Foros de SóloIngeniería

- 02 Ago 2013, 16:44 #326486

Muy buenas tardes. Ando investigando un poco en el mundillo de la forja ya que mi Proyecto Final de Carrera, del que considero que se puede sacar algo con vistas empresariales, versaba sobre dicho sector. La cuestión es que se trató de un estudio a nivel de materiales que tenía por objeto constituir una alternativa al método de Elementos Finitos. En lo concerniente a la industria del forjado ando un poco verde, la verdad, y espero que me podías echar un cable aun cuando las preguntas os puedan resultar elementales. He procurado informarme en tres empresas dedicadas a la forja en caliente en las que, por cierto, el nivel de implicación de quienes me han atendido ha sido satisfactorio. Sin embargo, ando algo confundido y no he podido sacar una conclusión inequívoca tras analizar toda la información que manejo.

Mi interés gira, por un lado, en torno al empleo de programas de elementos finitos y, por otro, al uso de PLCs/Autómatas. En lo concerniente a los programas de elementos finitos me he encontrado con dos versiones:

1ª) En el departamento técnico se prescindía del uso de programa de elementos finitos, siendo el cliente el que se encargaba de dichos cálculos. Esto me ha dejado bastante sorprendido puesto que si el propio cliente tiene que hacer dichos cálculos... Además, que solo el fabricante conoce las especificaciones de sus estampas y utillaje y me causa extrañeza. Puede que lo haya comprendido mal, después de todo han sido consultas telefónicas.

2ª) En el departamento técnico sí se empleaba un programa de elementos finitos, solo que no todo el peso del estudio con el software recaía sobre la empresa de forjado sino que se repartía con el propio cliente.

Ambas respuestas me han dejado en un mar de dudas pues suponía que lo lógico fuese que la responsabilidad en este aspecto recayese sobre la empresa encargada del forjado de las piezas solicitadas por el cliente. Me gustaría preguntaros: ¿cuál es vuestra experiencia respecto al uso de dichos softwares en la industria del forjado o similares?

La otra cuestión atañe a los PLCs que suelen controlar el proceso de forjado. No dejo de plantearme si el programa de usuario que se introduce por el terminal de programación lo realiza siempre la empresa de forja que adquiere la prensa hidráulica, por ejemplo, o si existen casos en los que la empresa suministradora de la maquinaria puede hacerlo ella misma; en otras palabras, que a parte del SO, que viene en la ROM del PLC, introduzca un programa adaptado a las necesidades/peculiaridades del proceso de la empresa de forjado que compra la máquina.

Espero no haberme equivocado de foro, el hecho de preguntar por el PLC de una prensa me ha hecho decidirme por éste.

Estaré atento a vuestras respuestas. Gracias

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- 06 Ago 2013, 13:51 #326627

Hola, OZEngineer:

Por un lado, en cuanto a los elementos finitos... El método de los elementos finitos se usa para muchas cosas, así que, ¿exactamente para qué preguntaste si lo usaban o no en las empresas? Porque, por ejemplo, si es para saber si la pieza que se va a fabricar va a soportar una serie de cargas externas... pues qué quieres que te diga, me quedo con la primera respuesta: que lo calcule el cliente; a mí que me dé un plano con las dimensiones de la pieza que quiere fabricar. Por otro lado, y creo que por aquí va la respuesta número 2, si la empresa usa un software de elementos finitos para optimizar el diseño de sus estampas y así minimizar los puntos donde el material puede acabar con grietas, o mejorar la fluidez en ciertos puntos, pues sí, entonces lo lógico es que se reparta un poco entre el fabricante y el diseñador/cliente. Porque el papel (o la pantalla del ordenador) aguanta mucho, pero el diseño que me pasan va a tener problemas al fabricarlo y yo sugiero cambios al cliente que le darán una pieza mejor. Eso sí, el cliente tiene que valorar cómo afectan a su diseño.

No sé si me he explicado o lo he complicado todo más aún.

En cuanto a la PLC... Todo es negociable. Depende de las necesidades de la empresa. Normalmente lo que se va a necesitar es aplicar una presión determinada, que esta se aplique progresivamente durante un periodo de tiempo, que permanezca cerrada un tiempo más y que luego se abra. Y, si acaso, activar un expulsor. No son muchos parámetros: presión, tiempo (o velocidad) de cierre, tiempo cerrada y si se activa o no el expulsor. Si en la empresa se requieren otros parámetros, probablemente el fabricante de la máquina pueda adaptarlo a sus necesidades. Y ya que en la propia empresa estén trasteando todo el día con la máquina... Pues es posible, es posible.

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Anerriphto ho kybos.

- 08 Ago 2013, 16:55 #326761

Hola, OZEngineer:

Por un lado, en cuanto a los elementos finitos... El método de los elementos finitos se usa para muchas cosas, así que, ¿exactamente para qué preguntaste si lo usaban o no en las empresas? Porque, por ejemplo, si es para saber si la pieza que se va a fabricar va a soportar una serie de cargas externas... pues qué quieres que te diga, me quedo con la primera respuesta: que lo calcule el cliente; a mí que me dé un plano con las dimensiones de la pieza que quiere fabricar. Por otro lado, y creo que por aquí va la respuesta número 2, si la empresa usa un software de elementos finitos para optimizar el diseño de sus estampas y así minimizar los puntos donde el material puede acabar con grietas, o mejorar la fluidez en ciertos puntos, pues sí, entonces lo lógico es que se reparta un poco entre el fabricante y el diseñador/cliente. Porque el papel (o la pantalla del ordenador) aguanta mucho, pero el diseño que me pasan va a tener problemas al fabricarlo y yo sugiero cambios al cliente que le darán una pieza mejor. Eso sí, el cliente tiene que valorar cómo afectan a su diseño.

No sé si me he explicado o lo he complicado todo más aún.

En cuanto a la PLC... Todo es negociable. Depende de las necesidades de la empresa. Normalmente lo que se va a necesitar es aplicar una presión determinada, que esta se aplique progresivamente durante un periodo de tiempo, que permanezca cerrada un tiempo más y que luego se abra. Y, si acaso, activar un expulsor. No son muchos parámetros: presión, tiempo (o velocidad) de cierre, tiempo cerrada y si se activa o no el expulsor. Si en la empresa se requieren otros parámetros, probablemente el fabricante de la máquina pueda adaptarlo a sus necesidades. Y ya que en la propia empresa estén trasteando todo el día con la máquina... Pues es posible, es posible.

Hey då! Muchas gracias por responder. Cito tu comentario por si existiera algún buscador de citas en el foro que te hiciera ver con más facilidad esta respuesta. El programa de elementos finitos querría analizarlo en lo concerniente a la aplicación del cálculo de cargas sobre la pieza para lograr su forjado efectivo, exclusivamente. En una de las empresas, creo recordar, me dijeron que el software de elementos finitos lo empleaban ellos para el cálculo de tensión de utillaje y deformaciones, más enfocado a su maquinaria y al proceso que en la pieza en sí. En cambio, como tú dices, me suena que dijo que los cálculos de cargas a aplicar por parte de la prensa era cosa del cliente. Esto es lo que me gustaría confirmar, si las responsabilidades de uno y otro son éstas de manera fehaciente, o tu comentario

Porque, por ejemplo, si es para saber si la pieza que se va a fabricar va a soportar una serie de cargas externas... pues qué quieres que te diga, me quedo con la primera respuesta: que lo calcule el cliente; a mí que me dé un plano con las dimensiones de la pieza que quiere fabricar

era una mera opinión. ¿Tienes constancia de que esto sea así? Porque según quién sea el encargado de calcular dicha carga, el enfoque cambia: no es lo mismo decir que mi 'target' es la empresa forjadora que el cliente quien le encarga las piezas. Por si no me he expresado correctamente, mis teorías, que pretendo implementar en un lenguaje de PLC, tienen que ver con el cálculo de la carga de forjado.

Respecto al PLC, me refería a poder acoplarle, por medio de una memoria, el programa de usuario basado en los estudios que estoy llevando a cabo. Me puse en contacto con un amigo que me comentó que ellos, como empresa suministradora de los PLCs que tienen en cierto aeropuerto, son los artífices del programa de usuario y de que éste se presente almacenado en una memoria RAM+EEPROM con licencia de fabricante para que no se pueda manipular. El 'inconveniente' es que los PLCs con los que trabajan ellos son relativamente simples y no sé hasta que punto el método de emplear RAM+EEPROM pueda extrapolarse al control de una prensa hidráulica con el programa informático derivado de mis investigaciones, el cual sería muy sencillo, sin grandes requerimientos.

Un saludo y muchas gracias por tu atención.

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- 09 Ago 2013, 12:42 #326796

Hola, OZEngineer:

En una de las empresas, creo recordar, me dijeron que el software de elementos finitos lo empleaban ellos para el cálculo de tensión de utillaje y deformaciones, más enfocado a su maquinaria y al proceso que en la pieza en sí.

Por esta respuesta entiendo que la empresa utiliza un software de elementos finitos para el cálculo de tensiones y deformaciones. Entiendo que lo usan para que, al diseñar sus moldes y utillaje, asegurarse de que estos no se van a romper por efecto de las presiones que aplican.

En cambio, como tú dices, me suena que dijo que los cálculos de cargas a aplicar por parte de la prensa era cosa del cliente.

Perdón, pero yo creo que no dije esto. Y si lo dije de forma que se interpretó así, lo siento. Lo que yo quise decir es lo siguiente. Imagina un cliente (arquitecto) que quiere poner unas estanterías en la pared. Pero, en lugar de irse a IKEA, diseña él mismo los soportes, porque los quiere en hierro forjado muy bonito, y lleva el diseño a una empresa para que se los haga. ¿Aguantarán esos soportes el peso de los libros que se apoyen en la estantería? Ese cálculo que lo haga el arquitecto. Las presiones que hay que darle a la prensa para que la pieza quede bien son competencia exclusiva del fabricante.

¿Tienes constancia de que esto sea así? Porque según quién sea el encargado de calcular dicha carga, el enfoque cambia: no es lo mismo decir que mi 'target' es la empresa forjadora que el cliente quien le encarga las piezas. Por si no me he expresado correctamente, mis teorías, que pretendo implementar en un lenguaje de PLC, tienen que ver con el cálculo de la carga de forjado.

A ver. Creo que aquí ha habido un error de concepto que espero haber aclarado en el apartado anterior. Yo, como fabricante, le voy a hacer al cliente las piezas según el plano que él me suministre. Las presiones que yo voy a aplicar en mis máquinas, si voy a hacer una o diez estampas... Eso es cosa mía. Incluso le proporcionaré una probeta del material que he empleado para que la ensaye si quiere y verifique que la resistencia del material corresponde con las especificaciones pedidas. Pero si el cliente me dice "tiene que aguantar tantos kilos de peso", eso que lo calcule él.

Te pongo un caso personal. En 2004 estuve en una empresa que fabricaba implantes para traumatología. Hubo que preparar la fabricación de una placa de acero inoxidable para las fracturas de cadera. Se diseñó y se calculó por elementos finitos que podía soportar el peso de una persona de 200 kg. Cuando se cerró el diseño, hubo que determinar cómo se fabricaría. Con la maquinaria de control numérico que había en ese momento en la fábrica no salían los precios. Hubiese hecho falta cambiar la maquinaria y no había fondos, así que se estudió hacer una preforma por estampación en caliente y hacerle sólo pequeñas operaciones de acabado. Nos pusimos en contacto con una empresa especializada y les pasamos los planos. Ellos, a su vez, nos pasaron los planos de lo que podían hacer, corrigiendo determinados radios y espesores que, según ellos, darían problemas. Corregimos nuestro diseño, volvimos a comprobar que soportaba el peso de una persona de 200 kg (subiendo escaleras, hay que multiplicar por 7, ojo), y aceptamos el diseño. Sé que usaron tres estampas para lograr el resultado final, pero no tengo ni idea de a qué temperatura y presión trabajaron las piezas. Mi responsablilidad al aceptar sus piezas terminaba al comprobar que las medidas se ajustaban al plano y que la resistencia del acero usado correspondía con la de cálculo (mediante probetas y certificados de material de la propia empresa).

Así que, en respuesta a tu pregunta, la carga de forjado tienes que preguntársela a la empresa fabricante.

Respecto al PLC, me refería a poder acoplarle, por medio de una memoria, el programa de usuario basado en los estudios que estoy llevando a cabo.

No lo sé. Entiendo que para que puedas hacer esto tendrías que saber con qué máquina vas a trabajar, y si el PLC que tiene acoplado dicha máquina permite leer de una memoria externa.

Espero haberte ayudado.

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Anerriphto ho kybos.

- 09 Ago 2013, 13:59 #326798

Y tanto que me has ayudado, de veras! Tu ejemplo de 2004 ha sido revelador y, si se lee mi primer mensaje en el que manifestaba mi extrañeza por la información que se me había proporcionado, dicho caso tiene todo el sentido. Por eso mismo me extrañaba que me dijeran que el cliente usara el software de elementos finitos...para calcular la carga de forjado! De ahí lo del 'mar de dudas' que escribí en el mensaje inicial. ¿Qué sentido tenía que el cliente dijese cuál tiene que ser la presión a aplicar si no conoce la maquinaria de la empresa a la que le contrata los servicios? Además, ¿cómo iba a ser posible si muchas piezas se fabrican a partir de un tocho del que se van a obtener sucesivas preformas que sólo conocen en la forja? Algo he tenido que entender mal en las conversaciones que tuve por teléfono, o quizás yo lo interpretara como 'carga de forjado' cuando se referían a las 'cargas' que debía soportar la pieza puesta ya en servicio.

La verdad es que te agradezco enormemente tu aportación porque resuelve mis dudas respecto a lo de los elementos finitos, y qué mejor que con un caso práctico. Dejo el tema abierto y sin valorar por si alguien quiere aportar algo más sobre PLCs. Por supuesto, tu ayuda ha sido muy valiosa y como tal he valorado (con el botón correspondiente) ambos mensajes.

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