EDM · Electrical discharge machinning
- Estudio de literatura bibliográfica para construcción del estado del arte.
- A partir del conocimiento generado al estudiar el estado del arte del proceso, se diseñó un plan de experimentación para conocer los parámetros de proceso que afectan más significativamente en la precisión, calidad superficial y geometría final.
- Los experimentos fueron llevados a cabo con una máquina electroerosionadora ONA© DB-300 en acero y aluminio. El electrodo fue producido “in house” usando cobre como material. La geometría del experimento fue un micro-canal de 200µm de ancho y 50µm de profundidad.
- Los resultados fueron analizados:
- Divulgación de resultados
| Niveles | ||||
| N1 | N2 | N3 | ||
| variables | Voltaje de salida [Vo] V | 80 | 120 | 160 |
| Ancho de impulso [ton] µs | 0.8 | 1.0 | 1.6 | |
| Intensidad de corriente [Ip] A | 1 | 2 | 4 | |
• Medición dimensional (anchura, profundidad y forma) se ha llevado a cabo con un microscopio estereoscopio Zeiss Discovery V12.
• Rugosidades se han medido con un rugosímetro Mitutoyo SV2000 Surfest.
Actualmente se está procediendo al modelado de los resultados.
• Publicaciones en revistas indexadas:
Pellicer, N., Ciurana, J., & Ozel, T. (2009). Influence of process parameters and electrode geometry on feature micro-accuracy in electro discharge machining of tool steel. Materials and Manufacturing Processes, 24(12), 1282-1289.
• Libro:
Vázquez, E., Ciurana, J. , Rodríguez C. Micromachining Technologies for Micromechanical Components. Documenta Universitaria. UdG Publicaciones, GITASP. España 2010.
• Participación en congresos:
Vázquez, E., Teixidor, D., Ciurana, J. (2010) Evaluation of manufacturing technologies to produce micro-channels. 18 Congreso de Máquinas – Herramienta y Tecnologías de Fabricación. San Sebastián. España.
LM · Laser Milling
- Se ha recopilado información para desarrollar el estado del arte.
- Con la información analizada se ha realizado un diseño de experimentos para entender la relación entre los parámetros de proceso y la calidad obtenida (rugosidad y forma)
- Se han llevado a cabo los experimentos con una Deckel Maho Lasertec 40 solid-state laser 1,064nm. Se han realizado micro-canales de 200µm de ancho y 50µm de profundidad en una pieza de acero endurecido AISI H13.
- Se han analizado los resultados:
- Artículo con el título: An Experimental Analysis of Process Parameters to Manufacture Micro-Channels in AISI H13 Tempered Steel by Laser Micro-Milling, aceptado para ser presentado en el 4th Manufacturing Engineering Society International Conference (MESIC 2011).
- Se han discutido los resultados experimentales desarrollando gráficos 3D para el efecto de varios parámetros en los outputs.
- Se ha desarrollado un proceso multi-criteria de ranking y selección de parámetros.
- Se han modelado los resultados:
| Parámetros | Niveles |
| Intensidad de pulso (%) | 35/40/45 |
| Frecuencia de pulso (kHz) | 35/40 |
| velocidad de escaneo (mms-1) | 200/225/250/275/300/325/350/375/400 |
• Medición dimensional (anchura, profundidad y forma) se ha llevado a cabo con un microscopio estereoscopio Zeiss Discovery V12.
• Rugosidades se han medido con un rugosímetro Mitutoyo SV2000 Surfest.
Actualmente se está procediendo al modelado de los resultados.
• Modelos de segundo orden para estudiar la relación entre variables de entrada y salida.
• Particle Sworm Optimization (PSO).
DMLS · Direct Metal Laser Sintering
- Se ha recopilado información para desarrollar el estado del arte.
- Con la información analizada se ha realizado un diseño de experimentos para sinterizar una aleación de cobalto-cromo con distintos porcentajes de DM20 (bronce con contenido de Níquel)
- Se han llevado a cabo los experimentos con una máquina DMLS-EOS M250 Extended con un laser de CO2 con una potencia de 200W
- Se han analizado los resultados:
- Abstract presentado al 4th Manufacturing Engineering Society International Conference (MESIC 2011), pendiente de respuesta.
- Se está realizando el diseño de un utillaje para realizar experimentos de sinterización de metal con láser en un centro de mecanizado CNC.
| Parámetros | Niveles |
| Porcentaje de DM20 (%) | 5/10/15/20 |
| Velocidad de escaneo (mms-1) | 100/120/140 |
• Se está analizando el comportamiento del material con los resultados obtenidos con los distintos parámetros utilizados.
• Se está procediendo al análisis de los resultados para buscar los parámetros óptimos para sinterizar Co-Cr y cuál es el mejor porcentaje de bronce).
ISF · Incremental Sheet Forming
- Se ha recopilado información para desarrollar el estado del arte.
- Se han seguido dos líneas de investigación principales:
- Se ha construido un utillaje para realizar experimentos de SPIF con unas dimensiones de chapa inicial de 150x150 mm.
- Se ha realizado un diseño de experimentos en el que intervienen distintos espesores de chapa, materiales, geometrías, diámetro de herramienta y trayectorias de conformado.
- Los resultados que se analizarán serán las fuerzas generadas, la precisión y variación de espesores en la pieza final. Estos resultados experimentales se compararán con los resultados de las simulaciones.
- Se han construido tres punzones semi-esféricos de R=5mm. Actualmente, una herramienta se utiliza para conformar aluminio.
- Se ha empezado con la experimentación y la simulación de las pruebas.
- Se está procediendo al tratamiento de resultados: comparación de los resultados de la experimentación y la simulación, análisis estadísticos.
- Paralelamente, se van realizando más muestras.
• Generación de las trayectorias de la herramienta - La trayectoria de la herramienta puede afectar a las fuerzas de conformado, a la precisión y a la rugosidad superficial, con lo cual es importante conocer cómo afectan las distintas estrategias para poder optimizar el proceso. En el artículo Tool path strategies for Single Point Incremental Forming que se presentará en el congreso SheMet 2011 en Leuven (Bélgica), se detallan las limitaciones que tienen ciertos programas CAM especialmente utilizados para procesos de arranque de viruta (fresado) cuando se aplican para generar las trayectorias de la herramienta de ISF.
• Simulación de las fuerzas durante el conformado incremental - Es fundamental tener un control de las fuerzas que se alcanzan durante el proceso de ISF. En centros de mecanizado CNC adaptados para llevar a cabo esta técnica, las fuerzas en el eje Z son las que tienen una mayor influencia. Durante la elaboración del estado del arte se ha podido observar que no se dispone de mucha información de los valores de fuerza que se obtienen cuando se fabrica una geometría con ángulos variables. Por este motivo se han realizado simulaciones para este tipo de geometrías, cuyos resultados se han comparado con los que se obtendrían a partir de la aplicación de una ecuación desarrollada en trabajos previos. Todo este trabajo está detallado en el artículo Force Modeling in Single Point Incremental Forming of Variable Wall Angle Components que se presentará en el congreso SheMet 2011 el próximo mes de abril.
Relacionado con este trabajo se ha presentado un abstract (que ha sido aceptado) a 10th International Conference on Technology of Plasticity (ICTP 2011).
| Parámetros constantes | Mínimo | Medio | Máximo |
| Ángulo(º) | 40 | 50 | 60 |
| Radio gen(mm) | 40 | 47.5 | 55 |
| Diámetro(mm) | 50 | 75 | 100 |
| Parámetros variables | Valor |
| Material | AA1050-H24 |
| Espesor(mm) | 0,5 |
| Diámetro herramienta(mm) | 10 |
| Velocidad de rotación(rpm) | 1000 |
| Velocidad de avance(mm/min) | 1000 |
EDM
LM
DMLS
ISF
