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Formabilidad del acero

Definición

La formabilidad se refiera a la capacidad que presente un material al ser deformado a través de ciertos proceso como flexión, laminación o embutición profunda, la capacidad del material que tiene para su deformación o adelgazamiento es mayor cuanto menor sea el límite elástico y cuanto mayor sea su capacidad de deformación plástica sin que presente algún tipo de fractura.

El campo de esfuerzo y deformaciones son diversos durante el proceso de formado que un solo ensayo no sirve para predecir la formabilidad de los materiales.

La deformación de un material metálico mediante el proceso de formado consiste en un proceso multidireccional, es decir, se trata de un producto que se está estirando en todas las direcciones simultáneamente con algunas variaciones en el ángulo de la fuerza. Por lo cual la deformación del material en el proceso de estampado tiene una vista más compleja que las pruebas de tensión, debido a que están elaboradas en la dirección unidireccional.

Formabilidad

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Proceso de formado

La formabilidad de un material de acero se basa en el proceso de convertirlo en una parte con la forma requerida sin que se presente algún tipo de fractura o adelgazamiento excesivo en una zona en específico. La mayoría de las operaciones de formado tiene un grado de complejidad, sin embargo, consisten en combinaciones o secuencias de las operaciones básicas de formado tales como; el doblado (B), estirado biaxial (BS), troquelado (D), estirado plano (P) y desdoblado (U).

El proceso de formado se lleva a cabo conforme a factores mecánicos en la operación como el diseño del dado, lubricación y velocidad de la prensa, es por eso que la formabilidad de un acero no se puede expresar en una sola propiedad, si no en una combinación de varias propiedades y la formabilidad aplaza de una parte u operación a otra.

En cuanto a las propiedades más importantes y sus efectos en el proceso de formado se valoran los siguientes aspectos;

Variables principales 

Lámina de acero 

  • Valor n. Hace referencia a la habilidad para deformarse bajo endurecimiento, una medida de la capacidad de estiramiento del material.
  • Valor r. Se trata de la resistencia al adelgazamiento, una medida de la capacidad de la profundidad de troquelado del material. 
  • Anisotropía factor en el plano de la lámina (valores r0, r45, r90) 
  • Uniformidad del espesor

 Lubricante:

  • Sensibilidad de la presión 
  • Sensibilidad de la temperatura
proceso-de-troquelado
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Tipos de pruebas de formabilidad

Existen dos tipos de pruebas de formabilidad

Intrínsecas: En esta prueba se miden las características de las propiedades básicas de los materiales que pueden estar relacionadas con su formabilidad. Asimismo, se proporciona información que es insensible al espesor, y a la condición de la superficie del material. La prueba intrínseca se considera importante y se utilizada en la industria para una prueba de tensión uniaxial.

Las simuladas: En este tipo de prueba se brindan datos limitados y específicos que son convencionalmente sensibles al espesor, lubricante, condición de la superficie, geometría y tipo de herramental. Esta información tiene relación con una sola operación de deformación. Existen muchas pruebas de tipo simuladas como las pruebas de copa Olsen y Swift, que se han utilizado por muchos años con una buena correlación a la producción en casos específicos.

Diagramas de límite de formado

El diagrama de límite de formado o conformado permite definir los componentes principales de deformación en el plano de la chapa los cuales son la deformación mayor y la deformación menor, dividiendo la gráfica en dos zonas  la primera consiste en la región segura o zona inferior y la región de fallo que se trata de la zona superior. Ambas regiones se encuentra separadas por la curva límite de formado, esto conforme a la zona que se encuentre en estos puntos que puede aplazar el fallo de la chapa.

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formabilidad-por-embutición
diagrama-de-formabilidad

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