ES2254592T3 - Dispositivo y procedimiento para el esponjado in situ de perfiles huecos con espuma metalica. - Google Patents
Dispositivo y procedimiento para el esponjado in situ de perfiles huecos con espuma metalica.Info
- Publication number
- ES2254592T3 ES2254592T3 ES02027181T ES02027181T ES2254592T3 ES 2254592 T3 ES2254592 T3 ES 2254592T3 ES 02027181 T ES02027181 T ES 02027181T ES 02027181 T ES02027181 T ES 02027181T ES 2254592 T3 ES2254592 T3 ES 2254592T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- hollow
- situ
- profile
- sponging
- hollow profile
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000006262 metallic foam Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 47
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 63
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 36
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000005187 foaming Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 4
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 claims description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 2
- XDDAORKBJWWYJS-UHFFFAOYSA-N glyphosate Chemical compound OC(=O)CNCP(O)(O)=O XDDAORKBJWWYJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006261 foam material Substances 0.000 description 3
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 210000000497 foam cell Anatomy 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/02—Induction heating
- H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
- H05B6/105—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications using a susceptor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/10—Sintering only
- B22F3/11—Making porous workpieces or articles
- B22F3/1121—Making porous workpieces or articles by using decomposable, meltable or sublimatable fillers
- B22F3/1125—Making porous workpieces or articles by using decomposable, meltable or sublimatable fillers involving a foaming process
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
- B22F7/002—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of porous nature
- B22F7/004—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of porous nature comprising at least one non-porous part
- B22F7/006—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of porous nature comprising at least one non-porous part the porous part being obtained by foaming
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/10—Sintering only
- B22F3/105—Sintering only by using electric current other than for infrared radiant energy, laser radiation or plasma ; by ultrasonic bonding
- B22F2003/1053—Sintering only by using electric current other than for infrared radiant energy, laser radiation or plasma ; by ultrasonic bonding by induction
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
- B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
Abstract
Disposición para el esponjado in situ de perfiles huecos con espuma metálica, comprendiendo un perfil (2) hueco y un medio (1) de inducción en el que puede introducirse el perfil (2) hueco que presenta una interrupción (4) eléctrica que discurre en la dirección (A) longitudinal del perfil (2) hueco, y pudiendo incorporarse una materia (3) prima espumeable en el perfil (2) hueco, caracterizada porque el perfil (2) hueco está en contacto con el medio (1) de inducción en al menos un punto, de manera que durante el espumeado inductivo de la materia (3) prima, el perfil (2) hueco forma una parte del medio (1) de inducción.
Description
Dispositivo y procedimiento para el esponjado
in situ de perfiles huecos con espuma metálica.
La presente invención se refiere a una
disposición así como a un procedimiento para el esponjado in
situ de perfiles huecos con espuma metálica, según la
reivindicación 1 u 11.
Se conoce que los perfiles esponjados con espuma
metálica, ofrecen un potencial de utilización, en especial para
aplicaciones de construcción ligera en la industria automovilística,
así como en la técnica aeronáutica y astronáutica. La espuma
metálica sirve aquí como material aislante, así como para aumentar
la rigidez y como absorbedor de choques, por ejemplo, en
estructuras de colisión.
Se conocen distintos dispositivos y
procedimientos con los que se producen semejantes estructuras
esponjadas. Los documentos DE 197 44 300 A1 y EP 0 804 982 A2
describen, por ejemplo, disposiciones en las que se realiza el
espumeado de una materia prima en una antecámara. La espuma metálica
producida en la antecámara, tiene una consistencia fluida,
flexible, y se incorpora a través de aberturas apropiadas de salida,
en los perfiles que se desea esponjar, y allí se solidifica.
Consecuentemente, en un procedimiento semejante, la espuma metálica
se hace espuma en otro lugar distinto del que finalmente se
necesita. Por tanto, es necesario un paso separado de transporte.
Esto exige un elevado gasto técnico puesto que tienen que
controlarse y coordinarse por separado, la formación de espuma y la
incorporación. Por lo demás el esponjado de perfiles con material
homogéneo de espuma (por ejemplo, el esponjado de perfiles de
aluminio con espuma de aluminio) es muy difícil, puesto que a causa
de la alta conductividad térmica del perfil a esponjar, al
incorporar la espuma, se enfría y solidifica muy rápidamente. Esto
lleva consigo el inconveniente de que perfiles con destalonamientos,
tienen que calentarse antes del esponjado. La temperatura necesaria
para esto, se sitúa no obstante en la gama de la temperatura de
fluencia de la espuma, y así actúa negativamente sobre las
características del perfil.
Por lo demás, en el documento DE 198 34 394 A1 se
describe un dispositivo y un procedimiento para la fabricación de
espuma metálica, en los que se aplica la espuma directamente durante
el proceso de formación de la espuma. Con este fin se espumea la
materia prima a espumear en una llamada célula de espumear. La
espuma metálica se produce directamente en el lugar de su
preparación bajo definidas condiciones límite, es decir, por
ejemplo, con independencia de la forma del perfil a esponjar, y se
incorpora al perfil sin mayores recorridos de transporte. Para
llegar a puntos muy inaccesibles en el interior del perfil a
esponjar puede colocarse la célula de espumear en la punta de una
lanza de espumear de forma de barra. El calentamiento de la materia
prima a esponjar, se lleva a cabo con ayuda de manantiales
corrientes de calor, como quemadores de gas, calefacción eléctrica
de resistencia, bobinas de inducción, generadores de haces
electrónicos y de láser. No obstante, existe aquí todavía el
problema de esponjar homogéneamente perfiles con destalonamientos,
puesto que la espuma se enfría mientras fluye. Este problema
aparece una vez más en especial cuando deban esponjarse perfiles con
material homogéneo de espuma.
Además, el documento DE 199 28 997 C2 describe
espumear materia prima por radiación con un láser o con un haz
electrónico. Aquí se concentra la aportación de calor en la materia
prima a esponjar, sin que se caliente significativamente el perfil
que envuelve la materia prima. De este modo se impide un deterioro
del perfil hueco. Además, es ventajoso que el proceso de espumeado
tiene lugar allí donde se necesita el material espumeado, de manera
que se garantice una fabricación de la espuma metálica, flexible y
en lo esencial independiente de la forma. No obstante, es
desventajoso que el procedimiento está limitado en lo esencial a los
casos de aplicación en los que el material del perfil y el material
de la espuma son diferentes. En caso de una combinación de
materiales homogéneos, por ejemplo, perfil de aluminio y espuma de
aluminio, a causa de la temperatura exigida en el proceso, que es
mayor que la temperatura de fusión del material de la espuma, se
presentan problemas. Además, al calentar la materia prima a
espumear mediante láser, hay que prestar atención a que exista
contacto visual con la materia prima. Si se espumean capas
superpuestas, esto sólo es posible sucesivamente y es necesaria una
alimentación apropiada de la materia prima, lo cual por lo regular,
es técnicamente problemático.
Por lo tanto, la misión de la presente invención
se basa en crear una disposición o un procedimiento para el
esponjado in situ de perfiles huecos con espuma metálica, que
permitan un esponjado parcial de perfiles huecos, en su caso con
destalonamientos, en especial, incluso cuando el perfil hueco y la
espuma metálica se compongan de materiales homogéneos. Aquí, la
disposición o el procedimiento, debe de ser de aplicación
sencilla.
La misión se resuelve mediante una disposición
según la reivindicación 1.
Aquí la idea central es que el mismo perfil
hueco, por el contacto con el medio de inducción, representa una
parte del medio de inducción. Esto es posible haciendo que, además,
en el perfil hueco, discurriendo en su dirección longitudinal, esté
dispuesta una interrupción eléctrica, de manera que se impida
eficazmente un cortocircuito del medio de inducción. Esto quiere
decir al mismo tiempo que la interrupción eléctrica se extiende en
toda la dirección longitudinal de cualquier modo y manera. A causa
de este acondicionamiento el perfil hueco se hace
"cuasiconductor" que durante el calentamiento de la materia
prima, experimenta él mismo sólo muy poco calentamiento, e influye
positivamente en la configuración del campo magnético.
La disposición según la invención tiene la
ventaja de que la espuma metálica se produce directamente en el
lugar en que finalmente se necesita. De este modo se garantiza un
esponjado muy efectivo, puesto que no se necesita ningún
seguimiento o introducción de la espuma metálica. Así se suprimen
dificultades de incorporación. Además, es ventajoso que también se
esponjan fiablemente destalonamientos en el interior de un perfil
hueco, puesto que a causa del calentamiento por todos los lados de
la materia prima, se consigue una expansión uniforme de la materia
prima que se espumea. Aquí puede variarse la densidad de la espuma
mediante los parámetros del proceso. Naturalmente, los parámetros
del proceso pueden variarse también durante el proceso de espumeado,
de manera que el perfil hueco se llene con un material en
gradiente. Otra ventaja consiste en que únicamente son necesarios
pocos componentes constructivos (medio de inducción, perfil hueco,
así como materia prima), de manera que se realiza una disposición
sencilla con bajos costes de proceso.
Es conveniente configurar el medio de inducción
de forma que pueda enfriarse. Esto se realiza, por ejemplo,
mediante un circuito de agua fría, dispuesto dentro del medio de
inducción. Esto tiene la ventaja de que el perfil hueco se enfría
al mismo tiempo, a causa de su contacto con el medio de inducción,
lo cual es ventajoso en especial, en un esponjado del perfil hueco
con material homogéneo de espuma, ya que de esta manera, la
temperatura del perfil hueco se mantiene por debajo de la
temperatura de fusión de la materia prima.
La forma del medio de inducción corresponde con
ventaja, en lo esencial, a la forma del perfil hueco. De este modo
se garantiza un contacto uniforme en todo el perímetro del perfil
hueco, lo que da lugar a un esponjado uniforme, y en consecuencia,
actúa positivamente sobre la característica del esponjado. Además,
de este modo el campo magnético necesario para el calentamiento
inductivo de la materia prima, se adapta óptimamente a las
circunstancias. Aquí es especialmente ventajoso acondicionar el
medio de inducción, pudiendo adaptarse a la forma, el cual se
adapta automática y flexiblemente a la forma del perfil hueco.
Además, es conveniente que el perfil hueco
presente una sección transversal de forma circular, oval,
rectangular o cualquier otra. Por lo tanto, está garantizada una
aplicación flexible.
Es especialmente conveniente, configurar la
interrupción eléctrica, como rendija. Esto proporciona una
interrupción eléctrica fiable, para evitar un cortocircuito del
medio de inducción y, además, técnicamente puede realizarse con
facilidad.
Según una realización alternativa, la
interrupción eléctrica es un material no conductor de la
electricidad, que está integrado en la pared del perfil hueco, o
está incorporado en una rendija dispuesta en él.
Además, es especialmente ventajoso que el medio
de inducción y el perfil hueco estén dispuestos desplazables uno en
relación con el otro. Por lo tanto es posible de forma sencilla, no
sólo un esponjado parcial, sino también continuo, de perfiles
huecos.
Al mismo tiempo es ventajoso que el dispositivo
pueda emplearse en forma móvil, lo cual simplifica en especial el
empleo en la fabricación en serie, así como permite reparaciones
locales in situ.
La misión se resuelve, además, mediante un
procedimiento que según la invención se caracteriza porque un perfil
hueco a esponjar se introduce en un medio de inducción, o se rodea
por el medio de inducción, de manera que el perfil hueco toque el
medio de inducción, al menos en un punto, presentando el perfil
hueco una interrupción eléctrica que discurre en su dirección
longitudinal; porque se dispone una materia prima a espumear dentro
del perfil hueco; y porque se espumea la materia prima, formando el
perfil hueco una parte del medio de inducción.
Un procedimiento semejante tiene la ventaja de
que el proceso de espumeado tiene lugar allí donde se necesita. Con
ello se suprimen las dificultades que aparecen en el procedimiento
conocido al incorporar el metal espumeado en un perfil hueco. Aquí
pueden esponjarse perfiles, discontinua, continua, o parcialmente,
sin que destalonamientos u otras asimetrías del perfil,
obstaculicen el proceso de esponjado. A causa del hecho de que el
perfil hueco forma una parte del medio de inducción y, por tanto,
no se calienta o lo hace solamente un poco, es posible un esponjado
de perfiles huecos con espuma de material similar al del perfil
hueco. Por lo tanto, pueden esponjarse sin más, por ejemplo,
perfiles de aluminio con espuma de aluminio.
Es conveniente que la interrupción eléctrica se
incorpore en el perfil hueco, antes de que se introduzca en el
medio de inducción. De preferencia, la interrupción eléctrica se
incorpora aquí rajando el perfil hueco en su dirección
longitudinal, de manera que se genere una rendija. Esto representa
una forma de proceder especialmente sencilla. Una rendija semejante
puede configurarse muy estrecha, de manera que apenas se influencie
la rigidez a la flexión del perfil hueco, o sólo lo haga
marginalmente.
Según una forma alternativa de realización, se
llena la rendija con un material aislante. Esto es ventajoso, en
especial, cuando deba de mantenerse el contorno exterior del perfil
hueco, o deba de prestarse al perfil hueco, una estabilidad
adicional.
Con ventaja puede utilizarse también una materia
prima que se componga de una mezcla de materiales diferentes, de
manera que la espuma metálica espumeada presente una estructura
compuesta.
Junto a esto también es ventajoso que los
parámetros del proceso puedan modificarse durante el espumeado de
la materia prima, de manera que el perfil hueco se esponje con una
espuma metálica que presente una estructura en gradiente. Así
pueden producirse fácilmente espumas con estructuras y
características deseadas.
Además es ventajoso proveer la pared interior del
perfil hueco, antes del esponjado, con una capa aislante. Este paso
del procedimiento es conveniente en especial cuando el perfil hueco
deba de esponjarse en forma continua, para así impedir un
cortocircuito de la interrupción eléctrica, a causa de la espuma
metálica que se expande en el perfil hueco.
En un esponjado continuo semejante, es ventajoso
mover el medio de inducción, así como el perfil hueco dispuesto en
él, en dirección longitudinal, uno respecto al otro. Aquí puede
desplazarse o bien el perfil hueco dentro del medio de inducción, o
bien el medio de inducción respecto a un perfil hueco dispuesto
fijo. Con ello, el procedimiento según la invención, puede
adaptarse a las condiciones dadas.
Además, en algunas disposiciones es conveniente
cerrar de nuevo por soldadura la rendija después del esponjado del
perfil hueco. Esto representa una operación sencilla de trabajo, que
puede integrarse sin más en los ciclos o disposiciones existentes
del procedimiento.
Es especialmente ventajoso que el procedimiento
según la invención pueda emplearse en forma móvil. De este modo el
procedimiento puede integrarse fácilmente en ciclos existentes de
producción. Se suprime, por ejemplo, un abastecimiento de
componentes constructivos correspondientemente esponjados, lo cual
facilita el proceso de fabricación y reduce los costes de
producción.
El procedimiento se utiliza para la fabricación
de un semiproducto para estructuras de colisión en la técnica
automovilística, así como en aeronáutica y astronáutica, en especial
para la elevación por unidad de peso de la rigidez y de la
resistencia a la colisión.
A continuación se explica en detalle la
invención, de la mano de las ilustraciones adjuntas. En ellas se
muestra:
Figura 1 Una vista en corte en dirección
longitudinal, del perfil hueco que está introducido en un medio de
inducción; y
Figura 2 Una vista en corte transversal de la
disposición representada en la figura 1.
La figura 1 muestra una vista en corte en
dirección longitudinal (dirección de la flecha A), de un perfil 2
hueco a esponjar, que está introducido en un medio 1 de inducción.
El medio de inducción puede estar configurado como bobina o bucle
de inducción, para citar sólo algunos ejemplos. En el interior del
perfil 2 hueco se encuentra una materia 3 prima que puede
espumearse, que se compone de una conocida mezcla fabricada por
compactación, de polvos metálicos (por ejemplo, polvo de aluminio,
de magnesio o de cinc) y de polvo de agente esponjante. A la
compactación sigue en ciertos casos un proceso de extrusión. En la
figura 1 la materia 3 prima se presenta en forma de barra. Pero
también puede utilizarse materia prima en forma de tabletas o de
granulado. Por materia prima en forma de tabletas se entienden, por
ejemplo, bolitas prensadas. Además, puede utilizarse una mezcla de
materias primas distintas, que contenga, por ejemplo, bolitas de
base de Al, así como bolitas de cerámica. No obstante pueden
utilizarse también materias primas distintas, que se basen en
aleaciones diferentes de Al. Lo mismo cabe imaginar para materias
primas que con base de magnesio, cinc, etc., y que pueden combinarse
en forma opcional -también con materia prima de cerámica-. En una
materia prima de forma de barra, pueden disponerse distintas
materias primas, por sectores, concéntricas o de cualquier otra
forma. La utilización de semejantes mezclas de materias primas,
conduce a la producción de espumas compuestas.
En la figura 1 el perfil 2 hueco está configurado
de forma tubular, y se compone de aluminio, magnesio, acero o
similar. Pero junto a este pueden utilizarse también perfiles huecos
conformados de otra forma, que presenten, por ejemplo, una sección
transversal oval, rectangular u otra apropiada. Adicionalmente el
perfil 2 hueco puede presentar destalonamientos no representados.
El perfil 2 hueco está dispuesto dentro del medio 1 de inducción,
tocando el medio 1 de inducción al menos en un punto. En la forma
preferente de realización, representada en la figura 1, el contacto
se extiende a lo largo de toda la superficie interior del medio 1 de
inducción, para da lugar a un proceso de esponjado lo más homogéneo
y uniforme posible. La forma del medio 1 de inducción está pues
idealmente adaptada a la del perfil 2 hueco. En un perfil 2 hueco de
forma tubular se utiliza, por ejemplo, un medio 1 de inducción que
presente una sección transversal interior de forma circular. Si el
perfil hueco presenta una sección transversal rectangular, se
utilizará un medio de inducción configurado correspondientemente
rectangular. Alternativamente puede utilizarse un medio de inducción
de forma adaptable, que se componga de una multitud de elementos
individuales móviles que se adapten automáticamente a la forma del
perfil hueco. Además, el medio de inducción puede configurarse
plegable, lo que facilita el manejo al rodear el perfil hueco.
Además, el medio 1 de inducción está configurado de preferencia
refrigerable. Con este fin en el medio 1 de inducción están
dispuestos canales 1a de refrigeración, a cuyo través se conduce,
por ejemplo, agua fría. Una disposición semejante de canales de
refrigeración es posible también en el medio de inducción de forma
adaptable o de forma de cadena. La circulación del medio 1 de
inducción con agua fría, da lugar al mismo tiempo a un enfriamiento
del perfil 2 hueco. Aquí el enfriamiento es tanto mejor cuanto más
estrecho o mejor sea el contacto entre el perfil 2 hueco y el medio
1 de inducción.
Para el funcionamiento de la presente invención
es necesario, además, que en el perfil 2 hueco esté prevista una
interrupción 4 eléctrica que se extienda en lo esencial a lo largo
de la dirección A longitudinal (véase figura 2). A causa del
contacto del perfil 2 hueco y del medio 1 de inducción, existe entre
estos dos componentes una unión conductora de la electricidad, que
sin interrupción 4 conduciría a un cortocircuito del medio 1 de
inducción. En el caso de un cortocircuito no se configuraría pues
ningún campo magnético para el calentamiento de la materia
prima.
En la figura 2 la interrupción 4 eléctrica está
configurada como rendija. Alternativamente la interrupción 4
eléctrica puede componerse de un material no conductor de la
electricidad, que esté integrado en la pared del perfil 2 hueco.
Pero una interrupción 4 eléctrica, configurada de forma de rendija,
también puede rellenarse con un material aislante apropiado (por
ejemplo, mica), para en su caso mejorar las características de
resistencia. La incorporación de la rendija se hace de preferencia
antes del esponjado y antes de disponer el perfil 2 hueco en el
medio 1 de inducción, rajando el perfil 2 hueco en la dirección A
longitudinal. Aquí la rendija puede incorporarse en la pared del
perfil hueco, recta, inclinada o en cualquier otra forma (por
ejemplo, en forma de L, en forma de U, en forma de Z, etc.). Por lo
demás, en tiempos más recientes se utilizaron, en especial para
componentes constructivos ligeros, en forma creciente, perfiles
compuestos de varios componentes, de manera que en ciertos casos,
esta operación de mecanización se suprime desde el principio.
El medio 1 de inducción se abastece mediante una
fuente 5 de alta frecuencia, y en el funcionamiento se configura un
campo magnético, con lo que la materia 3 prima dispuesta en el
interior del perfil 2 hueco, se calienta inductivamente y se
espumea. A causa del contacto conductor entre el medio 1 de
inducción y el perfil 2 hueco, aquí el perfil 2 hueco llega a ser
casi parte del medio 1 de inducción, y el campo magnético que se
configura a causa de la circulación de corriente, señala en lo
esencial en la dirección A longitudinal. Aquí la concentración del
campo magnético es máxima en el centro del medio 1 de inducción, o
sea, allí donde está dispuesta la materia 3 prima. El perfil 2
hueco apenas se calienta en el funcionamiento, o únicamente a
temperaturas de hasta unos 100ºC, de manera que se mantienen las
características propias del perfil. El bajo calentamiento del perfil
2 hueco se favorece, además, por la acción refrigerante arriba
descrita.
De este modo el perfil 2 hueco se esponja parcial
y homogéneamente, formándose la espuma metálica en el lugar en que
realmente se necesita. No es necesario un paso ulterior de
transporte. Además, no es problemático el esponjado de
destalonamientos que estén dispuestos dentro del perfil hueco, a
causa de la disposición simétrica y del calentamiento por todos los
lados de la materia prima.
No obstante, el perfil 2 hueco puede esponjarse
también en forma continua. Con este fin se recubre la pared
interior del perfil 2 hueco con una sustancia aislante (por ejemplo,
esmalte al horno), antes del esponjado. La sustancia aislante
impide un cortocircuito de la interrupción 4 eléctrica cuando el
interior del perfil 2 hueco se llene con espuma metálica, y se
apoye en ella en lugar de en la pared del perfil 2 hueco. Si se
mueve el perfil 2 hueco revestido con sustancia aislante, en
relación con el medio 1 de inducción, en la dirección A
longitudinal, es posible un esponjado continuo del perfil 2 hueco.
Aquí es irrelevante si el medio 1 de inducción se mueve respecto al
perfil 2 hueco, o viceversa. Con independencia de ello, se produce
la espuma metálica una vez más allí donde se necesita.
En un paso final de trabajo, el perfil 2 hueco
esponjado provisto con una interrupción 4 de forma de rendija,
puede cerrarse de nuevo por soldadura.
Además, a causa de la estructura sencilla, la
invención puede emplearse en forma móvil, en especial para el
empleo en la fabricación automatizada. Por lo demás, con la
invención arriba descrita pueden fabricarse semiproductos de perfil
hueco esponjado, que encuentran aplicación, por ejemplo, en la
técnica automovilística, así como en la técnica aeronáutica y
astronáutica.
Claims (21)
1. Disposición para el esponjado in situ
de perfiles huecos con espuma metálica, comprendiendo un perfil (2)
hueco y un medio (1) de inducción en el que puede introducirse el
perfil (2) hueco que presenta una interrupción (4) eléctrica que
discurre en la dirección (A) longitudinal del perfil (2) hueco, y
pudiendo incorporarse una materia (3) prima espumeable en el perfil
(2) hueco, caracterizada porque el perfil (2) hueco está en
contacto con el medio (1) de inducción en al menos un punto, de
manera que durante el espumeado inductivo de la materia (3) prima,
el perfil (2) hueco forma una parte del medio (1) de inducción.
2. Disposición para el esponjado in situ
de perfiles huecos con espuma metálica, según la reivindicación 1,
caracterizada porque la pared interior del perfil (2) hueco,
está provista con una sustancia aislante.
3. Disposición para el esponjado in situ
de perfiles huecos con espuma metálica, según la reivindicación 1 ó
2, caracterizada porque el medio (1) de inducción está
configurado pudiendo refrigerarse.
4. Disposición para el esponjado in situ
de perfiles huecos con espuma metálica, según alguna de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la forma del
medio (1) de inducción está adaptada en lo esencial a la forma del
perfil (2) hueco.
5. Disposición para el esponjado in situ
de perfiles huecos con espuma metálica, según alguna de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el medio (1) de
inducción está configurada adaptable en su forma.
6. Disposición para el esponjado in situ
de perfiles huecos con espuma metálica, según alguna de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el perfil (2)
hueco presenta una sección transversal de forma circular, oval,
rectangular o de otra forma cualquiera.
7. Disposición para el esponjado in situ
de perfiles huecos con espuma metálica, según alguna de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la interrupción
(4) eléctrica es una rendija.
8. Disposición para el esponjado in situ
de perfiles huecos con espuma metálica, según alguna de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la interrupción
(4) eléctrica se compone de un material no conductor de la
electricidad.
9. Disposición para el esponjado in situ
de perfiles huecos con espuma metálica, según alguna de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el medio
(1) de inducción y el perfil (2) hueco, están dispuestos
desplazables uno respecto al otro.
10. Disposición para el esponjado in situ
de perfiles huecos con espuma metálica, según alguna de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el
dispositivo puede emplearse en forma móvil.
11. Procedimiento para el esponjado in
situ de perfiles huecos con espuma metálica, comprendiendo los
pasos:
- -
- Introducción de un perfil (2) hueco a esponjar, que presenta una interrupción (4) eléctrica que discurre en la dirección (A) longitudinal, en un medio (1) de inducción; o rodeo del perfil (2) hueco con el medio (1) de inducción,
- -
- disposición de una materia (3) prima espumeable dentro del perfil (2) hueco; y
- -
- espumeado inductivo de la materia (3) prima
caracterizado porque el
perfil (2) hueco toca al menos en un punto, al medio (1) de
inducción de manera que al espumear inductivamente la materia (3)
prima, el perfil (2) hueco forma una parte del medio (1) de
inducción.
12. Procedimiento para el esponjado in
situ de perfiles huecos con espuma metálica, según la
reivindicación 11, caracterizado porque la interrupción (4)
eléctrica se incorpora en el perfil (2) hueco, antes de introducirlo
en el medio (1) de inducción.
13. Procedimiento para el esponjado in
situ de perfiles huecos con espuma metálica, según las
reivindicaciones 11 a 12, caracterizado porque la
interrupción (4) eléctrica se incorpora rajando el perfil (2) hueco
en su dirección (A) longitudinal, de manera que se genere una
rendija.
14. Procedimiento para el esponjado in
situ de perfiles huecos con espuma metálica, según la
reivindicación 13, caracterizado porque la rendija se
rellena con una sustancia aislante.
15. Procedimiento para el esponjado in
situ de perfiles huecos con espuma metálica, según alguna de las
reivindicaciones 11 a 14, caracterizado porque la materia
(3) prima se compone de una mezcla de materiales diferentes, de
manera que el perfil (2) hueco se esponja con una espuma metálica
que presenta una estructura compuesta.
16. Procedimiento para el esponjado in
situ de perfiles huecos con espuma metálica, según alguna de las
reivindicaciones 11 a 15, caracterizado porque los
parámetros del proceso se varían durante el espumeado de la materia
(3) prima, de tal manera que el perfil (2) hueco se esponja con una
espuma metálica que presenta una estructura en gradiente.
17. Procedimiento para el esponjado in
situ de perfiles huecos con espuma metálica, según alguna de las
reivindicaciones 11 a 16, caracterizado porque la pared
interior del perfil (2) hueco se provee con una capa aislante, antes
del esponjado.
18. Procedimiento para el esponjado in
situ de perfiles huecos con espuma metálica, según alguna de las
reivindicaciones 11 a 17, caracterizado porque el medio (1)
de inducción y el perfil (2) hueco dispuesto en él, se mueven uno
respecto al otro en la dirección (A) longitudinal, para esponjar el
perfil (2) hueco en forma continua.
19. Procedimiento para el esponjado in
situ de perfiles huecos con espuma metálica, según la
reivindicación 14, caracterizado porque después del
esponjado del perfil (2) hueco, se cierra la rendija por
soldadura.
20. Procedimiento para el esponjado in
situ de perfiles huecos con espuma metálica, según alguna de las
reivindicaciones 11 a 19, caracterizado porque el
procedimiento se emplea en forma móvil.
21. Procedimiento según alguna de las
reivindicaciones 11 a 20, para la fabricación de un semiproducto
para estructuras de colisión en la técnica automovilística, así
como en la técnica aeronáutica y
astronáutica.
astronáutica.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10161563A DE10161563C1 (de) | 2001-12-14 | 2001-12-14 | Vorrichtung und Verfahren zum in-situ Ausschäumen von Hohlprofilen mit Metallschaum |
DE10161563 | 2001-12-14 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2254592T3 true ES2254592T3 (es) | 2006-06-16 |
Family
ID=7709258
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES02027181T Expired - Lifetime ES2254592T3 (es) | 2001-12-14 | 2002-12-05 | Dispositivo y procedimiento para el esponjado in situ de perfiles huecos con espuma metalica. |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6889744B2 (es) |
EP (1) | EP1319453B1 (es) |
DE (2) | DE10161563C1 (es) |
ES (1) | ES2254592T3 (es) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10253382B4 (de) * | 2002-11-15 | 2006-03-09 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung metallischer Schaumkörper sowie Schüttgut hierfür |
US7705342B2 (en) * | 2005-09-16 | 2010-04-27 | University Of Cincinnati | Porous semiconductor-based evaporator having porous and non-porous regions, the porous regions having through-holes |
DE102006052644A1 (de) * | 2006-11-08 | 2007-09-27 | Audi Ag | Verfahren zum Herstellen eines Karosserieteils eines Fahrzeugs |
US7594530B1 (en) | 2007-11-19 | 2009-09-29 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Orbital foamed material extruder |
US7807097B1 (en) | 2008-05-19 | 2010-10-05 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Orbital fabrication of aluminum foam and apparatus therefore |
US8188595B2 (en) | 2008-08-13 | 2012-05-29 | Progressive Cooling Solutions, Inc. | Two-phase cooling for light-emitting devices |
DE102008042036A1 (de) * | 2008-09-12 | 2010-03-25 | Airbus Deutschland Gmbh | Stange zur Abstützung von Bauteilen innerhalb einer Rumpfzellenstruktur eines Flugzeugs |
US20100132404A1 (en) * | 2008-12-03 | 2010-06-03 | Progressive Cooling Solutions, Inc. | Bonds and method for forming bonds for a two-phase cooling apparatus |
DE102012005090B3 (de) * | 2012-03-12 | 2013-06-27 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren und Vorrichtung zum Ausschäumen eines Hohlprofiles mit einem Metallschaum |
CN110139408B (zh) * | 2019-05-30 | 2021-10-08 | 上海交通大学 | 一种板式电加热器 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3087807A (en) * | 1959-12-04 | 1963-04-30 | United Aircraft Corp | Method of making foamed metal |
DE29514164U1 (de) * | 1995-09-04 | 1997-01-09 | Ebbinghaus Alfred | Ausgeschäumtes Formteil |
AT406027B (de) | 1996-04-19 | 2000-01-25 | Leichtmetallguss Kokillenbau W | Verfahren zur herstellung von formteilen aus metallschaum |
DE19734394C2 (de) * | 1996-08-13 | 2003-06-18 | Friedrich Wilhelm Bessel Inst | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Metallschaum |
AT408076B (de) * | 1996-10-07 | 2001-08-27 | Mepura Metallpulver | Verfahren zur herstellung von schaummetall- bzw. schaummetall/metall-verbund-formkörpern, anlage zu deren herstellung und deren verwendung |
US6250362B1 (en) * | 1998-03-02 | 2001-06-26 | Alcoa Inc. | Method and apparatus for producing a porous metal via spray casting |
DE19928997C2 (de) | 1999-06-24 | 2001-05-17 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren und Vorrichtung zum Schäumen von Metallen |
-
2001
- 2001-12-14 DE DE10161563A patent/DE10161563C1/de not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-12-05 EP EP02027181A patent/EP1319453B1/de not_active Expired - Fee Related
- 2002-12-05 ES ES02027181T patent/ES2254592T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2002-12-05 DE DE50205868T patent/DE50205868D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-12-16 US US10/319,826 patent/US6889744B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20030131965A1 (en) | 2003-07-17 |
EP1319453B1 (de) | 2006-02-22 |
DE10161563C1 (de) | 2003-06-05 |
US6889744B2 (en) | 2005-05-10 |
EP1319453A1 (de) | 2003-06-18 |
DE50205868D1 (de) | 2006-04-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2254592T3 (es) | Dispositivo y procedimiento para el esponjado in situ de perfiles huecos con espuma metalica. | |
ES2328580T3 (es) | Instalacion de crecimiento de cristales. | |
ES2480294T3 (es) | Método para fabricar un componente mediante fusión selectiva por láser | |
ES2769450T3 (es) | Molde para calentamiento y enfriamiento rápidos | |
ES2298844T3 (es) | Canal de colada calentado para metal fundido. | |
ES2338491T3 (es) | Aparato y metodo para ciclo de temperatura. | |
ES2665074T3 (es) | Elemento de calentamiento | |
EP2073220B1 (en) | A high voltage bushing, a method of cooling a conductor thereof, and an electric power distribution system comprising such a bushing | |
ATE465508T1 (de) | Kühlbares infrarotstrahlerelement | |
JP4012572B2 (ja) | 冷ルツボ内でガラスを溶融させるための誘導炉 | |
US7435120B2 (en) | Electrical insulator, especially for medium and high voltages | |
JP5186374B2 (ja) | 複数本の導体からなる単一ループを有するインダクタデバイスを備えた溶解炉 | |
ES2388433T3 (es) | Conductor para bobinas refrigeradas por líquido | |
ES2698415T3 (es) | Dispositivo de conductores eléctricos y procedimiento para la fabricación de una disposición de conductores eléctricos | |
JPH06504401A (ja) | 低温冷却可能な中空電気導体とその用途 | |
US4520487A (en) | High temperature electric furnace with metallic resistances in the form of hollow vertical heating tubes | |
EP0484327A1 (en) | Arrangement for converting electrical energy to heat energy | |
US5744784A (en) | Low-loss induction coil for heating and/or melting metallic materials | |
JPH0456437B2 (es) | ||
EP1139696A2 (en) | Radiant electric heater | |
KR102577700B1 (ko) | 고굴절율 금속산화물 용융을 위한 고주파 스컬 도가니 및 상기 고주파 스컬 도가니를 포함하는 고굴절율 금속산화물 용융 시스템 | |
KR101307741B1 (ko) | 외측면이 곡면 형상인 금속 섹터를 포함하는 유도가열식 저온용융로 | |
KR20100039464A (ko) | 유도 가열용 냉각 도가니 | |
US2304016A (en) | Salt-bath furnace | |
KR20220075219A (ko) | 추가 공진 회로를 포함하는 유도로 |