ES2211207T3 - Un procedimiento y dispositivo para la deformacion de un cuerpo material. - Google Patents
Un procedimiento y dispositivo para la deformacion de un cuerpo material.Info
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Abstract
Un procedimiento para la deformación de un cuerpo material (1), en el que un miembro estampador (2) con una masa m es conducido hacia delante y golpea el cuerpo material (1) a tal velocidad que, al menos se genera un movimiento de rebote del miembro estampador (2), mientras se genera una deformación permanente del cuerpo, caracterizado porque el movimiento de rebote se contrarresta, de modo que se genera al menos, un impacto adicional del miembro estampador (2) contra el cuerpo material (1) dentro de un periodo, durante el cual la energía cinética del cuerpo material (1) genera una deformación adicional del cuerpo, estando definida la energía cinética del cuerpo material por las ondas alternativas que se generan en el cuerpo material en el momento en que el miembro estampador rebota hacia atrás.
Description
Un procedimiento y dispositivo para la
deformación de un cuerpo material.
La presente invención trata de un procedimiento
para la deformación de un cuerpo material, en el que un miembro
estampador con una masa m es conducido hacia adelante y golpea un
cuerpo material a tal velocidad que al menos se genera un
movimiento de rebote del miembro estampador, mientras se genera una
deformación permanente del cuerpo. La invención trata también de un
dispositivo para la deformación de un cuerpo material, que
comprende un miembro estampador dispuesto para ser conducido hacia
adelante y golpea un cuerpo material a tal velocidad que se genera
un movimiento de rebote del miembro estampador, mientras se genera
una deformación permanente del cuerpo material.
A través de la anterior solicitud de patente n°
W097/00751 del solicitante, se sabe que fija un cuerpo material, ya
sea en forma sólida o en forma de polvo de grano, pellas o similar
y con un solo golpe o varios golpes consecutivos por medio de una
unidad de choque logra coalescencia adiabática en el cuerpo
material, a través de la cual se obtiene una rápida y efectiva
deformación del cuerpo material.
Según esta técnica anterior, cuando se aplica una
pluralidad de golpes consecutivos al cuerpo, el intervalo entre
los golpes consecutivos debería ser inferior a aproximadamente 0,2
segundos. Al compactar el polvo, preferiblemente un polvo metálico,
se sugiere que se apliquen tres golpes consecutivos al cuerpo
material. De estos golpes, el primero es un golpe extremadamente
débil que separa la mayor parte del aire del polvo y orienta las
partículas de polvo. El siguiente golpe tiene mucha energía y
velocidad de choque para conseguir coalescencia adiabática local de
las partículas de polvo de manera que éstas se prensen juntas hasta
obtener una densidad extremadamente alta. El tercer golpe tiene
energía de media a alta, es decir, menos energía que el segundo
golpe, y logra la conformación final del cuerpo material, que
posteriormente se puede sinterizar. En la correspondiente
deformación de un cuerpo metálico sólido, se activarán superficies
planas deslizantes durante un gran aumento de la temperatura local,
mediante el cual se logra la deformación necesaria.
En ambos casos descritos, sin embargo, será
preciso un impulso muy potente de la unidad de choque para lograr
el efecto de deformación deseado cuando se use un solo golpe o
varios golpes a intervalos del orden de 200 ms para lograr el
objetivo deseado. La herramienta de choque o el miembro estampador
puede rebotar hacia atrás entre cada golpe único. Por lo tanto, no
está en contacto con el cuerpo material entre los golpes, sólo una
vez por golpe. El golpe o los golpes proporcionan un aumento muy
fuerte de la temperatura local del material del cuerpo deformado.
Si el material del cuerpo comprende uno o varios metales o
aleaciones de metal, un aumento de temperatura tan fuerte suele
provocar transiciones de fase del material, tanto al calentarlo
como al enfriarlo posteriormente. Con frecuencia el enfriamiento
puede realizarse de manera relativamente rápida, dado que el
aumento de temperatura a menudo es local y el calentamiento puede
realizarse mediante el material circundante, que está más frío.
Existe una gran probabilidad de que se obtengan estructuras y fases
no deseadas, por ejemplo martensita en acero, como resultado de
este procedimiento.
Un objeto de la presente invención es
proporcionar un procedimiento mediante el cual se realiza la
deformación de un cuerpo material de la clase mencionada
inicialmente, con el menor aumento de temperatura en el cuerpo
material posible mientras se logra una deformación satisfactoria
del cuerpo material. Por eso, el procedimiento debería, en gran
medida, permitir la aparición de fases y estructuras desventajosas
en el cuerpo material debido a las variaciones de temperaturas
demasiado fuertes que se producen en él.
El inventor ha descubierto en experimentos
prácticos que se generan ondas alternativas en el cuerpo material
en el momento en que el miembro estampador rebota hacia atrás
desde el cuerpo material. Estas ondas definen una energía cinética
en el cuerpo material, cuya energía activa gradualmente, en
secuencias, superficies planas en el cuerpo y, probablemente,
provoca también desplazamientos mutuos del grano de un polvo
mientras dichas ondas disminuyen rápidamente. Se han realizado
intentos con cuerpos materiales de acero, situados en una base y
deformados por medio de un miembro estampador, que ha golpeado a
éstos verticalmente desde arriba. Con respecto a eso, se ha
observado que las ondas alternativas se mueven hacia delante y
hacia atrás esencialmente en la dirección del impacto del miembro
estampador, es decir, desde la superficie del cuerpo material
golpeado por el miembro estampador hacia la superficie que se apoya
sobre la base y hacia atrás. En dichos cuerpos materiales de acero
de prueba, dichas ondas disminuyen tanto que ya no generan ninguna
deformación considerable en el material en unos pocos
milisegundos.
Se ha logrado el objeto de la invención por medio
de un procedimiento de la clase mencionada inicialmente,
caracterizado porque el movimiento de rebote del miembro estampador
se contrarresta, de manera que se genera al menos un impacto
adicional del miembro estampador contra el cuerpo material en un
periodo durante el cual la energía cinética del cuerpo material
genera una deformación adicional del cuerpo. Por eso, el impacto
adicional suministra energía al cuerpo material hasta tal punto que
contribuye a la energía cinética de la onda alternativa, por lo
cual una deformación adicional del cuerpo obtenida por dicha onda
continúa durante un periodo más largo que si no se hubiese
realizado ningún impacto de retorno inmediato del miembro
estampador. La deformación adicional lograda por la onda pueda
comprender sólo activación de superficies planas deslizantes y/o
desplazamientos mutuos de grano en el caso de un cuerpo en polvo.
El impacto adicional, que tiene cierto impulso y suministra cierta
energía, deformará el cuerpo plásticamente, gracias a la deformación
adicional establecida por la onda. Se requiere un impulso
sustancialmente menor para una determinada deformación en este
punto, cuando se activan más superficies planas deslizantes, que en
el caso de que se hubiera aplicado el impacto adicional en una
ocasión posterior, cuando dicha onda hubiese disminuido.
El inventor ha descubierto que es preciso
suministrar un total de energía menor al cuerpo material y que se
puede conseguir un aumento de temperatura comparativamente menor en
el cuerpo material logrando aún la deformación deseada del cuerpo
material por medio del procedimiento según la invención.
Según una forma de realización preferida del
procedimiento según la invención, se aplica una serie de impactos
por medio del miembro estampador contra el cuerpo material dentro
de dicho periodo. A través de una serie de impactos rápidos, se
suministra continuamente energía cinética al cuerpo material que
contribuye a mantener viva la onda alternativa y, en consecuencia,
favorece la generación de la deformación adicional en el cuerpo
material al tiempo que cada nuevo impacto genera una deformación
plástica adicional permanente del cuerpo. La serie de impactos se
logra de forma que se contrarresta una serie correspondiente de
rebotes del miembro estampador y se logra un nuevo impacto
respectivo, que a su vez genera un nuevo rebote. Cada impulso con
el que el miembro estampador golpea al cuerpo material es lo
suficientemente grande para generar un rebote del miembro estampador
dentro de dicha serie. Cuando se aplican varios golpes consecutivos
contra el cuerpo material para su deformación, dicha serie de
impactos se aplica en conexión directa con el golpe respectivo. El
golpe define el primer impacto en la respectiva serie de
impactos.
Según una forma de realización preferida, el
impulso con el que el miembro estampador golpea al cuerpo material
disminuye con cada impacto dentro de dicha serie. Cuando se aplica
un golpe que sólo comprende dos impactos, un primero y un segundo,
contra el cuerpo material, el primer impacto tiene un impulso mayor
que el segundo. Gracias al efecto de la onda contra el cuerpo
material, ya no se necesita un impulso tan grande del segundo
impacto para generar una cierta deformación plástica adicional
deseada. También en la práctica resulta más sencillo lograr un
segundo impacto con un impulso menor que el primer impacto dentro
de un periodo de tiempo tan corto como el descrito aquí
(aproximadamente 1 ms), por ejemplo mediante la amortiguación
efectiva del movimiento de rebote. Sin embargo, no se excluirá la
posibilidad de aplicar un segundo impacto con un impulso mayor que
el primer impacto o anterior, si es preciso.
Según otra forma de realización preferida, el
cuerpo material es un cuerpo sólido que comprende un material
metálico, comprendiendo dicha deformación una remodelación del
cuerpo. De este modo se lleva a cabo la deformación adicional de
forma que la energía cinética de la onda alternativa genera una
activación gradual de las superficies planas deslizantes en el
cuerpo material. Dado que las superficies planas deslizantes se
activan gradualmente, se puede lograr una deformación más lenta y
menos intensa del material mediante la aplicación de uno o varios
impactos adicionales, además del primero, contra el cuerpo
material. La temperatura aumenta en el cuerpo material, de manera
que no necesita ser tan grande como cuando se tiene que conseguir
una deformación correspondiente del cuerpo por medio de un solo
impacto, después del cual se puede disminuir la onda alternativa en
el cuerpo material sin que se suministre energía adicional desde
fuera.
Según otra forma de realización preferida, el
cuerpo material comprende un polvo suministrado en un molde. La
deformación del cuerpo en polvo comprende una compactación del
mismo. El procedimiento según la invención ofrece una forma rápida
y eficaz de compactar el polvo, por ejemplo, carburo cementado en
polvo, sin altas temperaturas innecesarias, que podrían provocar la
formación de estructuras y/o fases no deseadas generadas en el
polvo. Como se ha mencionado anteriormente, la técnica anterior
sugiere que el cuerpo material en polvo se compacta en tres etapas;
una primera etapa en la que se aplica un golpe débil sobre el
cuerpo para lograr una orientación inicial de las partículas de
polvo, una segunda etapa en la que se dirige un golpe muy fuerte
contra el polvo para conseguir coalescencia adiabática local de las
partículas de polvo para que se prensen juntas hasta obtener una
densidad alta, y una tercera etapa en la que se aplica un golpe de
energía media-alta sobre el cuerpo en polvo y se
produce una conformación final. El procedimiento según la invención
podría aplicarse ventajosamente en la segunda etapa y/o
posiblemente en la tercera etapa.
Otro objeto de la invención es proporcionar un
dispositivo mediante el cual sea posible trabajar con un cuerpo
material por medio de un miembro estampador que golpea al cuerpo
material con tal impulso que se logre coalescencia adiabática en el
cuerpo material, en el cual se logra un aumento mínimo de la
temperatura del cuerpo al tiempo que se consigue la deformación
deseada.
Este objeto se logra por medio de un dispositivo
de la clase definida inicialmente, que se caracteriza porque
comprende medios para contrarrestar el rebote y porque genera un
impacto adicional del miembro estampador contra el cuerpo material
dentro de un periodo, durante el cual la energía cinética del
cuerpo material genera una deformación adicional del mismo.
Según una forma de realización preferida, la
trayectoria del movimiento del miembro estampador hacia el cuerpo
material es tal que el cuerpo se acelera bajo la influencia de la
fuerza de gravedad que actúa sobre él y la fuerza de gravedad
contrarresta el rebote. Por lo tanto, se puede usar la propia masa
del miembro estampador para generar el impacto adicional dirigido
contra el cuerpo. Preferiblemente, el miembro estampador puede caer
sustancialmente en vertical en la dirección del cuerpo material, a
través del cual se usa la fuerza de gravedad al máximo para
contrarrestar el rebote del miembro estampador.
Según otra forma de realización preferida, el
dispositivo comprende medios para aplicar una fuerza F_{1} al
miembro estampador, cuya fuerza actúa en la dirección del cuerpo
material y contrarresta el rebote. Mediante una elección
conveniente de la masa del miembro estampador, la caída y el tamaño
de la fuerza F_{1} aplicada, es posible controlar el tiempo entre
dos impactos consecutivos del miembro estampador contra el cuerpo
material. La fuerza F_{1} aplicada no sólo contrarresta el rebote,
sino que también contribuye a empujar activamente al miembro
estampador en dirección al cuerpo material.
Según otra forma de realización preferida, se
dispone el dispositivo para realizar una serie de impactos por medio
del miembro estampador contra el cuerpo material dentro de dicho
periodo. Cada impacto único tiene lugar a una velocidad tal del
miembro estampador que se genera un rebote posterior del mismo. El
dispositivo puede, por tanto, comprender medios para controlar el
tamaño de la fuerza aplicada sobre el miembro estampador, por
ejemplo para que disminuya gradualmente con cada rebote adicional
para conseguir una amortiguación armónica y no demasiado rápida de
los movimientos del miembro estampador contra el cuerpo
material.
Según otra forma de realización preferida, el
impulso, con el que el miembro estampador golpea al cuerpo
material, disminuye con cada impacto dentro de dicha serie. Sobre
todo, la diferencia en impulso entre el primer impacto y el segundo
es grande. Los respectivos impulsos contribuyen a evitar que la
onda alternativa del cuerpo material disminuya demasiado deprisa.
De este modo, se suministra energía en forma de energía cinética al
cuerpo material dentro de un periodo, durante el cual la energía
cinética genera de la forma más efectiva una deformación en el
cuerpo material. Como se ha mencionado anteriormente, la
deformación adicional generada por la onda en el cuerpo comprende
la activación de superficies planas deslizantes. Cada impacto
adicional dentro de dicho periodo se beneficia de eso para generar
una deformación plástica adicional del cuerpo material mientras se
siguen activando dichas superficies planas deslizantes.
De la siguiente descripción y de las
reivindicaciones de la patente se pueden deducir más
características y beneficios de la invención.
La invención se describirá a continuación para
ejemplificar los objetos con respecto a los dibujos adjuntos, en
los que:
La figura 1 es una vista esquemática transversal
desde el lateral, que muestra un dispositivo para la deformación de
un cuerpo sólido.
La figura 2 es una vista esquemática transversal
desde un lateral, que muestra un dispositivo similar para
compactar un polvo.
La figura 3 es un diagrama esquemático que
muestra un desplazamiento registrado de un miembro estampador
según la figura 1 ó 2 en el tiempo.
La figura 4 es un diagrama esquemático que
muestra la velocidad axial del miembro estampador y una superficie
del cuerpo material respectivamente, según la figura 1 en el
tiempo.
La figura 5 es un diagrama que muestra, en un
experimento con compactación de polvo, tanto el movimiento del
miembro estampador en el tiempo como la fuerza con la que el
miembro estampador influye sobre el material en polvo durante el
curso de la compactación.
La figura 6 es un diagrama que describe la
posición del miembro estampador como función de tiempo en la
deformación (formación) de un cuerpo sólido y
La figura 7 es una ampliación de la tercera etapa
de formación evidente a partir de la figura 6.
En las figuras 1 y 2 se muestra de forma
esquemática un dispositivo para la deformación de un cuerpo
material 1. El dispositivo comprende un miembro estampador 2,
dispuesto para ser conducido hacia el cuerpo material 1 y golpearlo
a tal velocidad que se genere un movimiento de rebote del miembro
estampador 2. De este modo se deforma el cuerpo material 1.
El cuerpo material de la figura 1 está formado
por un material en forma sólida, preferiblemente un metal sólido.
En la figura 2 el cuerpo material 1 está formado por un polvo,
preferiblemente que se haya compactado ligeramente, ya sea mediante
un ligero golpe del miembro estampador o de algún otro miembro
similar. El dispositivo se ha dispuesto para conseguir una
deformación inmediata y relativamente grande del cuerpo material 1
mediante un fuerte golpe del miembro estampador.
El miembro estampador 2 se suministra de tal
forma que, bajo la influencia de la fuerza de gravedad que actúa
sobre él, se acelera hacia el cuerpo material 1. Preferiblemente la
masa m del miembro estampador 2 es sustancialmente más grande que
la masa del cuerpo material 1. Por lo tanto, se puede reducir en
cierto modo la necesidad de una velocidad de impacto alta del
miembro estampador 2. El miembro estampador 2 puede golpear al
cuerpo Material 1 a tal velocidad que se obtenga coalescencia
adiabática local y una deformación del cuerpo material 1 asociado.
Además la velocidad es tal que se genera un rebote del miembro
estampador 2. De este modo la deformación del cuerpo material 1
lograda es plástica y, en consecuencia, permanente. Cuando el
miembro estampador 2 rebota, se generan fuertes ondas o vibraciones
en el cuerpo material 1 en la dirección del golpe del miembro
estampador 2. Las ondas se amplifican inicialmente si el miembro
estampador 2 no está en contacto inmediato con el cuerpo material
1. Esta onda u ondas tienen mucha energía cinética y activarán
superficies planas deslizantes en el cuerpo material, que no se han
activado durante el impacto anterior. Durante el periodo en el que
se activan estas superficies planas deslizantes, resultará
relativamente más fácil deformar el cuerpo material 1 con un
determinado impulso o energía de un impacto posterior. Por lo
tanto, el dispositivo se suministra de tal forma que una fuerza
suficiente actúa sobre el miembro estampador 2 en dirección al
cuerpo material 1 porque se genera un impacto adicional, con un
impulso que supera un valor mínimo, contra el cuerpo material 1
dentro de dicho periodo. Sin embargo, el periodo es muy corto, del
orden de unos pocos milisegundos. Si la masa del miembro estampador
es muy grande, en realidad podría lograrse dicho impacto adicional
dentro de este periodo dejando simplemente que la fuerza de
gravedad actúe sobre el miembro estampador 2 y amortigüe el rebote
y acelere el miembro estampador 2 contra el cuerpo material 1.
Según la forma de realización preferida mostrada
del dispositivo, este último comprende, sin embargo, un medio 3
para aplicar una fuerza F_{1} sobre el miembro estampador 2, cuya
fuerza actúa en dirección al cuerpo material 1 y contrarresta el
rebote. Este medio 3 puede comprender un cilindro de fuerza, por
ejemplo un cilindro hidráulico. El objetivo de éste no es sólo
contrarrestar el movimiento de rebote del miembro estampador 2,
sino también acelerar al miembro estampador 2 hacia el cuerpo
material 1 y, por tanto, contribuir al impulso con el que el
miembro estampador 2 golpea al cuerpo material 1 en el siguiente
impacto. Preferiblemente, la fuerza F_{1}, la trayectoria de
movimiento del miembro estampador 2 y la dirección del movimiento
hacia el cuerpo material 1 y la masa m del miembro estampador 2 se
adaptan para que se genere un impacto adicional, preferiblemente
varios impactos adicionales, cada uno de los cuales contribuya a
prolongar dicho periodo y que en etapas deforme plásticamente el
cuerpo material 1.
La figura 3 muestra esquemáticamente el
desplazamiento axial del miembro estampador 2 en el tiempo desde el
momento en que el miembro estampador 2 golpea al cuerpo material 1
y comienza a deformarlo hasta el momento en que la onda u ondas del
cuerpo material han disminuido y los posibles rebotes e impactos
adicionales del miembro estampador ya no generan ninguna
deformación adicional sustancial del cuerpo material 1. El diagrama
se crea a partir de una prueba en la que se usó un miembro
estampador 2 con una masa de 105 kg para deformar un cilindro de 20
mm de alto y un diámetro de 12 mm, hecho de acero con recocido
blando. Por medio de un pistón hidráulico se aplicaron además 50 kN
al miembro estampador 2 en dirección al cuerpo material 1, es
decir, el cilindro de acero.
La velocidad con la que se permite que el miembro
estampador 2 golpee al cuerpo material 1 se varió en diferentes
pruebas. En la prueba que genera un diagrama, que se corresponde
aproximadamente con el diagrama de la figura 3, se midieron las
velocidades en la dirección axial del miembro estampador 2 y a
partir de un modelo de cálculo se obtuvo una imagen esquemática de
la velocidad típica del cuerpo material 1 en dirección axial, cuyas
velocidades se ilustran de forma aproximada en la figura 4. La
línea a indica la velocidad del miembro estampador y la línea b
indica la velocidad del cuerpo material. Resulta evidente cómo se
genera una onda, es decir, un movimiento recíproco, en el cuerpo
material 1 en cuanto comienza el movimiento de rebote del miembro
estampador 2. Esto ocurre en la prueba ilustrada después de
aproximadamente 3 ms. Un milisegundo más tarde, es decir, después
de 4 ms, el dispositivo realiza el siguiente impacto.
En el momento del impacto, cuando el miembro
estampador 2 y el cuerpo material 1 están en contacto el uno con el
otro y el cuerpo material 1 se deforma bajo la influencia del
impulso del miembro estampador 2, la amplitud de la onda en el
cuerpo material 1 disminuye en cierto modo, para aumentar después
en tamaño nuevamente cuando el miembro estampador 2 vuelve a rebotar
hacia atrás y pierde contacto por completo, o parcialmente, con el
cuerpo material 1 durante un breve momento. El periodo entre dos
impactos consecutivos es del orden de 1 ms. Después de cierto
tiempo, aquí del orden de 5 ms, la onda del cuerpo material 1 ha,
sin embargo, disminuido tanto que ya no contribuye a la activación
de superficies planas deslizantes adicionales. Por lo tanto, los
impactos adicionales del miembro estampador 2 no contribuirán de
forma considerable a ninguna deformación plástica adicional del
cuerpo material 1, en tanto en cuanto no se tomen medidas
radicales, por ejemplo, un aumento considerable de la potencia con
la que se influye en el miembro estampador 2. Cuando se logra esta
fase, el miembro estampador se puede devolver correctamente a una
posición, desde la cual se realiza una nueva serie correspondiente
de impactos sobre un cuerpo material adicional 1 o el mismo cuerpo
material 1.
Debería mencionarse que también puede aparecer
una onda alternativa en el cuerpo material 1 durante la
deformación plástica inicial del mismo, es decir, antes de que se
haya generado el movimiento de rebote del miembro estampador 2,
pero que esta onda tiene una amplitud sustancialmente menor que
cuando se ha generado el movimiento de rebote. A fin de lograr la
mayor claridad, no se muestra ninguna onda alternativa del cuerpo
material durante la deformación inicial del mismo en la figura
4.
En la figura 5 la abscisa muestra el tiempo
(milisegundos) mientras que la ordenada muestra la distancia de
movimiento del miembro estampador con relación. al gráfico indicado
con 4 mientras que la ordenada se refiere a la fuerza con respecto
al gráfico indicado con 7. Como se ha dicho anteriormente, el
miembro estampador describe un movimiento de rebote durante una
etapa de formación. En el diagrama, según la figura 5, el gráfico 4
muestra el movimiento del miembro estampador en el experimento
realizado con compactación de polvo. El gráfico 7 describe la
fuerza con la que el miembro estampador influye en el material en
polvo que se está compactando.
En el diagrama de la figura 5 se puede observar,
con relación a la fase de compactación indicada con 6, cómo la
fuerza (el gráfico 7) del material en polvo aumenta con cada rebote
del miembro estampador, consultar el gráfico 4. Además, resulta
evidente cómo el miembro estampador toma una posición cada vez más
baja después de cada rebote, consultar el gráfico 4 y, por tanto,
da al material en polvo un grado cada vez más alto de
compactación. Una vez que el movimiento del miembro estampador ha
disminuido, el miembro estampador antes o después se coloca en la
posición de depósito según el gráfico 4. La fuerza según el gráfico
7 no disminuye en su posición original debido a la fricción interna
de la propia herramienta de compactación.
En la figura 6 se ilustra la formación de un
cuerpo sólido con una secuencia de choque que incluye tres golpes.
En la figura 6 la abscisa indica el tiempo mientras que la ordenada
indica la distancia de movimiento del miembro estampador. En
consecuencia, en la figura 6 la posición del miembro estampador
como función de tiempo se puede resumir en la fase de aceleración,
fase de formación y movimiento hacia arriba del estampador siendo
evidente para cada uno de los tres golpes. En la figura 7 se
muestra una ampliación de la tercera fase de formación (golpe).
El dispositivo según la invención es
preferiblemente una máquina de choque de un tipo similar al
descrito en la solicitud de patente anterior WO97/00751 del
solicitante. Una máquina de choque de estas características usa
preferiblemente mecanismos hidráulicos para generar los golpes o
impactos logrados por medio de un miembro estampador 2 sobre un
cuerpo material 1. El dispositivo preferiblemente se dispone de tal
forma que pueda realizar varias series consecutivas de impactos de
la clase según la invención con un espacio de tiempo mutuo muy
corto entre las series respectivamente.
La invención propone una forma muy eficaz y
fiable en la que cuerpos materiales, sólidos y otros más sueltos
formados a partir de partículas sencillas, se pueden deformar o
compactar. La energía que muestra un miembro estampador o de choque
cuando golpea al cuerpo material que se va a deformar se usa de la
mejor manera posible para generar una deformación lo más grande
posible en el cuerpo material. Además, la presencia de estructuras
no deseadas en el cuerpo material deformado, que surgen debido a
grandes variaciones de temperatura en el mismo, se reduce en
comparación con cuando se usan golpes únicos o series de golpes
según la técnica anterior para conseguir una deformación del mismo
mediante coalescencia adiabática en el cuerpo material.
Por supuesto, una pluralidad de formas de
realización alternativas, junto con el alcance de la invención,
resultarán obvias para un experto en la materia. La idea de la
invención se interpretará en su sentido más amplio y como se define
en las reivindicaciones de la patente adjuntas con ayuda de la
descripción y los dibujos adjuntos.
Claims (22)
1. Un procedimiento para la deformación de un
cuerpo material (1), en el que un miembro estampador (2) con una
masa m es conducido hacia delante y golpea el cuerpo material (1) a
tal velocidad que, al menos se genera un movimiento de rebote del
miembro estampador (2), mientras se genera una deformación
permanente del cuerpo, caracterizado porque el movimiento de
rebote se contrarresta, de modo que se genera al menos, un impacto
adicional del miembro estampador (2) contra el cuerpo material (1)
dentro de un periodo, durante el cual la energía cinética del
cuerpo material (1) genera una deformación adicional del cuerpo,
estando definida la energía cinética del cuerpo material por las
ondas alternativas que se generan en el cuerpo material en el
momento en que el miembro estampador rebota hacia atrás.
2. Un procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque durante el periodo, dentro del cual la
energía cinética del cuerpo material (1) genera la deformación
adicional en el cuerpo, aparece una onda alternativa a través de,
al menos, una parte del cuerpo, teniendo el movimiento de la onda
la energía cinética que genera la deformación adicional.
3. Un procedimiento según la reivindicación 1 ó
2, caracterizado porque el movimiento de rebote se
contrarresta de forma que se permite que una fuerza F actúe en el
miembro estampador (2) en dirección al cuerpo material (1).
4. Un procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque la dirección en la que el miembro
estampador (2) golpea al cuerpo material (1), es tal quela fuerza F
comprende, al menos una parte de la fuerza de gravedad (m \cdot
g) que actúa sobre el miembro estampador (2).
5. Un procedimiento según la reivindicación 3 ó
4, caracterizado porque la fuerza F comprende una fuerza FI,
que se aplica al miembro estampador (2) en dirección al cuerpo
material (1).
6. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1-5, caracterizado porque se
aplica una serie de impactos por medio del miembro estampador (2),
contra el. cuerpo material (1) dentro de dicho periodo.
7. Un procedimiento según la reivindicación 6,
caracterizado porque la serie de rebotes se logra de forma
que se contrarresta una serie correspondiente de rebotes del
miembro estampador (2).
8. Un procedimiento según la reivindicación 6 ó
7, caracterizado porque el impulso con el que el miembro
estampador (2) golpea al cuerpo material (1) disminuye con cada
impacto en dicha serie.
9. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 6-8, caracterizado porque
después de una primera serie de impactos, se aplica al menos una
serie adicional de impactos contra el cuerpo material (1).
10. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1-9, caracterizado porque se
hace que el miembro estampador (2) se acelere hacia el cuerpo
material (1) bajo la influencia de la fuerza de gravedad.
11. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1-10, caracterizado porque
el cuerpo material (1) es un cuerpo sólido que comprende un material
metálico.
12. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1-11, caracterizado porque
dicha deformación comprende una remodelación del cuerpo.
13. Un procedimiento según la reivindicación 11 ó
12, caracterizado porque la deformación adicional comprende
una activación gradual de superficies planas deslizantes en el
cuerpo material (1).
14. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1-9, caracterizado porque el
cuerpo material (1) comprende un polvo suministrado en un
molde.
15. Un procedimiento según la reivindicación 14,
caracterizado porque deformación plástica del cuerpo en
polvo comprende una compactación del mismo.
16. Un procedimiento según la reivindicación 14 ó
15, caracterizado porque aparece una onda alternativa en el
cuerpo durante dicho periodo, que tiene una energía cinética que
genera un desplazamiento mutuo de los granos de polvo, de tal forma
que se obtiene una compactación.
17. Un dispositivo para la deformación de un
cuerpo material (1), que comprende un miembro estampador (2)
dispuesto para ser conducido hacia delante y golpea un cuerpo
material (1) a tal velocidad, que se genera un movimiento de rebote
del miembro estampador (2), mientras se genera una deformación del
cuerpo material (1), caracterizado porque comprende medios
(3) para contrarrestar el rebote y para generar al menos un impacto
adicional del miembro estampador (2) contra el cuerpo material (1)
dentro de un periodo, durante el cual la energía cinética del
cuerpo material (1) genera una deformación adicional en el cuerpo,
estando definida la energía cinética del cuerpo material por las
ondas alternativas que se generan en el cuerpo material en el
momento en que el miembro estampador rebota hacia atrás.
18. Un dispositivo según la reivindicación 17,
caracterizado porque durante el periodo en el que la energía
cinética del cuerpo material (1) genera una deformación adicional
del cuerpo, aparece una onda alternativa a través de, al menos, una
parte del cuerpo material (1), teniendo el movimiento de la onda la
energía cinética que genera gradualmente la deformación
adicional.
19. Un dispositivo según la reivindicación 17 ó
18, caracterizado porque la trayectoria del movimiento del
miembro estampador (2) hacia el cuerpo material (1) es tal que el
cuerpo se acelera bajo la influencia de la fuerza de gravedad que
actúa sobre él y se contrarresta el rebote mediante la fuerza de
gravedad
(m \cdot g).
(m \cdot g).
20. Un dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 17-19, caracterizado porque
comprende medios (3) para aplicar una fuerza F_{1} al miembro
estampador (2), cuya fuerza actúa en dirección al cuerpo material
(1) y contrarresta el rebote.
21. Un dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 17-20, caracterizado porque
se dispone para realizar una serie de impactos por medio del
miembro estampador (2) contra el cuerpo material (1) dentro de
dicho periodo.
22. Un dispositivo según la reivindicación 21,
caracterizado porque el impulso con el que el miembro
estampador (2) golpea al cuerpo material (1) disminuye con cada
impacto dentro de dicha serie.
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