1.- INTRODUCCIÓN
La extrusión tiene numerosas aplicaciones en la manufactura de productos continuos y discretos a partir de una gran variedad de metales y aleaciones. Entre los productos comunes fabricados mediante extrusión se encuentran los rieles para puertas corredizas, formas estructurales, soportes y engranes. Los materiales comúnmente extruidos son el aluminio, cobre, acero, magnesio y plomo. La extrusión se considera económica tanto para corridas de producción grandes como para las cortas. Por lo general los costos de herramental son bajos, en particular para producir secciones transversales simples y sólidas. Dependiendo de la ductilidad del material, la extrusión puede llevarse a cabo a temperatura ambiente o elevada. Las principales aplicaciones son sujetadores y componentes para automóviles, motocicletas, maquinaria pesada y equipo de transporte.
2.- DESARROLLO
2.1.- Definición extrudere, que significa signific a “sacar por la fuerza” es un proceso de La extrusión del latín extrudere, formado por compresión en el cual el metal de trabajo es forzado a fluir a través de la abertura de un dado para darle forma a su sección transversal. Teniendo como característica principal el que puedan ocurrir grandes deformaciones sin fracturas porque el material se somete a compresión triaxial elevada. El proceso puede parecerse a apretar un tubo de pasta de dientes.
Algunas de de las ventajas ventajas del proceso son: son: 1) Se puede extrudir una gran variedad de formas, especialmente con extrusión en caliente; sin embargo, una limitación de la geometría es que la sección transversal debe ser la misma a lo largo de toda la parte. 2) La estructura del grano y las propiedades de resistencia se mejoran con la extrusión en frio o en caliente. 3) Son posibles tolerancias muy estrechas, en especial cuando se usa extrusión en frio. 4) En algunas operaciones de extrusión se genera poco o ningún material de desperdicio.
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2.2.- Clasificación del proceso de extrusión. El proceso se puede clasificar en siete tipos, que son los siguientes:
Extrusión en caliente.
“La extrusión en caliente se hace a temperaturas elevadas para evitar el trabajo forzado y
hacer más fácil el paso del material a través del troquel. La mayoría de la extrusión en caliente se realiza en prensas hidráulicas horizontales con rango de 250 a 12.000 t. Rangos de presión de 30 a 700 Mpa (4400 a 102.000 psi), por lo que la lubricación es necesaria, puede ser aceite o grafito para bajas temperaturas de extrusión, o polvo de cristal para altas temperaturas de extrusión. La mayor desventaja de este proceso es el coste de las maquinarias y su mantenimiento.
El proceso de extrusión es generalmente económico cuando son producidos varios kilogramos (libras) y muchas toneladas, dependiendo de los materiales que han sido empleados en el proceso. Por ejemplo, en algunos aceros se vuelve más económico si se producen más de 20.000 kg (50.000 lb).
Extrusión en frio.
La extrusión fría es hecha a temperatura ambiente o cerca de la temperatura ambiente. La ventaja de ésta sobre la extrusión en caliente es la falta de oxidación, lo que se traduce en una mayor fortaleza debido al trabajo en frío o tratamiento en frío, estrecha tolerancia, buen acabado de la superficie y rápida velocidad de extrusión si el material es sometido a breves calentamientos. Los materiales que son comúnmente tratados con extrusión fría son: plomo, estaño, aluminio, cobre, circonio, titanio, molibdeno, berilio, vanadio, niobio y acero. 2
Algunos ejemplos de productos obtenidos por este proceso son: los tubos plegables, el extintor de incendios, cilindros del amortiguador, pistones automotores, entre otros.
Extrusión Tibia.
La extrusión tibia se hace por encima de la temperatura ambiente pero por debajo de la temperatura de recristalización del material, en un intervalo de temperaturas de 800 a 1800 °F (de 424 °C a 975 °C). Este proceso se usa generalmente para lograr el equilibrio apropiado en las fuerzas requeridas, ductilidad y propiedades finales de la extrusión. La extrusión tibia tiene varias ventajas comparada con la extrusión fría: reduce la presión que debe ser aplicada al material y aumenta la ductilidad del acero. Incluso puede eliminar el tratamiento térmico requerido en la extrusión en frío.
Extrusión Directa.
La extrusión directa, también conocida como extrusión delantera, es el proceso más común de extrusión. Éste trabaja colocando la barra en un recipiente fuertemente reforzado. La barra es empujada a través del troquel por el tornillo o carnero. Hay un dummy block (bloque de relleno) reusable entre el tornillo y la barra para mantenerlos separados.
La mayor desventaja de este proceso es la fuerza requerida en la extrusión de la barra, es mayor que la necesitada en la extrusión indirecta porque la fuerza de fricción introducida por la necesidad de la barra de recorrer completamente el contenedor. Por eso la mayor fuerza requerida es al comienzo del proceso y decrece según la barra se va agotando. Al final de la barra la fuerza aumenta grandemente porque la barra es delgada y el material debe fluir no radialmente para salir del troquel. El final de la barra, llamado tacón final, no es usado por esta razón.
Extrusión Indirecta.
En la extrusión indirecta, también conocida como extrusión retardada, la barra y el contenedor se mueven juntos mientras el troquel está estacionario. El troquel es sostenido en el lugar por un soporte el cual debe ser tan largo como el contenedor. La longitud máxima de la extrusión está dada por la fuerza de la columna del soporte. Al moverse la barra con el contenedor, la fricción es eliminada.
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Extrusión Hidrostática.
En la extrusión hidrostática la barra es completamente rodeada por un líquido a presión, excepto donde la barra hace contacto con el troquel. Este proceso puede ser hecho caliente, tibio o frío. De cualquier modo, la temperatura es limitada por la estabilidad del fluido usado. El fluido puede ser presurizado por dos vías: 1.-Razón de extrusión constante: el émbolo es usado para presurizar el fluido dentro del contenedor. 2.-Razón de extrusión constante: una bomba es usada, posiblemente con un intensificador de presión, para presurizar el fluido, el cual es bombeado al contenedor.
Extrusión por Empuje.
Muchas de las prensas modernas de extrusión directa como indirecta usan empuje hidráulico, pero hay pequeñas prensas mecánicas que aún se usan. De las prensas hidráulicas hay dos tipos: prensa empuje-directo de aceite y empujeacumulador de agua.
-Prensa de empuje-directo de aceite son las más comunes porque son fiables y robustas. Estas pueden producir sobre 5000 psi (34,5 MPa). Suple una presión constante a lo largo de toda la barra. La desventaja es que son lentas, entre 2 y 8 ips (51 a 203 mm/s).
-Empuje por acumulador de agua son más caras y más grandes que la prensa de empuje directo de aceite, esta pierde sobre el 10% de su presión sobre el golpe, pero son más rápidas, sobre los 15 ips (381 mm/s). Por esto son usadas en la extrusión del acero. También son usadas en materiales que tienen que ser calentados a altas temperaturas por razones de seguridad.
Las prensas de extrusión hidrostática usualmente usan aceite ricino con presiones por encima de 200 ksi (1380 MPa). El aceite de ricino es usado por su buena lubricación y su alta propiedad de presión.”1
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2.3.- Materiales Metales El aluminio es el material más comúnmente extruido . El aluminio puede ser extruidos en caliente o en frío . Si es extruido caliente se calienta a 575 a 1100 º F ( 300 a 600 ° C ) . Ejemplos de productos incluyen marcos , barandas, parteluces y disipadores de calor .
Latón se utiliza para la extrusión libre de corrosión varillas, piezas de automóviles, accesorios de tubería , piezas de ingeniería .
Cobre ( 1100 a ( 600 a 1000 ° C ) 1825 ° F ) para tubos, alambres, varillas, barras , tubos y electrodos de soldadura . A menudo, más de 100 ksi ( 690 MPa ) es necesario para la extrusión de cobre.
El plomo y el estaño ( máximo 575 ° 300 ° C F ( ) ) tubos , alambres, tubos y recubrimiento de cables . El plomo fundido también puede ser utilizado en lugar de palanquillas en prensas de extrusión verticales . Magnesio (575 a 1100 º F ( 300 a 600 ° C ) ) piezas de aviones y partes de la industria nuclear. El magnesio es sobre como extruible como aluminio .
Zinc (400 a 650 ° de 200 a 350 ° C F ( ) ) varillas , barras, tubos, componentes de hardware, instalación y pasamanos.
Acero ( 1825-2375 ° F ( 1000-1300 ° C) ) barras y pistas. Se extruye acero al carbono Por lo general llano, pero el acero de aleación y acero inoxidable también puede ser extruida .
Titanio ( 1100-1825 ° F ( 600 a 1000 ° C ) ) componentes de aeronaves , incluyendo pistas de asiento , anillos del motor , y otras partes estructurales .
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Plásticos Los plásticos de extrusión utilizan comúnmente virutas o pellets de plástico, que por lo general se secan en una tolva antes de ir al tornillo de alimentación. La resina de polímero se calienta a estado fundido por una combinación de elementos de calefacción y calentamiento por cizallamiento desde el tornillo de extrusión. El tornillo obliga a la resina a través de un troquel, formando la resina en la forma deseada. El material extruido se enfría y se solidifica a medida que se tira a través de la matriz o depósito de agua. Un "oruga de lance fuera" (llamado un "extractor" en los EE.UU.) se utiliza para proporcionar la tensión en la línea de extrusión que es esencial para la calidad general del producto extruido. La oruga tren de tiro debe proporcionar una tensión constante, de lo contrario, la variación por cortes o producto resultará distorsionada. En algunos casos (tales como tubos reforzados con fibra) el material extruido se tira a través de un troquel muy largo, en un proceso llamado "de pultrusión".
Cerámica De cerámica también se pueden formar en formas a través de la extrusión. Extrusión de terracota se utiliza para producir tubos. Muchos ladrillos modernos se fabrican también utilizando un proceso de extrusión de ladrillo
Hot extrusion temperature for various metals Material Magnesium Aluminium Copper Steel Titanium Nickel Refractory alloys
Temperature [°C (°F)] 350-450 (650-850) 350-500 (650-900) 600-1100 (1200-2000) 1200-1300 (2200 –2400) 700-1200 (1300-2100) 1000-1200 (1900 –2200) up to 2000 (4000)
AISI SAE 15B28/JIS SWRCHB226 high-quality Cold heading and cold extrusion steel for automobile
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Specifications
AISI SAE 15B28/JIS SWRCHB226 high-quality Cold heading and cold extrusion steel for automobile Material Chemical Composition C 0.25-0.32 Si 0.15-0.35 Mn 0.60-0.90 Cr Ni 0.30 P ≤0.035 S ≤0..030 Cu 0.25 Ti -
ASTM 15B28 Mechanical Properties(In Quenched & Tempered State) Tensile strength(MPA) -<530 Yield strength (MPA) Elongation(δ5/%) ->62 Reduction in Area (ψ/%) 14 Impact (J) anneal 207 Hardness (HB) heating temperature 900C
AISI SAE 1518/JIS SWRCHB620 high-quality Cold heading and cold extrusion steel strip for automobile
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Specifications
AISI SAE 1518/JIS SWRCHB620 high-quality Cold heading and cold extrusion steel strip for automobile Standards:ASTM,JIS,GB,EN(DIN,BS,NF) Or Per as clients’ requires. Product Basic Information: Material Chemical Composition C 0.14-0.20 Si 0.15-0.30 Mn 1.140-1.40 Cr Ni P ≤0.035 S ≤0..030 Cu 0.25 Ti -
ASTM 1518 Mechanical Properties(In Quenched & Tempered State) Tensile strength(MPA) 930 Yield strength (MPA) >1130 ->9 Elongation(δ5/%) Reduction in Area (ψ/%) 45 Impact (J)
Hardness (HB)
anneal 28 heating temperature 900C
SAE AMS-R-6855B: Elastomer, Synthetic, Sheets, Strips, Molded or Extruded Shapes, General Specification This specification covers the requirements for low temperature resistant sheets, strips, and molded or extruded shapes fabricated from synthetic rubber (see 6.1). Elastomers Rubber Synthetic rubber
NORMAS ASTM B221 - 13 Standard Specification for Aluminum and Aluminum-Alloy Extruded Bars, Rods, Wire, Profiles, and Tubes ASTM B317 / B317M - 07 Standard Specification for Aluminum-Alloy Extruded Bar, Rod, Tube, Pipe, Structural Profiles, and Profiles for Electrical Purposes (Bus Conductor) ASTM B807 / B807M - 13 Standard Practice for Extrusion Press Solution Heat Treatment for Aluminum Alloys
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ASTM B491 / B491M - 06 Standard Specification for Aluminum and Aluminum-Alloy Extruded Round Tubes for General-Purpose Applications ASTM B241 / B241M - 12e1 Standard Specification for Aluminum and Aluminum-Alloy Seamless Pipe and Seamless Extruded Tube ASTM B429 / B429M - 10e1 Standard Specification for Aluminum-Alloy Extruded Structural Pipe and Tube ASTM D1238 - 13 Standard Test Method for Melt Flow Rates of Thermoplastics by Extrusion Plastometer ASTM B345 / B345M - 11 Standard Specification for Aluminum and Aluminum-Alloy Seamless Pipe and Seamless Extruded Tube for Gas and Oil Transmission and Distribution Piping Systems TABLE 1 Tensile Property Limits for Extruded Seamless Pipe Elongation , in 2 in. [50 mm] or 4× in 5 × D Diameter, min, % (5.65) 4 4 25 22 8 ... 10E 9 8 7 [240] 10E 9 F 10 9
Alloy
Temper
Pipe Size, Strength, min, ksi [MPa] in. Tensile Yield (0.2 % Offset)
3003
H18 H112 T6
under 1 1 and over under 1 1 and over all all all
6061 6063 6351
T6 T5 T6
27.0 [185] 14.0 [95] 38.0 [260] 38.0 [260] 30.0 [205] 38.0 [260] 42.0 [290]
24.0 [165] 5.0 [35] 35.0 [240] 35.0 [240] 25.0 [170] 35.0 37.0 [255]
2.4.-Asociaciones internacionales
Asociación Nacional de Productores de Autobuses, Camiones y Tractocamiones www.anpact.com.mx/
The Society of Motor Manufacturers and Traders (SMMT) www.smmt.co.uk/ 9
National Association of Manufacturers www.nam.org/
MESA International - Home www.mesa.org/
Industria Nacional de Autopartes www.ina.com.mx/
2.5.- Principales Fabricantes.
Empresa: ANVI MEXICANA.
Giro: Extrusión de Plásticos automotrices. Enlace: http://www.anvimex.com/
Empresa: HYDRO.
Giro: Extrusión de aluminio automotriz. Enlace: http://www.hydro.com/
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Empresa: CONCORD GROUP.
Giro: Laminado y extrusion. Enlace: http://www.concordsupply.com/cgi/cc_1.php
2.6.- Diagrama de flujo de extrusión El primer elemento de la línea tiene que cumplir con tres requisitos básicos: 1) Continuamente reunir la materia prima en estado sólido y fundido. 2) Continuamente fundir la materia prima 3) Homogeneizar la materia prima térmica y físicamente .
Este proceso de compresión indirecta es esencialmente de trabajo en caliente, donde un lingote fundido de forma cilíndrica, se coloca dentro de un fuerte contenedor de metal y comprimido por medio de un émbolo, de manera que sea expulsado a través del orificio de un dado. El metal expulsado o extruido toma la forma del orificio del dado. El proceso puede llevarse a cabo por dos métodos llamados: extrusión directa, donde el émbolo está sobre el lingote en el lado opuesto al dado y el metal es empujado hacia el dado por el movimiento del émbolo Fig.1 (a), o extrusión indirecta, en la cual el dado y el émbolo están del mismo lado del lingote y el dado es forzado dentro del lingote, por el movimiento del émbolo.
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Extrusión Directa
El metal es extruido a través del dado abriéndolo hasta que sólo queda una pequeña cantidad.
Extrusión Indirecta
Parte extruida es forzada a través del vástago apisonador
Extrusión por Impacto:
Un punzón es dirigido al pedazo de metal con una fuerza tal que éste es levantado a su alrededor. La mayoría de las operaciones de extrusión por impacto, tales como la manufactura de tubos plegables, son trabajadas en frío.
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2.7.- Maquinaria y clasificación e identificación de partes (extrusión).
Tipos de máquinas extrusoras Para que sea realizado el proceso de extrusión, es necesario aplicar presión al material fundido, forzándolo a pasar de modo uniforme y constante a través de la matriz. Atendiendo a estos requisitos, las máquinas extrusoras se clasifican en: extrusoras de dislocamiento positivo y extrusoras de fricción.
Extrusoras de dislocamiento positivo
Se obtiene la acción de transporte mediante el dislocamiento de un elemento de la propia extrusora. En la matriz la reología del polímero tiene mayor influencia sobre el proceso.
Extrusora de pistón (inyectora)
Un pistón, cuyo accionamiento puede ser hidráulico o mecánico, fuerza al material a pasar a través de la matriz. Es utilizada para la extrusión de polímeros termofixos, politetrafluoretileno, Polietileno de Alta Densidad de Ultra Alto Peso Molecular (PEAD - UAPM), metales y materiales cerámicos.
Extrusoras de fricción
La acción del transporte, conseguida aprovechándose las características físicas del polímero y la fricción de éste con las paredes metálicas transportadoras de la máquina, donde ocurre la transformación de energía mecánica en calor que ayuda a la fusión del polímero. La reología del polímero tiene influencia sobre todo el proceso. Los tipos son: extrusora de cilindros y extrusora de rosca.
Extrusora de cilindros
Consiste, básicamente, en dos cilindros próximamente dispuestos. El material a ser procesado pasa entre estos cilindros y es forzado a pasar por una matriz. Este proceso es utilizado para algunos elastómeros y termoplásticos. La figura 2 representa una esquematización de este tipo de extrusora.
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Extrusora de rosca
Las extrusoras de rosca pueden estar constituidas por una, dos o más roscas. Son las más utilizadas para la extrusión de termoplásticos, comparadas con todos los demás tipos de extrusoras. Existen diferentes variaciones en el equipamiento para la extrusión, los cuales se distinguen por cuatro características fundamentales: Movimiento de la extrusión con relación al material que será sometido a extrusión: Si el troquel se sostiene de forma estacionaria y el material de partida se mueve hacia él, se trata de una "extrusión directa". Si el material de partida está estacionario y el troquel se mueve hacia el material de partida, se trata entonces de una "extrusión indirecta". – La posición de la prensa, ya sea vertical u horizontal. – El tipo de manejo, ya sea hidráulico o mecánico – El tipo de carga aplicada, ya sea convencional (variable) o hidráulica.
Existen varios métodos para la formación de cavidades internas en la extrusión. Una vía es usar una barra hueca y entonces usar un mandril fijo o flotante.
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Prensa de extrusión directa
Una prensa típica para la extrusión de aleaciones de cobre, sería de alrededor de 5000 ton de capacidad de carga en el émbolo, y consistiría de una pesada placa de acero recubierta con una aleación de acero resistente al calor. Este podría acomodar un lingote de 560 mm de diámetro y 1 m de longitud. Ajustado dentro del contenedor mencionado estaría un émbolo que tenga un diámetro menor que el barreno interior del contenedor.
Dados de extrusión.
Los dados de extrusión están hechos de acero de alta velocidad para herramienta y son componentes muy importantes en el proceso de extrusión. Como el material del dado es demasiado caro, a menudo es hecho en forma de un disco delgado de diámetro mucho más pequeño que el lingote soportado por un dado de refuerzo. El orificio del dado controla la forma del metal extruido.
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Mandril
Tipos de arreglos de mandril. Se utiliza para formar huecos tales como tubos sin costura, la barra sólida puede incluso ser usada con el troquel araña, troquel tronera o troquel puente, todos estos tipos de troqueles incorporados al mandril en el troquel y mantienen el mandril en el lugar. Durante la extrusión el metal se divide y fluye alrededor de los sostenes, dejando una línea de soldadura en el producto final.
2.8.- Herramentales: Modelos (Clasificación y partes principales
Para la extrusión en caliente las matrices en escuadra (dados de corte) se utilizan en la extrusión de metales no ferrosos, en particular de aluminio. Las matrices en escuadra desarrollan zonas del metal muerto, que a su vez forman un “ángulo de dado” a lo largo del cual fluye el material en el área de deformación. 16
Estas zonas producen extruidos con terminados brillantes, debido al bruñido que ocurre conforme el material fluye sobre la superficie del “ángulo de dado”.
Según el tipo de extrusión que se desea realizar se utilizan diferentes matrices como el dado araña, dado tipo ojo de buey y dado tipo puente.
Acerca de los materiales para dados se utilizan los aceros para dados y matrices para trabajado en caliente. Se pueden aplicar revestimientos (como el zirconio parcialmente estabilizado) a los dados para prolongar su vida. Los dados de zirconio parcialmente estabilizado también se usan para extrusión en caliente de tubos y barras; sin embargo no son los más adecuados si se desea fabricar dados para extrusiones complejas, debido a los severos gradientes de esfuerzos desarrollados en el dado que pueden producir fallas prematuras. Desarrollada en la década de 1940, la extrusión en frio es un término general que con frecuencia denota una combinación de operaciones, como la extrusión y el forjado directo e indirecto. Los trozos de diámetros menores a 40mm (1.5 pulgadas) se cizallan (cortan) y, de ser necesario, se encuadran sus extremos mediante procesos como recalcado,
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maquinado o rectificado; los trozos de diámetro mayores se maquinan a partir de barras de longitudes especificas.
2.9.- Herramientas (manuales y automáticas)
La extrusora en general consiste en uno o dos tornillos que rotan dentro de un barril caliente. Un tornillo constituye el diseño típico para la mayoría de las aplicaciones mientras que dos tornillos son usados para compuestos y materia prima en polvo. El diseño del tornillo sigue los requisitos claves del proceso tales como la tasa de rendimiento, la calidad de la fundición y las materias primas usadas.
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2.10.- Control de calidad (pruebas en materiales y piezas) Pruebas de laboratorio Las pruebas o ensayos de laboratorio que se realizan a muestras de las piezas fabricadas sirven para acreditar la calidad de las mismas, con lo cual se tiene la seguridad que cumplirán con lo establecido en normas, en lo que respecta a manejo, uso y duración por muchos años y cuando estén en servicio. A continuación se encuentran diversas pruebas de laboratorio a las cuales son sometidas las piezas y la forma como deben realizarse.
Prueba de regresión térmica o de horno
Abarca el procedimiento para estimar la calidad de extrusión del material por medio de la observación de la reacción de un espécimen, después de haber sido expuesto a elevadas temperaturas. El significado o la importancia de esta prueba residen en distinguir entre una correcta y una incorrecta extrusión del material. Puede ser usada también para: • Revelar la incorrecta mezcla del compuesto antes o durante la extrusión. • Determinar la presencia de esfuerzos en la pared de la tubería producida durante el
proceso de extrusión.
• Determinar la presencia de áre as no fundidas, así también de contaminación. • Revelar bolsas de aire entre las paredes.
El equipo utilizado en la prueba consiste en un horno de aire, controlado termostáticamente; debe ser capaz de operar a 180 °C, dentro del cual el aire caliente circula por todas las partes del horno y de la muestra o muestras que vayan a ser probadas.
Prueba de impacto
Este método de prueba cubre la determinación de la resistencia al impacto de las piezas, bajo las condiciones especificadas del impacto por medio de la caída de un peso. Los resultados obtenidos por la realización de esta prueba pueden ser usados en tres formas: • Como base para establecer requisit os de prueba de impacto en los patrones de
producto.
• Para medir el efecto de los cambios en materiales o procesamiento. • Para medir el efecto del ambiente. 19
El equipo a utilizar se conoce como tester de impacto, en el cual se pueden utilizar tres tipos de mazos, pesos o balas como también se les conoce. Estos son de tipo intercambiable y difieren en su configuración geométrica.
Tester de impacto
Prueba de aplastamiento
Este método de prueba se realiza para determinar las características de carga-deflexión en las piezas, cuando estas son sometidas a cargas paralelas. Puede servirnos para: • Determinar la rigidez de la pieza obtenida. • Para determinar las características de carg a-deflexión y la rigidez de la pieza, que son
usadas para diseño en ingeniería.
• Para medir la deflexión y la resistencia a la carga en cualquier evento significativo que
pueda ocurrir durante el uso.
El equipo utilizado en la prueba es una máquina compresora calibrada o máquina de prueba de platos planos paralelos. Esta posee dos platos (inferior y superior) entre los cuales se sostendrá la muestra.
Espécimen de tubería en la máquina de platos paralelos.
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2.11.- Seguridad industrial (extrusión) Factores de riesgo
Riesgos a la salud :
Los niveles de ruido se generan en el proceso de extrusión, cuando se aplica presión por medio de un pistón.
Riesgo Físico hidráulico:
El metal fluye a través de la matriz, pueden generar en los trabajadores expuestos de forma .
Riesgo Físico :
Prensa de extrusión continua y sin una protección, pérdida de capacidad auditiva. El ruido producido al momento que se le realiza el corte en frio a los perfiles, sino se utiliza el equipo de protección personal puede generar pérdida de la capacidad auditiva y otras enfermedades ocupacionales. Subparte G- Salud y Ocupacional OSHA 18000
Control ambiental
1910.94 Ventilación. 1910.95 exposición al ruido ocupacional. 1910.97 radiación no ionizante. 1,910.98 Fechas de vigencia. El calor que genera el horno de calentamiento de matrices se atenúa al momento en que se extraen las Riesgo Físico / matrices, de manera que si no se usa Calor el equipo de protección adecuado puede ocasionar fatiga al trabajador y Horno calentamiento de matrices enfermedades ocupacionales.
Riesgos a la salud:
La limpieza de matrices por tratarse de un trabajo manual, el trabajador encargado se verá en la Riesgo Ergonómico/Movimiento necesidad repetitivos, de realizar pudiéndole movimientos ocasionar s repetitivos Sala de matricería lesiones como bursitis, cuello u hombros tensos. 21
Para este efecto se considera la norma OSHA 18000
Subparte O-Maquinaria y máquina
Protección
1910.211 Definiciones. 1910.212 Requisitos generales para todas las máquinas. 1910.217 Prensas mecánicas. 1910.218 Máquinas de forja/laminado/extrusión. Los cilindros de aluminio son colocados en la mesa de carga, automáticamente la báscula toma el cilindro de aluminio para impulsarlo por medio de un guiador a el horno de precalentamiento donde es precalentado a una temperatura de 450°C- 500°C. Al salir del horno el cilindro, se alinea la boca del horno con la boca de la cizalla en caliente, es presionado y cortado con la medida requerida. Este es trasladado mediante una pinza y colocado dentro del contenedor a una temperatura de 430°- 450, mientras que en el porta matriz ya se ha colocado previamente el herramental especifico a utilizar (matriz, bolster y espesor), la matriz previamente debe tener una temperatura de trabajo que se obtiene mediante el horno de matrices 440°-460°. subparte – F Plataformas motorizadas, Ramas Elevadores y montada sobre el vehículo-Plataformas 1910.66 Plataformas motorizadas para la construcción de mantenimiento. 1910.67 elevación montados en vehículos y girando plataformas de trabajo. 1910.68 Ramas Elevadores. De La Higiene, La Seguridad Y La Ergonomía 4. Facilite la disponibilidad de tiempo y las comodidades necesarias para la recreación, utilización del tiempo libre, descanso, turismo social, consumo de alimentos, actividades culturales, deportivas; así como para la capacitación técnica y profesional. 5. Impida cualquier tipo de discriminación. 6. Garantice el auxilio inmediato al trabajador o la trabajadora lesionada o enfermo. 7. Garantice todos los elementos del saneamiento básico en los puestos de trabajo, en las empresas, establecimientos, explotaciones o faenas, y en las áreas adyacentes a los mismos.
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Subparte J- Controles Ambientales Generales 1910.141 Saneamiento. 1910.142 campos de trabajo temporales. 1910.143 sistemas de eliminación de carro Nonwater. 1910.144 código de color de seguridad para el marcado físico peligros. 1910.145 Especificaciones para la prevención de accidentes signos y etiquetas. 1910.146 requieren permiso espacios confinados. 1910.147 El control de energía peligrosa (cierre / rotulación).
2.12.- Control Ambiental En materia de calidad nuestro sector es uno de los mejores del país. Nuestros compradores, en su mayoría de la industria automotriz, demandan que las fundidoras mexicanas certifiquen sus procesos en ISO-9000, ISO-14000 e ISO-14001, por mencionar algunos. Su principal comprador es el mercado de automóviles, pues consume cerca de 80% de sus productos La familia ISO 14000 aborda diversos aspectos de la gestión ambiental. Proporciona herramientas prácticas para las empresas y organizaciones que buscan identificar y controlar su impacto ambiental y mejorar continuamente su comportamiento ambiental. ISO 14001:2004 y ISO 14004:2004 se centran en los sistemas de gestión ambiental. Las otras normas en el foco de la familia en los aspectos ambientales específicos, tales como el análisis del ciclo de vida, comunicación y auditoría. ISO 14001:2004 ISO 14001:2004 establece los criterios para un sistema de gestión ambiental y cuáles pueden ser certificadas. No establece requisitos para el desempeño ambiental, pero traza un marco que una empresa u organización puede seguir para establecer un sistema eficaz de gestión ambiental. puede ser utilizado por cualquier organización, independientemente de su actividad o sector. El uso de ISO 14001:2004 puede proporcionar seguridad a los directivos y empleados de empresa, así como las partes interesadas externas que el impacto ambiental que se está midiendo y mejorado. Los beneficios del uso de la norma ISO 14001:2004 pueden incluir: Reducción del coste de la gestión de residuos Ahorro en el consumo de energía y materiales Reducción de los costes de distribución Mejora de la imagen corporativa entre los reguladores, los clientes y el público
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Normas p ara el contr ol ambiental
Por estas razones es la importancia de establecer legislación que efectivamente controlen las emisiones industriales contaminantes del ambiente. Las Normas ISO 14000 proveen la implantación o la planificación para establecer el monitoreo y mejora del Sistema de Gerencia Ambiental, Environmental Management System, EMS. La operación del cubilote es la mayor fuente de contaminación de emisiones de partículas, tanto en términos de fuentes de contaminación como de la intensidad de emisión de cada fuente; en segundo lugar está el proceso de fusión mediante horno eléctrico de arco; y en tercer lugar está la fusión con hornos de inducción. Implem entación de nuev as tecno log í as y Sistem as de gestión amb iental
Antes de implementar nuevas tecnologías o un sistema de gestión ambiental es necesario conocer la situación actual de la empresa. Muchas veces no es necesario introducir nuevas tecnologías, un sistema de gestión ambiental o un plan que minimice los residuos, ya que los sistemas actuales pueden ser capaces de lograr los resultados que se esperan. La Norma ISO 14.001 da una pauta para implementar sistemas de gestión ambiental, basada en el mejoramiento continuo. Las actividades a realizar para lograr implementar un sistema de gestión ambiental (con o sin implementación de nuevas tecnologías) son las siguientes: 1. Desarrollo de política ambiental: La alta gerencia debe definir una política ambiental de la empresa. 2. Planificación: Se establecen los objetivos y metas generales de la empresa y se desarrolla la metodología para alcanzarlos. 3. Implementación y operación: Se inician las actividades establecidas en el programa de gestión ambiental. 4. Verificación y acción correctiva : Se revisan las acciones que se han ejecutado, según el programa para determinar su efectividad y eficiencia, y se comparan los resultados con los del plan. 5. Revisión de la gerencia y mejoramiento continuo: Es la etapa de retroalimentación, en la que se adecua a la realidad de cada empresa y se corrigen las deficiencias. Esta revisión se debe documentar y publicar. Teniendo en cuenta la realidad de las industrias de procesos de manufactura, las actividades tentativas para implementar algunos de estos conceptos son: Crear una política ambiental y generar un plan de acción. Implementar cursos de capacitación sobre la nueva política ambiental y el plan de acción. Desarrollar auditorías ambientales y energéticas. 24
Implementar el plan de acción (nuevas tecnologías, plan para reducir residuos o sistema de gestión ambiental). Con la implementación de este tipo de sistemas de gestión ambiental, se podrían reducir los residuos, por lo que disminuiría el costo de disposición final, y se aumentaría la eficiencia del proceso, reduciéndose el costo de insumos.
3.-CONLUSIONES Bravo Morales Isaías La extrusión es un proceso muy importante para la industria automotriz ya que mediante la fabricación de formas solidas o huecas con sección transversal constante y el corte a longitud deseada, podemos encontrar muchas aplicaciones en este ramo tales como: engranes, soportes y formas estructurales. Por lo general se lleva a temperaturas elevadas, pero esto depende de cada material; por ejemplo, un aluminio necesita menor temperatura que un acero inoxidable o un cromo para ser extruido. Resulta interesante el material para los herramentales; ya que, si no son lo suficientemente resistentes podrían fundirse o tener un desperfecto. Por lo general los materiales para los dados se utilizan los aceros (de base de molibdeno, tungsteno, cromo, etc.) con recubrimientos de zirconio para prolongar su vida útil.
Cabrera Perea Luis A. La extrusión de materiales es importante para la industria en general, pero haciendo énfasis a la industria automotriz es relevante también porque por medio de la extrusión de material es posible crear formas únicas y necesarias para el vehículo. Los herramentales (dados) y la herramienta utilizados en el proceso son necesarios para que la maquinaria realice su trabajo. Los moldes son reutilizables ya que sólo deben ser limpiados tras su utilización. Durante el proceso se suministra una cantidad de calor suficiente para mantener a los materiales blandos, con la posibilidad de cambiar su forma. La extrusión en frío o en caliente, siempre por debajo de su punto de fusión, tienen temperaturas específicas de operación su fin es aplastar el materia y hacerlo pasar por un orificio con una forma determinada .
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Escobar Pacheco Jesús El proceso de extrusión es muy importante para cualquier industria sobre todo para la automotriz, el proceso es simple ya que el objetivo es crear objetos con sección transversal definida y fija, la maquinaria que se utiliza en este proceso generalmente son prensas y esto lo hace muy simple ya que se el material generalmente viene en forma de cilindros o lingotes como comúnmente los llaman de cualquier forma, después, este material a trabajar se comprime no sin antes precalentarlo y en uno de los extremos de la prensa se ponen las matrices o troqueles que le van a dar la nueva forma al material base, este proceso se puede realizar en frio y en caliente la decisión la toma la empresa que realiza este proceso conforme a las especificaciones del cliente y esto hace que aumente o disminuya las propiedades físicas del material, las ventajas que hay en este proceso es crear secciones transversales muy complejas y el trabajo con materiales que son quebradizos, porque el material solamente encuentra fuerzas de compresión y de cizallamiento, cabe mencionar que todo el proceso desde su inicio hasta su fin está debidamente normalizado y verificado por organismos que controlan la calidad de procesos y productos y así garantizan procesos óptimos y productos de buena calidad para el cliente. Guzman Celaya Pablo La extrusión de metales, el cual nos permite dar formas complejas a los metales, mediante la aplicación de una fuerza, estos materiales son obligados a trabajar dentro del límite plástico para formar perfiles en todos los procesos de extrusión hay una relación entre las dimensiones del cilindro y las de la cavidad del contenedor, especialmente en la sección transversal, el proceso se efectúa a una temperatura alta con el fin de garantizar la extrusión. El diseño de la matriz se hace de acuerdo con las necesidades del mercado o del cliente particular y esta nos permite obtener secciones transversales sólidas o tubulares que en otros metales sería imposible obtener sin recurrir al ensamble de varias piezas.
Méndez Hernández Carlos Eduardo El proceso de extrusión utiliza principalmente la presión ejercida gracias a un accionamiento hidráulico a través de un dado para obtener el producto final. Notando que para este proceso los materiales sometidos pueden ser desde tipos de aluminio, acero, cobre, magnesio, plomo e incluso aleaciones donde puede existir un mayor nivel de dificultad. Es importante mencionar que debido a que en la extrusión existe una cámara, cada palanquilla se extruye de manera individual, por lo que da a entender que éste es un proceso por lotes o semicontinuo.
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Aunque le extrusión se da por frio o caliente la maquinaria en general es conformada por prensas hidráulicas ya que en ellas se puede controlar la carrera y la velocidad de la operación requerida y en cuanto a diseño los dados son los encargados de darle la forma al producto final.
Ramírez Velasco Brandon Isaac Este proceso es muy delicado y depende en un 70 % de la calidad de los moldes, debido a que en la mayoría de los casos se manufactura perfiles de geometría avanzada. Los moldes son costosos debido a que deben de tener un mayor punto de fusión que del material a manufacturar, el periodo de vida de estos es casi proporcional al coste de ellos. Las máquinas que ejercen la presión son de precios elevados, debido a la fuerza y presión que se debe de ejercer para que el lingote tome la forma del molde. Este proceso es muy utilizado en cuando se necesita un número de piezas importante, y todas ellas con una exigencia de calidad y acabado superficial de un rango alto.
Villegas Domínguez Raúl El proceso de extrusión es muy relevante en el sector automotriz, es necesario conocer el procedimiento y los pasos que se siguen. Se utilizan moldes o dados para darle la forma al perfil que se va a obtener, y posteriormente se le agrega una presión para hacer pasar al material a través de un orificio. Se puede seralizar a diferentes temperaturas dependiendo del material que se va a extruir. En la industria automotriz es posible encontrar piezas que se han sometido al procedimiento de extrusión.
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