Vuelta a los componentes de acero de alta calidad
El UHSS es una elección obvia para lograr un rendimiento óptimo en caso de choque cuando se utiliza en componentes estructurales para el sector de la automoción. No obstante, las condiciones extremas de temperatura y presión (termomecánicas) que se requieren durante el conformado acortan mucho la vida útil de las herramientas y aumentan el coste de los productos. Por este motivo, el material se enfrenta a una competencia feroz por parte de los composites ligeros, que son fáciles de procesar y, a menudo, se importan de países ajenos a la Unión Europea. Un gran consorcio de socios industriales y de investigación ha abordado este problema gracias a la financiación de la Unión Europea para el proyecto «Development of new tool materials with tailored thermomechanical properties» (TAILORTOOL). Los investigadores pretendían mejorar el rendimiento de las herramientas desarrollando nuevos materiales graduados funcionalmente (FGM), los cuales pueden presentar una variación gradual de la conductividad térmica o de la microestructura, según la aplicación deseada. Los científicos también pudieron personalizar los productos en sí mismos implementando nuevos materiales en las herramientas de mecanizado. Los científicos se centraron en cuatro materiales y procesos distintos que cubrían la estampación en caliente, la forja en caliente, el moldeado por inyección y el conformado en frío. Los materiales procesados fueron UHSS, hojas de acero de grado B y aleaciones ligeras. No se dispone de información sobre los efectos termomecánicos en las herramientas industriales en funcionamiento. Por consiguiente, los científicos desarrollaron sensores especializados y con tiempos de respuesta rápidos para medir con precisión, por primera vez, el flujo de calor y la temperatura local en la zona de contacto. Los datos se introdujeron en simulaciones mediante elementos finitos (EF) con el fin de optimizar los materiales y las propiedades de las herramientas. Los investigadores desarrollaron tres familias distintas de materiales y herramientas para los procesos de fabricación dados que se ajustaron a medida para mejorar el rendimiento de las herramientas, la eficiencia de los procesos y la calidad de los productos. Las propiedades térmicas se seleccionaron con el fin de mejorar la resistencia a la fatiga térmica o facilitar la estampación en caliente con el fin de obtener componentes con propiedades graduadas funcionalmente. Las propiedades mecánicas se optimizaron mediante la mejora de la microestructura y el uso de partículas duras para aumentar la resistencia frente a los daños mecánicos. El proyecto TAILORTOOL obtuvo materiales nuevos para herramientas de mecanizado, capaces de soportar las condiciones termoquímicas extremas que se necesitan para conformar UHSS. Se espera que estos desarrollos tengan un efecto positivo importante sobre los sectores del acero y la fabricación, e incluso sobre el comportamiento de futuros automóviles en caso de colisión.
