SOLDADURA
Por soldadura "Fuerte y Blanda" se entiende un conjunto de procedimientos de soldeo que se caracterizan porque las piezas del material base no se funden, y su unión se realiza gracias al empleo de un material de aportación que tiene su punto de fusión inferior al del metal base, y que una vez fundido rellena por capilaridad los huecos entre las partes del metal base que se desean unir.
En este procedimiento se comienza colocando las piezas del material base a unir muy próximas entre sí. Posteriormente por la aplicación de una fuente de calor se producirá la fusión del material de aporte, el cual mojará y rellenará por capilaridad los huecos por entre las superficies de contacto de las piezas del material base, procediendo a su unión una vez que se solidifica.
Con este procedimiento también se puede realizar la soldadura entre piezas de distinto material. En todo caso, el material de aporte o de relleno que se utilice, además de tener una temperaturas de fusión menor que la de los materiales base, tendrá también diferentes características físico-químicas, por lo que a este tipo de procedimiento se le conoce también como "soldadura heterogénea".
La distinción entre soldadura "fuerte" y "blanda" está motivada por la temperatura de fusión del material de aporte. De esta forma, si la temperatura de fusión del material de aporte es inferior a 450 ºC se denomina soldadura blanda, mientras que si se emplea un material de aporte cuya temperatura de fusión se sitúe por encima de los 450 ºC, entonces el procedimiento se denominará soldadura fuerte.
Un mecanizado es un proceso de fabricacion que comprende
un conjunto de operaciones de conformación de piezas mediante remoción de
material, ya sea por arranque de viruta o por abrasión.
Se realiza a partir de productos semielaborados como lingotes, tochos u otras
piezas previamente conformadas por otros procesos como moldeo o forja. Los
productos obtenidos pueden ser finales o semielaborados que requieran
operaciones posteriores.
Casi todos los objetos que conocemos han sido elaborados por
el ser humano y la gran mayoría de los que están a nuestro alcance son
generalmente productos industriales. Los productos industriales tienen un
sistema de fabricación y objetivos comerciales que se repiten de acuerdo a un
modelo lo que tiende a reducir su precio. Los productos artesanales, por el
contrario, son escasos y por lo general únicos, por lo que suelen tener un
precio más elevado.
Aspectos a considerar para la definición de procesos de fabricación : geometría , material ,tolerancias de fabricación ,volumen de produccion
Se entiende como la existencia especifica de que las normas jurídicas se encuentran dotadas , por esta razón , decir que una norma jurídica es valida,equivale a afirmar que ella existe como tal, y que ,por ello es obligatoria
El plomo es un metal pesado (densidad relativa, o gravedad específica, de 11.4 s 16ºC (61ºF)), de color azuloso, que se empaña para adquirir un color gris mate. Es flexible, inelástico, se funde con facilidad, se funde a 327.4ºC (621.3ºF) y hierve a 1725ºC (3164ºF). Las valencias químicas normales son 2 y 4. Es relativamente resistente al ataque de los ácidos sulfúrico y clorhídrico. Pero se disuelve con lentitud en ácido nítrico. El plomo es anfótero, ya que forma sales de plomo de los ácidos, así como sales metálicas del ácido plúmbico. El plomo forma muchas sales, óxidos y compuestos organometálicos.
Símbolo Ni, número atómico 28, metal duro, blanco plateado, dúctil y maleable. La mayor parte del níquel comercial se emplea en el acero inoxidable y otras aleaciones resistentes a la corrosión. También es importante en monedas como sustituto de la plata. El níquel finamente dividido se emplea como catalizador de hidrogenación.
Es un metal maleable, dúctil y de color gris. Los usos más importantes del zinc los constituyen las aleaciones y el recubrimiento protector de otros metales. El hierro o el acero recubiertos con zinc se denominan galvanizados, y esto puede hacerse por inmersión del artículo en zinc fundido (proceso de hot-dip), depositando zinc electrolíticamente sobre el artículo como un baño chapeado (electrogalvanizado), exponiendo el artículo a zinc en polvo cerca de su punto de fusión (sherardizing) o rociándolo con zinc fundido (metalizado).
Es un metal considerablemente raro y escaso en nuestro planeta, siendo uno de los menos abundantes en la corteza terrestre, pudiéndose hallar apenas en formas de óxidos y en un limitado número de minerales. En estado puro, el wolframio tiene un característico color gris metálico que a veces presenta tonos blanquecinos. Es sumamente resistente, teniendo el punto de fusión más alto de todos los metales, así como también la mayor resistencia en tensión de rotura y una gran resistencia a la corrosión.
El cromo son su elevada dureza, el tener puntos de ebullición y fusión elevados y ser buenos conductores de la electricidad y el calor. El estado del cromo en su forma natural es sólido. El cromo es un elmento químico de aspecto plateado metálico y pertenece al grupo de los metales de transición. El número atómico del cromo es 24. El símbolo químico del cromo es Cr. El punto de fusión del cromo es de 2130 grados Kelvin o de 1857,85 grados celsius o grados centígrados. El punto de ebullición del cromo es de 2945 grados Kelvin o de 2672,85 grados celsius o grados centígrados.
El cromo son su elevada dureza, el tener puntos de ebullición y fusión elevados y ser buenos conductores de la electricidad y el calor. El estado del cromo en su forma natural es sólido. El cromo es un elementó químico de aspecto plateado metálico y pertenece al grupo de los metales de transición. El número atómico del cromo es 24. El símbolo químico del cromo es Cr. El punto de fusión del cromo es de 2130 grados Kelvin o de 1857,85 grados Celsius o grados centígrados. El punto de ebullición del cromo es de 2945 grados Kelvin o de 2672,85 grados Celsius o grados centígrados.
Metales no ferrosos ligeros:
El aluminio puro es blando y tiene poca resistencia mecánica, pero puede formar aleaciones con otros elementos para aumentar su resistencia y adquirir varias propiedades útiles. Las aleaciones de aluminio son ligeras, fuertes, y de fácil formación para muchos procesos de metalistería; son fáciles de ensamblar, fundir o maquinar y aceptan gran variedad de acabados. Por sus propiedades físicas, químicas y metalúrgicas, el aluminio se ha convertido en el metal no ferroso de mayor uso.
El duraluminio fue la primera aleación industrial a base de aluminio. El nombre de duraluminio puede descifrarse como aluminio duro.
Se clasifica como un metal de transición. En estado puro es blanco y brillante, es muy resistente, ligero y tiene una densidad considerablemente baja, siendo excelente en la resistencia frente a la corrosión. El titanio es tan fuerte como el acero y con frecuencia se lo compara con dicha aleación, es un 60 por ciento más pesado que el aluminio, sin embargo, es el doble de fuerte. Es un elemento dúctil únicamente cuando está libre en el oxígeno.
Metales no ferrosos ultraligeros:
El magnesio se conoce desde hace mucho tiempo como el metal estructural más ligero en la industria, debido a su bajo peso y capacidad para formar aleaciones mecánicamente resistentes.
Los polímeros se
definen como macromoléculas compuestas por una o varias unidades químicas
(monómeros) que se repiten a lo largo de toda una cadena.
Un
polímero es como si uniésemos con un hilo muchas monedas perforadas por el
centro, al final obtenemos una cadena de monedas, en donde las monedas serían
los monómeros y la cadena con las monedas sería el polímero.
La
parte básica de un polímero son los monómeros, los monómeros son las unidades
químicas que se repiten a lo largo de toda la cadena de un polímero, por
ejemplo el monómero del polietileno es el etileno, el cual se repite x veces a
lo largo de toda la cadena.
Los termoplásticos hacen
referencia al conjunto de materiales que están formados por polímeros que
se encuentran unidos mediante fuerzas intermoleculares o fuerzas de Van der
waals, formando estructuras lineales o ramificadas.
Un
material termoplástico lo podemos asemejar a un conjunto de cuerdas enredadas
que tenemos encima de una mesa, cuanto mayor sea el grado de enredo de las
cuerdas mayor será el esfuerzo que tendremos que realizar para separar las
cuerdas unas de otras dado a que el rozamiento que se produce entre cada una de
las cuerdas ofrece resistencia a separarlas, en este ejemplo las cuerdas
representa a los polímeros y el rozamiento representa las fuerzas
intermoleculares que los mantiene unidos.
Los termoestables hacen
referencia al conjunto de materiales formados por polímeros unidos
mediante enlaces químicos adquiriendo una estructura final altamente
reticulada.
La
estructura altamente reticulada que poseen los materiales termoestables es la
responsable directa de las altas resistencias mecánicas y físicas (esfuerzos o
cargas, temperatura...) que presentan dichos materiales comparados con los
materiales termoplásticos y elastómeros. Por contra es dicha estructura
altamente reticulada la que aporta una baja elasticidad, proporcionando a
dichos materiales su característica fragilidad.
Los elastómeros hacen
referencia al conjunto de materiales que formados por polímeros que
se encuentran unidos por medio de enlaces químicos adquiriendo una estructura
final ligeramente reticulada.
Un
elastómero lo podemos asimilar al siguiente ejemplo, imaginemos que encima de
una mesa tenemos un conjunto de cuerdas entremezcladas unas con otras, cada uno
de estas cuerdas es lo que llamamos polímero, tendremos que aplicar un esfuerzo
relativamente pequeño si queremos separar las cuerdas unas de otras, ahora
comenzamos a realizar nudos entre cada una de las cuerdas, apreciando que
conforme más nudos realizamos más ordenado y rígido se vuelve el conjunto de
las cuerdas, los nudos de nuestra cuerda es lo que representa a los enlaces
químicos, con un cierto grado de nudos, o enlaces químicos, necesitamos
tensionar con mayor fuerza el conjunto de cuerdas con objeto de separarlas,
además observamos que cuando tensionamos la longitud de las cuerdas aumentan y
cuando dejamos de tensionar el tamaño de las cuerdas vuelven a la longitud
inicial.
Un material cerámico es un tipo de material inorgánico , no
metalico , buen aislante y que además tiene la propiedad de tener una
temperatura de fusión y resistencia muy elevada. Asimismo, su modulo de Young (pendiente
hasta el limite elástico que se forma en un ensayo de tracción) también elevado
,además presentan un modo de rotura fragil
Un material
compuesto es un sistema integral integrado por una combinación de dos o mas
micro o macro de estructuras que difieren en forma y composición química y que
son esencialmente insolubles entre si. Los composites conservan al menos
parcialmente ,los propiedades de sus sistemas constituyentes y se diseñan para
que presenten la combinación de propiedades mas favorable
Las matrices cerámicas incluyen aquellos
sólidos inorgánicos no metálicos
. Se clasifican en:
a) Vidrios: son silicatos amorfos
b) Materiales cerámicos tradicionales:
basados en silicatos, se utilizan en fabricación de productos de alfarería y
cemento.
c) Nuevos materiales cerámicos: son
los más utilizados en materiales compuestos. Están basados en compuestos de
óxidos y carburos entre los que destacan:
- alúmina (Al2O3) que se obtiene de la
bauxita, y se caracteriza por sus buenas propiedades mecánicas
- carburo de silicio (SiC), que se obtiene
a partir de arena y coque (tiene menor densidad que la alúmina).
Las matrices metálicas sustituyen en
algunas aplicaciones a las poliméricas debido a las siguientes propiedades:
- elevada resistencia y módulo
- resistencia elevada a la
temperatura
- conductividad térmica y eléctrica
Los materiales compuestos de matriz
metálica se utilizan sobre todo en la industria aeronaútica y aeroespacial
debido a que en estas aplicaciones los materiales deben presentar resistencia
elevada a la temperatura y la abrasión.
La necesidad de reducir
peso e incrementar la funcionalidad, combinada con mínimo mantenimiento en
automoción, aeronáutica y otras aplicaciones ha permitido el desarrollo de los
plásticos reforzados con fibras (FRP´s). Estos materiales se caracterizan por una
alta resistencia y rigidez y por su bajo peso, propiedades que resultan ser
superiores en muchos casos a las de los materiales metálicos. Adicionalmente,
la relación entre la resistencia a la fatiga y el peso es excelente. Por tanto,
estos materiales han remplazado a los convencionales como componentes
resistentes o estructurales en un gran número de aplicaciones.
PROCESOS DE MANUFACTURA:
Procesos de manufactura sin arranque de viruta de confinado:
METALES:
- Proceso de deformación volumetrica:
Forjado es el nombre genérico de operaciones de conformado mecánico efectuadas con esfuerzo de compresión sobre un material dúctil, de tal modo que tiende a asumir el contorno o perfil de la herramienta de trabajo.
La mayoría de las operaciones de forjado es ejecutada en caliente; sin embargo, una gran variedad de piezas pequeñas, tales como tornillos, pinos, tuercas, engranajes, piñones, etc., son producidos por forjado en frío
Es el proceso de conformado mecánico que consiste en modificar la sección transversal de un metal en la forma de barra, lingote, placa, alambre o tira, etc., Por el pase entre dos cilindros con generatriz rectilínea (laminación de productos planos) o conteniendo canales tallados de forma más o menos compleja (laminación de productos no planos, como por ejemplo perfiles en L), siendo que la distancia entre los dos cilindros debe ser menor que el espesor inicial de la pieza metálica.
La extrusión en prensa es un procedimiento de conformación por deformación plástica, que consiste en moldear un metal, en caliente o frió, por compresión en un recipiente obturado en un extremo con una matriz o hilera que presenta un orificio con las dimensiones aproximadas del producto que se desea obtener y por el otro extremo un disco macizo, llamado disco de presión.
Se entiende por trefilar a la operación de conformación en frío consistente en la reducción de sección de un alambre o varilla haciéndolo pasar a través de un orificio cónico practicado en una herramienta llamada hilera o dado. Los materiales más empleados para su conformación mediante trefilado son el acero, el cobre, el aluminio y los latones, aunque puede aplicarse a cualquier metal o aleación dúctil.
El embutido es una operación de formado de láminas metálicas que se usa para hacer piezas de
El doblado de metales es la deformación de láminas alrededor de un determinado ángulo. Los ángulos pueden ser clasificados como abiertos (si son mayores a 90 grados), cerrados (menores a 90°) o rectos. Durante la operación, las fibras externas del material están en tensión, mientras que las interiores están en compresión. El doblado no produce cambios significativos en el espesor de la lámina metálica.
Los elementos de transformación en un troquel, son llamados punzón (macho) y matriz (hembra), ambos deben tener un tratamiento previo de endurecimiento (llamado «templado») que debe superar la dureza de los materiales a procesar.
La parte superior de la herramienta (parte superior del porta troquel) se sujeta firmemente al ariete o carnero de la prensa mientras que la parte inferior (porta matrices) se fija a la mesa de la máquina, el centra miento entre ambos (incluida la holgura) se mantiene gracias a los postes fijos en el porta troquel y los bujes embalados que se deslizan en las tazas, aunque hay troqueles que solamente tienen postes y tazas con ajuste deslizante entre ellos y algunos otros (esto ya es poco común) que no cuentan con postes y para centrar se emplea un método un poco rudimentario que se describe en “procedimiento de montaje de troqueles”.
Entendiendo que la operación de troquelado se realiza a los 180° del viaje (carrera) del ariete, una vez realizada está, el punzón comienza a subir pero existe un problema: la elasticidad del material (véase Resistencia de materiales), que al contraerse “abraza” al punzón y, por lo tanto, tiende a subir junto con él; esto lógicamente debe evitarse, para ello entran en juego los extractores de la cinta metálica (planchador o expulsores o puentes) que separan el material del punzón al mismo tiempo que lo sujetan contra la matriz en el momento en que se realiza la operación de troquelado.
Por otro lado, el material cortado tiene cierta tendencia a adherirse a la matriz, ya que éste se expande. En algunos casos esta expansión no es suficiente y entonces también trata de subir pegada al punzón; para evitarlo, se utilizan los botadores que son simplemente pernos, que mediante la acción de un resorte, impiden que la pieza sea extraída de la matriz “empujando” literalmente hacia abajo el material cortado.
El proceso de cizallado es una operación de corte de láminas que consiste en disminuir la lámina a un menor tamaño. Para hacerlo el metal es sometido a dos bordes cortantes.
El punzonado es una operación mecánica con la cual mediante herramientas especiales aptas para el corte se consigue separar una parte metálica de otra obteniéndose una figura determinada.
El proceso de prensado es el método utilizado para crear piezas metálicas planas. El proceso consiste en presionar un disco en un troquel con un punzón para formar una variedad de formas, radios, diámetros y longitudes como el metal progresa a través de varias estaciones de trabajo. Dado que la tecnología actual no permite una forma tan profunda como se desee en un troquel, las profundidades mayores requieren varios pasos llamadas "reducciones de empate."
- Proceso de deformación especial:
Se denomina choque eléctrico o accidente eléctrico a una lesión producida por el efecto de la corriente eléctrica en el ser humano o en un animal. Son varios los factores que determinan la envergadura del daño. Pueden presentarse lesiones nerviosas, alteraciones químicas, daños térmicos y otras consecuencias de accidentes secundarios (como por ejemplo fracturas óseas). En español se reservan los términos «electrocutar» y «electrocución» para los casos de accidente eléctrico con resultado de muerte.2
Junto a las magnitudes de la tensión eléctrica, de la densidad de corriente y de la intensidad de corriente (más conocida como amperaje), también desempeña un papel el hecho de que se trate de corriente alterna o continua, así como también cuánto tiempo y por qué vía el cuerpo de la persona (o en su defecto, del animal) ha sido atravesado por la corriente eléctrica.
El repujado es una técnica artesanal que consiste en trabajar planchas de metal, cuero u otros materiales maleables, para obtener una figura ornamental en relieve.
- El repujado en metales se limita principalmente al trabajo de materiales blandos como aluminio, latón, bronce, estaño, oro o plata.
- Se considera una de las artes menores (útiles), en especial de la rama de las artesanías.
- Si se elige trabajar con estaño, hay que tener en cuenta que es un material tóxico: el contacto con este debe ser limitado. Una buena y practica forma es simplemente usando guantes de látex (como aquellos que usan los médicos), pues no limitará la habilidad de la mano para moldear el trabajo.
- Se realiza trabajando con buriles de diferentes tamaños y formas desde el envés de la pieza, dispuesta sobre una superficie blanda que permita la progresiva deformación de la superficie trabajada. De esta forma, el artesano trabaja en "negativo", hundiendo más aquellas zonas que deben tener mayor relieve por el lado contrario.
- Los detalles finales del relieve se obtienen trabajando en el lado frontal de la pieza, perfilando este con buriles más finos para obtener una mayor definición.
- El paso final consiste en reforzar la pieza para evitar que el relieve conseguido pueda deformarse con su uso posterior. Dependiendo de la naturaleza del material trabajado, esto puede obtenerse endureciendo la pieza o rellenando el hueco posterior con un material maleable como cera, yeso o alguna goma que al secar sea lo suficientemente dura para impedir la deformación del relieve.
La fuerza magnética hace que los pequeños pedazos de hierro queden alineados y apunten en dirección al campo magnético. Un compás, en donde una aguja de material magnético está colocada de manera que quede libre, y pueda voltearse libremente, se verá forzado a apuntar hacia el polo positivo.
- proceso de corte:
En términos más sencillos, el corte por plasma es un proceso que utiliza un chorro de alta velocidad de gas ionizado que se envía desde un orificio de constricción. La alta velocidad del gas ionizado, que es el plasma, conduce la electricidad desde la antorcha de plasma a la pieza de trabajo. El plasma calienta la pieza de trabajo, fundiendo el material. El flujo de alta velocidad del gas ionizado sopla mecánicamente el metal fundido, rompiendo el material.
El láser domina las aplicaciones de corte más diversas. Estas aplicaciones van desde la ranura de corte precisa al micrómetro en un chip de semiconductores finísimo hasta el corte de calidad en la chapa de acero de 30 mm de espesor. En la perforación por láser, el rayo láser genera sin ningún tipo de contacto agujeros finos y más grandes en metales, plásticos, papel y piedra.
El corte por chorro de agua es un proceso de índole mecánica, mediante el cual se consigue cortar cualquier material, haciendo impactar sobre éste un chorro de agua a gran velocidad que produce el acabado deseado.
Es un proceso revolucionario que hoy en día es de máxima utilidad y comienza a ser un recurso habitual a la hora de mecanizar piezas, es bastante simple pero a la vez muy complejo. Resulta una herramienta muy versátil y cuya aplicación es extensible a prácticamente todos los trabajos industriales.
Al ser un procedimiento de corte en frío resulta especialmente interesante, ya que esta demandado en todas las aplicaciones en las que el material no se pueda ver afectado por el calor. Existen numerosas ventajas que hacen de éste un producto destacado en el mundo industrial, respecto a otros métodos más limitados.
El mecanizado por electroerosión es un proceso de corte no convencional, es decir, no corta la pieza por métodos mecánicos sino por un efecto erosivo termoeléctrico. Básicamente, la eliminación de material se realiza mediante constantes y rápidos pulsos eléctricos, (generados miles de veces por segundo desde una fuente de potencia hasta un electrodo), que forman gran cantidad de chispas y elevadas temperaturas
El mecanizado ultrasónico (Ultrasonic Machining) (USM) es un proceso de índole mecánica en el que se remueve material de la pieza dejando una forma específica en ella. Para ello la herramienta vibra a 20 kHz y gira a unos 5 krpm, todo ello en acompañado por un líquido abrasivo que además sirve para refrigerar la pieza, los materiales normalmente usados son el Acero, acero inox, y molibdeno, etc. La forma de la herramienta es importante para que no recoja energía, la punta nunca toca la pieza que suele ser de materiales dúctiles, el material abrasivo (contenido en una pasta) es el que realmente se come el material, normalmente las partículas de abrasivo suelen ser duras, como por ejemplo diamante, nitruro cúbico de boro, carburo de boro, carburo de silicio y óxido de aluminio, de esto el más usado es el carburo de boro. El equipo puede ser usado en distintas variantes, ya sea en un torno para mejorar la versatilidad de la máquina. La potencia de estos equipos oscila entre los 200 y los 2400 W, la potencia influye en el material removido. La fuente de vibración convierte potencia de baja frecuencia (60 Hz) en potencia de alta frecuencia (20 KHz). Las partes más importantes del transductor son un electro magneto y una pila de placas de níquel.
En este proceso se obtiene en la pieza una forma inversa a la de la herramienta y con una medida el doble del tamaño del gránulo del abrasivo mayor que las dimensiones de la herramienta.
Aplicaciones:
- Materiales blandos y duros de todo tipo, metálicos, no metálicos, cerámicos o compuestos.
- Producir hoyos, huecos y formas irregulares limitado solo por las formas disponibles para las herramientas.
- La razón de profundidad-diámetro es baja, generalmente de 3:1.
- Dependiendo del abrasivo se pueden procesar materiales como el carburo de tungsteno, cerámicas de alta densidad, duros compuestos sinterizados, piedras preciosas, minerales, etc..
La pulvimetalurgia es un proceso de conformación metálica, como la forja, o el moldeo, Esta técnica presenta un control dimensional muy exacto. La pulvimetalurgia abarca las etapas comprendidas desde la obtención de polvos metálicos hasta las piezas acabadas, es decir, producción de polvos, mezcla, aglomeración, sinterización y acabado. Su competidor más directo es el moldeo de precisión o moldeo a la cera perdida. La industria pulvimetalúrgica se basa en la producción de grandes series en las cuales el costo del mecanizado influye decisivamente en el costo del producto sinterizado.
- Procesos de fundición de metales:
El molde donde se solidifica el metal debe ser destruido para mover la fundición. Estos moldes se hacen de arena, yeso o materiales similares que tienen su forma, usando aglomerantes de varias clases. La fundición en arena es el ejemplo más prominente. En la fundición de arena se vacía metal líquido dentro del molde hecho de arena. Después de que el metal se endurece, se sacrifica el molde a fin de recuperar la fundición.
La fundición en molde permanente usa un molde metálico construido en dos secciones que están diseñadas para cerrar y abrir con precisión y facilidad. Los moldes se hacen comúnmente de acero o hierro fundido.
La cavidad junto con el sistema de vaciado se forma por maquinado en las dos mitades del molde a fin de lograr una alta precisión dimensional y un buen acabado superficial. Los metales que se funden comúnmente en molde permanente son: aluminio, magnesio, aleaciones de cobre y hierro fundido.
Pude usarse muchas veces para producir fundiciones en cantidad, es decir, tienen ciertas ventajas económicas en operaciones de alta producción. Está hecho de un metal o algunas veces de un refractario cerámico, que puede soportar las altas temperaturas de las operaciones de fundición. En este caso, el molde permanente consta de dos o más secciones que pueden abrirse para permitir la remoción de la parte terminada. La fundición en dados es el proceso más conocido de este grupo (Cuando se inyecta el metal fundido en la cavidad del molde a alta presión, las más comunes son de 7-350 MPa, la presión se mantiene durante la solidificación, posteriormente se abre el molde para remover la pieza).
POLÍMEROS TERMOPLASTICOS:
La palabra extrusión proviene del latín "extrudere" que significa forzar un material a través de un orificio. La extrusión consiste en hacer pasar bajo la acción de la presión un material termoplástico a través de un orificio con forma más o menos compleja (hilera), de manera tal, y continua, que el material adquiera una sección transversal igual a la del orificio. En la extrusión de termoplásticos el proceso no es tan simple, ya que durante el mismo, el polímero se funde dentro de un cilindro y posteriormente, enfriado en una calandria, Este proceso de extrusión tiene por objetivos, proceso que es normalmente continuo, usarse para la producción de perfiles, tubos, películas plásticas, hojas plásticas, etc.
La inyección, es un proceso adecuado para piezas de gran consumo. La materia prima se puede transformar en un producto acabado en un solo paso. Con la inyección se pueden obtener piezas de variado peso y con geometrías complicadas. Para la economía del proceso es decisivo el número de piezas por unidad de tiempo (producción).
Las características más importantes del proceso de inyección son las siguientes:
- La pieza se obtiene en una sola etapa.
- Se necesita poco o ningún trabajo final sobre la pieza obtenida.
- El proceso es totalmente automatizable.
- Las condiciones de fabricación son fácilmente reproducibles.
- Las piezas acabadas son de una gran calidad.
El rotomoldeo o moldeo rotacional es un proceso de conformado de productos plásticos en el cual se introduce un polímero en estado líquido o polvo dentro de un molde y éste, al girar en dos ejes perpendiculares entre sí, se adhiere a la superficie del molde, creando piezas huecas.
El proceso se compone de las siguientes etapas:
1. Se deposita el polímero, ya sea pulverizado o en estado líquido, dentro del molde. Una vez hecho esto, se cierra el molde asegurando su estanqueidad, aunque éste deberá haber sido construido de forma que al final del proceso sea posible abrirlo y recuperar la pieza elaborada. La cantidad de polímero necesaria ha de ser previamente calculada según las dimensiones requeridas para la pieza a fabricar.
2. El molde ya cerrado es introducido en un horno a temperaturas entre 250-450º C (fundiendo o sinterizando el material), donde comienza a girar lentamente alrededor de dos ejes perpendiculares que pasan por el centro de gravedad de la pieza. El movimiento rotacional es el causante de que el polímero se adapte a las paredes internas del molde, cubriendo toda la superficie con una pared relativamente uniforme, quedando así la pieza hueca.
3. Posteriormente se enfría el molde y se extrae la pieza ya solidificada.
El proceso es el mismo que en un termoplástico con la salvedad que aquí todos los moldes van atemperados generalmente con resistencias y en algunos casos con aceite, mientras que en el termoplástico, aunque va en función del material y la pieza la mayoría de moldes van refrigerados.
También es importante hacer constar que la temperatura de transporte de material alcanza como mucho los 90ºC.
En cuanto al ciclo debemos decir que va en función del espesor de la pieza, es decir, cuanto mayor sea este mayor será el tiempo de cocción.
Igual que en un plástico, pero de forma más acusada en estos materiales, influyen diversas cargas que dificultan la regularidad del ciclo de inyección. Por eso es especialmente importante una vez conocidas las características de la pieza poner en conocimiento del fabricante de la materia prima los parámetros más significativos con el objeto de optimizar la resina.
Es un proceso de conformado que consiste en hacer pasar un material solido a presión entre rodillos de metal generalmente calientes que giran en sentidos opuestos y se cortan con una cuchilla para obtener el tamaño deseado. La finalidad puede ser obtener laminas de espesor controlado o bien modificar el aspecto superficial de la lamina.
Este proceso se aplica a una gran variedad de materiales, incluyendo metales, fibras textiles, papel y polímeros.
La pultrusión es un proceso productivo de conformado de materiales plásticos termorrígidos para obtener perfiles de plástico reforzado, de forma continua, sometiendo las materias primas a un arrastre y parado por operaciones de impregnado, conformado, curado y corte. Este proceso se caracteriza por un buen acabado superficial
Proceso:
1. Desenrollado y distribución de los refuerzos de fibra de vidrio u otros materiales.
2. Impregnación de la resina y control de la relación resina-vidrio.
3. Preformado gradual hasta alcanzar el perfil final.
4. Conformado y curado de la matriz.
5. Postcurado.
6. Corte.
El enrollado de filamentos o bobinado de filamentos es una técnica de fabricación para la producción de materiales compuestos, generalmente en forma de estructuras cilíndricas. El proceso consiste en enrollar filamentos sometidos a diversas tensiones sobre un molde macho o mandril. El mandril gira mientras que un carro se mueve horizontalmente, depositando las fibras de acuerdo al patrón deseado. Los filamentos más comunes son de carbono o vidrio y están embebidos en resina sintética mientras son depositados y enrollados. Una vez que el mandril esté completamente cubierto con el espesor deseado, el mandril se coloca en un horno para solidificar (curar) la resina. Una vez que la resina se ha curado, se retira el mandril, dejando el producto final con su hueco interno.
El proceso de enrollado de filamentos es muy adecuado para automatizarlo, ya que así es posible controlar con precisión la tensión de los filamentos. Si los filamentos se colocan con una tensión elevada entonces se consigue un producto final que posee una mayor rigidez y resistencia, mientras que si la tensión que se aplica a los filamentos es baja entonces se obtienen productos más flexibles. También es posible controlar la orientación de los filamentos de manera tal que las capas sucesivas se encuentran cruzadas o con orientaciones diferentes a las de la capa previa. El ángulo con el cual se coloca la fibra determinará las propiedades del producto terminado. Un ángulo elevado provee mayor resistencia contra el aplastamiento, mientras que un patrón con un ángulo bajo (denominado cerrado o helicoidal) otorga una mayor resistencia a la tracción. Un fabricante de máquinas de bobinado de filamento es Autonational
CERAMICOS:
El prensado es logrado colocando materia
prima como el polvo, premezclado con ablandadores y lubricantes, en un dado y
aplicando presión para lograr la compactación deseada. Existen dos categorías
de prensado ( las más usadas): uniaxial e isostática.
El proceso de moldeo por soplado nace de
la combinación de técnicas de ingeniería de polímeros como el moldeo por
inyección con el de técnicas de procesamiento de vidrio, particularmente el de
la producción de botellas. La producción de botellas de vidrio requiere
técnicas actualmente muy diferentes del moldeo por soplado, aunque en sus
orígenes es similar.
Laminado es una
operación que mejora la homogeneidad de la pasta. En el primero se hace pasar
la pasta por una boquilla ranurada formándose virutas y en el segundo por
rodillos laminadores que la desgarran formando láminas. Luego se vuelve a
amasar la pasta.
Procesos de manufactura con arranque de
viruta:
El
taladrado es un proceso de maquinado por el cual produce agujeros (bien
agujeros completos o bien agujeros ciegos). Es una operación de maquinado con
arranque de viruta que consiste en producir un agujero en una pieza de trabajo.
Se realizan dos movimientos: el movimiento de corte y el movimiento de avance. Estos
dos movimientos siempre se realizan, salvo en máquinas de taladrado profundo,
en las cuales no hay movimiento de corte ya que la pieza se hace girar en
sentido contrario a la broca.
El torneado genera formas cilíndricas y
redondeadas con una herramienta de un solo filo. La herramienta es estacionaria
y la pieza es la que gira. El torneado es el proceso más común en el corte del
metal, un proceso altamente optimizado que requiere una consideración
concienzuda de diferentes factores para su aplicación.
En
este tipo de operación se utiliza una herramienta rotatoria con múltiples filos
cortantes que se mueven lentamente sobre el material para generar un plano o
una superficie recta. El movimiento de avance es perpendicular al eje de
rotación y la velocidad la proporciona la fresa rotatoria.
El
brochado es un procedimiento de mecanizado por arranque de viruta cuya
herramienta se denomina brocha, tiene forma de barra y su superficie está
provista de múltiples dientes. La operación de brochado consiste en hacer pasar
la brocha, forzadamente, por un orificio cilíndrico o por la superficie
exterior de la pieza, con el fin de obtener progresivamente el perfil de la
brocha empleada. Es la operación que consiste en arrancar lineal y
progresivamente la viruta de la superficie de un cuerpo mediante una sucesión
ordenada de filos de corte.
Proceso
de manufactura para cambio de propiedades físicas y/o químicas:
·
Tratamientos
térmicos:
Es un tratamiento térmico en el cual las aleaciones porosas se
calientan hasta aproximadamente 100F sobre el rango crítico, sosteniendo esa
temperatura por el tiempo requerido, y enfriándola a la temperatura del medio
ambiente. Se realiza calentando el acero a una temperatura unos 50ºC superior a
la crítica y una vez austenizado se deja enfriar al aire tranquilo. La
velocidad de enfriamiento es más lenta que en el temple y más rápida que en
recocido. Con este tratamiento se consigue afinar y homogeneizar la estructura.
El revenido es un tratamiento térmico a baja temperatura que se
realiza normalmente después de un proceso de temple neutro, temple doble,
carburación en atmósfera, carbonitruración o temple por inducción, con el
objetivo de alcanzar la proporción de dureza y resistencia deseada.
El recocido es un tratamiento térmico propio de los productos
semielaborados y acabados donde está diseñado para reducir al mínimo las
tensiones internas creadas durante los procesos de fabricación. El recocido
sirve también para aumentar el grado de cristalinidad de los materiales y así
mejorar sus propiedades mecánicas. Esto reduce la tendencia al alabeo y
deformación de las piezas después de mecanizarlas, y mejora la estabilidad
dimensional.
Obtener alta dureza en un acero, por medio del temple. Observación
de la variación de la microestructura y dureza en función de la temperatura en
el revenido del acero.
También conocido como endurecimiento por
precipitación es un tratamiento térmico para endurecer, es decir, aumentar la
dureza y resistencia de las aleaciones. Se basa en la deposición de fases
metaestables en forma finamente dividida, de modo que forma una barrera eficaz
contra los movimientos de las dislocaciones. La resistencia a la fluencia de
las aleaciones así tratadas puede aumentar hasta 300 MPa.
·
Tratamientos
termoquimicos:
Este tratamiento termoquímico se realiza en
una atmósfera endotérmica más un gas de enriquecimiento, para obtener un
potencial de carbono suficiente, capaz de enriquecer la capa de porcentaje de
carbono y el tiempo necesario para obtener la profundidad de capa deseada,
templando en aceite para endurecer la capa y el núcleo de la pieza. Un revenido
posterior para eliminar las tensiones originados durante el templado, y obtener
que la superficie tenga la resistencia, dureza al desgaste requerido y el
núcleo dúctil.
La nitruración es un tratamiento
termoquímico de enriquecimiento superficial, con nitrógeno y amoníaco en fase
ferrítica sobre los aceros. Esto se consigue introduciendo dentro del propio
material los elementos antes citados.
Es un proceso de cementación en caja
austenítico similar a la carburación, que incorpora nitrógeno (a través de NH3
gaseoso) y que se utiliza para aumentar la resistencia al desgaste mediante la
creación de una capa superficial endurecida.
Consiste en la aplicaion de un material de
aleación especial sobre una pieza metalica mediante diversos procesos de
soldadura, con el fin de mejorar la resistencia al desgaste producto de la
abrasión, impacto, adhesión, calor, corrosión o una combinación de cualquiera
de estos factores. (QVD y PVD).
Proceso de recubrimiento y acabado
superficial:
·Recubrimientoelectrolítico: (cromado, cobrizado, niquelado).
Los procesos de recubrimientos
electrolíticos o químicos consisten en depositar por vía electroquímica finas
capas de metal sobre la superficie de una pieza sumergida en una solución de
iones metálicos o electrolito. En este proceso se usan productos químicos
relativamente puros, sales y metales, de forma que durante la operación se
depositan completamente los metales empleados sobre las piezas.
·
Recubrimiento
en caliente:
La galvanización en caliente es un proceso mediante el que se
obtiene un recubrimiento de zinc sobre hierro o acero, por inmersión en un baño
de zinc fundido, a una temperatura aproximada de 450º C. A esta operación se la
conoce también como galvanización por inmersión o galvanización al fuego. El
proceso de galvanizado tiene como principal objetivo evitar la oxidación y corrosión
que la humedad y la contaminación ambiental pueden ocasionar sobre el hierro.
Material de cerámica de óxido de cromo unido termoquímicamente a
las zonas de la pieza especificadas por el cliente, incluyendo diámetros
externos, diámetros internos y algunos orificios y puertos invisibles. Las
partículas individuales de cerámica son de tamaño inferior a una micra y están
formadas por mezclas de materiales cerámicos seleccionados unidos entre sí y al
sustrato.
Se llaman recubrimientos a las labores de acabado de obra que
suponen aplicar una capa de material adecuado, o bien un producto prefabricado
en forma de panel, placa, lámina, etc, con el fin de mejorar la estética de una
superficie. Aunque principalmente la función a cumplir por un recubrimiento es
la decorativa, puede presentar otras características que, en ocasiones, no
pueden ser calificadas de secundarias, como por ejemplo de protección
antihumedad, de aislamiento, de refuerzo de la resistencia, de anticorrosión,
etc.
El recalcado es un proceso que se lleva a cabo en una forja abierta y que involucra compresión entre dos partes planas.
Proceso de unión y/o ensamble:
El ensamble mecánico implica el uso de diferentes métodos de
sujeción para sostener juntas en forma mecánica dos (o más) partes. En la
mayoría de los casos, los métodos de sujeción implican el uso de componentes de
equipo separados (sujetadores), que se agregan a las partes durante el
ensamblado.
Los adhesivos son usados desde la antigüedad, se tiene registros
en esculturas y grabados de 3300 años de antigüedad donde ya se usaba pegamento
y brocha para pegar chapas a planchas de madera. El pegado fue probablemente el
primero de los métodos de unión permanente. Los adhesivos ofrecen muchas
posibilidades de unión al integrar diferentes materiales de diferente naturaleza. La unión adhesiva es
un proceso de unión en el cual se usa un material de rellenador para mantener juntas
2 o más partes muy cercanas mediante la fijación de la superficie.
Es un proceso de unión de materiales en el cual se funden las
superficies de contacto de dos (o más) partes mediante la aplicación
conveniente de calor o presión. La integración de las partes que se unen
mediante soldadura se denomina un ensamble soldado.
Administración y gerencia de proyectos de manufactura:
El producto es el punto central de la oferta que realiza toda
empresa u organización (ya sea lucrativa o no) a su mercado meta para
satisfacer sus necesidades y deseos, con la finalidad de lograr los objetivos
que persigue.
El diseño del producto es un pre requisito para la producción al
igual que el pronóstico de volumen. El resultado de la decisión del diseño del
producto se transmite a operaciones en forma de especificaciones del producto.
En estas especificaciones se indican las características que se desea tenga el
producto y así se permite que se proceda con la producción.
Las decisiones acerca del material, la geometría de partes, las
tolerancias, el acabado de superficies, el agrupamiento de partes y las
técnicas de ensamble limitan la cantidad de procesos de manufactura que pueden
usarse para hacer una parte determinada.
Consiste en decidir las cantidades de mano de obra, materias
primas, maquina y equipo, para realizar la fabricación que está determinada por
anticipado.
La distribución de planta es un concepto relacionado con la
disposición de las máquinas, los departamentos, las estaciones de trabajo, las
áreas de almacenamiento, los pasillos y los espacios comunes dentro de una
instalación productiva propuesta o ya existente. La finalidad fundamental de la
distribución en planta consiste en organizar estos elementos de manera que se
asegure la fluidez del flujo de trabajo, materiales, personas e información a
través del sistema productivo.
La automatización industrial es una disciplina de la ingeniería encargada
de controlar máquinas o procesos industriales de forma óptima, mejorando la
calidad del producto y su productividad. Los sistemas de automatización pueden
ser divididos en distintos niveles, conformando la pirámide de la
automatización.
Es un conjunto de actividades mutuamente relacionadas que tienen
por objetivo orientar y fortalecer la gestión, dar dirección, articular y
alinear conjuntamente los requisitos de los Subsistemas que lo componen
(Gestión de Calidad, Modelo Estándar de Control Interno, Gestión Ambiental, Gestión
de Desarrollo Administrativo, entre otros).
La gestión de Producción permite que el diseño de productos y
procesos sea validado, antes de una fase de producción/explotación masiva, con
un análisis de decisiones basado en una herramienta que para cada escenario de
procesos, arroje los tiempos y costos reales en que se incurriría. Gracias a
nuestro Software ERP, es posible también lanzar órdenes de proceso de prueba
que soporten un piloto de producción que físicamente se corran en las plantas.
