Els nous conceptes de mobilitat d'estalvi d'energia requereixen l'optimització del disseny mitjançant la reducció de la mida dels components i l'elecció de materials resistents a la corrosió que posseeixin una alta relació resistència-densitat. La reducció de la mida dels components es pot dur a terme mitjançant l'optimització estructural constructiva o substituint materials pesants per materials més lleugers i d'alta resistència. En aquest context, la forja juga un paper important en la fabricació de components estructurals optimitzats per càrrega. A l'Institut de Conformació de Metalls i Màquines de Conformació de Metalls (IFUM) s'han desenvolupat diverses tecnologies de forja innovadores. Pel que fa a l'optimització estructural, es van investigar diferents estratègies per al reforç localitzat dels components. Es va poder realitzar un enduriment per deformació induït localment mitjançant forja en fred sota una pressió hidrostàtica superposada. A més, es van poder crear zones martensítiques controlades mitjançant la formació de conversió de fase induïda en acers austenítics metaestables. Altres investigacions es van centrar en la substitució de peces d'acer pesant per aliatges no ferrosos d'alta resistència o compostos de materials híbrids. Es van desenvolupar diversos processos de forja d'aliatges de magnesi, alumini i titani per a diferents aplicacions aeronàutiques i d'automoció. S'ha considerat tota la cadena de processos, des de la caracterització del material mitjançant el disseny de processos basat en simulació, fins a la producció de les peces. Es va confirmar la viabilitat de forjar geometries de formes complexes utilitzant aquests aliatges. Malgrat les dificultats trobades a causa del soroll de la màquina i les altes temperatures, la tècnica d'emissió acústica (AE) s'ha aplicat amb èxit per al seguiment en línia dels defectes de forja. S'ha desenvolupat un nou algoritme d'anàlisi AE, de manera que es poden detectar i classificar diferents patrons de senyal a causa de diversos esdeveniments com ara l'esquerdament del producte/matriu o el desgast de la matriu. A més, es va demostrar la viabilitat de les tecnologies de forja esmentades mitjançant l'anàlisi d'elements finits (FEA). Per exemple, es va investigar la integritat de les matrius de forja respecte a la iniciació de fissures a causa de la fatiga termomecànica, així com el dany dúctil de les peces forjades, amb l'ajuda de models de dany acumulatiu. En aquest article es descriuen alguns dels enfocaments esmentats.
Data de publicació: 08 de juny de 2020