Conformado a Alta Tasa de Energía (HERF): Moldeo Rápido y Preciso para Manufactura Avanzada

¿Qué es el Conformado a Alta Tasa de Energía?

El HERF (High Energy Rate Forming) es el proceso de moldear materiales suministrando energía rápidamente durante breves periodos. Hay varios métodos HERF, la mayoría basados en la fuente de energía usada para lograr altas velocidades.

En estos procesos se aplica gran cantidad de energía en un intervalo muy corto.

Aunque la mayoría de prensas no funcionan a alta velocidad, el forjado a veces se realiza a altas tasas de impacto. Esto difiere del forjado a martillo porque los golpes no se repiten.

Una contribución mayor al forjado convencional es su alta velocidad de impacto, 2 a 10 veces superior a las velocidades convencionales. En la práctica convencional, el término de masa se ha hecho cada vez mayor para obtener fuerzas de forjado mayores, mientras que en el forjado de alta velocidad se ha aumentado el término de velocidad.

Funcionamiento del HERF

El forjado a alta tasa de energía, a veces llamado forjado de alta velocidad (HVF), usa máquinas de contrafuente vertical principalmente para forjado en caliente, aunque también para conformado en frío, piezas de metal pulverizado y conformado profundo de chapa. Las máquinas HERF, excepto una que usa gas explosivo, operan por liberación repentina de nitrógeno comprimido.

Este gas impulsa el ariete que se presiona contra un anillo de sellado en la parte superior. Se admite suficiente gas a alta presión en el área dentro del anillo para desplazar el pistón. El cilindro de alta presión actúa sobre toda el área del pistón y baja el ariete a alta velocidad, entre 9 y 20 m/s. La mayoría de piezas se forman con un solo golpe.

A estas altas velocidades, el metal fluye plásticamente ya que puede trabajarse más a altas temperaturas. Esto es porque el forjado no da tiempo al metal a enfriarse mucho en contacto con el molde y el calor no tiene tiempo de escapar. Así se pueden hacer piezas profundas, de paredes rectas, con cero o poco desmoldeo, lo que significa mucho menos metal por mecanizar después. Se pueden forjar paredes mucho más delgadas.

Secciones de 3,8 mm se han logrado en experimentos. Tolerancias de ±0,25 mm o menos se han alcanzado. Materiales forjados con éxito: aceros de baja aleación, aluminio y aceros al níquel.

Las máquinas HERF tienen capacidades de 2.850 a 343.520 kgfm (28.500 a 3.435.200 J de energía), ajustables en amplio rango. Son menos costosas y no requieren cimentaciones tan pesadas como otras forjadoras. Pero la lubricación adecuada es muy importante para buena vida del molde.

Ventajas del Conformado a Alta Tasa de Energía

Las ventajas principales son:

1. Se pueden formar piezas que no pueden formarse por métodos convencionales.
2. Metales exóticos, que no se prestan a conformado convencional, pueden formarse en amplia gama de tamaños y configuraciones.
3. El método es excelente para operaciones de re-golpe.
4. El retorno elástico (spring back) tras el conformado se reduce al mínimo.
5. Las tolerancias dimensionales son generalmente excelentes.
6. Las variaciones entre piezas se mantienen al mínimo.
7. Baja tasa de desecho.
8. Menos equipos y menos moldes reducen el tiempo de preparación de producción.