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Calentamiento inductivo de placas a medida para conformación en caliente
Con el objetivo de acelerar el calentamiento de placas para la producción de componentes conformados en caliente, SMS Elotherm desarrolló una instalación de calentamiento inductivo de placas a medida y lo integró en una línea de producción de prueba existente para la estampación en caliente.
La instalación desarrollada sirvió para probar el potencial de la tecnología de calentamiento inductivo en la fabricación en serie de piezas conformadas en caliente.
Piezas de carrocería de gran resistencia
El proceso de estampación en caliente se usa para fabricar piezas de carrocería de gran resistencia. El primer paso del proceso de conformación en caliente inductiva es el austenizado de las placas a medida a temperaturas superiores a los 900 °C.
A continuación, las placas austenizadas se introducen automáticamente en una herramienta de conformación refrigerada con agua y se moldean y enfrían rápidamente en un solo paso. La gran velocidad de enfriamiento produce una estructura de material martensítico de la que se originan piezas de carrocería de gran resistencia.
CONFORMACIÓN EN CALIENTE INDUCTIVA PARA EL SECTOR DEL AUTOMÓVIL
El proceso de conformación en caliente ha ganado mucha presencia en la producción de automóviles para la fabricación de piezas de carrocería relacionados con la seguridad frente a golpes. El uso de este proceso de fabricación también tiene un gran potencial en el sector de la construcción ligera de vehículos y, por tanto, en la reducción del consumo de combustible y de las emisiones de gases de escape.
Qué hace tan especial la tecnología de SMS Elotherm GmbH
Inductores con modos de campo longitudinal y transversal
A fin de permitir un calentamiento homogéneo de las placas a medida a temperaturas de hasta 950 °C, se han desarrollado inductores que pueden funcionar tanto en modo de campo longitudinal como de campo transversal.
Para minimizar el sobrecalentamiento de los bordes, los inductores pueden posicionarse de forma dinámica. Las pruebas de calentamiento realizadas demuestran que el uso del calentamiento de campo longitudinal supone un ahorro de tiempo de aprox.
el 50 % para alcanzar una temperatura de 950 °C en comparación con el calentamiento mediante horno convencional.
Instalaciones inductivas para fabricación de piezas de carrocería
En el calentamiento inductivo, una bobina (inductor) por la que circula una corriente alterna genera un campo electromagnético alterno. Si una pieza de trabajo conductora de electricidad, como una chapa metálica, se encuentra en este campo, se inducen corrientes de Foucault en ella y se calienta como resultado de las pérdidas del efecto Joule. Además, en el caso de los materiales ferromagnéticos, se genera calor a raíz de las pérdidas por histéresis. En el caso de los inductores de campo longitudinal, las líneas del campo magnético alterno discurren por el nivel de la chapa.
Con espesores de chapa de 1-2 mm, se alcanza una temperatura máxima equivalente a la temperatura de Curie mediante inductores de campo longitudinal en la gama de frecuencias medias como resultado de la profundidad de penetración de las corrientes inducidas.
Instalación inductiva para calentamiento de placas
Las instalaciones de calentamiento inductivo están formados por los componentes principales, el convertidor, el banco de condensadores y el inductor, así como por una unidad de control del proceso y un sistema de refrigeración para disipar la energía perdida.
En la instalación diseñada para calentar placas a medida, se combinan dos inductores (4, 5), un transformador (3) y los condensadores (2) para formar un circuito resonante común.
ELOMAT EM 22PI, el convertidor empleado, cuenta con una potencia de 800 kW con frecuencias de 10 kHz. Para ajustar la frecuencia del circuito resonante pueden conectarse diversos condensadores por vía neumática.
La potencia del convertidor se ajusta indicando una tensión nominal comprendida en un rango entre 300 y 1000 V.
Calentamiento de diversas piezas de trabajo sin cambio de inductores
Un diseño de inductores especial, que permite conectar los inductores longitudinal o transversalmente, permite la implementación de diferentes modos de calentamiento sin cambiarlos.
Los inductores constan de bobinas planas en la parte superior e inferior del nivel de la pieza de trabajo, que pueden utilizarse como inductores de campo transversal o de campo longitudinal dividido a través de las conexiones correspondientes.
La figura 4 ilustra los modos de conexionado descritos mediante una representación esquemática de un inductor y muestra el curso de las líneas del campo en el modo de campo transversal o longitudinal.
Informe técnico: Desarrollo de una instalación para calentamiento inductivo de placas a medida