En el seno del proyecto RIB-ON, enmarcado en el programa H2020 Clean Sky 2, la empresa BATZ y el Centro de Investigación Metalúrgica AZTERLAN desarrollan conceptos de utillaje innovadores para la fabricación de prototipos y series cortas de componentes de aluminio de alto rendimiento, dirigidos al sector aeronáutico.
Con el objetivo de contribuir a la sostenibilidad del sector aeronáutico a través del desarrollo de nuevos componentes y procesos de fabricación avanzados, el proyecto RIB-ON centra sus esfuerzos en desarrollo y la fabricación de un innovador troquel modular de estampación en caliente de wing ribs de distintas longitudes y formas fabricados en aluminio de alto rendimiento.
Orientado a la fabricación de prototipos y series cortas, el enfoque de RIB-ON plantea un paradigma completamente nuevo para el desarrollo de las herramientas de estampación en caliente donde, como indica el Dr. Garikoitz Artola, investigador de AZTERLAN y coordinador del proyecto, “se dan condiciones de trabajo que justifican explorar alternativas a los habituales aceros de trabajo en caliente”.
En las tecnologías de estampación en caliente, la aproximación habitual al desarrollo de los troqueles suele buscar el equilibrio entre refrigeración, tenacidad y resistencia al desgaste. La refrigeración es necesaria para conseguir cadencias de producción elevadas, manteniendo la temperatura de la superficie del troquel en el rango térmico deseado. Dado que la refrigeración del utillaje se consigue en la práctica general mediante canales de refrigeración internos, la tenacidad es un requisito fundamental para evitar el agrietamiento de las herramientas en dichos canales, ya que actúan como concentradores de tensiones. Por último, la resistencia al desgaste es una propiedad exigida a todas las herramientas de conformado, con objeto de mantener la geometría del producto final dentro de las tolerancias requeridas. En este escenario, los aceros de trabajo en caliente son la opción preferente de la industria de estampación en caliente.
Sin embargo, “las cadencias propias la fabricación de prototipos y series cortas, como es el caso que abordamos en RIB-ON, son lo suficientemente bajas como para simplificar la estrategia de enfriamiento y evitar el uso de canales de refrigeración. Al desaparecer estos elementos de la ecuación, la exigencia de tenacidad se ve muy reducida”. Esta particularidad amplía el campo de selección de materiales a otras “alternativas como aceros de trabajo en frío e incluso a la fundición dúctil”.
En este contexto, el consorcio formado por BATZ y por el Centro Tecnológico especializado en metalurgia AZTERLAN, ha realizado un importante trabajo orientado a la selección del material de herramienta más adecuado para distintos paradigmas productivos de estampación en caliente de aluminio. Este trabajo contempla dos familias de aleaciones de aluminio tratables térmicamente (2XXX y 6XXX) y tres familias de materiales de herramienta (aceros de trabajo en caliente, aceros de trabajo en frío y fundición nodular perlítica), así como tres temperaturas de operación.
Muestras de desgaste a diferentes temperaturas en algunas aleaciones estudiadas
Presentación en el próximo congreso CHS2
Los resultados alcanzados en el proyecto serán presentados a su vez en el próximo congreso CHS2, un referente internacional de excelencia en la tecnología de estampación en caliente, cuya celebración está prevista en Barcelona para junio de 2021. Este reconocido marco de trabajo técnico internacional ofrecerá una ocasión excelente para compartir los criterios de selección de materiales de herramienta desarrollados por el consorcio del proyecto RIB-ON.
El proyecto RIB-ON se encuentra financiado mediante la Iniciativa Conjunta Clean Sky 2 bajo el programa de investigación y desarrollo Horizonte 2020 de la Unión Europea bajo el acuerdo de subvención Nº 755793.
