. 3 • Stand C 13
6 DATOS DE MERCADO AFM ha hecho públicos los datos definitivos de facturación y exportación relativos a 2021 y confirman el buen comportamiento del ejercicio: el sector de tecnologías avanzadas de fabricación y máquinas-herramienta cerró 2021 con una facturación de 1.571,20 millones de euros, lo que representa un incremento del 18,66% sobre las cifras correspondientes a 2020, recuperando una buena parte de lo perdido a causa de la pandemia. LAS CIFRAS DEFINITIVAS DE CIERRE DE AFM CONFIRMAN EL BUEN COMPORTAMIENTO DEL AÑO 2021 LA MÁQUINA-HERRAMIENTA ESTÁ PREPARADA PARA UNA BIENAL MUY PROMETEDORA Por sectores, las máquinas de arranque de viruta registraron en 2021 un incremento del 21,91%, con 682 millones de euros, en un año en el que los fabricantes del subsegmento del fresado han sido líderes mundiales. Para la deformación el año presentó una bajada del 4,86%, quedando su cifra final de facturación en 296 millones de euros, si bien las cifras de entrada de pedidos están mejorando sus perspectivas. Todos los demás subsectores tuvieron un comportamiento bueno, con incrementos notables, en concreto, del 27,24%, los componentes, 20,66% las herramientas, 35,11% otras máquinas, y 49,41% para los servicios. En las exportaciones, la recuperación en 2021 es aún más destacada, siendo los 1.241,47 millones de euros facturados en el exterior un 23,41% superiores a la cifra equivalente de 2020. El arranque con un intenso crecimiento del 33,08% subió a 637,43 millones de euros, mientras que la deformación experimentó un descenso del 17,65%, quedando su cifra en 194,10 millones de euros. Los principales destinos de las ventas en el exterior son EE. UU., Italia, Alemania, China, Francia, India, Turquía, Portugal, México y Reino Unido. Desde AFM afirman que: “2021 fue un año de recuperación de cifras de facturación y, en especial, de intensa captación de pedidos. Desgraciadamente, pese a este buen comportamiento del mercado, a lo largo del ejercicio y, especialmente a partir del segundo semestre, fueron surgiendo dificultades que ponen en compromiso la rentabilidad necesaria para mantener los niveles de inversión que la competitividad de nuestras empresas requiere. A la falta y carestía de componentes y materiales, los precios de los fletes y las dificultades de acceso a algunosmercados, en especial China, se suma el importante incremento del precio de la energía. Todo ello, unido a la alta tasa de inflación, está impactando fuertemente en los costes y nos obliga a concentrarnos en la defensa de los márgenes y los plazos para hacer buena nuestra interesante cartera de pedidos”. LOS PEDIDOS SUPERAN LAS CIFRAS DE 2019 En 2021 los pedidos en máquinasherramienta avanzaron casi un 30% sobre las cifras de 2019 (+69,2% con respecto a 2020), anticipando un 2022 con buena carga de trabajo y previsible crecimiento de la facturación. Como adelantaba AFM en enero, en el caso del arranque se registraron las cifras de captación más altas desde 2007 (+40,81% s/2019 y +70,98% s/2020) y se batieron récords en el subsector del fresado (+88,7% s/2019 y + 82,05% s/ 2020). La deformación también recuperó un 7,37% respecto a 2019 (+64,43% s/2020), si bien todavía tiene un amplio margen de mejora tras un ciclo de cinco años muy difíciles.
7 DATOS DE MERCADO LA PREVISIÓN PARA ESTE 2022 ES BUENA El primer trimestre del año viene marcado por la invasión rusa de Ucrania y el comienzo de la guerra. Desde una perspectiva puramente económica, las empresas del cluster, respetando las sanciones, han detenido sus relaciones comerciales con Rusia y, en general, la situación de las operaciones afectadas en estos mercados está razonablemente bien cubierta. Rusia venía significando entre un 1 y un 3% del total de las ventas del sector y normalmente se trataba de operaciones relacionadas con los sectores de aeronáutica, ferrocarril o energía. En este sentido, en AFM consideran que, " si bien podemos decir que las consecuencias directas de la guerra son limitadas, las indirectas se han destapado como un problema adicional que agrava la compleja situación. Continúan todos los inconvenientes existentes con componentes, materiales, transportes y costes, detectándose una crisis de oferta de alguno de estos factores, que se traduce a su vez en una escalada de precios y una escasez de ciertos insumos. En este mismo sentido, la situación de la pandemia en China añade una carga de incertidumbre adiciona. Pese a este inquietante escenario, las buenas carteras de pedidos con las que comenzó el año, y la todavía interesante captación del primer cuatrimestre, hacen prever un año de crecimiento en facturación, que mejorará probablemente las cifras de 2019, a la espera de ver cómo sigue evolucionando la captación de pedidos a lo largo de los próximos meses. BIEMH 2022, LA FERIA CON MÁS SECTORES REPRESENTADOS Tras cuatro años de obligada ausencia, BIEMH regresa los días 13 a 17 de junio como el mayor encuentro ferial industrial del estado y palanca estratégica de primer nivel para la dinamización del mercado de la fabricación avanzada. En el ambiente expositivo desde AFM esperan “una BIEMH verdaderamente espectacular, con una ocupación de récord en la última década, a la altura de la gran feria que tuvo lugar en 2018. A un mes de su celebración, más de 1.200 firmas expositoras, procedentes de 26 países, han confirmado su participación en BIEMH. Es, sin duda, la cita global para las empresas industriales que buscan oferta para mejorar sus capacidades de producción”. TOTAL SECTOR 2021 2020 % 21/20 TOTAL PRODUCCIÓN * 1.571,20 1.324,12 18,66% Máquinas de arranque 681,98 559,42 21,91% Máquinas de deformación 295,94 311,07 -4,86% Componentes 249,96 196,44 27,24% Herramientas 130,75 108,36 20,66% Otras máquinas 129,19 95,62 35,11% Otros servicios 99,25 66,43 49,41% TOTAL EXPORTACIÓN 1.241,47 1.006,01 23,41% Export máquinas de arranque 637,43 479,00 33,08% Export máquinas de deformación 194,10 235,69 -17,65% Export componentes 170,04 122,18 39,17% Export herramientas 70,12 57,30 22,37% Export otras máquinas 105,75 72,74 45,38% Export otros servicios 64,03 39,10 63,76% Ventas Interior 438,47 427,81 2,49% Export / Producción 79,01% 75,98% PRODUCCIÓN EXPORTACIÓN 2016 1.496,67 1.184,75 2017 1.703,49 1.239,77 2018 1.796,10 1.363,19 2019 1.647,86 1.293,93 2020 1.324,12 1.006,01 2021 1.571,20 1.241,47
8 DATOS DE MERCADO Exportación española de máquinas-herramienta por países en 2021 (% sobre el total). LA BIEMH concentra todas las innovaciones de los últimos 4 años en máquina-herramienta y todas sus tecnologías asociadas, en fabricación aditiva e impresión 3D (a través de la feria ADDIT3D), y en digitalización (a través de BeDigital). La BIEMH es además el mayor y más completo evento a nivel nacional para la automatización y la robótica en el que tomarán parte 167 firmas procedentes de 13 países y de los subsectores de robots industriales, sistemas de manipulación, automatización industrial y montaje, software para control, soluciones para el almacenamiento y transporte y CAD-CAM. n Exportación española de herramientas para máquinas-herramienta por países en 2021 (% sobre el total). Exportación española de componentes, accesorios y equipos para máquinas-herramienta por países en 2021 (% sobre el total). STECH COMPLETA EL ECOSISTEMA DE LA FABRICACIÓN AVANZADA Y DIGITAL AFM Cluster ha completado su ecosistema con la creación de Stech, la nueva asociación industrial que nace para acelerar la implementación de las tecnologías de digitalización y automatización en la industria de la fabricación avanzada. La iniciativa ha suscitado un gran interés y cuenta, en menos de 4 meses de recorrido, con cerca de 60 empresas asociadas. A las empresas fabricantes de máquinas-herramienta y sus componentes, las especializadas en impresión 3D y fabricación aditiva, las fabricantes de herramientas de mano, los mecanizadores y subcontratistas y las startups para la industria, se suman ahora empresas que ofrecen automatización y robótica y software y servicios inteligentes para el manufacturing avanzado, culminando el círculo virtuoso de la fabricación avanzada y digital y activando un auténtico polo empresarial y de conocimiento y especialización para la industria.
9 DATOS DE MERCADO Delteco DELTECOMADRID Garzas, 16 Pol. Ind. “El Cascajal” 28320 Pinto Madrid • Spain Tel.: +34 916 926 375 deltecomadrid@delteco.com DELTECO CATALUNYA Av. Castell de Barberà, 11 Centro Industrial Santiga 08210 Barberà del Vallès Barcelona • Spain Tel.: +34 93 719 24 50 deltecocatalunya@delteco.com DELTECO LEVANTE Polígono Industrial “La Coma II” Parcela 33, nave D 46220 Picassent Valencia • Spain Tel. +34 960 610 062 deltecolevante@delteco.com DEIBAR Zona Industrial de Roligo Espargo PT-4520 Sta. Maria da Feira Portugal Tel. +(00 351) 256 330 220 deibar@deibar.com DELTECO OCASIÓN Polígono Industrial Ibaitarte, 1 20870 Elgoibar Gipuzkoa • Spain DELTECO Pol. Joxe Mari Korta, Pab. 2 20750 Zumaia Gipuzkoa • Spain Tel.: +34 943 707 007 delteco@delteco.com PRIMER GRUPO DISTRIBUIDOR DE MÁQUINAS HERRAMIENTA www.delteco.com DELEGACIONES: GALICIA, CASTILLA Y LEÓN, ANDALUCÍA, ARAGÓN Y ASTURIAS REALMENTE ¿QUIERES UN BASTIDOR MONOBLOCK?
El pasado 19 de mayo Aspromec convocó a especialistas del sector a un nuevo Observatorio de la Industria del Metal en una jornada en la que se trataron los temas más actuales de la industria en relación con la metalmecánica. Unas semanas antes de la gran cita del sector, la BIEMH, este espacio de debate abierto sirvió para conocer las novedades de este importante evento sectorial, así como para anunciar la celebración del segundo Congreso del Mecanizado, organizado por Aspromec por primera vez en 2021 y que tuvo una gran repercusión. Ibon Linacisoro Este primer Observatorio celebrado en 2022 tuvo lugar en Bilbao y, además de los miembros de Aspromec, contó con la presencia en el debate de Xabier Ortueta, director general de AFM, José Ignacio Ortiz de Urbina, presidente de AIMHE, Ana Villate, managing director del Clúster Hegan, Fidel Gómez, responsable de la red Subcontex de la Cámara de Comercio e Industria de Álava, Xabier Basáñez, director general BEC y Thais Basáñez, directora de la BIEMH. El interesante debate entre todos ellos giró en torno a las cuestiones más actuales, entre otros, las claves futuras para alcanzar la competitividad Nueva cita del Observatorio de la Industria del Metal de Aspromec por parte de las empresas del sector, nuevas oportunidades como resultado de nuevas líneas de negocio o tecnologías, los problemas de abastecimiento en la industria, los costes de los fletes, las inquietudes de la cadena de suministro, el enfoque sostenible y las necesidades y situación de la industria aeronáutica en especial, representada en el evento por Ana Villate, del clúster de Aeronáutica y Espacio del País Vasco. Esta nueva cita del Observatorio de la Industria del Metal estuvo conducida por Oriol Caballé, nuevo presidente de Aspromec. 10 EVENTOS
UNA BIEMH TRAS 4 AÑOS El debate comenzó con la BIEMH como protagonista, tras cuatro años sin celebrarse debido a la pandemia. Como se dijo, la feria ha ido evolucionando y en la actualidad es una cita de la fabricación avanzada. Xabier Basáñez, director general de BEC, afirmó que las cifras son magnificas. Como presidente de la Asociación de Ferias Españolas (AFE) explicó, además que, en líneas generales hemos vuelto a una gran actividad del mundo ferial. “Ya en 2021 hubo un importante repunte de actividad en el calendario ferial. De la misma forma que en el ámbito personal, en los negocios hay una necesidad de contacto humano que facilita la generación de confianza para hacer negocios”. En cuanto a la BIEMH, señaló que habrá una ocupación del 100% del recinto ferial y auguró una gran edición de la feria. “A pesar de lo que está ocurriendo, nosotros no estamos parados, tenemos que aprender a convivir con la adversidad y estamos haciendo un esfuerzo doble para que sea una buena feria”. Thais Basáñez, directora de la BIEMH, por su parte, se refirió también a lamagnífica acogida de la feria en la industria y habló de la campaña de visitantes realizada en más de 100 países, así como las iniciativas en el entorno de empresas compradoras y los eventos paralelos y conferencias que giran en torno a la fabricación avanzada. Ana Villate, managingdirector del clúster Hegan, explicó que el clúster participa en la feria en un stand compartido en la zona Be Digital donde se expone un proyecto sobre ciberseguridad y blockchain. “Nuestros socios -dijo- participan más en ferias sectoriales. Percibimos una reactivación de las ferias, lo cual está aumentando el número de pasajeros profesionales. Si bien ha aumentado el turismo, volviendo a la normalidad prácticamente, los vuelos motivados por negocios no se han recuperado, principalmente porque muchísimas reuniones son ya telemáticas”. XabierOrtueta, director deAFM, asociación coorganizadora de laBIEMH, destacódos factores de esta feria: la singularidad que supone exponer mucho producto y su integralidad, dado que en ella se pueden vermáquinas, componentes, herramientas, máquinas y piezas del ámbito de la fabricación aditiva, robótica, asuntos relacionados con la digitalización… “Se crea así -afirmó- un ecosistema de fabricación avanzada donde las inversiones son muy relevantes”. Como buen conocedor del sector explicó la clara recuperación del mismo, gracias a la gran captación de pedidos que se produjo a finales del 2021, si bien matizó que, desde hace 8 meses, y por motivos muy diferentes, el escenario no es el mejor. En representación de los importadores demáquina-herramienta, José Ignacio Ortiz de Urbina, presidente de AIMHE, colaborador de la BIEMH, no dudó en dar a la feria la máxima importancia: “Para nosotros la BIEMH es nuestra feria, somos importadores y este es nuestro único mercado. La feria es más necesaria que nunca y viendo los buenos resultados de la EMO de Milán y de otros eventos, auguro una muy buena feria en número de visitantes, aunque el entorno no esté en el mejor momento”. Fidel Gómez, responsable de la red Subcontex de la Cámara de Comercio e Industria de Álava, aportó un punto de vista muy interesante y afirmó que entre las empresas subcontratistas hay mucho interés por conocer todos los avances de la tecnología si bien, dijo, “hay mucha incertidumbre. Muchas inversiones están esperando a que se aclaren las cosas, pero visito muchas ferias y veo en todas muy buen ambiente, muchos visitantes y un estado de ánimo positivo”. El debate giró en torno a cuestiones actuales como las claves futuras para alcanzar la competitividad y las nuevas oportunidades resultantes de nuevas líneas de negocio o tecnologías. 11 EVENTOS
NUEVAS OPORTUNIDADES Como expuso Xabier Ortueta, las máquinas-herramienta son digitales desde hace muchos años, tienen control numérico, están preparadas para la digitalización, incorporan la robótica… una máquina ya no se entiende sin todo ello.. son elementos igual de necesarios que un husillo, están embebidos ya en la máquina. el tímido despertar del automóvil, especialmente los proyectos de coche eléctrico o la actividad que van a generar las energías renovables son noticias positivas que equilibran la cantidad de informaciones negativas. en el sector aeronáutico, como dijo ana villate, la recuperación está costando, “pero somos optimistas. nuestros suministradores y proveedores de máquina-herramienta, por ejemplo, pueden ver en nosotros un sector optimista. en relación con la digitalización, que ya está en marcha entre nuestros socios, diría que hay mucha diversidad en las pymes. algunas han avanzadomucho y otras siguen haciéndolo todo manual. en este sentido, en hegan tenemos el papel de seguir convenciendo de que la digitalización es una obligación”. otra tecnología y oportunidad en el sector aeronáutico es la fabricación aditiva. se ha desarrollado mucho, va a seguir creciendo y ya existen muchas piezas volando. como obstáculo para la aceleración en la digitalización, la ciberseguridad se citó en el debate como un factor en el que se debe incidir. es necesario convencer a los OEM de que los El Observatorio que tuvo lugar en Bilbao trató sobre los diversos temas que afectan a la industria en general y a la máquinaherramienta en particular. Aspromec mantiene diversas reuniones anuales para debatir sobre los temas más actuales de la industria en relación con la metalmecánica. 12 EVENTOS
sistemas son seguros. otra oportunidad clara en la aeronáutica está en la robotización de los procesos, ya que todavía hay muchos que son manuales. otros campos que los asistentes citaron como oportunidades fueron el big data, la inteligencia artificial, la sostenibilidad y el sector energético. en el capítulo de oportunidades fue interesante el debate de cómo debe ser la interrelación entre la cadena de suministro, muchas veces pymes, y el oem. es importante que este último no base su estrategia en presionar a su proveedor en precio, plazo, calidad, sino que le ayude a desarrollarse. hay cosas que un pequeño mecanizador no puede hacer solo. Otra reflexión interesante: durante años ha habido empresas que han primado la tecnología sobre la competitividad, algo que no se puede mantener. La electrificación también se citó como un foco de oportunidades, si bien, como se dijo, hay que ser realistas: un coche eléctrico contiene un tercio menos de piezas mecanizadas. Ana Villate citó como nicho en desarrollo las aeronaves pequeñas, especialmente las eléctricas, para transportar a pasajeros o cargas pequeñas e incluso para mensajería de última milla. Hay también un futuro en el mundo de los microsatélites y los nanosatélites y en el desarrollo de sistemas de propulsión que avancen hacia el emisiones 0, aunque de momento son tecnologías incipientes. Asimismo, están surgiendo nuevas oportunidades derivadas de la pérdida de capacidad productiva de países como Francia y Reino Unido, si bien es cierta la reducida de inversión extranjera en empresas españolas. POLÍTICAS INDUSTRIALES El marco en el que actúan las empresas fue otro de los grandes temas del debate. Como dijo David Sanz, General Manager de Walter Tools, hay serias dificultades para competir con países que trabajan con otras normas y otras condiciones. En España debemos ir capturando productos de más valor añadido, para lo cual hay que incorporar más tecnología. Un buen ejemplo es Suiza, donde los costes son muy altos pero donde el consumo per cápita de máquina-herramienta es el más alto del mundo. La Administración, se dijo, tendrá que entenderlo así y ayudar a que las empresas consigan los medios. Debe acompañar su discurso con una estrategia. También se habló de la necesidad de un cambio de mentalidad e incluso por la escasez de empresas en España con producto propio. Tenemos que cambiar de mentalidad y mirar hacia arriba. Si queremos una cadena de suministro más cercana tenemos que aprender que eso cuesta dinero, pero que crea riqueza. Ana Villate, desde la visión del sector aeronáutico vasco, afirmó que este sector cuenta con un plan estratégico y que está alineado con la Administración. “Pero hay problemas que no dependen de nosotros y que no son ni siquiera de país, sino globales: el coste de la energía, la escasez de materias primas, los chips…”. “Tenemos que ser conscientes del tejido industrial que tenemos – señaló el presidente de AIMHE-. Más del 90% de nuestras empresas tienenmenos de 10 empleados. La mayoría lo que hacen es ‘meter horas’. Aquí no hay producto propio. Estamosmuy atrás en consumo per cápita del mundo, pero incluso así, somos un país importante en el suministro para el automóvil. Tenemos un potencial importante en la mejora de la competitividad, pero yo sí creo que la Administración puede hacer más para cambiar el tejido industrial y un ejemplo es Italia”. Fidel Gómez también se refirió al pequeño tamaño de las empresas y el problema que esto supone para competir en un mercado mundial. Pero aportó una visión optimista: “Creo que la llegada de segundas generaciones a las empresas están aportando visión de empresa y tenemos cada vez más empresas que se están internacionalizando. En Euskadi sí hay una apuesta decidida de las diferentes Administraciones por apoyar a las pymes”. n 13 EVENTOS
NUEVOS MATERIALES 14 José Ramón Blasco; Júlia Ureña; Elkin Martínez; Mario Martínez; y Salvador Sanjúan, de la Unidad de Nuevos Procesos de Fabricación del Instituto Tecnológico Aidimme El desarrollo de una aleación, basada en aluminuros de titanio, ha despertado interés, debido a su gran rendimiento en aplicaciones que requieran una baja densidad DESARROLLO DE LA ALEACIÓN ULTRALIGERA GAMMA-TI48AL2CR2NB PROCESADA CON LA TECNOLOGÍA PBF-EB En este artículo se presenta el trabajo realizado en el desarrollo de aleaciones ultraligeras en titanio-aluminio procesadas con la tecnología de Fabricación Aditiva (FA) de alta productividad conocida como Electron Beam Powder Bed Fusion (PBF-EB). Esta tecnología permite fundir polvos metálicos para piezas de construcción con una densidad casi completa desde un archivo 3D, capaz de producir formas más complejas respecto a los procesos de fabricación más tradicionales. Aidimme dedica una parte fundamental de su actividad a impulsar que la fabricación aditiva se convierta en un vector de competitividad para las empresas. Desde que en 1997 incorporó su primera máquina de fabricación aditiva, Aidimme acumula una reconocida experiencia que le han permitido procesar numerosos materiales metálicos, poliméricos, de construcción, siendo un reconocido Centro en fabricación aditiva metálica y de desarrollo de aleaciones. Con 13 tecnologías aditivas, e integrado en un amplio abanico de proyectos de investigación, ha sido reconocido por el Ministerio de Ciencia e Innovación como Centro de Excelencia de la Red Cervera junto a otros 3 socios que impulsan la iniciativa Cefam con el objetivo de fortalecer las capacidades los centros tecnológicos de dicha Red en tecnologías estratégicas, como es la fabricación aditiva de metales. En el siguiente documento de desarrollo científico y tecnológico, Aidimme se adentra en una de las aleaciones menos trabajadas, como es la gamma-Ti48Al2Cr2Nb. En esta investigación, se han desarrollado los parámetros del proceso PBF-EB para la aleación gamma-Ti48Al2Cr2Nb, así como la caracterización del material, desde su inicio en formato polvo hasta la pieza final. Se ha efectuado un cambio físico en la máquina para optimizar la cantidad de polvo mediante la reducción del área de construcción que permite el uso de menos cantidad de polvo. Los resultados muestran un material de buena calidad con una alta densificación, sin presencia de fisuras y una microestructura que puede compararse con aquella fabricada usando procesos tradicionales con el mismo material. Esta investigación ofrece una alta productividad en el procesamiento del material ultraligero, aportando conocimientos y ventajas a los múltiples sectores de la industria. INTRODUCCIÓN El desarrollo de una aleación basada en aluminuros de titanio (gamma-TiAl) ha despertado mucho interés debido a su gran rendimiento en aplicaciones que requieran una baja densidad, una buena resistencia mecánica y rigidez específica, y una excelente resistencia a
NUEVOS MATERIALES 15 la corrosión a altas temperaturas. Esta atractiva combinación de propiedades hace que estosmateriales sean apropiados para turbinas industriales, motores automovilísticos o componentes estructurales, que actúen como alternativas potenciales a las superaleaciones base níquel. Recientemente, la compañía General Electric ha desarrollado y certificado la aleación gamma-Ti48Al2Cr2Nb para los motores turbofán comerciales en los modelos de aviones Boeing 787 y 747-8 [1], [2]. Las técnicas de procesado tradicionales que se utilizan en las aleaciones de gamma-TiAl son la fundición centrifuga, inclinada y al vacío, ya que son técnicas dedicadas al desarrollo del material evitando porosidad por gas. Sin embargo, los procesos de fundición provocan microestructuras con tamaños de grano mayores y, con ello, materiales gamma-TiAl de propiedades mecánicas pobres, como una baja ductilidad y resistencia. La falta de ductilidad también afecta al proceso de mecanizado, lo que limita la geometría y la dimensión de la pieza. Por ende, resulta interesante ver cómo se han puesto a prueba las líneas de procesos alternativos de pulvimetalurgia (PM) con el fin de desarrollar aleaciones base gamma -TiAl con microestructuras más precisas y con un alto grado de complejidad. Las tecnologías de fabricación aditiva (FA) se incluyen dentro de las técnicas de pulvimetalurgia aptas para el procesado de estos materiales. Entre las tecnologías de FA, el proceso de fabricación Electron Beam Melting (PBF-EB) es una tecnología de fusión de lecho de polvo que produce componentes metálicos de alta densidad y altamente complejos. Se realiza mediante la fusión selectiva del polvo capa por capa, empleando un haz de electrones de alta energía y datos de diseño asistido por ordenador (CAD). Esta tecnología ya se considera muy prometedora para producir piezas con formas complejas con materiales difíciles de procesar, lo que llevará a plazos más cortos y una mejor utilización del material [3]. Actualmente, materiales como el acero inoxidable, aleaciones Cr-Co, superaleaciones base níquel, aleaciones de titanio y algunas aleaciones de aluminio son los materiales metálicos que pueden procesarse mediante las tecnologías de FA. Por lo tanto, el desarrollo de materiales ultraligeros mediante tecnologías de FA contribuiría en ampliar la familia de metales procesados por PBF-EB, para ofrecer nuevas posibilidades en la industria del sector [4]. Este trabajo pretende procesar la aleación ultraligera gamma -Ti48Al2Cr2Nb mediante fabricación aditiva, en concreto con la tecnología Electron Beam Melting. En esta investigación, se ha caracterizado el material en polvo de partida y se ha adaptado el hardware del sistena PBF-EB; asimismo, se han determinado los parámetros del proceso y se han presentado los resultados sobre la densificación del material, la microestructura, la composición química y las características de dureza. Mediante el procesado con la tecnología de Electron Beam Melting (PBF-EB) se obtendrá una mayor productividad en el procesado de materiales ultraligeros, lo que ofrecerá conocimientos y ventajas a múltiples sectores industriales donde se requieren piezas con características extraordinarias a altas temperaturas, como turbinas y motores del sector aeroespacial. Sala AidimmeCefam de exposición de piezas de fabricación aditiva.
NUEVOS MATERIALES 16 PROCEDIMIENTOEXPERIMENTAL La aleación base gamma-TiAl escogida para esta investigación es la aleación en polvo gamma-Ti48Al2Cr2Nb con una distribución del tamaño de la partícula entre 45 y 150 µm, suministrada por LPW Technology Limited. La fluidez del polvo se midió según el criterio ‘ADTMB213: Standard Test Methods for Flow Rate of Metal Powders’ usando el embudo Hall Flowmeter con una muestra de 50 g de polvo. También se puso a prueba la densidad aparente según el criterio ‘ASTM B212: Standard Test Methos for Apparent Density of Free-Flowing Metal Powders Using the Hall Flowmeter Funnel’ mediante un recipiente cilíndrico de 25 cm3. Asimismo, se evaluó la composición química a través de la técnica de fluorescencia de rayos X; los elementos de oxígeno, nitrógeno, carbono e hidrógeno se analizaron con instrumentos LECO. Se preparó una muestra de la aleación en polvo gamma-Ti48Al2Cr2Nb para el análisis microscópico puliendo la muestra hasta llegar a 1 µm, según el criterio de preparación ‘ASTM E3: Standard Guide for Preparation of Metallographic Specimens’. Posteriormente, se reveló la microestructura con un ataque químico con el reactivo Kroll a temperatura ambiente durante 5 segundos, según la norma ‘ASTM E407: Standard Practice for Microetching Metals and Alloys’. La microestructura del polvo se observó con un Microscopio Óptico (OM) en el instrumento Nikon Eclipse LV100 y a través del Microscopio Electrónico de Barrido (SEM, por Scanning Electron Microscopy) en un aparato JEOL 6300. La producción de la muestra PBF-EB se llevó a cabo en Aidimme (Instituto Tecnológico Metalmecánico, Mueble, Madera, Embalaje y Afines) en Valencia, España. Los trabajos de construcción de PBF-EB se realizaron con un sistema Arcam A2. El análisis de la microestructura, densidad y y la composición química se desarrollaron sobre las muestras procesadas de PBF-EB siguiendo el mismo método descrito para la muestra de polvo. La medición de dureza HV1 también se llevó a cabo sobre las muestras procesadas de PBF-EB aplicando una carga de 1 kg según la norma UNE EN ISO 6507-1 en un instrumento Wolpert V-testor 2 MA030007 Hardness. El análisis de tomografía computerizadase realizó en un aparato Metrotom 026450. RESULTADOS Y DISCUSIÓN La fluidez y la densidad aparente se analizaron para conseguir un comportamiento físico del polvo de aluminuro de titanio. Por un lado, la fluidez del polvo está entre los requisitos principales de las tecnologías de fabricación basadas en capas, ya que la tasa y uniformidad del relleno de la matriz está relacionado con las propiedades de flujo que, por tanto, influyen en la tasa de producción y uniformidad de las piezas compactadas. Se requieren tasas de alta fluidez o tiempos cortos de fluido para la producción con tecnologías de Power Bed Fusion. En este caso, el valor de fluidez analizado fue de 25,73 s/50 g, acorde con el valor recomendado por ARCAM, el proveedor de la tecnología PBF-EB. Por otro lado, el valor de densidad aparente que se obtuvo fue de 2,23 g/cm3, que corresponde al 55.78 % del material sólido. Este valor, superior al 50 %, también se ajusta bien a las condiciones estipuladas por el proveedor de esta tecnología. El análisis de la composición química también se llevó a cabo para comprobar que se ajusta al rango teórico requerido por el proveedor del polvo. La tabla 1 resume la comparación del contenido de los elementos de aleación presentes en la aleación del polvo gamma-Ti48Al2Cr2Nb. Puede observarse también que todos los elementos se encuentran dentro del rango teórico. La figura 1 muestra imágenes del SEM y del microscopio óptico de la aleación del polvo gamma-Ti48Al2Cr2Nb. A partir de las imágenes SEM (figura 1-a, b) se puede observar desde un pequeño ELEMENTO DE ALEACIÓN [% p/p] EXPERIMENTAL [% p/p] PROPORCIONADO POR LPW [% p/p] RANGO TEÓRICO Ti Equilibrio Equilibrio Equilibrio Al 33.16 33.2 32.5 - 36 Cr 2.58 2.6 2.2 - 2.7 Fe <0.1 <0.1 0.04 Max. Nb 5.05 5.1 4.5 - 5.1 C 0.008 0.01 0.015 Max. N <0.01 <0.01 0.02 Max. H <0.01 <0.01 0.02 Max. O 0.066 0.06 0.08 Max. Tabla 1. Composición química de la aleación del polvo gamma-Ti48Al2Cr2Nb: comparación entre los valores experimentales, los proporcionado por LPW y los del rango teórico.
NUEVOS MATERIALES 17 (figura 1a) y un gran aumento (figura 1b) que la mayoría de las partículas muestran una morfología esférica regular y algunas manifiestan una ligera irregularidad, probablemente debido al proceso de atomización con el que se obtuvo el polvo. También se muestran algunas partículas como satélites, pero considerando el valor de fluidez, no resultan altamente representativos. Las partículas están exentas de contaminación superficial y de cualquier material extraño. Con relación a las imágenes ópticas (figura 1-c, d), se percibe la microestructura de las partículas de polvo desde pequeño (figura 1c) y un gran aumento (figura 1d). La microestructura se revela en términos de fases α2+γ, pero la fase α2 es dominante. Además, la presencia de fase β corresponde a alguna fase residual relativa al no equilibrio de la solidificación del Ti48Al2Cr2Nb. Los granos de dendrita se formaron en la dirección de solidificación y no se observaron evidencias de la segregación de elementos ni de contaminación superficial (carburos, nitruros, etc.). Esta evidencia juega un papel importante ya que la calidad de las partículas de polvo está directamente relacionada con el fenómeno smoke. Esto es un problema adverso conocido que el proveedor de la tecnología PBF-EB define como un ‘desplazamiento peligroso de polvo’ debido a la carga eléctrica de los electrones. Esto implica que separe la máquina, se deba limpiar la cámara de trabajo de la misma, se distribuya el polvo de nuevo y se vuelva a empezar el proceso. Por lo tanto, una baja contaminación superficial reduce el riesgo de smoke y mejora el sinterizado y la fusión del polvo, así como la calidad del material procesado. La tecnología PBF-EB se caracteriza por tener unos sistemas de almacenamiento y distribución del polvo alternativos a los habituales en otras tecnologías de lecho de polvo por laser tanto para metal como para polímero (SLM y SLS). Por lo tanto, la cantidad de polvo metálico inmovilizado que se necesita para la producción de PBF-EB es mayor que el de las otras tecnologías de fabricación aditiva por capas. Por ejemplo, en el caso de materiales estándar como el Ti6Al4V con un valor de densidad de 4.4 g/cm3, parecido a aquel de gamma-TiAl (4,0 g/cm3), la cantidad de polvo necesario para la producción con una altura relativamente baja es de 30 kg en condiciones de trabajo normales. Además, la adecuación de aleaciones de polvo metálico para un buen proceso de fabricación aditiva implica características específicas (distribución del tamaño de las partículas, composición química, morfología de las partículas, fluidez, densidad…) que aumenta el precio del polvo de partida y, con ello, Figura 1. Imágenes SEM (a, b) y de Microscopio Óptico (c, d) de la aleación del polvo gammaTi48Al2Cr2Nb.
NUEVOS MATERIALES 18 Figura 2. El sistema PBF-EB adaptado para disminuir la cantidad de polvo utilizado. el procesado PBF-EB. Se observa la reducción del área de construcción que pasa del valor estándar de 62.500 a 9.604 mm2. Esto significa que el área de construcción se reduce hasta un 84%. Además, se han realizado algunas modificaciones en la ventana estándar de salida del polvo, con el objetivo de perder la mínima cantidad de polvo metálico, llevando directamente el polvo al área de construcción. A través de este sistema de rediseño, se han necesitado 15 kg de polvo gammaTi48Al2Cr2Nb para una producción de PBF-EB, en lugar de 30 kg. Esto supone un ahorro del 50 % del polvo. Se procesaron pequeñas muestras de gamma-Ti48Al2Cr2Nb de dimensioFigura 3. a) Aleación gamma-Ti48Al2Cr2Nb procesado con PBFEB, b) tomografía computerizada a), c) densidad y d) microestructura a pequeño y gran aumento. el coste del producto final. Así pues, una tecnología PBF-EB adaptada está diseñada para llevar a cabo la producción con cantidades más pequeñas de polvo gamma-Ti48Al2Cr2Nb de lo habitual. Ha sido necesario conocer en profundidad la tecnología PBF-EB para realizar esta modificación de hardware en el sistema PBF-EB. La figura 2 muestra un sistema diseñado para esta investigación con el fin de optimizar la cantidad de polvo gamma-Ti48Al2Cr2Nb necesaria para
NUEVOS MATERIALES 19 nes 7 x 7 x 5 mm con PBF-EB (figura 3a). El volumen tridimensional de las muestras obtenido a través de una tomografía computerizada se representa en la figura 3b. Puede observarse que se consiguieron con éxito unos valores de densidad superiores al 99,99 % y un porcentaje de porosidadmenor que 0,01 %. Solo se detectaronpequeños poros esféricos con un volumen de 0,0030 mm3 aproximadamente (las marcas azules en la figura 3b). No obstante, pueden considerarse aceptables y atribuirse a un defecto del polvo. Esto está acorde a la imagen de densificación metalográfica mostrada en la figura 3c. La figura 3d expone lamicroestructura, destacando colonias homogéneas de fases α2+γ. Las lamelas oscuras corresponden a la fase α2 que pueden verse claramente en la zona con una mayor ampliación. No se muestra ningún fenómeno de crecimiento columnar ni en la dirección de fabricación, ni en la dirección de fusión que coincide con aquello presentado en un trabajo anterior [5]. Por ello, se han conseguido muestras de PBF-EB sin formación de grietas. La composición química de las muestras se analizó y comparó con la composición química del polvo de partida incluido en lamáquina PBF-EB, con una atención especial en el contenido de aluminio, debido a su baja densidad y, con ello, una fácil volatilización. Un valor medio de 35% de Al se obtuvo en una muestra procesada de PBF-EB. Este es un valor previsible según los resultados mostrados en la tabla 1 y también se corresponde con aquellos presentados en [6], lo que deriva en un valor aceptable de volatilización de Al. Las medidas de la dureza Vickers dieron lugar a valores medios de 3 GPa. Se detectaron valores de dureza ligeramente mayores, de 4 GPa para las medidas de microhendidura en [6]. Estos valores muestran una buena concordancia con la hipótesis de que, a mayor carga, menor dureza. CONCLUSIONES La aleación de polvo gamma-Ti48Al2Cr2Nb se ha caracterizado para confirmar su idoneidad para ser procesada con tecnologías de fabricación aditiva. Se ha demostrado que la aleación de polvo suministrada presenta un comportamiento físico correcto para su procesado en fabricación aditiva, de acuerdo con la fluidez y las características de densidad aparentes. Los valores obtenidos concuerdan con las características del polvo suministrado por ARCAM (el proveedor de la tecnología PBF-EB): una fluidez menor que 30s/50g y una densidad aparente mayor que 50% respecto al material sólido. Además, la microestructura y la morfología de las partículas del polvo indican que los granos de dendrita se formaron en la dirección de solidificación y no se observan evidencias de segregación de elementos ni de contaminación superficial. Aunque algunas de las partículas de polvo presentaban una morfología irregular, la mayoría de ellas mostraba una forma esférica y la presencia de algunos satélites que no afectan a la fluidez del polvo. Se ha diseñado e implementado un nuevo hardware para el sistema PBF-EB para esta investigación de TiAl que permite la optimización de la cantidad del polvo gamma-Ti48Al2Cr2Nb necesario para la producción PBF-EB, derivando el polvo al área de construcción. El sistema diseñado ha permitido la reducción del área de construcción un 84 % respecto al sistema PBF-EB estándar. Se ha procesado con éxito la aleación gamma-Ti48Al2Cr2Nb con la tecnología PBF-EB adaptada que se ha desarrollado para trabajar con menos cantidad de polvo de una forma económica. Se han conseguido pequeñas piezas de gamma-Ti48Al2Cr2Nb con densidad completa, sin defectos, una volatilización baja de Al y unos valores de dureza semejantes a los esperados. Se está estudiando el comportamiento mecánico para conseguir más conocimientos acerca de este material. n REFERENCIAS [1] J. Hernandez, L. E. Murr, S. M. Gaytan, E. Martinez, F. Medina, and R. B. Wicker, “Microstructures for Two-Phase Gamma Titanium Aluminide Fabricated by Electron Beam Melting, ” Met. Microstruct. Anal., vol. 1, pp. 14–27, 2012. [2] J. Gussone et al., “Microstructure stability of γ-TiAl produced by selective laser melting, ” Scr. Mater., vol. 130, pp. 110–113, 2017. [3] G. Baudana et al., “Electron Beam Melting of Ti-48Al-2Nb-0.7Cr0.3Si: Feasibility investigation, ” Intermetallics, vol. 73, pp. 43–49, 2016. [4] L. P. Griñán, R. J. Puchades Blasco, M. Martínez, and S. Sanjuán, “Pure Copper processed by Electron Beam Melting (EBM) technology for industrial applications, ” in Proceedings Euro PM 2018: International Powder Metallurgy Congress and Exhibition, 2018. [5] S. Biamino, B. Klöden, T. Weißgärber, B. Kieback, and U. Ackelid, “Titanium aluminides for automotive applications processed by electron beam melting, ” in World PM 2014 Congress and Exhibition, 2014, pp. 96–103. [6] L. E. Murr et al., “Characterization of titanium aluminide alloy components fabricated by additive manufacturing using electron beam melting, ” Acta Mater., vol. 58, no. 5, pp. 1887–1894, 2010.
NUEVOS MATERIALES 20 Los aceros AHSS y las aleaciones de aluminio seguirán teniendo un papel dominante en los próximos años en la construcción de componentes ligeros y de altas prestaciones mecánicas CÓMO EVALUAR EL COMPORTAMIENTO A IMPACTO DE MATERIALES PARA EL DESARROLLO DE COMPONENTES LIGEROS Y SEGUROS PARA VEHÍCULOS En los últimos años, la industria de la automoción y el sector transporte en general han hecho considerables esfuerzos para aligerar el peso de los vehículos, con el fin de cumplir con las exigentes regulaciones medioambientales y, a su vez, incrementar la seguridad de los pasajeros. Ambos aspectos son, en principio, incompatibles puesto que el aumento de la seguridad conlleva un aumento en el peso usando materiales convencionales. Este círculo vicioso se ha roto gracias al desarrollo de nuevos materiales de alta resistencia, como los aceros avanzados de alta resistencia (AHSS de sus siglas en inglés ‘Advanced High Strength Steel’) y nuevas aleaciones de aluminio de alta resistencia. Estos aceros AHSS y las aleaciones de aluminio son los materiales usados en la construcción de componentes de seguridad en los vehículos de serie actuales. Se estima que el 50% en peso de la carrocería de los vehículos corresponde a AHSS. Su alta resistencia mecánica permite reducir el espesor de la chapa a utilizar y, a su vez, ofrecer una elevada resistencia a impacto. Además, son materiales totalmente reciclables y con bajo contenido en ‘critical raw materials’, por lo que son poco sensibles a cambios geopolíticos. Por tanto, estos materiales seguirán teniendo un papel dominante en los próximos años en la construcción de componentes ligeros y de altas prestaciones mecánicas. La resistencia a impacto es la propiedad fundamental en el diseño de componentes de seguridad en vehículos, tanto para proteger a sus ocupantes como a las baterías en vehículos eléctricos. Precisamente, en la construcción de vehículos eléctricos el peso es aún más importante, por lo que la elección de materiales que permitan conjugar ligereza estructural y resistencia a impacto sigue siendo uno de los retos para el desarrollo de nuevos vehículos. Daniel Casellas,director científico; David Frómeta y Sergi Parareda, investigadores de la Unidad de Materiales Metálicos y Cerámicos de Eurecat
NUEVOS MATERIALES Figura 1. Definición del parámetro ‘Crash Index’ (CI) utilizado para medir resistencia a impacto, relacionado con la aparición y crecimiento de grietas en los cupones de ensayo. En la parte superior izquierda se muestra un cupón antes y después de un ensayo de impacto axial. Las figuras muestran grietas en distintas zonas de cupones ensayadas a distintas velocidades. 21 NECESITAMOS MATERIALES DE ALTAS PRESTACIONES PARA CONSTRUIR VEHÍCULOS LIGEROS Y SEGUROS. LA NUEVA MOVILIDAD SIGUE REQUIRIENDO ‘CRASH RESISTANT MATERIALS’ Para encontrar la solución óptima en componentes sometidos a impacto es preciso disponer de herramientas experimentales fiables y eficientes para evaluar el comportamiento de los distintos materiales. Precisamente, la resistencia a impacto es una de las propiedades más complejas de medir, y no se puede estimar a partir de ensayos de laboratorio convencionales. La resistencia a impacto se suele medir a escala de laboratoriomediante ensayos de impacto (axial o lateral) en los que la resistencia del material se evalúa en términos de la energía absorbida, la deformación y el nivel y tipo de agrietamiento. Estos ensayos son caros, complejos de interpretar y requieren de equipamiento especializado. Así pues, disponer de ensayos de laboratorio a pequeña escala, rápidos y eficientes, sería muy útil para los fabricantes de materiales para desarrollar microestructuras optimizadas y, además, permitiría a los fabricantes de piezas acortar la etapa de selección de materiales para construcción de componentes sometidos a impacto. Es bien conocido que las propiedades obtenidas en ensayos de tracción, utilizados habitualmente en automoción para comprobar la calidad del material, tales como el límite elástico o el alargamiento a rotura, no permiten estimar la resistencia a impacto. Por ejemplo, se ha comprobado que aceros con baja ductilidad medida a tracción, como los caeros Complex Phase (CP), tienen una excelente resistencia a impacto, y por el contrario aceros Dual Phase (DP) con mayor ductilidad tienen peor comportamiento. Algunos trabajos sugieren ensayos de flexión a tres puntos (siguiendo la norma VDA 238-100) o que la reducción de la sección transversal en ensayos de tracción (Z-value) pueden ofrecer mejores predicciones del comportamiento a impacto. Sin embargo, estos parámetros por si solos no informan de la capacidad de absorción de energía en impacto. Se requiere de un ensayo que evalúe la propiedad del material que mejor describa la resistencia a impacto y, como se explica en el siguiente párrafo, ésta es la tenacidad de fractura. TENACIDAD DE FRACTURA: LA PROPIEDAD QUE MEJOR REPRESENTA EL COMPORTAMIENTO A IMPACTO. PERO, ¿CÓMO LA MEDIMOS? Los ensayos de impacto en cupones permiten obtener la energía absorbida a distintas velocidades. La resistencia al impacto se mide a partir del patrón de agrietamiento en estos cupones. Así, cuando no se observan grietas tras los ensayos se considera un ‘crash index’ (CI) de 100%, y cuando aparecen las primeras grietas este índice baja progresivamente. En la figura 1 se muestra la definición de CI. Teniendo en cuenta este comportamiento, es razonable pensar que la propiedad del material que controla la propagación de grietas, es decir, la tenacidad de fractura, sea útil para predecir el comportamiento a impacto. Hasta la fecha, no se había prestado mucha atención a esta propiedad en aplicaciones de automoción. De hecho, la elevada ductilidad de los aceros utilizados antes de la aplicación de los AHSS evitaba la aparición de grietas. No es hasta la implementación extensiva de los AHSS, a partir de 2010, cuando surge el interés en esta propiedad. Sin embargo, la complejidad experimental de las metodologías de mecánica de la fractura elastoplástica requeridas para medir tenacidad en aceros y aluminios y la ausencia histórica de estándares adaptadas a las características de la chapa de 1-2 mm de espesor dificultan la adopción por parte de la industria de la tenacidad como propiedad relevante en diseño de vehículos. Esta problemática se trató con éxito en un proyecto con financiamiento europeo, ‘Tough-sheet’ (2015-2017), coordinado por Eurecat y con participación de un OEM y un acerista. Los resultados del proyecto permitieron concluir que la tenaci-
www.interempresas.netRkJQdWJsaXNoZXIy Njg1MjYx