Tecnologías innovadoras de

conformado para la nueva

generación de productos de

acero en automoción

Madrid, 20 de septiembre de 2006

PLATEA

Plataforma Tecnológica del Acero

Retos del automóvil

El conformado y los nuevos aceros

Tecnologías innovadoras de conformado

�Conformado en caliente

� TUTEMP (RFCS 2003)

� CHATEMP (propuesta RFCS 2006)

�Conformado a alta velocidad

� HIVEL (RFCS 2005)

�Conformado incremental

� HIFLOW (RFCS 2002)

� Hidroconformado

�HYDROTEST (RFCS 2001)

� MULTHYDRO (propuesta RFCS 2006)

� Combinación de procesos innovadores

� PROFORM (IP para Pymes VI PM)

Reducir costes

Acortar los tiempos de desarrollo

Satisfacer los requerimientos de los usuarios (seguridad, confort, …)

Aligerar peso con objeto de reducir el consumo y la polución

•Componentes más ligeros, seguros, fiables

•Procesos de fabricación más flexibles y eficientes

Retos del sector de automoción

•Desarrollo de materiales liger

•Aceros de altas prestaciones

Los nuevos aceros en el automóvil

� Es difícil obtener formas complejas

� Grandes esfuerzos de deformación

� Prensas de gran tonelaje

� Grandes inversiones en equipamiento y utillaje

Mayor resistencia, menor elongación

Mayor resistencia, mayor springback

� Dual Phase steel

� TRIP steel

� Complex phase steel

� Martensite phase steels

� Hot Stamped B-alloyed st

Stainless Steels

Conformado incremental

Conformado en caliente

Conformado de alta velocidad

Hidroconformado

� Estampación en caliente (aceros tratables térmicamente, aceros al boro

Volvo XC90 Componentes en

aceros al boro (fuentes Arcelor)

•Diseño y fabricación de troqueles dotados de

sistemas de refrigeración

•Recubrimientos para evitar oxidación

•Reducción de tiempos de ciclo

B – Pillar

(Cold and hot formed)

Hot Metal Gas Forming Process

(fuente www.towerautomotive.com)

Conformado de tubos en caliente

� Hidroconformado en semicaliente – 400ºC (Al, Mg,…)

� Hot Metal Gas Forming Tª > 800ºC (Aceros)

0

20

40

60

80

100

120

140

tru

e s

tress [

MP

a]

1.4301

S355

USIBOR150

DP600

1.4512

dϕϕϕϕ = 0.365

1050°C

Str

ess

• Superar las limitaciones del

hidroconformado manteniendo las

ventajas de los componentes

tubulares.

• Verificar la factibilidad del proceso

• Obtención de los parámetros óptimos

de deformación (temperatura y

velocidad de deformación ) para los

aceros seleccionados (Inoxidables

(1403 y 1.4512, S355, DP600 y

USIBOR 1500)

LABEIN, ACERALIA TUBOS, ACERINOX, RWTH, TNO, CSM

Plasticity at high temperature for steel and stainless tube forming

applications in automotive industry

TUTEMP RFCS 2003

Desarrollar una tecnología innovadora de conformado de chapa en caliente para la fabricación de componentes estructurales de automoción más ligeros y seguros.

Hibrido entre HMGF y estampación en caliente

ACERISTAS:

Thyssenkrupp

Acerinox

CENTROS DE INVESTIGACION:

LABEIN coordinador

CSM

LTF Erlangen

USUARIOS FINALES

Volkswagen

Propuesta RFCS 2006 : CHATEMP

Aceros tratables rmicamente como

aceros al boro con

diferentes recubrimientos

Aceros inoxidables ticos y austeníticos,

Dual 3CR12

Fuel tanks

PH3:

Validación funcionay económica. Prototipo

PH2:

Desarrollo del proceso.

PH1:

Requerimientos y caracterización de los materiales

Propuesta RFCS 2006 : CHATEMP

- Mejora la formabilidad

- Disminución de arrugas

- Reducción de la recuperación elástica

- Flexibilidad.

- Menores inversiones

- Menor consumo energético.

Conformado Electromagnético Conformado Electrohidraulico

Aplicaciones en tubo: compresión / expansión / unión

Aplicaciones en chapa: deformación, calibración, engatillado,…

High velocity forming of steel sheets and tubes for applications

in the automotive industry

Estudiar la viabilidad del conformado a alta

velocidad (EMF y EHF) para la fabricación de

componentes de automoción tanto tubulares

como planos en HSS y aceros inoxidables

Aplicaciones: refuerzos, tubos de escape,

conformado de pequeños radios, calibrado,…

LABEIN, ACERINOX, SSAB, ILVA-Riva Group, VOESTALPINE, UNIV. OULU

HI-VEL RFCS 2005

•Deformación por rotación.•Combinación de fuerzas axiales y radiales impartidas por uno o mas rodillos.•Deformación incremental y localizada•Altas velocidades de giro del material

• Tecnologías de conformado flexible.• Procesos lento comparado con la estampación tradicional• Series cortas y prototipado rápido. • Precisión dimensional • Geometrías complejas

Repujado

Laminación cónica

Laminación cilíndrica

Influence of flowforming process parameters on fatigue

behaviuor of HS wheels for car industry

CSM, ARCELOR, MAGNETTO WHEELS, IRSID, LABEIN

HIFLOW RFCS 2002

Mejora del proceso de fabricación de llantas de automovil y de su comportamiento a fatiga mediante la utilización de aceros de alto limite

ástico y technologías de laminación cilíndrica flowforming).

Limitaciones:

Altas presiones y prensas de gran capacidad. Altas inversiones

Menor formabilidad reduce la complejidad de los componentes que puede ser fabricados

Posibilidades:

� Componentes

- Mas ligeros

- Fabricados con menor número de pie

- Mejores prestaciones

Investigation of the influence of the pre-hydroforming processes

and development of characterisation methods for the testing of

steel semi-products for hydroforming

LABEIN, CSM, RUUKKI, SIMR, PTU, SALZGITTER, ARCELOR

•Probar y validar mediante un componente real los metodos de caracterización de tubo masadecuados para hidroconformado

HYDROTEST RFCS 2001

• Desarrollo de guías para determinar el semi producto(tubo) más adecuado para un proceso de hidroconformado (bending/preforming/hydroforming)

Aumentar el uso de aceros de alta limite elástico y aceros inoxidables en la fabricación de componentes hidroconformados para la estructura del vehiculo, mediante la combinación de operaciones de conformado no convencionales qpermitan reducir peso y mejorar el comportamiento en servicio de los componentes

obtenidos.

EVELOPMENT OF LIGHT HYDROFORMED VEHICLE COMPONENTS BYTHE INTEGRATION OF NON CONVENTIONAL PRE-POST FORMING TECHNOLOGIES

CENTROS DE INVESTIGACION:

LABEIN coordinadorCSMPtU Darmstadt

PYMES: Stossenwellentechnik EHF para limpieza de conductos

USUARIOS FINALES :Gestamp Automotive

Vallourec

ACERISTAS: Ruukki Acerinox

Propuesta RFCS 2006 : MULTHYDRO

Near net shapesemiproductsTube roll forming

Rotary swaging

Flow-forming

Electromagnetic forming

HYDROFORMING

Finished parElectrohydraulic form

Electromagnetic form

work piece

tool

b

work piece

tool

b

Propuesta RFCS 2006 : MULTHYDRO

Crash-Boxes

PH3:

Validación funcioy económica. Prototipos

PH2:

Desarrollo y adaptación de cada tecnología

PH1:

Requerimientos y caracterización de los materiales

Dual phase (DP 1000 o similar)

TWIP steel (XIP 1000 o similar)

Aceros martensiticos (MSW1200,

Docol 1200 o similar)

Aceros inoxidables austeniticos,

ferriticos o Dual 3CR12

Propuesta RFCS 2006 : MULTHYDRO

An innovative manufacturing process concept for a flexible and cost effective production of the vehicle

body in white:

Topic addressed: 3.4.4.5.-Simultaneous engineering and production of integrated

-tech components for European transport

Noviembre 2006Duración 4 años

PRIORITY 3Nanotechnologies and nano-sciences, knowledge-based mulitifunctional mateand new production processes and devices

PROYECTO INTEGRADO dedicado

A PYMES

Coordinador LABEIN

OEM

Tier 1

Tier 2

Tier 3

DC

Gestamp Dura

OEM RTD center

Fiat Iveco

C.R.Fiat

Ingemat Onapres Gasparini

Eximet Axyal Numillance Genta

Actarus Filzek Antec LMB

SME

DataMGBN

OEM

Tier 1

Tier 2

Tier 3

Dura

OEM RTD center

Fiat Iveco

C.R.Fiat

Ingemat Onapres Gasparini

Eximet Axyal Numillance Genta

Actarus Filzek Antec LMB

SME

DataM

EMF

EMF/LF

Flexible

Roll

Forming

EMF

EMF/LF

Flexible

Roll

Forming

ROLL FORMING

Laserforming

Electromagnetic

forming

Laser Assisted formingFlexible

Cost effective

ParticularisationStandardisation

Profile Forming LEAD TIMEreduction

Integrated

Engineering

Production

Strategy

Integración de tres procesos de conformado

emergentes (perfilado RF, conformado laser LF y

conformado electromagentico EMF) en un

concepto de producción innovador y flexible que

contribuye a la reducción de costes de fabricación

y a la reducción de tiempos de desarrollo del BIW

Presupuesto aprobado: 10.300 M€

GRACIAS POR SU ATENCION !!!