Diseño y equipamiento del campo de pruebas
Prueba altamente dinámica de componentes de construcción ligera

LiA Engineering se fundó en 2015 como una spin-off de la cátedra de „Construcción Ligera en la Industria Automotriz" de la Universidad de Paderborn y mantiene esta relación activamente hasta el día de hoy. Las áreas de negocio abarcan la consultoría, la ingeniería, la creación de prototipos y las pruebas. Así, la empresa asesora, por ejemplo, en el ámbito de la gestión de la innovación y el uso de nuevos materiales para estructuras ligeras, y se encarga del diseño y la simulación de los componentes hasta la fabricación en serie. Para esto último, existe una joint venture conjunta como „LS Hybrid Solutions GmbH" con las empresas BuL y Schwarz Werkzeugbau. Existe una alta competencia en el ámbito de las pruebas de componentes estructurales para la industria automotriz y aeroespacial. Incluso se pueden probar componentes terminados de empresas que no tienen sus propias posibilidades o experiencia en pruebas. Para ello, LiA desarrolla escenarios de prueba específicos para la aplicación de los respectivos componentes y, a continuación, construye el entorno de prueba adecuado. Estas pruebas van desde la prueba de materiales hasta el ensayo de componentes. Para poder cubrir este espectro de tareas, en LiA trabajan tanto empleados jóvenes e innovadores, a menudo con doctorado, como analistas que llevan más de 40 años activos en el sector y que destacan por su experiencia.

Como proveedor de servicios acreditado, LiA Engineering ofrece, con su centro de pruebas, la posibilidad de realizar pruebas altamente dinámicas de componentes, así como caracterizaciones de materiales. En cuanto a la medición, se pueden registrar sincrónicamente todas las magnitudes físicas, como fuerza, desplazamiento y otras. A través de cámaras de alta velocidad, los componentes se pueden medir ópticamente, desde lo microscópico hasta lo macroscópico. La simulación de las condiciones de funcionamiento se realiza a través del campo de sujeción flexible, en el que los cilindros hidráulicos aplican cargas externas al componente. Mediante una cámara climática, existe la posibilidad de generar simultáneamente influencias ambientales como la humedad y temperaturas de -60 °C a +120 °C. De este modo, son posibles tanto cargas estáticas de corta duración como análisis dinámicos de larga duración en condiciones reales simuladas de forma óptima.

Además de las pruebas de prototipos, también se realizan pruebas de acompañamiento de la producción en serie. Además, LiA presta asistencia a empresas que, por ejemplo, necesitan pruebas eficientes para solucionar problemas de materiales. En este caso, la empresa de Paderborn puede proporcionar los primeros resultados de la caracterización de materiales en 24 horas. “Este rápido tiempo de reacción, a las más diversas exigencias, sólo es posible gracias a los empleados extremadamente flexibles y al principio de construcción modular de las configuraciones de prueba”, subraya Pöhler.

Precisamente para los clientes de la industria del automóvil y aeroespacial, pero también en el sector de la maquinaria agrícola o la tecnología médica, las caracterizaciones de materiales son muy importantes. Estos clientes buscan una solución para su problema: o bien saben cómo debe probarse y necesitan capacidades de prueba externas o bien conocen el fallo del componente y buscan apoyo para el análisis de la causa del fallo. Para ello, se necesitan pruebas altamente dinámicas con resultados de medición certificados en el laboratorio de pruebas. Para garantizar las precisiones de medición definidas por el cliente, LiA -al igual que antes el instituto de la Universidad de Paderborn- confía desde hace años en los cilindros de prueba de Hänchen. La precisión de la prueba y el espectro existente de cilindros construidos de acuerdo con los requisitos están, por lo tanto, cubiertos de forma óptima, porque „todo el que tiene otros cilindros, elogia los cilindros de Hänchen”, está convencido Pöhler. Debido a esta alta precisión, calidad y fiabilidad, Hänchen suministra el 100% de todo el stock de cilindros de prueba en LiA. La cooperación con Hänchen ya fue muy buena en los años anteriores, especialmente en la coordinación, el soporte y, por supuesto, la calidad de los servicios prestados. Por lo tanto, LiA también confió en el apoyo y el asesoramiento del especialista en sistemas hidráulicos para el desarrollo de su nuevo centro de pruebas.

En el marco del área de construcción de maquinaria especial Ratio-Drive^®, Hänchen diseña maquinaria especial individual adaptada a las necesidades del cliente, especialmente para la tecnología de pruebas. Esta oferta se extiende hasta la realización de máquinas de prueba completas con diseño, hardware y software. El cliente también puede encargar soluciones parciales, en las que Hänchen solo asume tareas seleccionadas y complementa los módulos existentes del cliente para crear una máquina completa. La empresa de Ostfildern, cerca de Stuttgart, se integró pronto en la fase de planificación del centro de pruebas de LiA: Esto incluyó el diseño del control de seguridad y la selección de los cilindros, así como una gran cantidad de conocimientos de apoyo para la realización del proyecto.

LiA Engineering utiliza en su centro de pruebas componentes de diversos fabricantes ya probados. La tarea consistía en conectar estos para formar un sistema funcional. Hänchen asumió esta integración de sistemas con un control de seguridad desarrollado internamente que supervisa todos los componentes, como la unidad, el refrigerador, el control de los cilindros, el software de evaluación y control. Este control superior tiene el control sobre el campo de tensión y realiza, por ejemplo, con válvulas con supervisión de posición y bloques de conexión individuales diseñados para LiA, una desconexión hidráulica según la norma EN ISO 13849-1 con Performance Level e (PLe). Hänchen también implementó esta tecnología de seguridad, así como la certificación CE final. De este modo, LiA ha implementado los más altos estándares de seguridad en el campo de pruebas.

Una característica especial de Hänchen son los cilindros hidráulicos con una presión de trabajo de hasta 320 bar para su uso en aplicaciones de prueba. Otros fabricantes a veces solo los ofrecen con una presión de trabajo de hasta 210 bar. La ventaja de la mayor presión de trabajo se manifiesta en varios puntos:

• Diseño compacto. Dinámica. Rigidez
  Para aplicar la misma fuerza del cilindro, las áreas efectivas pueden ser más pequeñas con una presión de trabajo más alta. Por lo tanto, el cilindro es más compacto, lo que hace que todo el sistema sea significativamente más dinámico y rígido.
• Válvula más pequeña
  El caudal necesario también es menor, por lo que se puede utilizar una válvula más pequeña.
• Rentabilidad. Ahorro de espacio.
  Esto, además del ahorro de costes, también aporta ventajas de espacio de instalación en toda la periferia hidráulica.
• Cilindro de prueba Hänchen
  LiA utiliza exclusivamente cilindros Hänchen y está equipado con fuerzas de 25 kN - 750 kN para los más diversos requisitos de prueba.

Además de la programación del control de seguridad y el equipamiento con cilindros hidráulicos, los expertos de Ostfildern también participaron intensamente en la ingeniería y el diseño del campo de pruebas. En este proceso, se comprobó el grado de detalle necesario de la solución técnica y específica para los requisitos y se adaptó a la aplicación. Hänchen también estuvo a su lado con asesoramiento y ayuda para cuestiones generales sobre temas hidráulicos y de conexión. “Y aún hoy mantenemos un estrecho intercambio de colaboración con Hänchen, porque allí tenemos el mejor soporte y siempre obtenemos la solución adecuada para la aplicación”, afirma Pöhler.

Jörg Beyer, mediaword
© Hänchen 2022