Los nuevos conceptos de movilidad que ahorran energía requieren la optimización del diseño mediante la reducción del tamaño de los componentes y la elección de materiales resistentes a la corrosión con una alta relación resistencia-densidad. La reducción del tamaño de los componentes puede lograrse mediante la optimización estructural constructiva o la sustitución de materiales pesados por otros más ligeros de alta resistencia. En este contexto, el forjado desempeña un papel importante en la fabricación de componentes estructurales optimizados para la carga. En el Instituto de Conformado de Metales y Máquinas de Conformado de Metales (IFUM) se han desarrollado diversas tecnologías innovadoras de forjado. Con respecto a la optimización estructural, se investigaron diferentes estrategias para el refuerzo localizado de componentes. Se pudo lograr el endurecimiento por deformación inducido localmente mediante forjado en frío bajo una presión hidrostática superpuesta. Además, se pudieron crear zonas martensíticas controladas mediante la conversión de fase inducida por conformación en aceros austeníticos metaestables. Otras investigaciones se centraron en la sustitución de piezas pesadas de acero por aleaciones no ferrosas de alta resistencia o compuestos de materiales híbridos. Se desarrollaron diversos procesos de forja de aleaciones de magnesio, aluminio y titanio para diversas aplicaciones aeronáuticas y automotrices. Se consideró toda la cadena de proceso, desde la caracterización del material mediante diseño de procesos basado en simulación hasta la producción de las piezas. Se confirmó la viabilidad de forjar geometrías complejas utilizando estas aleaciones. A pesar de las dificultades derivadas del ruido de la máquina y las altas temperaturas, se aplicó con éxito la técnica de emisión acústica (EA) para la monitorización en línea de defectos de forja. Se desarrolló un nuevo algoritmo de análisis de EA que permite detectar y clasificar diferentes patrones de señales debidos a diversos eventos, como el agrietamiento o el desgaste del producto/matriz. Además, se demostró la viabilidad de las tecnologías de forja mencionadas mediante el análisis de elementos finitos (FEA). Por ejemplo, se investigó la integridad de las matrices de forja con respecto a la iniciación de grietas por fatiga termomecánica, así como el daño dúctil de las piezas forjadas, mediante modelos de daño acumulativo. En este artículo se describen algunos de los enfoques mencionados.
Hora de publicación: 08-jun-2020