Estructures de matrius més fortes per al sector de l'automoció

Existeix una gran demanda en matricería. Mitjançant l'ocupació de làser per a les superfícies d'aliatges amb material de farciment es poden aconseguir peces més robustes i resistents al desgast. Aquest procés augmenta la vida útil de les matrius utilitzades en automoció en un 150 %.

Lentament el punxó de metall s'apropa a la peça de la fulla de metall i l'empeny a la premsa amb una força de diverses tones, produint components d'automoció en qüestió de segons. Conegut com a procés d'embutición profunda, aquest procés de matricería especial s'utilitza en la indústria automobilística per formar peces pertanyents al cos del vehicle en les formes requerides. El procés sembla suau i delicat en la nau de producció, però realment es tracta d'una enorme sobrecàrrega per a les matrius. I és així a causa de l'alta pressió generada durant l'operació de pressió, sobretot en les matrius espatlla. En aquestes àrees de matricería es diposita el material en la forma desitjada, i són precisament aquestes superfícies les que tendeixen a desgastar-se molt ràpidament. Per a un funcionament correcte, les matrius requereixen un manteniment periòdic i fins i tot han de substituir-se en casos extrems. Això pot suposar que cares màquines de producció hagin d'estar inactives durant fins a una hora. A més, les matrius de premsatge són molt costoses, úniques i fabricades en matèries primeres especials. Fins i tot les matrius que mesuren uns pocs centímetres costen fins a 600 euros.

El que els fabricants necessiten són processos que augmenten la vida útil de les matrius i redueixen els temps d'ajust. Un d'aquests mètodes es tracta de la deposició de metall làser. El feix de làser fon amb cura la superfície de la matriu i el material de farciment per produir una capa local que protegeixi la superfície del desgast. El procés augmenta la robustesa i la resistència de la matriu d'acer inoxidable en punts crítics. El tractament de feix de làser es completa en fraccions de segon. El que fins ara s'ha trobat a faltar, no obstant això, és un procés universal, reproduïble per a l'ús industrial pràctic. Aquesta deficiència s'ha solucionat de mà d'investigadors de l'Institut Fraunhofer de Tecnologia de Producció IPT en Aachen juntament amb el fabricant d'eines Mühlhoff Um- formtechnik GmbH i altres socis en el curs d'un projecte dins de la Green Carbody Technologies Innovation Alliance (InnoCaT).

Investigadors han reconstruït una fresadora de cinc eixos que pot utilitzar-se per a matrius d'aliatges automàticament mitjançant làser. La màquina està inserida en el procés de fabricació actual i augmenta la vida útil de les matrius en un 150%. El nou procés també millora la qualitat dels components i possibilita ajustar millor els temps, tal com han mostrat els tests pràctics duts a terme en les instal·lacions de Mühlhoff. Mühlhoff té la seva seu en el municipi d'Uedem en Renania del Nord-Westfàlia, a l'est d'Alemanya, i actualment dóna ocupació a més de 340 treballadors, fabricant components de metall per a la indústria automobilística. El taller propi de la companyia subministra matricería a diversos centres de producció.

A més de la màquina de deposició de metall làser, una altra part clau del sistema és el programari CAx integrat (CA = informatitzat). Aquest programari permet controlar tots els processos de tractament de superfície de làser d'una manera clara i reproduïble. Tots els paràmetres de procés necessaris es transmeten a la màquina sense la necessitat d'interferència alguna. Els processos poden simular-se detalladament i optimitzar-se de forma avançada en les operacions de processament actual.

En 2010, més de 60 socis de la indústria i investigadors es van unir en InnoCaT amb el desig de dur a terme una recerca conjunta amb innovacions i sinergies dins de la cadena de processos de l'automoció. La resta de temps, van analitzar els complexos fluxos de producció íntegrament i des d'un punt de vista de l'eficiència de fonts, prenent en cada etapa des de la fabricació d'eina al premsatge, la construcció dels cossos de vehicles, i la pintura de les carrosseries. Els cinc projectes de col·laboració i 30 subprojectes han aportat solucions tècniques i enfocaments generals per augmentar l'energia i l'eficiència de fonts abans de finalitzar la iniciativa a la fi d'estiu.