Lección 4.9DeformarCapítulo 4 · Conformado de chapa y tubo

Conformado por explosión

Una explosión bajo el agua empuja la lámina contra una matriz

El conformado por explosión usa una pequeña carga explosiva detonada bajo el agua para empujar una lámina de metal contra una matriz de una sola cara. El agua transporta la explosión como una onda de presión, como un martillo invisible gigante que golpea toda la lámina a la vez. Da forma a piezas muy grandes o muy tenaces, como cúpulas de cohetes, sin una prensa lo bastante grande para hacer el trabajo.

conformado por explosión · sección del tanque de agua, la carga, la lámina y la matrizLos números en círculo corresponden a los pasos de abajo. La línea discontinua es la forma que toma la lámina tras la explosión.

Cómo funciona

Sujeta la chapa. Una lámina plana (la chapa) se sujeta sobre una matriz con un anillo prensachapas (un anillo pesado atornillado alrededor de su borde). La matriz puede ser de acero, fundición dúctil, hormigón o incluso fibra de vidrio para presiones bajas.
Extrae el aire. Una bomba de vacío elimina el aire entre la lámina y la matriz. El aire atrapado amortiguaría la lámina y le impediría llenar la matriz.
Coloca la carga. El conjunto se baja a un tanque o piscina de agua. Un equipo de voladura con licencia cuelga una carga explosiva medida a una distancia fija sobre la lámina.
Dispara. La detonación envía una onda de choque (un frente de presión repentino y muy alto) a través del agua. El agua se comprime poco, así que transmite la presión a la lámina con mucha eficiencia.
La lámina golpea la matriz. En aproximadamente un milisegundo la lámina choca contra la matriz y copia su forma. La pieza se saca, se comprueba y normalmente se recorta; las piezas grandes pueden necesitar varios disparos.

Datos clave

Materiales: Aceros, aceros inoxidables, titanio, aluminio y aleaciones de níquel, a menudo calidades difíciles de conformar
Piezas típicas: Grandes cúpulas y fondos abombados, conos, piezas de cohetes y depósitos, paneles complejos
Tamaño de pieza: Hasta varios metros de lado, fijado por la piscina y no por una prensa
Precisión: Buen ajuste a la matriz, pero el retorno elástico y el espesor varían; las piezas a menudo se comprueban y recortan después
Acabado superficial: Superficie lisa en el lado de la matriz; sin marcas de punzón porque no lo hay
Tamaño de lote adecuado: Prototipos y series muy pequeñas de piezas grandes
Coste de utillaje y máquina: Bajo comparado con una prensa de la misma potencia: sin prensa, solo una matriz, un tanque y manejo de explosivos
Velocidad: El conformado en sí tarda aproximadamente un milisegundo; preparar cada disparo lleva horas

Ventajas y límites

Ventajas

Fuerzas enormes sin una prensa enorme
Piezas muy grandes de una sola pieza
Matrices de una sola cara baratas
La alta velocidad permite que los metales tenaces se estiren más

Límites

Los explosivos necesitan licencias, un sitio remoto y una seguridad estricta
Preparación lenta: pocos disparos al día
Difícil de automatizar, así que no sirve para la producción en masa
El retorno elástico y el espesor son menos predecibles que en una prensa

Dónde se usa

Aeroespacial y espacioCúpulas de depósitos de cohetes, piezas de motor, secciones de revestimiento de aviones
Recipientes a presiónGrandes fondos abombados y tapas para depósitos
Arquitectura y arteEsculturas y paneles decorativos conformados contra moldes
Investigación y prototiposPiezas únicas en metales demasiado resistentes para las prensas disponibles

Cómo reconocerlo

Cúpulas o paneles muy grandes de una sola pieza sin costuras de soldadura que los crucen.
Formas lisas y suavemente curvas que copian una matriz de una sola cara.
Se suele encontrar en cohetes, depósitos u obras de arte más que en productos cotidianos.

Compáralo con

Hidroconformado4.5también es líquido empujando una lámina contra una matriz, pero la presión viene despacio de una bomba y una prensa.Conformado electromagnético4.8otro método de alta velocidad, que usa un pulso magnético en lugar de explosivos, para piezas pequeñas.Soldadura por explosión7.8los mismos explosivos, usados para unir dos placas metálicas en lugar de dar forma a una.

Míralo

ONE POINT ACADEMY · Una explicación para principiantes: carga, tanque de agua, matriz y vacío

Design Otherwise · Cómo funciona el proceso y cómo se usó en la historia

GESPASA · Una explosión industrial real conformando una gran esfera de acero

San Diego Air and Space Museum Archives · Película de archivo de piezas aeroespaciales hechas con conformado de alta energía

Ver fotos reales

Wikipedia: Conformado por explosión — principio, historia y materiales de matriz; pocas fotos
Búsqueda de fotos en Wikimedia Commons

Recuerda

El agua lleva la explosión a la lámina; el vacío deja que la lámina llene la matriz.
Solo se necesita una matriz, y ninguna prensa, así que son posibles piezas muy grandes.
Es adecuado para piezas raras, grandes y tenaces, no para la producción en masa.