Robustez

La robustez es un tema importante en la industria del conformado de chapa metálica. Tradicionalmente, las compañías se habían centrado en la robustez del estampado durante la fase de fabricación, mediante sus departamentos de producción y calidad. Hoy, el moderno software de simulación permite a las compañías tratar los problemas de robustez del estampado en las fases tempranas de la producción y diseño de herramientas. Es decir, las compañías pueden ahora desarrollar el mejor diseño de producto y el mejor diseño de herramienta para un proceso robusto de estampación.

En el análisis de robustez, la estabilidad del proceso de embutición profunda se analiza bajo condiciones del proceso predefinidas. En la producción del día a día es posible que piezas que se producen sin problemas un día, al siguiente sufran imprevistos incluso aunque las condiciones de producción aparentemente no hayan cambiado. Esto se debe al ruido y las variaciones en el proceso de conformado.

Bajo condiciones reales de producción, hay importantes pero inevitables e incontrolables variaciones de los parámetros de embutición. Estas variaciones se pueden dividir en dos tipos:

• Ruido en los parámetros del proceso de conformado tales como, por ejemplo, la fuerza de retención de los frenos, redondeo de los radios debido al desgaste de la herramienta, variaciones en la presión del pisador debido al estado de la prensa, fluctuaciones en la lubricación, etc.
• Ruido en las propiedades del material tales como, por ejemplo, limite elástico, resistencia a la tracción y valores de anisotropía (valores r), que varían de bobina a bobina y de proveedor a proveedor.

El análisis de robustez se lleva a cabo para analizar la influencia de las variables de ruido en el proceso de conformado. El usuario define la variación para cada variable de ruido en forma de un valor medio y la desviación asociada estándar. Basándose en esta variación se efectúan múltiples simulaciones. Se analizan entonces todas las simulaciones disponibles, mediante el mismo sistema que se utiliza en el análisis de sensibilidad. Sin embargo, ahora el análisis se basa en la variación de las variables de ruido y no sobre la base de los parámetros de diseño. De esta forma se calcula una función de calidad que depende de las variables de ruido. En el análisis de robustez se puede verificar si un proceso de conformado proporciona resultados estables bajo la influencia de ruido común de diversos parámetros.

Si se conoce la influencia y sensibilidad de las variables de ruido, el proceso de conformado puede diseñarse de acuerdo a:

• El ruido no afecta a la calidad deseada del resultado.
• El número de rechazos se minimizan y al mismo tiempo aumenta la eficiencia en la producción.
• Se pueden definir los límites de tolerancia para el control de calidad de materiales

El resultado se usa para predecir la estabilidad y capacidad de los procesos de conformado en términos de las variables de ruido seleccionadas. El análisis de robustez permite al usuario determinar la ventana del proceso de robustez, en la cual se han tenido en cuenta las mejores condiciones de conformado teniendo en consideración las variables de ruido.

Abordar la robustez en la estampación es importante ya que los potenciales problemas de estampado se pueden solucionar de forma más temprana en el ciclo de desarrollo de un vehículo, ahorrando tiempo y recursos. Esto se traduce en una más pronta salida al mercado de los nuevos modelos de automóvil, con obvias ventajas.

Más información sobre el análisis de robustez en AutoForm:

Producción robusta en Ford [inglés]

Diseño para una estampación robusta – Diseño para productos y herramientas duraderas [inglés]

Software para análisis de sensibilidad, optimización y estabilidad