1 puntos por GN⁺ 2024-08-22 | 1 comentarios | Compartir por WhatsApp
  • En la década de 1950, cuando los jets pasaban a operar al doble de la velocidad del sonido, Estados Unidos puso en marcha el Heavy Press Program para fabricar componentes aeronáuticos más livianos y resistentes
  • El Departamento de Defensa ajustó el plan y construyó 6 prensas de forja y 4 prensas de extrusión, buscando reducir la cantidad de piezas, el tiempo de mecanizado y el peso mediante componentes de gran tamaño
  • La prensa de forja de 50.000 toneladas era una infraestructura de manufactura gigantesca, del tamaño de un edificio de 10 pisos, con una estructura subterránea de 100 pies de profundidad, muros de concreto de 13 pies y un sistema hidráulico de 7.000 psi
  • Tras su finalización, se comprobó la reducción de costos de manufactura: 4 piezas forjadas reemplazaban 272 piezas y 2.700 remaches, y 9 grandes piezas extruidas eliminaban 81 piezas y más de 9.000 sujetadores
  • La inversión en capacidad de manufactura militar se extendió a aviones, misiles, submarinos, naves espaciales y aviones comerciales, y también se conecta con tendencias modernas de fabricación de piezas únicas grandes como el Giga-casting

La era del jet exigía piezas más grandes

  • A fines de la década de 1940 y comienzos de la de 1950, el diseño de aviones militares estadounidenses cambió drásticamente con la aparición del motor a reacción
    • Los aviones de hélice más rápidos de la Segunda Guerra Mundial alcanzaban en vuelo nivelado algo menos de 500 millas por hora
    • A mediados de los años 50, los aviones a reacción volaban a más de 1.300 millas por hora, el doble de la velocidad del sonido
  • Ese desempeño requería no solo motores a reacción potentes, sino también materiales como Inconel y titanium, además de métodos de fabricación para producir componentes aeronáuticos más resistentes y livianos
  • Una solución prometedora era usar piezas forjadas y extruidas de gran tamaño
    • La forja (forging) consiste en aplicar presión al metal, normalmente martillándolo o comprimiéndolo con una gran prensa, para darle forma
    • La extrusión (extrusion) consiste en empujar el metal a través de una abertura con una forma determinada para darle forma
  • En los aviones de la época ya se usaban forja y extrusión, pero el tamaño de las piezas que podían fabricarse era pequeño, por lo que había que unir piezas pequeñas con cientos o miles de sujetadores
  • Las piezas forjadas y extruidas grandes podían reemplazar muchas piezas pequeñas, creando estructuras más delgadas, livianas y resistentes, y también mejoraban las superficies aerodinámicas y la calidad del sellado
  • El método de cortar material desde placas o billets requería máquinas enormes y largos tiempos de mecanizado, y las propiedades mecánicas del centro de placas o billets gruesos también eran inciertas
    • Las piezas forjadas tenían la ventaja de permitir ajustar la orientación del grano según los patrones de esfuerzo
    • Los materiales fundidos no tenían propiedades suficientemente altas, y la tecnología de fundición de la época tampoco había llegado al nivel necesario para obtener una distribución eficiente del metal y secciones delgadas

Las grandes prensas alemanas y la carrera de Estados Unidos por alcanzarlas

  • El origen del Heavy Press Program se remonta a la Alemania de la década de 1920
    • Por el Tratado de Versalles, Alemania perdió gran parte de sus zonas occidentales productoras de hierro, y la escasez de hierro y acero se volvió crónica
    • Por eso Alemania empezó a usar más otros metales, como magnesio y aluminio
  • El aluminio y el magnesio se quebraban fácilmente al conformarlos por martillado, un problema especialmente grave con el magnesio
    • En cambio, al conformarlos mediante prensas hidráulicas, se obtenían buenos resultados
  • Después de la Primera Guerra Mundial, Alemania siguió aumentando el tamaño de sus grandes prensas
    • Para forja construyó una prensa de 7.000 toneladas, tres prensas de 16.500 toneladas y una de 33.000 toneladas, y también planeaba una de 55.000 toneladas
    • Para extrusión, hacia el final de la Segunda Guerra Mundial tenía cuatro prensas de extrusión de 12.000 toneladas en proceso de completarse en distintas etapas, y una prensa de 25.000 toneladas en fase de planos
    • Aquí, “toneladas” no se refiere al peso de la prensa en sí, sino a su capacidad de presión
  • En 1942, al examinar restos de aviones alemanes, Estados Unidos identificó piezas forjadas mucho más grandes que las que podía fabricar en su propio país
    • Como respuesta, empezó a construir una prensa de forja de 18.000 toneladas en la planta de Wyman-Gordon en Massachusetts, pero se completó recién en 1946
  • Tras la rendición alemana, Estados Unidos y la Unión Soviética también se repartieron las capacidades alemanas de grandes prensas
    • Estados Unidos desmontó cuatro prensas alemanas y las llevó a su territorio
    • La Unión Soviética obtuvo la prensa de 33.000 toneladas, el diseño de la prensa de 55.000 toneladas y especialistas alemanes en metalurgia

Diseño y construcción del Heavy Press Program

  • A fines de la década de 1940, varios factores llevaron a Estados Unidos a construir sus propias grandes prensas
    • La mejora del desempeño de los aviones aumentó la demanda de componentes más livianos y resistentes
    • Alemania había demostrado el potencial de las grandes piezas forjadas y extruidas para aeronaves
    • Estados Unidos acumuló experiencia operando su propia prensa de 18.000 toneladas
    • Como la Unión Soviética había obtenido la prensa y los diseños más grandes de Alemania, existía el riesgo de que Estados Unidos quedara rezagado en capacidad de fabricación aeronáutica
  • La Fuerza Aérea estudió 17 modelos de aviones en producción y encuestó a varios fabricantes aeronáuticos, tras lo cual concluyó que los beneficios potenciales de las grandes prensas de forja y extrusión eran importantes
  • En 1950, el Departamento de Defensa inició un programa para construir 17 grandes prensas
    • El plan inicial contemplaba 9 prensas de forja con matriz y 8 prensas de extrusión
    • El costo estimado, incluyendo las prensas y las instalaciones auxiliares necesarias, era de 389 millones de dólares
    • Luego se redujo a un total de 10 prensas: 4 de extrusión y 6 de forja, excluyendo la prensa de 18.000 toneladas de Wyman-Gordon y las 4 traídas de Alemania
    • El costo final fue de 239 millones de dólares, equivalentes a 2.800 millones de dólares de 2024
  • El programa fue financiado por el Departamento de Defensa y administrado por la Fuerza Aérea, pero las prensas se arrendaban a empresas privadas para su operación
    • Las empresas recibían alquileres favorables a cambio de asumir los costos de mantenimiento y operación
    • El gobierno recibía entre el 4% y el 5% de los ingresos operativos
    • Este esquema fue polémico en su momento
  • La construcción iniciada en 1952 fue una obra de ingeniería enorme
    • La prensa de forja de 50.000 toneladas tenía el tamaño de un edificio de 10 pisos y podía generar fuerza suficiente como para levantar un acorazado
    • La prensa de forja de 35.000 toneladas tampoco era mucho más pequeña
    • La prensa de extrusión de 12.000 toneladas medía 120 pies de largo y tenía más del doble de capacidad que la mayor prensa de extrusión existente en Estados Unidos
  • La mayor parte de las prensas de forja se ubicaba bajo tierra, y requería un pozo de 100 pies de profundidad y muros de concreto de 13 pies de espesor
    • Las prensas estaban compuestas por algunas de las piezas de hierro y acero más grandes de la época, como travesaños de 200 toneladas, soportes de cilindros de 90 toneladas y tirantes de 145 toneladas
    • Para fabricar tirantes de 108 pies se necesitó un horno especial, y para moverlos se utilizaron varias grúas
    • Algunas piezas superaban el límite de peso de un solo vagón ferroviario y se transportaron distribuidas sobre varios vagones
    • Los componentes se obtuvieron no solo de empresas estadounidenses como Bethlehem Steel, sino también del Reino Unido, Escocia, Francia y Japón
  • La infraestructura auxiliar era tan grande como las propias prensas
    • Se necesitaban tanques de agua de miles de galones y un complejo sistema de bombas para presurizar el agua hasta 7.000 psi
    • Se construyeron nuevos hornos grandes, sierras y equipos de estirado
    • Las acerías y empresas metalúrgicas tuvieron que encontrar formas de producir lingotes de aluminio más grandes para alimentar las grandes prensas
    • Alcoa construyó una nueva planta de 500.000 pies cuadrados en Cleveland para alojar las prensas de forja de 50.000 y 35.000 toneladas

Reducción de costos y ampliación de aplicaciones

  • La primera Heavy Press empezó a operar en 1954, y todas estuvieron terminadas para 1956
  • Las prensas redujeron de forma considerable la cantidad de piezas aeronáuticas y los costos de fabricación
    • En un caso, 4 piezas forjadas reemplazaron un conjunto de 272 piezas individuales y 2.700 remaches
    • En otro caso, 9 grandes piezas extruidas reemplazaron 81 piezas pequeñas y eliminaron más de 9.000 sujetadores, reduciendo el costo de las piezas en 30% y el peso en 6%
  • Las grandes prensas también redujeron el tiempo de mecanizado
    • Por lo general, las piezas forjadas o extruidas no salían de la prensa con sus dimensiones finales completas, por lo que requerían posprocesamiento
    • Pero podían producir piezas delgadas y complejas cercanas a la forma final, reduciendo mucho el material que debía retirarse y el tiempo necesario
    • Una pieza pasó de un método que partía de 1.600 libras de material, retiraba más de 1.200 libras y costaba 18.000 dólares en mecanizado, a otro que usaba 321 libras de material y costaba 500 dólares en mecanizado
    • En otra pieza, el material que debía removerse se redujo de 23 libras a 2 libras
  • También hubo impacto en el costo total de los aviones
    • El ahorro en el Convair F-102A fue de 20.000 dólares, estimado en alrededor del 1,6% del precio del avión
    • En bombarderos grandes, se estimó un ahorro de entre 5% y 10% del costo total
    • Se estimó que solo los ahorros en el B-52 superaron el costo total del Heavy Press Program
    • Para la década de 1960, se estimaba que Heavy Press había reducido los costos de fabricación del gobierno en unos 500 millones de dólares
  • El alcance de aplicación se expandió más allá de los aviones
    • Se usó en misiles balísticos, submarinos nucleares y componentes de vehículos blindados del Ejército
    • También se forjaron el escudo térmico de berilio de la cápsula espacial Mercury y los enormes “anclajes” de aluminio que sujetaban el cohete Saturn V a la plataforma de lanzamiento
    • En 1956 se usó por primera vez para producir piezas de aviones comerciales, y en la década de 1960 su uso se generalizó
    • La viga de titanio de 4.000 libras para soporte del tren de aterrizaje del Boeing 747 fue la pieza forjada de titanio más grande producida hasta entonces
  • Aunque inicialmente se diseñaron para fabricar piezas de aluminio y magnesio, en la década de 1960 las prensas también se usaban con distintos metales, como acero, titanio, níquel, cobre, columbio y berilio

Efectos de largo plazo de invertir en capacidad de manufactura y paralelos modernos

  • Heavy Press fue considerada “el avance más rápido y amplio en el trabajo de metales en la historia industrial” y un gran salto en la fabricación aeronáutica
  • A comienzos de la década de 2000, los componentes de Heavy Press estaban presentes en todos los aviones militares estadounidenses en operación y en todos los aviones fabricados por Airbus y Boeing
  • Las dos prensas de forja de 50.000 toneladas fueron las prensas de forja con matriz cerrada más grandes de Estados Unidos hasta que fueron superadas por una prensa de 60.000 toneladas en 2018
  • El Heavy Press Program es un ejemplo de inversión en capacidad de manufactura con fines militares que se extendió a otros campos
    • Se construyó para fabricar piezas más livianas y resistentes para aviones supersónicos, pero luego también se usó en naves espaciales, sistemas de energía y aviones comerciales
    • Estados Unidos obtuvo beneficios de estas prensas durante más de 70 años, y parte del éxito de la fabricación de aviones comerciales estadounidenses también está vinculado a su existencia
  • Las mejoras en manufactura influyen directamente en qué tecnologías son comercialmente viables
    • Las grandes prensas permitieron optimizar el diseño orientado a la manufactura, reemplazando muchas piezas y sujetadores por menos piezas de mayor tamaño y reduciendo el tiempo de mecanizado
    • En 1964, una declaración oficial de la Fuerza Aérea afirmó que enumerar los logros del Heavy Press Program era “casi lo mismo que contar la historia de los aviones avanzados modernos”, y consideró que contribuyó a hacer suficientemente económicas las alas de avión que almacenan combustible, o wet wing
  • La gran fundición de aluminio de Tesla es un ejemplo moderno similar
    • Tesla usa grandes piezas fundidas de aluminio para reemplazar varias o cientos de piezas pequeñas
    • Para eso hizo falta equipo de Giga-casting de un tamaño sin precedentes
    • Tesla fue el primer fabricante de automóviles en adoptar grandes piezas fundidas, y se estima que este enfoque reduce entre 20% y 40% el costo de algunas partes de la carrocería
    • Luego varios fabricantes de automóviles, especialmente empresas chinas, adoptaron este método
  • La posibilidad de prensas aún más grandes se discutió en el pasado, pero nunca se construyeron realmente
    • Actualmente, la mayor prensa de forja con matriz cerrada llega a la clase de 80.000 toneladas en China
    • En la década de 1950, los expertos consideraban que una prensa de 200.000 toneladas podría ser útil para fabricar aviones
    • Tras la experiencia del desarrollo del SR-71, Kelly Johnson consideró que Estados Unidos necesitaba una prensa de 250.000 toneladas
    • En la década de 1980, el Ejército también estudió la utilidad de una prensa de 200.000 toneladas, pero no se construyó una prensa de ese tipo ni en Estados Unidos ni en otros lugares
  • Estados Unidos ha perdido parte de la experiencia para fabricar máquinas de esta escala, o esta se ha trasladado a otros lugares
    • Originalmente, Heavy Press fue construida por empresas estadounidenses como Loewy Hydropress y Mesta
    • Cuando Alcoa modernizó su prensa de 50.000 toneladas a comienzos de la década de 2000, las piezas vinieron de la alemana SMS, que también construyó la prensa de forja de 60.000 toneladas
    • Los equipos grandes de Giga-casting que usan los fabricantes de automóviles estadounidenses son fabricados de forma abrumadora por empresas chinas o de propiedad china, como IDRA
  • El progreso tecnológico consiste en fabricar cosas que antes no existían, y si no se empujan los límites de la tecnología de manufactura, existe el riesgo de quedar rezagado frente a competidores que sí lo hagan

1 comentarios

 
GN⁺ 2024-08-22
Opiniones de Hacker News
  • Las piezas forjadas tienen la ventaja de que se puede ajustar la orientación del grano según los patrones de esfuerzo del diseño, y eso está realmente subestimado.
    A menudo se repite que la forja simplemente es más resistente, pero el acero no se vuelve más fuerte solo por aplastarlo a presión. La forja es mucho más compleja que simplemente golpear algo para darle forma.
    Los cables de acero se fabrican estirando un acero bastante común hasta cientos de veces su longitud original, y solo con ese proceso la resistencia en esa dirección aumenta de 2 a 4 veces. Como una varilla de pistón debe ser resistente en sentido longitudinal, conviene empezar no con un material cercano al tamaño final, sino con un lingote corto y grueso y alargarlo.
    Imaginemos que se fabrica una viga en I: se podría golpear el centro para adelgazarlo, pero así solo se refuerza un poco el centro y los bordes casi no ganan nada. En cambio, si se estiran los bordes, se genera un flujo de fibras largo y continuo, resistente a la flexión. Dónde, cómo y en qué orden se estira lo determina todo.
    Incluso en piezas con un poco de complejidad, optimizar este proceso es tan difícil como un problema moderno de ingeniería, y los herreros de antes en realidad hacían un trabajo intelectual.

    • Este efecto también aplica a los polímeros, y quizá incluso con más fuerza.
      Si se estira una bolsa de polietileno (LDPE) en una sola dirección, se puede ver que el material se adelgaza pero se vuelve más resistente; esto se debe a que las cadenas poliméricas se alinean. Al final se convierte en una “fibra estirada” con las hebras moleculares alineadas en la dirección de la fibra, logrando una resistencia a la tracción óptima.
    • El acero sí puede volverse más resistente simplemente al comprimirlo. Esto se debe a que aumenta la cantidad de dislocaciones (dislocation) dentro de la estructura cristalina.
      Cuando los granos se vuelven más pequeños, la resistencia aumenta incluso sin ajustar la orientación del grano. Además, el peening no es exactamente lo mismo que la forja, pero también es un proceso que comprime el acero; las zonas con esfuerzos residuales de compresión dificultan el inicio de grietas hasta que se supera ese esfuerzo, aumentando la resistencia. En especial, mejora mucho más la resistencia a la fatiga.
    • Según ACOUP, los herreros también recibían ayuda de trabajadores no calificados encargados de levantar el martillo y golpear físicamente, los llamados strikers.
    • Me gustaría ver evidencia para afirmaciones como estas. Llevo años viendo en revistas de hobbies sobre bicicletas, motocicletas y autos que, al explicar por qué las piezas forjadas son buenas, se dice que el “flujo de grano” aporta un gran beneficio; pero desde que empecé a trabajar en ingeniería me ha costado encontrar material que lo respalde.
      Por ejemplo, la explicación de que al convertir una barra de acero en alambre para cable de acero se estira 100 veces y por eso aumenta su resistencia difícilmente sea correcta. El acero A36, un acero estructural básico, tiene una elongación a la rotura de 23% en una longitud calibrada de 2 pulgadas [1]. Incluso en un tren de laminación hay un límite para cuánto se puede reducir en una sola pasada, y después hay que recocer mediante tratamiento térmico para eliminar el efecto del trabajo en frío. Al recocer, se reinician la elongación y el efecto de refuerzo generado por el endurecimiento por deformación. Si se reduce demasiado de una vez o la temperatura es demasiado baja, el material se agrieta y termina siendo más débil.
      En chapa metálica también existe la tradición de que la dirección de laminación es la dirección del flujo de grano y por eso es más resistente, pero aún no he encontrado fuentes que muestren una gran diferencia. En este tipo de artículo [2] se dice que las propiedades de tracción varían según la orientación de la probeta, pero al ver las gráficas de tracción la diferencia es pequeña. No se reporta el límite elástico, pero las tres direcciones parecen ceder en el mismo punto. En esta prueba, la dirección de 90 grados, transversal a los granos, mostró la mayor resistencia a la tracción, lo contrario de lo que esperarían los defensores del “flujo de grano” de la forja. La magnitud de la diferencia tampoco es grande y es pequeña frente a los factores de seguridad habituales de un diseño razonable.
      En el diseño de piezas automotrices, solo he visto que el proceso de forja se elija principalmente por eficiencia de producción. Si la pieza llena casi por completo la forma exterior de una barra o una lámina, siempre se mecaniza a partir de barra o lámina. Si hay muchos espacios vacíos, se calcula si el costo de los troqueles de forja y del desarrollo se recupera con el ahorro en material y mecanizado. Si las piezas no forjadas fueran significativamente más débiles, las dimensiones de las piezas tendrían que cambiar según el método de fabricación, pero todavía no he visto casos así.
      Por último, muchas piezas forjadas se tratan térmicamente después. El tratamiento térmico del acero funciona destruyendo y recristalizando los granos dentro del acero. Según el proceso exacto y la geometría, el flujo de grano del producto terminado se elimina o se reduce.
      Aun así, la afirmación de la superioridad de la forja persiste, así que me gustaría que alguien que haya probado realmente ese efecto presentara datos técnicos que muestren la magnitud del cambio.
      [1] https://matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=d1844977c5c...
      [2] https://www.researchgate.net/publication/283447700_The_effec...
    • Me pregunto si sería posible hacer fabricación aditiva con pequeños trozos de alambre previamente estirados.
  • Si lees este artículo, también vale la pena conocer el conformado explosivo como una especie de contraparte de la forja con prensas grandes [1]. Es un método en el que un explosivo químico de alto poder empuja el material del molde contra una plantilla
    La sobrepresión generada por la explosión puede ser similar o incluso mayor que la de una prensa de forja grande. Una prensa de 50.000 toneladas cortas estadounidenses genera una fuerza de unos 500 MN, y la sobrepresión máxima cerca del centro de una explosión de TNT o PETN puede superar los MPa [2], así que puede ser comparable según la forma de la pieza. Como extra, también tiene la característica interesante de permitir fabricar formas cilíndricas y esféricas complejas con mucha facilidad y precisión
    Quienes han usado este método saben que, al fabricar imanes superconductores, se conformaba titanio o acero inoxidable no magnético de alta gama (A4, µr ≈ 1) mediante explosivos para evitar la formación de martensita durante el mecanizado. Un gran fabricante internacional de escáneres de MRI también usó este método en un producto relativamente de nicho. Es como una “versión extrema” del metal spinning [3], donde una masa de metal en rotación se empuja contra un mandril con simetría de revolución
    [1] https://en.wikipedia.org/wiki/Explosive_forming
    [2] https://www.researchgate.net/figure/Variation-of-peak-over-p...
    [3] https://en.wikipedia.org/wiki/Metal_spinning

    • El conformado explosivo también se ha usado para fabricar cascos de botes de aluminio [1]. Es un método útil para formar piezas de chapa muy grandes
      [1] https://www.youtube.com/watch?v=CbS6rS0seuk
    • Antes trabajé como ingeniero de diseño en un fabricante de recipientes a presión, y siempre usábamos unión explosiva para adherir una capa más cara y resistente a la corrosión a piezas base de acero al carbono
      Por ejemplo, en un intercambiador de calor de carcasa y tubos, por dentro de los tubos pueden circular sustancias muy reactivas, así que el lado de los tubos puede hacerse de indio, titanio, níquel o aceros inoxidables caros como S32205/S31803. En cambio, si por el lado de la carcasa solo circula agua de río para enfriamiento, suele bastar con pintarla y poner un ánodo de sacrificio en algún lugar del interior
      La placa divisoria por la que pasan todos los tubos, es decir, la placa tubular, puede tener 6 pies (180 cm) de diámetro y 4 a 8 pulgadas (10 a 20 cm) de espesor; hacerla completamente de material especial sería enormemente caro, y quizá ni siquiera se consiga en el espesor necesario. Fácilmente puede costar seis cifras en dólares
      A veces un soldador recubre toda la superficie con metal de aporte capaz de soportar las características corrosivas del fluido de proceso, pero en piezas grandes puede tomar varios días, y con algunas combinaciones de metales, como el latón, directamente no es posible
      Por eso se unía por explosión una capa “delgada” del material caro, de alrededor de 1/4 de pulgada (6 mm), a una forja estándar de acero al carbono. Los tubos normalmente tienen paredes muy delgadas y se sueldan o se brazan al revestimiento
      Lo genial es que la capa de interfaz entre los dos metales parece haberse solidificado tal como si dos líquidos se hubieran encontrado, arremolinado y entrelazado entre sí
    • Hay videos populares de hidroconformado explosivo para hacer esferas; son bastante entretenidos, y tienen un nivel tecnológico mucho más bajo que conformar imanes con explosivos para evitar la formación de martensita
    • Según me contó mi hermano después de visitar una empresa de ese tipo, fabricaban mediante conformado explosivo piezas metálicas usadas en refinerías
      Si no recuerdo mal, era para hacer las corrugaciones de placas metálicas que separan líquidos calientes y fríos en intercambiadores de calor, y la razón para usar forja explosiva era que permitía conformar una placa grande de una sola vez
    • La ortografía correcta es martensite
  • Estas prensas enormes eran, y todavía pueden ser, instalaciones de importancia estratégica. Es algo que los políticos de hoy, que en su mayoría parecen venir del mundo de los abogados, no terminan de entender
    En general no me gustan los subsidios gubernamentales, pero me decepcionó mucho cuando el gobierno británico rechazó financiar una prensa grande en Sheffield. Esa prensa iba a usarse para fabricar reactores nucleares de próxima generación, y eso fue alrededor de junio de 2010. Por suerte, el gas natural es barato y no hay ningún problema geopolítico de cadena de suministro, claro

    • El Reino Unido tampoco va a construir reactores. Al final intentará resolverlo reabriendo los permisos para la energía eólica terrestre y con muchas baterías importadas de China
      El problema de que la financiación de proyectos de largo plazo sea vulnerable a la incertidumbre política y destruya las cadenas de suministro locales es mucho peor en el sector ferroviario, y como resultado se perdió gran parte de la capacidad de fabricar trenes. Basta ver el fracaso de HS2
    • Si te refieres a Sheffield Forgemasters, desde 2020 en realidad es propiedad directa del gobierno, y está prevista una nueva inversión en equipos de forja pesada
  • A principios de los años 2000, los componentes de prensas grandes ya estaban presentes en todos los aviones militares estadounidenses en operación y en todos los aviones fabricados por Airbus y Boeing; sorprende la cifra de que, en los bombarderos pesados, podían reducir entre 5 y 10% del costo total
    Se dice que el ahorro en un solo B-52 superó el costo total del Heavy Press Program
    Hace un mes conocí el Heavy Press Program por primera vez en HN, me pareció fascinante, y me alegra que aparezcan más artículos al respecto
    Había prensas de forja y de extrusión, pero así como las versiones enormes y de alta presión cambiaron por completo las reglas del juego, uno se pone a pensar qué otros procesos, llevados un paso más allá, podrían redefinir industrias o la forma de pensar el diseño

  • Es interesante la parte que dice que la prensa de forja de 50.000 toneladas era una máquina gigantesca, del tamaño de un edificio de 10 pisos, y que podía generar fuerza suficiente como para levantar un acorazado entero
    Tras la rendición de Alemania, Estados Unidos y la Unión Soviética se repartieron la capacidad de prensas grandes y a los científicos de cohetes, y se dice que Estados Unidos desmontó cuatro prensas alemanas y las transportó a su territorio
    Me pregunto cómo habrá sido la logística de mover algo así al otro lado del mar. Sé que la Unión Soviética también desmontó fábricas durante la guerra y las trasladó muy detrás del frente, pero cuesta imaginar cómo habrá sido realmente en el terreno

  • Debería servirles de lección a los defensores del libre mercado, en particular a quienes ven el auge económico de Estados Unidos como resultado de una economía de laissez-faire
    En la realidad hay oportunidades que el libre mercado no captura, y una intervención gubernamental inteligente puede generar enormes beneficios públicos

    • Puede ser cierto, pero esa conclusión no se desprende directamente de este artículo
    • Lo que llamamos “capitalismo” en realidad es inestable y necesita intervención constante para sobrevivir
    • ¿Crees que el libre mercado nunca habría adoptado esto en algún momento?
  • Al leer este artículo de opinión del NYT https://www.nytimes.com/2024/08/19/opinion/chris-murphy-demo..., sentí que quienes hablan de que el secreto del trabajo significativo no es solo el salario, sino la sensación de que ese trabajo es “especial” de alguna manera, están pasando por alto algo
    Fabricar piezas con una prensa de 50.000 toneladas es trabajo manual, pero la rareza de esa máquina lo vuelve notable
    El debate sobre reconstruir la capacidad industrial de Estados Unidos suele centrarse en los altos costos laborales o en la falta de interés del capital por invertir en sectores de bajos márgenes. Me gustaría saber durante cuánto tiempo el gobierno garantizó cierta demanda firme para que las empresas participaran, y también qué otros procesos industriales en los que el gobierno invirtió no lograron consolidarse. En particular, me pregunto por qué este enfoque no funcionó hace algunos años en la industria solar

  • El avance continúa. La prensa más grande del mundo actualmente se construyó en 2018, tiene una capacidad nominal de 60.000 toneladas y está en el condado de Los Ángeles, California [1][2]
    [1] https://www.lightmetalage.com/news/industry-news/forging/web...
    [2] https://www.youtube.com/watch?v=jNFIMy8BuHc

    • El artículo dice que en China hay una prensa de 80.000 toneladas
  • En Norteamérica no hay una prensa capaz de fabricar vasijas de reactor sin dividirlas en piezas y soldarlas
    Si se hacen mediante soldadura, probablemente se agregaría un año al cronograma, a menos que se use una nueva tecnología de soldadura desarrollada recientemente en el Reino Unido, y también quedaría la inquietud por las uniones soldadas
    Una empresa canadiense se está preparando para fabricar vasijas para reactores pequeños como el BWRX-300, pero hasta ahora no he visto señales de que no sea Nuscale 2.0

    • Me dio curiosidad saber a qué tecnología de soldadura se referían, y al buscar parece ser soldadura por haz de electrones local https://www.thefabricator.com/thewelder/blog/assembly/sheffi...
    • Para ser precisos, se trata de vasijas para reactores de agua presurizada. En el caso de reactores que operan a presiones más bajas, como los que usan sales fundidas como refrigerante, quizá no necesiten ese tipo de vasija, ya que la sal no alcanza alta presión ni siquiera en condiciones de accidente
      Vi un enlace donde un ministro del gobierno canadiense llamado Don Morgan decía que el costo del BWRX-300 era de 5.000 millones de dólares canadienses, es decir, unos 3.600 millones de dólares estadounidenses. 12 dólares por vatio (en términos estadounidenses) no es lo peor, pero tampoco es excelente. Tampoco queda claro si es el costo total o el costo de construcción overnight
      https://www.deassociation.ca/newsfeed/4-provinces-push-ahead...
  • Tengo entendido que esta prensa y el sitio de Cleveland actualmente son propiedad de Howmet Aerospace. Howmet era una especie de “subsidiaria” de Alcoa tras la escisión de 2020, y Arconic también estaba ahí
    https://en.wikipedia.org/wiki/Howmet_Aerospace
    La gran prensa de Cleveland también tiene su propio artículo en Wikipedia
    https://en.wikipedia.org/wiki/Alcoa_50,000_ton_forging_press

    • Howmet es una empresa interesante. Mi padre trabajó allí toda su vida: al principio era MISCO, luego Howmet la adquirió y después pasó a ser Alcoa
      Mi padre se dedicaba especialmente al moldeo por inyección de titanio: calentaba el titanio hasta que se volvía líquido y luego lo inyectaba a presión en moldes sofisticados fabricados en el lugar
      La mayor parte de lo que hacían eran álabes de turbina para motores de jet, pero cuando había poco trabajo también fabricaban cabezas de palos de golf para empresas como PING. De todos los años en que trabajó mi padre, lo único producido allí que pude ver realmente fueron cabezas de palos de golf. Todo lo demás estaba estrictamente controlado dentro de la instalación