Resumen Los procesos de cambio de forma son varios y cada uno tiene un enfoque distinto para transformar una pieza o materia prima en un producto final de aplicación; entre estos procesos se encuentra el proceso de embutido, forjado, prensado, estirado, cizallado, extrusión, troquelado y rechazado, de manera general estos procesos se encargan de dar forma a piezas unitarias, o piezas parciales de un constructo complejo. Estos han sido usados desde ya hace varios años y han servido para dar forma a nuestras herramientas modernas, y casi todos los objetos metálicos que usamos en nuestra vida diaria y a aquellos que son usados en la industria.
Introducción A continuación se dará una breve explicación de los procesos de cabio de forma de los materiales, se hablara de en que consisten estos, cuales son su aplicaciones en la creación de nuevos objetos y una imagen que servirá como una mejor guía de entendimiento sobre como se lleva a cabo este proceso.
1
Índice Resumen…………………………………………………………………...1 Introducción………………………………………………………………...1 Embutido……………………………………………………………………3 Forjado……………………………………………………………………...4 Prensado……………………………………………………………………7 Estirado……………………………………………………………………...8 Cizallado…………………………………………………………………….9 Extrusión……………………………………………………………………10 Troquelado…………………………………………………………………11 Rechazado…………………………………………………………………12 Conclusión………………………………………………………………….13
2
Proceso de cambio de forma a materiales.
Embutido: En el método básico de embutición o embutición profunda, se coloca una pieza bruta de lámina, redonda, sobre un dado abierto circular, y se fija en su lugar con un sujetador de material en bruto o un anillo de sujeción. El punzón desciende y empuja la lámina dentro de la cavidad, para formar una taza o depresión. El embutido es una operación de formado de laminas metálicas que se usa para hacer piezas de forma acopada, de caja y otras formas huecas mas complejas. Se realiza colocando una lámina de metal sobre la cavidad de un dado y empujando el metal hacia la cavidad de este con un punzón. La forma debe aplanarse contra el dado por un sujetador de formas. Aplicaciones: Las piezas mas comunes que se hacen por embutido son latas de bebidas, casquillos de municiones, lavabos, utensilios de cocina y partes de carrocería de automóviles. Imagen:
3
Forjado: Para realizar cualquier trabajo de forja, es imprescindible tener en cuenta de qué material se trata y cual es su estructura atómica. Si se trabaja el hierro en sentido longitudinal (en el sentido de la pieza) se puede estirar, doblar y realizar cualquier operación manteniendo su resistencia y estética. Si se trabaja en sentido contrario a su composición atómica (en sentido transversal), al estirarlo o doblarlo puede agrietarse o romperse, perdiendo también estética y resistencia. La fusión y la incandescencia de un material férrico necesita obligatoriamente un conocimiento de las temperaturas a las cuales se somete, ya que determinan el comportamiento atómico del material. Si golpeamos un hierro en frío, conseguimos por un lado un hundimiento producido por el impacto y por otro lado, una compactación en su estructura sobre la zona golpeada. La compactación irá produciendo una mayor dureza del material, pero también un mayor riesgo de fragilidad. Si golpeamos un hierro incandescente, apenas se produce compactación del material. Los golpes no hunden la zona de impacto, sino que hace que el material se ensanche. Tipos de forjado:
1. Por la forma de transmitir las cargas:
Forjados unidireccionales: Son aquellos que flectan principalmente en una dirección, por lo que deben apoyar sobre elementos lineales tales como vigas o muros de carga; sin embargo pueden tener flexión transversal, aunque ésta será pequeña en relación con la principal.
Forjados bidireccionales: Flectan en dos direcciones, por lo que pueden apoyar sobre elementos lineales (vigas, muros) o sobre elementos puntuales, [pilar] es, que no tienen por qué estar dispuestos de forma ordenada.
.
4
2. Según su constitución se clasifican en:
Forjados de viguetas resistentes con bovedillas y relleno de senos.
Forjados de semiviguetas con bovedillas y relleno de senos
Forjados de semiviguetas en celosía
Forjados de viguetas dobles
3. Por el sistema de ejecución, los forjados se clasifican en:
Forjados construidos totalmente “in situ” (en el sitio).
Forjados siempre-fabricados. Constituidos por viguetas o semi-viguetas, piezas de entrevigado y hormigón colocado in situ, con sus correspondientes armaduras. En las figuras 7, 8, 9 y 10 se muestran algunas de las soluciones de uso más frecuente.
Forjados prefabricados. Sólo es preciso proceder a su montaje en obra, o como máximo realizar pequeñas operaciones de relleno de juntas.
4. Por el grado de hiperestatismo, los forjados se clasifican en:
Forjados simplemente apoyados. Su empleo se reduce casi exclusivamente a cubiertas.
Forjados continuos. Son los más utilizados y los que cumplen las funciones de dar rigidez transversal a las vigas y solidarizar horizontalmente los entramados a nivel de cada planta.
5
5. Según su armadura se clasifican en:
Forjados armados.
Forjados pretensados. Se realizan con armaduras pretensas casi en su totalidad.
Aplicaciones: La forja tiene multitud de aplicaciones en distintos campos, algunas de ellas son las siguientes: bielas, cigüeñales, ejes, rejas, barandillas, cabezas de tornillos, de pernos, remaches, clavos, etc.
Imagen:
6
Prensado: El prensado simple se lleva a cabo presionando un trozo de metal entre un punzón y una matriz, así como al indentar (distinguir separando mediante espacios) un blanco y dar al producto una medida rígida. Aplicaciones: Latas para alimentos y botes para bebidas, son los ejemplos más comunes. Imagen:
7
Estirado: Se denomina estirado al proceso de conformado por deformación plástica en el que se estira una barra o varilla de metal con el objetivo de reducir su sección. Para reducir la sección de la pieza, se utiliza una matriz de un material metálico muy duro insertado en un bloque de acero. La reducción de la sección del material dependerá del ángulo de abertura de la matriz. Para llevarlo acabo Se procede a colocar el material en la máquina para empezar el proceso de estirado. En este proceso es decisivo el uso de lubrificantes para no dañar la superficie del material al pasarlo por la matriz y aplicarle la reducción de sección. En el estirado podemos distinguir, principalmente, dos procesos: estirado de alambres y de tubos. En el estirado de alambres podemos conseguir una reducción del 50% del espesor en barras menores de 150mm, utilizando el proceso descrito anteriormente. El estirado de tubos se utiliza para reducir el espesor de la pared de los tubos sin costura, los cuales se han producido por medio de otros procesos, como por ejemplo extrusión. Este proceso podemos realizarlo con ayuda de un mandril o no Aplicaciones: Entre sus aplicaciones están los plásticos electroconductores, textiles resistentes al calor y electroconductores. Imagen:
8
Cizallado: Trata del corte mecánico de metales en forma de chapa o plancha sin producción de viruta (proceso sin residuo), ni empleo de soplete u otro método de fusión. Cuando las dos cuchillas son rectas, la operación se llama cizallado. El proceso consiste en un punzón (cuchilla superior) desciende sobre el metal, éste se deforma plásticamente sobre la matriz (cuchilla inferior). El punzón penetra en el metal y consiguientemente, la cara opuesta de éste se comba levemente y se corre hacia la matriz. Cuando la ductilidad y resistencia del material llega a su límite por la tensión aplicada, excede la resistencia de la cizalladura y el metal se cizalla o rompe bruscamente a través del espesor restante. Aplicaciones: Corte de tubos, láminas delgadas y otros metales delgados. Imagen:
9
Extrusión: La extrusión es un proceso utilizado para crear objetos con sección transversal definida y fija. El material se empuja o se extrae a través de un troquel de una sección transversal deseada. Las dos ventajas principales de este proceso por encima de procesos manufacturados son la habilidad para crear secciones transversales muy complejas y el trabajo con materiales que son quebradizos, porque el material solamente encuentra fuerzas de compresión y de cizallamiento. También las piezas finales se forman con una terminación superficial excelente. Aplicaciones: Película tubular Bolsa (comercial, supermercado) Película plástica para uso diverso Película para arropado de cultivos Bolsa para envase de alimentos y productos de alto consumos
Lámina y Película Plana Rafia
Manteles para mesa e individuales Cinta Adhesiva
Flejes para embalaje
Tubería
Perfil
Monofilamento
Tubería para condición de agua y drenaje Manguea para jardín
Hojas para persiana
Filamentos
Ventanearía
Alfombra (Filamento de las alfombras)
Manguera para uso médico
Canales de flujo de Agua
Popotes Recubrimiento
Alambre para uso eléctrico y telefónico
Imagen:
10
Troquelado: El troquelado es la acción que ejecuta un molde " TROQUEL " cuando lo presionamos contra un material mediante una prensa. El troquelado sirve para el corte limpio, hendido o perforación de formas irregulares. Las cuales no pueden realizarse mediante cortes rectos en guillotina. Durante el troquelado el soporte (material a troquelar) se presiona contra la forma troqueladora, hasta lograr el resultado deseado. La ubicación del soporte se realiza mediante una escuadra de introducción. La profundización de la forma se efectúa mediante un recorrido (carrera de troquelado). Después el retal separado se expulsa. Aplicaciones: 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
Imagen:
11
Rechazado: El proceso de repulsado de metal, llamado en México como rechazado de metal, parte de un blanco de material redondo que es estirado dentro de un molde por medio de un bastón o rodillos utilizando un torno. Este tipo de procesos es ideal cuando se tiene una pieza de embutido profundo y su volumen no justifica el alto coste de un troquel. También se pueden realizar geometrías especiales a través de varios moldes o fases de la parte. En este proceso solo se pueden formar geometrías redondas, cónicas, hemisféricas, cilíndricas, parabólicas, venturi, tipo brida, platos etc. Aplicaciones: Para la creación de casi cualquier pieza cónica. Imagen:
12
Conclusión. Después de haber terminado este trabajo me di cuenta de que para cambiar aunque sea un poco la forma de un metal es necesario todo un proceso, y que para cada cambio físico que se le quiera hacer hay un método diferente y se utiliza una maquinaria especial. Cada uno de estos procesos es especial y único en su tipo, aunque aun halla más de ellos, al investigar de estos me di cuenta de que es necesario saber de ellos para que un día cuando llegue a trabajar y necesite modificar un metal, ya voy a saber que método es el que mejor se adecua a mis necesidades.
13
