Simulación de la fabricación para reducir la distorsión de piezas
A menudo los procesos de fabricación pueden inducir tensiones residuales (RS) en los componentes obtenidos, que dan lugar a la distorsión de las piezas (PD). La distorsión de las piezas es un problema costoso en el sector aeroespacial, en el cual se invierten cada año millones de euros con el fin de tratar de evitar o paliar los problemas asociados. Un grupo de investigadores buscó llenar el vacío en los conocimientos existentes acerca de la relación entre los parámetros de proceso y las tensiones residuales y, en consecuencia, cómo afectan estas tensiones residuales a la deformación de las piezas. Gracias a la financiación de la Unión Europea para el proyecto Compact («Aproximación concurrente a la distorsión de piezas inducida durante la fabricación de componentes para la industria aeroespacial»), un grupo de investigadores europeos estudió el diseño en el contexto de las tensiones residuales. Los conocimientos obtenidos deberían permitir optimizar la fabricación para producir aleaciones ligeras con formas complejas que den lugar a reducciones en los costes de fabricación y funcionamiento. A lo largo del proyecto, a cada paso, los investigadores utilizaron datos de investigación y experimentales y los utilizaron para formar módulos que se pudiesen integrar en un sistema de soporte a la toma de decisiones basado en el conocimiento. Los científicos investigaron nuevas estrategias para reducir el impacto de las tensiones residuales en la deformación de piezas mediante la determinación de los parámetros más influyentes (por ejemplo, la liberación de tensiones y el enfriamiento súbito).Las mediciones de tensiones residuales mejoraron de forma muy importante mediante el desarrollo de una nueva técnica de ultrasonidos. También estudiaron los efectos de tres procesos distintos de tratamiento sobre las tensiones residuales con el fin de desarrollar un proceso de corrección de las distorsiones a fin de mejorar las tensiones residuales y preservar, a la vez, el rendimiento mecánico. Se combinaron modelos de elementos finitos (FEM) de materiales y procesos con el fin de formar un entorno de modelización unificado y se evaluaron estudios de casos para derivar un marco de diseño centrado en combatir la deformación de las piezas. Como resultado, se crearon dos herramientas de predicción de la distorsión, una sencilla y una que incorporaba un análisis más detallado. La explotación del entorno de simulación de deformación de piezas debería ser generalizada teniendo en cuenta la relevancia que tiene la reducción de la deformación de piezas en numerosos sectores.
