Línea de tiempo procesos de fabricación Periodo neolítico (8000ac 3000ac) cerámica, grabado y tallado de madera Formato a mano y cocido de utensilios de barro Tallado y pulido de piedra Hilado y tejido de telas En Mesopotamia y mediterráneo metalurgia, trabajo de metales fundición oro, plata y estaño
Edad
del
bronce
(3500
-
Edad del hierro alrededor de 1000ac.
1500ac)
Llegaron las maquinas
Explotación de minas
Proceso de relación de materiales
Aleación de bronce y estaño
Perforado, fresado, torneado, limado,
Vaciado y martillado
taladrado, cepillado
Tratamiento térmico del acero
Romanos ya contaban con fabricas para la producción en masa
1dc
1600 se implantan los procesos de fabricación en se rie
Procesos industriales
1800 maquina herramientas , torno formado por madeley
Revolución
1837 proceso del vulcanización charles coody c ar
industrial
máquina de vapor 1900 soldadura por fusión, técnica de ensamble Facilita el crecimiento de la producción
1960 asta la actualidad actualidad procesos de dispositivos eléctricos y en capsulado.
Moldes permanentes Los moldes permanentes están constituidos de materiales cementosos (cemento, yeso, etc.) y son utilizados para producciones en serie y para modificar la estructura de las piezas, cuando llevan corazón las piezas a moldear, las modificaciones no se harán al modelo patrón si no al molde permanente dependiendo de las necesidades que se requieran en ese momento. A los moldes permanentes podemos clasificarlos como a continuación se mencionan :
Moldes permanentes a presión.
Moldes permanentes por gravedad.
Moldes permanentes a presión
Estos moldes se realizan montando un molde metálico sobre un horno de inducción donde el horno se encuentra sellado y se le inyecta gas bajo presión, que se utiliza para forzar al metal líquido en el horno a través del refractario calentando el "tallo" en la cavidad. Algunas veces se usan bombas de vacío para remover el aire atrapado en el molde y para asegurar una estructura mas densa y un llenado rápido. El proceso es mas económico, el promedio de producción, es de cantidades de 5000 a 50000 pzas/año. Las piezas producidas por este método son de buena densidad, están libres de inclusiones, tienen buena presentación dimensional y las perdidas por sobra son comúnmente menores del 10%, y pueden ser tan bajas como el 2%. Molde permanente por gravedad
Este método utiliza un molde permanente hecho de metal o grafito. Estos moldes se cubren con una sustancia refractaria y luego con negro de humo, la cual reduce los efectos de enfriamiento en el metal y facilita la remoción de la pieza de fundición. No se utiliza presión excepto la obtenida por la altura del metal en el molde. El proceso se usa satisfactoriamente para piezas de fundición ferrosa o no ferrosa aunque este último no presenta muchos problemas como las piezas de fundición ferrosas debido a las bajas temperaturas de vaciado. En este tipo de moldes se pueden utilizar corazones tanto de metal como de arena seca, si se emplean corazones tan pronto como el metal empieza a solidificar. El tipo más simple de molde permanente esta embisagrado de un lado del molde, teniendo en el otro lado del molde dispositivos para mantener juntas las dos mitades. Moldeo por inyección Es el moldeo a presión propiamente dicho. El metal se inyecta en el molde por medio de una máquina. La inyección puede hacerse por medio de un émbolo o usando aire comprimido. Los moldes son similares a las coquillas, aunque se suelen denominar matrices. Este método presenta la ventaja de que pueden fabricarse piezas de formas complicadas de una manera bastante económica y de gran precisión. Además, las piezas resultan limpias y sin defectos.
Moldeo en coquilla Las coquillas son moldes metálicos permanentes (normalmente de acero o fundición gris) que, al contrario que el método de moldeo con arena, permite obtener un número muy elevado de piezas iguales utilizando el mismo molde . Las coquillas son mucho más caras que los moldes de arena, pero resulta rentable si se fabrican con ellas un número elevado de piezas (hasta miles). Presenta otra ventaja, al ser el molde metálico, la velocidad a la que se enfría la pieza es mayor además, la precisión de las piezas obtenidas es mayor, así como sus acabados superficiales. En cambio, no es
bueno para moldear piezas complejas. El proceso de fabricación por coquilla es el siguiente · Precalentamiento: El molde o coquilla, una vez cerrado, debe calentarse antes de introducir el metal fundido para que su dilatación se produzca de manera uniforme. · Vertido del metal : Se vierte el metal y se llena la cavidad. · Solidificación: Se deja enfriar el contenido a temperatura ambiente hasta que se solidifique. · Apertura: Se abre el molde y se extrae la pieza. Se usa para masas fundidas de aleac iones de Al, Mg o Cu. Si se pretende moldear piezas de acero, hay que usar moldes de acero refractario recubiertos de grafito para aumentar su durabilidad.
Moldeo por fuerza centrífuga El molde gira alrededor de un eje que puede ser horizontal o vertical, con lo que la fuerza centrífuga obliga al metal fundido a rellenar todas las cavidades del mismo. Se emplea fundamentalmente para moldear piezas de revolución, presentando además, la ventaja de que pueden obtenerse piezas de menor espesor que las que se obtienen por gravedad. Las piezas presentan menos grietas y oquedades. Por el contrario, los moldes resultan caros, ya que deben ser más gruesos debido a las presiones elevadas que deben soportar.
Fundición en modelo de matrices
En este proceso el metal líquido se inyecta a presión en un molde metálico (matriz), la inyección se hace a una presión entre 10 y 14 Mpa, las piezas logradas con este procedimiento son de gran calidad en lo que se refiere a su terminado y a sus dimensiones. Este procedimiento es uno de los más utilizados para la producción de grandes cantidades de piezas fundidas. Se pueden utilizar dos tipos de sistema de inyección en la fundición en matrices. Cámara caliente Cámara fría
El procedimiento de fusión en cámara caliente se realiza cuando un cilindro es sumergido en el metal derretido y con un pistón se empuja el metal hacia una salida la que descarga a la matriz. Las aleaciones más utilizadas en este método son las de bajo punto de fusión como las de zinc, estaño y plomo. Las piezas que se producen son de 20 a 40 kg y se llegan a manejar presiones superiores a los 35 Mpa. Es un proceso rápido que se puede fácilmente mecanizar. Fundición con cámara caliente
Fundición en molde de cámara fría
El proceso con cámara fría se lleva metal fundido por medio de un cucharón hasta un cilindro por el cual corre un pistón que empuja al metal a la matriz de fundición, las piezas obtenidas son de unos cuantos gramos a 10 kg y sólo es recomendable en trabajos de poca producción.
Fundición en molde de vacío
3. Fundición en molde hueca
Es un sistema de producción de piezas metálicas huecas sin corazones fijos. Consiste en vaciar metal fundido en un molde que es volteado cuando se empieza a solidificar el metal. El metal que no se ha solidificado sale del molde para ser utilizado en otra pieza y el metal solidificado forma las paredes de la pieza. El resultado son paredes delgadas de metal. 4. Fundición molde prensada o de Corthias
Es un proceso para producir piezas huecas pero de mayor calidad que la fundición hueca. Se vacía una cantidad específica de metal fundido en el interior de un molde con un extremo abierto por el que se introduce un corazón que obliga al metal fundido a distribuirse uniformemente en todo el molde, una vez que empieza a solidificarse el metal del molde, se extrae el corazón, lo que origina una pieza de buena calidad. Este sistema de fundición es considerado como artesanal y sólo es rentable cuando se van a fabricar pocas piezas. Fundición en centrífuga
La fundición centrífuga es un método en el que aprovecha la fuerza centrífuga que se puede generar al hacer girar el metal en tordo de un eje. Existen tres tipos de fundición centrífuga:
Fundición centrífuga real
Fundición semicentrífuga
Centrifugado
I. Fundición centrífuga real
Es el procedimiento utilizado para la fabricación de tubos sin costura, camisas y objetos simétricos, los moldes se llenan del material fundido de manera uniforme y se hace girar al molde sobre su eje de rotación. II. Fundición semicentrífuga
Es un método en el que el material fundido se hace llegar a los extremos de los moldes por la fuerza centrífuga que genera hacer girar a los moldes, los extremos se llenan del material fundido, con buena densidad y uniformidad. El centro tiene poco material o de poca densidad. Por lo regular el centro en este tipo de sistemas de fundición es maquinado posteriormente.
III. Centrifugado
Es un sistema donde por medio de un tallo se hace llegar metal fundido a racimos de piezas colocadas simétricamente en la periferia. Al poner a girar el sistema se genera fuerza centrífuga la que es utilizada para aumentar la uniformidad del metal que llena las c avidades de los moldes.
Los moldes permanentes producen piezas libres de arena con un buen acabado y buenos detalles en la superficie, se adaptan en la superficie a la producción de piezas pequeñas y de tamaño medio, son capaces de mantener tolerancias que van desde 0.064 a 0.25 mm. El alto costo del equipo y el costo de mantenimiento de los moldes pueden considerarse como una desventaja de este proceso, por lo que se obtienen productos tales como pistones de aluminio, utensilios de cocina, partes de refrigeradores, planchas eléctricas y pequeños discos para engrane. En la elaboración de moldes permanentes es necesario tomar en cuenta factores tanto metalúrgicos como mecánicos, también dentro de los factores que pueden tomarse en cuenta se encuentran los rechupes, la forma en que se realiza el vaciado, el buen escape de gases, el uso del corazón, etc.
Dentro de los rechupes, que son cavidades que se forman en las piezas debido a la falta de metal, podemos poner atención en la porosidad de rechupe que es una falla que puede prevalecer si ocurren cambios abruptos de sección en el molde. Por esto deben evitarse estos cambios en el diseño del mismo, cuando sea posible. Otra causa de rechupes es que en el momento de vaciar el metal este se enfrié y solidifique en el canal angosto por el que pasa, antes de llenar la sección derecha de la pieza. Para evitar estos rechupes los que se puede hacer es alimentar el metal fundido simultáneamente en ambos lados de la pieza a fabricar y así se reducirá el riesgo de que se produzca rechupes. Existen aceros para moldes permanentes, los aceros adecuados para manufactura de moldes permanentes para vaciado a presión, varían en composición desde los aceros simples de medio carbono para usarse con aleaciones de baja temperatura a aceros cromo-molibdeno- tungsteno- cobalto para el vaciado de aleaciones a base de cobre. Además de la temperatura de trabajo, al seleccionar un acero para moldes permanentes deben tomarse en consideración otros factores, tales como la duración del vaciado esperado y la complicación de la cavidad del molde. Así pues, un acero de bajo cromo- molibdeno, puede considerarse como una aleación para moldes de aplicación general. También existen aleaciones para moldes permanentes, las cuales se determinan dependiendo de las propiedades mecánicas necesarias en las piezas a fabricar, encontrara que bajo condiciones de trabajo normales hay poco de donde elegir entre las aleaciones a base de zinc y a base de aluminio, por lo que respecta a la resistencia y porcentaje de alargamiento. En cuanto al valor del impacto izod, sin embargo las aleaciones a base de zinc muestran una notable desventaja sobre aquellas a base de aluminio.
