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Identificación de modos de fallo en procesos productivos de puertas de automóviles estampadas mediante técnicas de Análisis Modal

En la actualidad, el avance tecnológico ha permitido la disponibilidad de diversos métodos de análisis no destructivos para evaluar la calidad de la estampación de piezas en frío. Estos métodos incluyen ensayos de ultrasonidos (utilización de ondas ultrasónicas para detectar discontinuidades a lo largo de la pieza), ensayos por líquidos penetrantes (aplicación de un líquido penetrante que se infiltra en las gritas superficiales, haciéndolas visibles), inspección visual (por parte del encargado de la producción en cuestión en dicho momento), ensayo de partículas magnéticas (aplicación de partículas magnéticas sobre la superficie de la pieza ferromagnética que al aplicar un campo magnético se quedan depositadas en las grietas en cuestión) y termografía infrarroja (en el que al detectar un cambio de temperatura gracias al uso de una cámara térmica sobre la superficie, puede ser indicador de presencia de grietas). Sin embargo, a pesar de la existencia de estas técnicas, se ha observado una escasez de información en lo que respecta al estudio de la presencia de grietas en procesos productivos de estampación a través del análisis modal. En este contexto, el presente trabajo de fin de grado se propone abordar el desarrollo y estudio de la viabilidad de llevar a cabo el análisis de las puertas de automóviles mediante excitaciones vibracionales. Se busca analizar los modos naturales de vibración de las piezas en cuestión y cómo responden ante la presencia de defectos de fabricación por estampación como porosidades internas, grietas externas visibles al ojo humano, grietas internas, variaciones de las propiedades del material el cual se esté tratando, entre otros aspectos relevantes, haciendo hincapié en la presencia de grietas. Este enfoque se apoya en la colaboración con NAITEC Centro Tecnológico de Movilidad y Mecatrónica ® para identificar mecanismos de detección de piezas en el contexto de la industria de la automoción, específicamente, las puertas del automóvil. Estableciendo un patrón común que permita diferenciar de manera clara y precisa las piezas consideradas como adecuadas y que cumplen los requisitos de producción e intentando brindar una base sólida para la toma de decisiones en la línea de producción, entre aquellas piezas consideradas como válidas y las que no.

Currently, technological advancements have enabled the availability of various non-destructive testing methods to assess the quality of cold-stamped parts. These methods include ultrasonic testing (using ultrasonic waves to detect discontinuities along the part), liquid penetrant testing (applying a penetrating liquid to reveal surface defects), visual inspection (by the production personnel), magnetic particle testing (applying magnetic particles to ferromagnetic surfaces to detect deposited particles in cracks), and infrared thermography (detecting temperature changes on the surface as an indicator of cracks). However, despite the existence of these techniques, there is a scarcity of information regarding the study of crack presence in stamping processes through modal analysis. In this context, this research work aims to address the development and feasibility study of conducting modal analysis on automotive doors using vibrational excitations. The goal is to analyze the natural vibration modes of the parts and how they respond to the presence of manufacturing defects resulting from stamping, such as internal porosities, visible external cracks, as well as internal cracks and variations in material properties, among other relevant aspects, with a particular focus on crack detection. This approach is supported by the collaboration with NAITEC Centro Tecnológico de Movilidad y Mecatrónica ® to identify detection mechanisms for automotive industry components, specifically, automotive doors. By establishing a common pattern that clearly and precisely differentiates the parts deemed suitable and meeting production requirements, this research tries to provide a solid foundation for decision-making in the production line, distinguishing between valid and non-valid pieces.