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Posibilidades del esquileo

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La investigación por la universidad de Strathclyde ofrece una manera de producir un nuevo tipo de espacio en blanco adaptado ligero

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El uso de espacios en blanco adaptados es establecido ahora en la fabricación automotriz. La ventaja más obvia ganó de este proceso es peso-ahorro, por ejemplo para producir las áreas adicionales de la fuerza particularmente del objeto aumentando grueso material solamente en esas áreas.

Hasta ahora, varias metodologías se han empleado para alcanzar estos objetivos. El campo común implica más el uso de la soldadura en una de dos maneras. El primer es alcanzar grueso adicional en una ubicación particular atando un pedazo suplementario del material a una cara del área implicada. El segundo es soldar con autógena juntas longitudes del borde-a-borde de diversos materiales del grueso igual para alcanzar espacios en blanco del aspecto uniforme pero de propiedades diversas en diversas áreas. Cualquier manera, el resultado es producir los espacios en blanco soldados con autógena adaptados (TWBs).

Un enfoque alternativo ha sido crear espacios en blanco de la sola composición material pero de gruesos diversos – y las propiedades por lo tanto localizadas – mediante un proceso rodante en el cual el hueco entre los rodillos ensancha o se estrecha como los pasos del objeto a través de ellos. El nombre lo dice otra vez todo – los espacios en blanco rodados adaptados (TRBs).

Desafortunadamente, ambos acercamientos tienen sus desventajas. La soldadura diversos de pedazos de material juntas produce discontinuidades en el objeto, mientras que el proceso rodante puede producir una zona excesivamente larga de la transición del grueso.

Un acercamiento totalmente diverso ha sido utilizar el tratamiento térmico apuntado para producir variaciones localizadas en propiedades materiales. Superficial, por lo menos, esto parece muy prometedor puesto que puede alcanzar teóricamente el sistema óptimo deseado de las metas para el grueso material uniforme, la variación localizada de la propiedad y la composición homogénea. Sin embargo, el procedimiento ha probado en la práctica difícil controlar de una manera constante; la calefacción de un metal tiene una tendencia inherente a causar generalizado bastante que aumento localizado en temperatura.

Exploración de un nuevo tipo de espacio en blanco adaptado

¿Hay tan otra manera de alcanzar ese sistema de objetivos ideales? Bien, no muy todavía, pero si la investigación que es realizada actualmente en la universidad de Strathclyde en Glasgow, Reino Unido, satisface su promesa entonces la perspectiva puede convertirse en una realidad en un futuro no muy lejano.

La perspectiva realmente emocionante llevada a cabo hacia fuera por I-ECAP estaba de producir los espacios en blanco adaptados en los cuales las propiedades variaron mientras que el grueso permanecía constante

La investigación en la pregunta es llevada por el Dr. Andrzej Rosochowski del departamento de gestión del diseño, de la fabricación y de la ingeniería, y está explorando el potencial de un proceso conocido como presionar angular del canal ampliado del igual (I-ECAP) para producir un nuevo tipo de espacio en blanco adaptado que él llame un espacio en blanco esquilado adaptado (TSB).

Rosochowski describe I-ECAP como “proceso plástico severo de la deformación” que pueda producir barras, las placas y las hojas largas del metal con una estructura interna apropiadamente refinada y una fuerza creciente que sin embargo conservan ductilidad adecuada. Hasta ahora, el proceso se ha mostrado para ser eficaz como medio para crear las hojas del grueso variable en cinco diversos metales: aluminio, magnesio, cobre, hierro y titanio. Pero él se siente también confiado que podría ser utilizado para crear espacios en blanco adaptados del grueso igual con todo de la dureza y de la fuerza diversas, en una manera que combinaría factibilidad y consistencia.

Crear una estructura granulosa ultrafina

ECAP básico, explica Rosochowski, ahora es un procedimiento de fabricación establecido. Implica el usar de un sacador para empujar un billete cuadrado o cilíndrico del metal a través de un canal de entrada de perfil constante y entonces con un ángulo del 90° antes de que se pase a través de un canal de salida del mismo perfil. La deformación plástica del material es causada por el esquileo simple en una capa delgada a lo largo del avión diagonal en la travesía del canal. El objetivo es crear dentro del metal una estructura granulosa ultrafina en la cual se altere un tamaño de grano interno previamente grueso de modo que todos los granos se conviertan en menos de un micrómetro en anchura.

Para alcanzar esto, el proceso se repite generalmente varias veces con el billete que es girado sobre su eje entre los pasos para distribuir la alteración en propiedades materiales uniformemente. Total, ofrece la ventaja de ser bastante directo en ambas sus demandas y el procedimiento sí mismo del equipo, pero tiene la desventaja que, con los billetes cortos por lo menos, es bastante derrochador del material porque los extremos del objeto underformed. Está también, las notas de Rosochowski, poco prácticas emplear el proceso para los objetos de la gran longitud. En el caso barras, por ejemplo, de él dice que el límite eficaz está alcanzado cuando el ratio de la longitud a la anchura excede de 6: 1.

Desarrollo del proceso de ECAP

En cambio, I-ECAP es mucho más nuevo. Data solamente una década y las patentes europeas y de los E.E.U.U. fueron registradas tan recientemente como 2012 y 2014 respectivamente. Ambos fueron registrados en el nombre de Rosochowski, aunque él tiene interés para subrayar que él ha trabajado de cerca con profesor Lech Olejnik de la Universidad Tecnológica de Varsovia detrás en su Polonia nativa. Como con ECAP convencional, el proceso también implica el empujar de los billetes a través de los canales de la entrada y del mercado con una vuelta de intervención del 90°. La diferencia deriva a partir de dos aspectos particulares del proceso.

El primer es que el material está movido con el proceso en una serie de pasos bastante que en una acción sola, ininterrumpida – por lo tanto la descripción de él como ‘ampliado’. Además del uso de la fuerza contra el extremo que se arrastra del billete que lo mueve con el proceso, la segunda diferencia clave es que I-ECAP implica otra acción de perforación contra la superficie de la derecha del billete en el punto donde se da vuelta con el ángulo del 90° en cada uno de las ocasiones cuando se para el billete. Es esta acción de percusión posterior que provee del proceso entero no sólo su funcionamiento cualitativo pero también su flexibilidad.

La fuerza implicada en esta acción es considerable. En el caso del titanio, por ejemplo, de él es cerca de 30 toneladas una fuerza en un ciclo que dura dos segundos, aunque Rosochowski dice que para los usos que implican los materiales de hoja finos fomente el trabajo de desarrollo pudo facilitar el uso de fuerzas más bajas en frecuencias más altas.

La nueva investigación podía mejorar espacios en blanco adaptados

Como Rosochowski explica, el uso repetido del proceso en un solo objeto permite en última instancia la estructura interna “del volumen entero” implicado para ser alterado en caso de necesidad, pero debe permitir la producción de espacios en blanco del grueso igual y diverso. Puesto que el modo principal de deformación del objeto es esquileo simple, éste es también el origen del término adaptó espacios en blanco esquilados.

Rosochowski dice que él primero comenzó a explorar la idea alrededor hace de una década-y-uno-mitad, como extensión de su trabajo inicial en el área de la formación del metal. Él dice que él hizo interesado en el potencial de “mejorar las propiedades del metal refinando su estructura de grano”. Toda clase de posibilidades interesantes en términos de propiedades físicas del material llegan a ser posibles, él observan, una vez que el tamaño de grano se puede reducir a un nivel del sub-micrómetro.

El acoplamiento entre las dos áreas, él añade, está extremadamente cercano porque el cambio en propiedades es producido por un proceso de metal-formación que apunte filtrar el metal sin el daño de él. Antes del tratamiento, la mayoría de los metales tienen un tamaño de grano interno en el rango de 20-300 micrones.

Custodia de constante del grueso

En el plazo de los cinco años pasados, Rosochowski comenzó a realizar que el acercamiento de I-ECAP ofreció no sólo la capacidad de alterar la estructura de grano de un material y por lo tanto de sus propiedades, pero también su grueso. Sin embargo, la perspectiva realmente emocionante que el proceso celebrado hacia fuera estaba de producir los espacios en blanco adaptados en los cuales las propiedades variaron mientras que el grueso permanecía constante.

En parte, él dice, esto es porque los objetos del grueso uniforme son intrínsecamente más fáciles de procesar en un ambiente de fabricación. Sin embargo, esa capacidad también ayudaría a maximizar la eficacia del uso material, puesto que los espacios en blanco podrían ser tan finos como sea posible el rato todavía que proporcionaba el grado requerido de fuerza en los ámbitos fundamentales. El aumento en la fuerza inicial del material que puede ser alcanzado es considerable. En el caso más extremo – que del cobre – Rosochowski dice que trabajo de laboratorio ha mostrado que un aumento de tanto como el 300% es posible.

Hasta ahora, el trabajo se ha realizado solamente en la escala de laboratorio, pero Rosochowski dice que ahora es hora para que él explore las opciones para el uso de esta técnica en industria. “Estoy buscando a socios y financiando de industria,” él confirma. Él se siente confiado que la metodología básica se ha probado por lo menos para la producción de espacios en blanco adaptados del grueso diverso, pero concede que su desarrollo como medio para producir los espacios en blanco de propiedades diversas con todo del grueso igual no está como lejos avanzado. Cualquier manera, fabricación automotriz es una área objetivo dominante para el desarrollo y el uso futuros de la técnica en una escala industrial.