Capítulo 16
PROCESOD DE MANUFACTURA I ALUMNOS: ISABEL ACEBEY SERGIO CASTILLO RODRIGO VELASQUEZ DOCENTE: FRANCISCO MONTAÑO
CAPITULO 16 SÍNTESIS Y DISEÑO 16.73 Examine algunos productos en su hogar, hechos de metal laminado, y describa el proceso, o la combinación de procesos, con los que cree usted se fabricaron.
Ollas y menaje de aluminio
Grandes fábricas tienen maquinas gigantes que troquelan y moldean las laminas de aluminio, otras fabricas en cambio usan la técnica del repujado. Para fabricar ollas que sean aptas para uso alimenticio la lámina de partida debe ser pura. El proceso inicia con una lámina redonda en la que se troquela el nombre de la empresa y el tamaño de la olla. Luego se coloca la lamina entre un torno contra un mandril, a medida que el torno avanza una rueda giratoria presiona la lamina con el mandril para que tome la forma, el torno gira a 2000 rpm una vez que tiene la forma se cortan los excedentes. Después se hacen los orificios para las agarraderas, se las colocan y remachan, la olla está terminada, para la tapa es un proceso parecido.
Bisagras
La fabricación de bisagras antiguamente era complicada ya que era un proceso manual de forja, hoy en día es un proceso simple a través de las maquinas de corte y doblado con manejo computarizado, se parte por una lámina de metal y se la introduce en la maquina progresiva que realiza tanto el corte como el doblado.
Lavaplatos o Fregadero
Este articulo se fabrican a partir de laminas de acero inoxidable porque son livianas y resistentes, primero se cortan las piezas a la medida necesaria, esta lamina cortada es colocada en una prensa de 1000 toneladas de presión mientras la prensa baja un troquel asciende y se le da la forma aproximada a la pieza, es un estiramiento del acero por lo que su micro estructura cambia y se endurece el material, después se lubrica la pieza y vuelve a pasar por el proceso de embutido para que se le de una forma más precisa, luego pasa a un troquel diferente y se realiza el agujero del desagüe, se enfría y se lima la pieza, para luego ser soldado junto a una pieza igual mediante un electrodo. Un rodillo aplana la unión, luego vuelve a pasar por una prensa para darle forma al borde y luego se corta el excedente. A continuación se perforan otros agujeros para los grifos, luego se pule la superficie para luego pintar la parte trasera con una pintura tipo látex que la protege de la condensación y reduce el ruido de los platos y el lavaplatos está listo para ser instalado.
16.75 Describa varias aplicaciones del troquelado y la costura en fabricación de productos. Tubos de acero sin dobladora Las partes producidas con estos procesos tienen varios usos, en especial para ensamblarse con otros componentes. Las láminas perforadas, con orificios de I a75 mm (0.040 a 3 pulgadas) se usan como filtros, cribas, en ventilación, como defensas de maquinaria, en abatimiento de ruido y para reducir peso. Se punzonan en prensa de manivela con rapideces hasta de 300,000 orificios por minuto, con dados y equipo especiales. Aplicaciones del troquelado El troquelado puede emplearse para diversos fines, entre los que destacan: • Perforado: punzonado de varios orificios • Partido: corte en dos o más piezas • Muescado: remoción de piezas o diversas formas • Lanceteado: dejar salientes
sin necesidad de quitar material
16.66 Dé varias aplicaciones de productos para (a) plegado y (b) costura Plegado y costura. En el proceso de plegado (también llamado doblez de bordes o aplanamiento), la orilla de la hoja se dobla sobre sí misma (fig. 16.23c). El plegado aumenta la rigidez de la parte, mejora su apariencia y elimina las orillas afiladas. La costura comprende la unión de dos orillas de hojas metálicas mediante el plegado (fig.16.23d).
OPERACIONES DE DOBLADO En el trabajo de láminas metálicas el doblado se define como la deformación del metal alrededor de un eje recto, como se muestra en la figura 3.62. Durante la operación de doblado, el metal dentro del plano neutral se comprime, mientras que el metal por fuera del plano neutral se estira. Estas condiciones de deformación se pueden ver en la figura 3.62(b), El metal se deforma plásticamente así que el doblez toma una forma permanente al remover los esfuerzos que lo causaron. El doblado produce poco o ningún cambio en el espesor de la lámina metálica.
Aplicaciones de plegado: El plegado se aplica para plegar perfiles para al industria metalurgica o de la construccion. Tanto de piezas unitarias como seriadas. Asi tambien se aplica el proceso de plegado para mobiliario metalico a medida Materiales aceptados para el plegado: Con este sistema se puede trabajr sobre acero inoxidable,aluminio,cjhapas laminadas en caliente y frio,galvanizadas o hierro.
Costurado : La costura de metal (Metal stitching) , Metalock o Metalocking como es llamado en algunas partes del mundo, se ha convertido en una frase genérica para describir el m étodo de reparación de grietas en equipos fabricados en fundición sin la necesidad de realizar soldadura.
La utilización de soldadura eléctrica en la r eparación de cualquier componente de función de hierro solo es viable si se realizan precalentamientos en cada una de las piezas a soldar por encima de 900 a 1500 °F, y en muchas ocasiones las empresas no se tienen ni el tiempo ni los equipos para ejecutar esta actividad.
Source:http://www.metalockcentroamericana.com Es por lo anterior que el Metalocking se ha convertido en un proceso de emergencia exitoso en la reparación de equipos que han sufrido de grietas y en donde los procesos de soldadura no funcionan. Entre los equipos mas comunes que se pueden reparar con esta técnica están :
Cajas reductoras de velocidad Cuerpos de bombas centrifugas Carcasas de turbinas Cuerpo/pedestal de compresores de proceso Cilindros de compresores Bloques de motores de combustión interna..etc
Un resumen sin mucho detalle del procedimiento es el siguiente: 1) Las piezas fracturadas se reposicionan en su condición natural, se alinean y son mantenidas unidas fuertemente por abrazaderas y accesorios. 2) Se utiliza una plantilla para perforar agujeros a través de la línea de fractura a la profundidad del espesor de la pieza y luego se retira el material contiguo a los agujeros para lograr la forma de las cuñas especiales.
3) Juegos de cuñas son introducidas en las aperturas y martilladas de forma que entren y se conviertan casi en parte integral de la pieza que se esta reparando (contacto metal-metal)
4) Agujeros son perforados y roscados con macho de tarraja lo largo de la línea de fractura y llenados con pines de costuras. Cada pin es introducido de forma que ajusta a su predecesor resultando en una presión de ajuste de las dos piezas separadas. Esta es la parte principal del proceso en la que la grieta se sustituye por los pines de costura.
5) La superficie después es preparada y se retira el exceso de material.
VENTAJAS Procedimiento en frío que puede ejecutarse en fundiciones de hierro, acero y metales no ferrosos. No hay distorsión en el material ni esfuerzos residuales que originan fallas futuras. Muchas de las reparaciones pueden ejecutarse en sitio con poco desmonte de los componentes. En aplicaciones en barcos en altamar, se convierte en una técnica casi necesaria. El tiempo fuera de servicio del equipo se minimiza, ya que colocando las piezas agrietadas juntas se asegura un alineamiento de las superficies de referencias. Por tal motivo el maquinado es mínimo y en algunos casos no es requerido. En el caso de la utilización de soldadura eléctrica, la necesidad de maquinado siempre es necesaria. El ajuste de de los pines de costura asegura un sellado total. Esta situación es muy útil cuando la necesidad es corregir escapes de aceite en cajas reductoras o bastidores de compresores reciprocante. El costo de reparación con la técnica metalocking es muy inferior a la de la compra del repuesto o equipo. En ocasiones el lucro cesante de una planta por no tener el equipo disponible es demasiado alto y los tiempos de entrega de los equipos nuevos son prolongados, de forma que el metalocking es la única solución viable.
Source: Metalock de Colombia
Source: Metalock de Colombia
Source: Metalock de Colombia
Source: Metalock de Colombia
6.67 Muchos cuerpos asimétricos de misiles se fabrican mediante rechazado. ¿Qué otros métodos podría utilizarsi no existieran los procesos de rechazado ?
Entre las distintas opciones se pueden nombrar la fundición, pero la misma no ofrecería las condiciones geométricas másóptimas. Asi también se podría emplear el método de laminado con rodillo
16.68 Dé varios diseños y aplicaciones estructurales en los que se puedan utilizar conjuntamente la unión por difusión y el formado superplástico .
Para la buena unión de las superficies, es necesario que tengan un contorno bien ajustado y plano con un acabado superficial de buena calidad recomendándose superficies acabadas mediante amolado, torneado o fresado y con un acabado superficial de unos 0,2-0,4 μm. También son de buena calidad aquellas que tengan una superficie en laminado o trefilado brillante, siendo rigurosamente necesario su desengrase en las superficies de contacto antes de ser unidas. Una alternativa dentro del proceso de difusión es utilizar una capa intermedia de un material más blando, como por ejemplo una hoja de níquel entre las superficies a unir, o bien utilizar una lámina muy fina y blanda de composición muy semejante a la de los materiales a soldar.
Para ello las temperaturas empleadas son del orden de (0,7xTemperatura de fusión del metal base) para materiales similares, o inmediatamente inferior a la temperatura de fusión más baja de los dos materiales de diferente composición que se quieren soldar. La presión que se debe utilizar debe ser muy alta para que el ensamblaje inicial de las superficies se produzca rápidamente, pero no debe ser extremadamente alta como para que la pequeña fluencia que se ve producida se convierta en una deformación plástica excesiva.
El proceso de soldadura por difusión incluye dos mecanismos que pueden superponerse. Inicialmente se encuentra la dispersión de la contaminación superficial y la difusión de los óxidos en la matriz de las piezas a enlazar; los materiales que pueden disolver sus propios óxidos, como por ejemplo el hierro y titanio se sueldan fácilmente; por el contrario, los que forman óxidos superficiales refractarios tenaces, como por ejemplo el aluminio, no se sueldan tan fácilmente. El segundo mecanismo es la eliminación de los pequeños poros lenticulares por difusión y por fluencia que se quedan después del hundimiento inicial de las asperezas aisladas.
La técnica del conformado superplástico (SuperplasticForming, SPF) es un proceso de conformado de formas casi acabadas. Una de sus ventajas es que requiere de una sola matriz superficial, en lugar de las dos matrices que se utilizan normalmente en las operaciones de conformado de chapa metálica. Como todo proceso de conformado, sigue 4 sencillos pasos: adecuación previa, dimensionado, estabilización de dimensiones y tratamientos adicionales. En el conformado superplástico se trabaja a partir de una pieza prefabricada sólida: una lámina. Uno de los factores más importantes a tener en cuenta durante el proceso es la temperatura. Todos los materiales tienen una temperatura de recristalización que dirime dos zonas de comportamiento según se trabaje por encima o por debajo de ella. La temperatura de recristalización depende de varios factores: tamaño de grano, cantidad de trabajo en frío realizado en la pieza y la existencia de posibles impurezas en la red cristalina. Deberemos controlar que nuestro proceso siempre se lleva a cabo por encima de dicha temperatura, ya que sino se corre el riesgo de que la pieza final tenga muchos defectos lineales y sea menos resistente. Normalmente fijaremos la temperatura del proceso en un valor de 0.5 a 0.6 veces la temperatura de fusión del material, que suele ser suficiente para las aleaciones más usadas con este proceso de conformado. En cualquier caso, a una temperatura mayor, mejor es el resultado ya que la deformación plástica es más fácil de obtener
Aplicaciones El conformado superplástico comercial incluye preferencialmente aleaciones de aluminio, níquel, zinc y titanio para la producción de componentes en las industrias automotriz, aeroespacial, médica. Varias aleaciones ligeras de gran importancia industrial y comercial exhiben
superplasticidad, como la aleación de titanio Ti6Al4V, la aleación de aluminio 5083 y la aleación de magnesio AZ31. De hecho, por estas y muchas otras aleaciones ligeras, el conformando mediante cualquier otra técnica sería poco práctico, debido a su limitada formabilidad en las condiciones de recibido. En la figura 6 se muestran algunas piezas fabricadas por este método.
Bibliografía: http://www.tagliolaser.net/es/download/corte-por-laser-de-tubo.pdf http://www.monografias.com/trabajos45/hierro-y-acero/hierro-y-acero2.shtml http://es.wikipedia.org/wiki/Troqueles_y_troquelado_(metalmec%C3%A1nica) http://es.wikipedia.org/wiki/Soldadura_por_difusi%C3%B3n http://es.wikipedia.org/wiki/Conformado_superpl%C3%A1stico https://www.google.com.bo/search?q=laminas+en+automoviles&oq=laminas+en +automoviles&aqs=chrome..69i57.7488j0j8&sourceid=chrome&espv=210&es_sm =122&ie=UTF-8 http://www.tagliolaser.net/es/corte-laser-chapas/index.html
