30 Agosto 2019

Las prensas hidráulicas más grandes del mundo


 

La historia de las más grandes prensas de estampado del mundo sigue de cerca los eventos de la Segunda Guerra Mundial y la Guerra Fría.

 

¡Heil Magnesium!

En las décadas de 1930 y 1940 la Alemania nazi tenía escasez de acero, habiendo sido privada de las regiones más ricas en hierro por el Tratado de Versalles. Sus minas, por otro lado, producían grandes cantidades de magnesio, un metal ligero y resistente, perfecto para los nuevos aviones a reacción. Sin embargo, los científicos alemanes se enfrentaron a un gran desafío tecnológico: mientras que el acero se forja fácilmente con martillo, el magnesio no. Bajo los golpes del mazo, el magnesio se agrieta y se rompe. Para darle forma, los científicos del Reich tuvieron que desarrollar un nuevo proceso: forjado en caliente de velocidad controlada, específicamente para piezas grandes.

 

Los componentes de titanio de un jet F-15 – Image credit: Jet Lowe

componentes F15 magnesio antes despues estampado
bombardero usa remachado acero aluminio

Guerra Fría, metal caliente

 

Después de la Segunda Guerra Mundial, los Estados Unidos y Rusia se desafiaron mutuamente en el campo de los armamentos en lo que se llamará la Guerra Fría, que polarizará el mundo durante casi medio siglo. En la gama de instrumentos de destrucción, la aviación desempeñaba ahora un papel clave. La investigación metalúrgica al servicio de los ejércitos siempre estaba inventando nuevas tecnologías y materiales en un intento de crear aviones más ligeros y rápidos. Con la llegada de los aviones a reacción, las enormes tensiones que implicaba requerían aleaciones y procesos de muy altas prestaciones. El titanio, el magnesio y el aluminio sustituyen al acero, pero también implican la necesidad de un tratamiento específico. La forja, como hemos visto, no es adecuada para estos materiales: es necesario utilizar piezas estampadas, para garantizar una disposición óptima de las fibras metálicas y la ausencia de grietas. El estampado de grandes piezas, hechas de materiales de alta resistencia, requería máquinas enormes y muy poderosas, nunca antes vistas.

 

Para dominar el mundo hay que dominar los cielos, pero para dominar los cielos hay que dominar primero el metal.

El legado de la guerra

 

Mientras que en los Estados Unidos los Boeing B-17 Stratofortress y los bombarderos B-29 todavía se ensamblaban remachando piezas individuales de chapa conformada, en Alemania se producían elementos estructurales ligeros y fuertes de magnesio y aluminio. Para producir estos componentes, los ingenieros del Tercer Reich construyeron una prensa hidráulica de 33.000 toneladas y dos máquinas más pequeñas de 16.500 toneladas para producir los primeros reactores Messerschmitt Me 262. Las dos últimas fueron requisadas por los Estados Unidos, mientras que la primera terminó en manos de la Unión Soviética. Temiendo que esta desventaja tecnológica se tradujera en una desventaja militar, los EE.UU. lanzaron el Programa de Prensa Pesada con la intención de construir las prensas más grandes del mundo.

 

image credit: USAF

jet nazi messerschmitt me-262a

El Heavy Press Program

 

Iniciado en 1950 y completado en 1957, este plan de la Fuerza Aérea de los EE.UU. llevó a la construcción de seis prensas de extrusión y cuatro prensas de estampado. Las dos más grandes desarrollan 50.000 toneladas cada una, y todavía están en funcionamiento hoy en día.

prensa forjado 1955 mesta alcoa 50000 toneladas

La primera, construida por Mesta Machinery, pesa 8000 toneladas y mide 27 metros de altura. La mesa mide 7900*3700 mm y tiene un recorrido de 1800 mm. El gigante de aluminio Alcoa, que ha estado operando la máquina desde 1955, la compró al gobierno de EE.UU. en 1982. En 2009 la prensa tuvo que parar para hacer reparaciones debido a las grietas en la base. La modificación costó alrededor de 100 millones de dólares y garantizará al menos otros 50 años de funcionamiento.

 

image credit: Nocsia

La segunda fue construida por Loewy Hydropress y operada por Wyman-Gordon en la Planta 63 de la Fuerza Aérea en Grafton, Massachusetts desde octubre de 1955. El circuito hidráulico utiliza una emulsión de agua-aceite a 310 bar con un flujo de 45.000 litros/min. Ambas máquinas se utilizan para producir componentes de aviones como el Boeing 747, el bombardero Stealth y el caza F-35 Joint Strike.

 

Image credit: Jet Lowe

 

prensa estampado wyman gordon 50000 ton
prensa titanio 75000 ton nkmz rusia

El récord de los Estados Unidos duró sólo dos años: en 1957 la empresa ucraniana Novokramatorsky Mashinostroitelny Zavod (NKMZ), especializada en plantas siderúrgicas, construyó dos prensas de 75.000 toneladas. La primera, destinada a una planta en Samara, es ahora propiedad de la filial rusa de Alcoa. La segunda se instaló en Verkhniaïa Salda y es utilizada por VSMPO-AVISMA, el principal productor mundial de titanio y otras aleaciones especiales. Las dos máquinas tienen una mesa de 16000*3500 mm y tienen 35 metros de altura, 22 metros de los cuales están bajo el suelo.

 

Image credit: NKMZ

Fuera de las dos superpotencias, Francia fue el tercer país que se dotó de una prensa hidráulica de este tamaño: también construida por la ucraniana NKMZ, esta “presse hydraulique” de 65.000 toneladas se instaló en Issoire entre 1974 y 1976. Propiedad de Interforge, la máquina tiene 36 metros de altura y fabrica componentes para Airbus, Boeing, la industria espacial y de transporte.

 

Image credit: NKMZ

prensa hidraulica 65000 ton nkmz issoire
prensa hidraulica estampado weber metals 60000 ton

Estos gigantes del acero han estado monopolizando la escena durante décadas. En abril de 2013, Japón también se unió al círculo de los grandes con una prensa hidráulica de 50.000 toneladas. Después de 60 años, EE.UU. añadió una nueva prensa de forja hidráulica de 60.000 toneladas. Construida por SMS Group para Weber Metals en California, costó 180 millones de dólares y empezó a funcionar en octubre de 2018.

 

Image credit: Weber Metals

El campeón de los pesos pesados, por supuesto, es chino: una máquina con una increíble potencia de 80.000 toneladas ha estado en funcionamiento desde 2013 para el gigante Erzhong Group en la provincia de Sichuan. Tan alto como un edificio de 10 pisos, su uso es confidencial: parece que se utiliza para construir piezas para aviones militares, como sus hermanas titánicas. Para dar una idea de la potencia de esta máquina, con sus 780.000 kN podría levantar fácilmente un crucero entero. Como suele ocurrir, más grande no es mejor: no es la prensa más avanzada tecnológicamente del mundo. Se construyó adaptando antiguos proyectos de la URSS que datan de los años 80, y actualmente está infrautilizado debido a la competencia de los otros gigantes que hemos mencionado.

 

Fuentes:
https://fr.wikipedia.org/wiki/Presse_hydraulique
https://www.theatlantic.com/magazine/archive/2012/03/iron-giant/308886/
https://wikimili.com/en/Alexander_Zeitlin
https://en.wikipedia.org/wiki/Heavy_Press_Program
https://www.cleveland.com/business/2009/01/crack_in_huge_alcoa_press_may.html
https://www.cleveland.com/business/2012/02/alcoas_50000-ton_ready_to_go_b.html
https://www.forgingmagazine.com/forming/big-reveal-big-new-machine-bigger-parts-weber-metals
https://www.lamontagne.fr/issoire-63500/actualites/visionnaire-dans-le-domaine-des-presses-geantes_12397978/
https://foreignpolicy .com/2018/03/14/chinas-zombie-firms-cant-lurch-forever/
http://www.nkmz.com/index.php?id=103&L=1


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