Estudio de deformaciones mediante análisis degenerativo en depósitos de radiador de automóvil fabricados en material plástico
- Autores: Jesús Eduardo Martínez Poderós
- Directores de la Tesis: Jesús Fuentelsaz Gallego (dir. tes.), Javier Castany Valeri (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Zaragoza ( España ) en 2016
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Mario Monzón Verona (presid.), Francisco Serraller (secret.), Pedro M. Hernández Castellano (voc.)
- Materias:
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- Resumen
Los depósitos plásticos del radiador de un vehículo son componentes geométricamente complejos, con altos requerimientos dimensionales y sujetos a importantes solicitaciones mecánicas y térmicas durante las operaciones de montaje y en condiciones de trabajo. Los depósitos son producidos a través de un proceso de moldeado por inyección de un termoplástico reforzado. El depósito plástico inyectado experimenta una contracción anisotrópica que deriva en deformaciones dimensionales las cuales imposibilitan el proceso de montaje en línea o generan defectos de estanqueidad en el radiador poniendo en riesgo la funcionalidad del módulo de refrigeración y la del propio vehículo. La compensación en el molde de las deformaciones originadas en el componente plástico es un proceso costoso en tiempo y en coste que compromete los ajustados plazos del proyecto y la rentabilidad del programa. La predicción de deformaciones utilizando aplicaciones de simulación reológica está sujeta a mucha incertidumbre dada la dificultad de reproducir con precisión en el simulador todas condiciones de contorno que caracterizarán al proceso de inyección real antes de que el molde esté industrializado y probado. El propósito de esta investigación es analizar el impacto global del diseño del componente y de sus singularidades en las deformaciones finales del depósito inyectado, definir un protocolo fiable para la predicción de deformaciones en depósitos plásticos inyectados y simplificar los costes y los plazos de la fase de industrialización del molde de inyección de depósitos de radiador.
Para el desarrollo de la investigación se contará con un molde real de depósito de radiador con una geometría representativa. La cavidad del molde será sensorizada para monitorizar su curva de proceso bajo cualquier condición de trabajo.
La geometría real de los aceros de figura será escaneada mediante un barrido de puntos de cada bloque y será trasladada a distintos softwares de simulación reológica plasmando el diseño real de la cavidad mecanizada. Las condiciones de contorno del simulador serán ajustadas en múltiples lanzamientos hasta que los resultados de la curva de proceso y de deformación arrojados por el simulador coincidan con los valores de la pieza real inyectada. Una vez que el modelo de simulación esté ajustado se procederá a realizar un ejercicio de «análisis degenerativo» de la geometría del depósito. Para ello se mecanizará el molde de inyección eliminando en cada paso una singularidad geométrica del depósito y monitorizando los resultados de la curva de proceso. En paralelo se llevará a cabo un ejercicio análogo de edición CAD del depósito escaneado con una descomposición gradual de la geometría, lanzando en el simulador cada paso de geometría editada para verificar el ajuste del modelo de simulación y el impacto de cada singularidad geométrica en las deformaciones finales del depósito. Finalmente, se elaborarán tablas de geometrías básicas de depósitos y de singularidades simples integradas independientemente en cada diseño básico de depósito. Se llevará a cabo un lanzamiento masivo de todas las geometrías en el modelo ajustado de simulación y se recopilarán los resultados de deformación experimentados. Los resultados de predicción de deformaciones obtenidos se testarán en varios moldes reales compensados en deformaciones y con diferentes geometrías de piezas con el objeto de validar el modelo.
El «análisis degenerativo» de la geometría básica de depósitos permitirá identificar las singularidades geométricas con mayor impacto en las deformaciones del componente y servirá de apoyo al diseño de nuevos conceptos de depósitos. Los resultados obtenidos con la utilización de las tablas de predicción de deformaciones presentarán desviaciones inferiores al 20% en los valores de deformación medidos en la pieza real de nuevos programas. La aproximación conseguida con las tablas de predicción permitirá introducir valores de compensación fiables en el molde industrializado desde la primera prueba, minimizando los plazos de industrialización y ahorrando en costes de regeneración.
