UNIVERSIDAD TECNICA DEL NORTE FICA- ING.INDUSTRIAL ALUMNO: HUGO GODOY
OPTATIVA I (PROCESOS INDUSTRIALES)
PROCESOS QUE CAMBIAN LA FORMA DE UN MATERIAL METALUGIA FUNDICION FORMADO POR FRIO O CALIENTE METALURGIA DE POLVOS MOLDEO DE PLASTICOS
1. FUNDICIÓN DEFINICION: Se denomina fundición y también esmelter al proceso de fabricación de piezas, comúnmente metálicas pero también de plástico, consistente en fundir un material e introducirlo en una cavidad, llamada molde, donde se solidifica. CONCEPTO: Fundición es la acción y efecto de fundir o fundirse (derretir y licuar los metales u otros cuerpos sólidos, dar forma al metal fundido). El concepto también se utiliza para nombrar al establecimiento en que se funden los metales. PRINCIPIO: Este procedimiento combina las características de la fundición y la forja, de forma que no se hace necesario el uso de canales de alimentación ni de mazarotas. La fundición prensada se basa en el principio de la solidificación prensada del metal fundido usando un juego de utillajes y una prensa hidráulica.
IMAGEN:
EJEMPLO:
Fundición
Proceso de Fundición
2. FORJA DEFINICION: La forja, al igual que la laminación y la extrusión, es un proceso de conformado por deformación plástica que puede realizarse en caliente o en frío y en el que la deformación del material se produce por la aplicación de fuerzas de compresión. CONCEPTO: Trabajo de un metal, especialmente del hierro, dándole una forma definida cuando está caliente por medio de golpes o por presión. PRINCIPIO: Consiste en calentar el metal (normalmente aceros) hasta una temperatura inferior a la de fusión (hasta cerca de 1000 °C) y posteriormente golpearlo con un martillo o una prensa. A esta temperatura aumenta la plasticidad del metal por lo que se le puede dar la forma deseada sin romper o quebrar el material. IMAGEN:
EJEMPLO:
Forja
Formado en frio o caliente
3. EXTRUIDO DEFINICION: Acción de prensado, moldeado y conformado de una materia prima (metal o plástico), que por flujo continuo, con presión o empuje, se lo hace pasar por un molde encargado de darle la forma deseada.
CONCEPTO: La extrusión se cataloga como el proceso por el cual es posible producir productos acabados o semiacabados en régimen continuo. Para este proceso se utilizan equipos que funden, homogeneizan y fuerzan al material (polímero) a pasar a través de matrices de forma definida, asociados a equipos auxiliares como corte, conformación, soldadura etc. Se pueden producir a través de este método los siguientes productos: tubos, películas o bobina plástica, chapas, filamentos, frascos, etc. PRINCIPIO: 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.
EJEMPLO:
Extruido
Moldeo de plásticos y Formado en frio o caliente
4. LAMINADO DEFINICION: Laminado es un conjunto de láminas apiladas unas sobre otras y que, su proceso de fabricación, garantiza la continuidad de la matriz en la dirección ortogonal al plano de las láminas. En otras palabras: cada lámina trabaja conjuntamente con las otras. CONCEPTO: El laminado es un proceso de deformación volumétrica en el que se reduce el espesor inicial del material trabajado, mediante las fuerzas de compresión que ejercen dos rodillos sobre la pieza/material de trabajo. Los rodillos giran en sentidos opuestos para que fluya el material entre ellos, ejerciendo fuerzas de compresión y de cizallamiento, originadas por el rozamiento que se produce entre los rodillos y el metal.
PRINCIPIO: La laminación o laminado consiste en hacer pasar repetidamente la pieza que se ha de trabajar entre 2 cilindros giratorios, con sus ejes paralelos entre sí, produciendo, en cada pasada, una deformación proporcional a la plasticidad del material. Los cilindros pueden ser lisos, para fabricar chapas, o bien poseer determinado perfil, para producir piezas con una forma definida (vigas, carriles, etc.). IMAGEN:
EJEMPLO:
Laminado
Formado en frio o caliente
5. EMBUTIDO DEFINICION: El proceso de embutido se lleva a cabo presionando un trozo de metal entre un punzón y una matriz, así como al indentar un blanco y dar al producto una medida rígida. .
PRINCIPIO: El proceso se desarrolla a partir de un disco de material previamente seleccionado, el cual es empujado dentro de una matriz hueca por un punzón IMAGEN:
EJEMPLO: Embutición
Formado en frio o caliente
6. TRITURADO DEFINICION: La trituración convierte la producción de residuos de post- consumo en un material a granel (material molido, partículas) lo más homogéneo posible. El proceso de trituración es necesario antes de que se den lugar los subsiguientes pasos del proceso- tanto para obtener nuevos materiales como combustibles secundarios. Debido a la amplia variedad de materiales que pueden ser triturados, las máquinas acostumbran a ofrecer un alto grado de flexibilidad. CONCEPTO: El triturado es también el nombre del proceso para reducir el tamaño de las partículas de una sustancia por la molienda, como por moler los polvos en un mortero con un mazo. La trituración, además, se refiere a la producción de un material homogéneo a través de la mezcla. PRINCIPIO: El material es habitualmente alimentado al triturador por una tolva. En este caso, el material es introducido en la cámara de trituración por gravedad. Un empujador, el cual basa su control en la carga, presiona el material contra el rotor en movimiento. Es entonces cuando el material es triturado entre las cuchillas del rotor y las contra cuchillas. El material triturado pasa por una parrilla situada debajo del rotor. El diámetro del agujero de la pantalla determina el tamaño de las partículas del material triturado que se produce. IMAGEN:
EJEMPLO: Triturado
Metalurgia
7. DOBLADO DEFINICION: El proceso de doblado es el más simple, después del de corte. Consiste en poder encorvar una chapa plana sin que esta se rompa (sobrepase su estado plástico) y sin que la misma se vea alterada en su espesor. Sin embargo para poder llegar a curvar esa chapa se necesita de una serie de pasos a tener, los cuales se irán viendo en el transcurso de esta información. CONCEPTO: La operación de doblado consiste, en realizar una transformación plástica de una lámina o plancha metálica u otro material flexible de material y convertirla en una pieza con forma o geometría distinta a la anterior. En cualquiera de las operaciones de doblado, siempre deberá tenerse en cuenta los factores que puedan influir sobre la forma de la pieza a obtener, como por ejemplo: elasticidad del material, radios interiores y ángulos de doblado PRINCIPIO: A consecuencia de este estado de tracción-compresión el material tenderá a una pequeña recuperación elástica. Por tanto, si queremos realizar un doblado tendremos que hacerlo en un valor superior al requerido para compensar dicha recuperación elástica. Otra posible solución es realizar un rebaje en la zona de compresión de la chapa, de esta forma aseguramos que toda la zona está siendo sometida a deformación plástica. También podría servir estirar la chapa así aseguramos que toda la zona supera el límite elástico. Según el ángulo o la forma que queramos dar al doblado existen matrices que nos proporcionan la forma deseada. IMAGEN:
EJEMPLO: Doblado
Metalurgia y Formado en frio o caliente
8. MOLDEO POR ESTIRAMIENTO DEFINICION: También llamado procedimiento de conformación sin pérdida de material, ya que a lo largo de los procesos no se desperdicia ni se pierde parte alguna del material con el que se trabaja. CONCEPTO: Este es esencialmente un proceso para la producción de formas en hojas de metal. PRINCIPIO: Con este método se pretende reducir la sección de un determinado material, por ejemplo, para reducir el grosor de una varilla. Esto se consigue haciéndolo pasar a través de unos orificios calibrados que se denominan hileras. El material que se quiere estirar debe ser dúctil y tenaz. IMAGEN:
EJEMPLO:
Moldeo por estiramiento
Metalurgia y Formado en frio o caliente
9. FORMADO POR CIZALLADO DEFINICION: Es el método de corte en el que se utilizan herramientas que disponen de dos cuchillas que se desplazan en direcciones diferentes, quedando el material entreambas y cortándolo en dos piezas.El cizallado también incluye procesos tales como punzado o perforación, estampado, punzado con matrices y refinado CONCEPTO: El formado por cizallado (guillotinado) es en realidad, un proceso de separación de material en el cual se hace pasar a presión una o dos cuchillas a través de una parte fija
PRINCIPIO: El formado por cizallado (guillotinado) es en realidad, un proceso de separación de material en el cual se hace pasar a presión una o dos cuchillas a través de una parte fija IMAGEN:
EJEMPLO:
Formado por Cizallado
Formado en frio o caliente
10. ELECTROFORMADO DEFINICION: El electro formado es un proceso mediante el cual se recubren los objetos con una capa metálica y tiene diversos usos, uno de ellos es la fabricación de piezas para joyería. La electroformación puede aplicarse sobre elementos orgánicos como flores, hojas o conchas de mar y el resultado es muy hermoso. CONCEPTO: El electro formado es un proceso por el cual se pueden construir piezas o moldes por electrodeposición de metales, reproduciendo con exactitud formas y texturas imposibles de obtener por otros métodos PRINCIPIO: El proceso de fabricación de insertos consiste básicamente en obtener una cáscara de níquel electro formada a partir de un modelo fabricado por prototipado rápido (o por cualquier otra técnica de creación de prototipos), para posteriormente, una vez separada ésta del modelo, fabricar un inserto combinando dicha cáscara con un relleno a base de resina epóxica y carga metálica conductora del calor u otros elementos de difusión térmica o bien empleando aleaciones de bajo punto de fusión (zamak). Se busca la posibilidad mediante esta técnica, de obtener moldes electros formados para series no tan pequeñas, de entre 100 a 10000 piezas o más.
IMAGEN:
EJEMPLO: Electro formado
Formado por metalurgia
11. METALURGIA DE POLVOS DEFINICION: La metalurgia de los polvos, es una tecnología de procesamiento de metales en la que se producen partes a partir de polvos metálicos. Es una tecnología relativamente nueva y está cobrando hoy mayor protagonismo, debido a la búsqueda de utilizar las cantidades justas de material, con un mínimo (o sin) derroche del mismo en virutas debido al maquinado. Cada día es mayor la cantidad de aplicaciones en la industria. CONCEPTO: Los productos que se suelen fabricar con técnicas de la metalurgia de los polvos van desde esferas diminutas para bolígrafos, engranajes, levas y bujes; productos porosos, como por ejemplo filtros y cojinetes impregnados de aceite
Los polvos se comprimen para darles la forma deseada y luego se calientan para ocasionar la unión de las partículas en una masa dura y rígida. La compresión, llamada prensado, se realiza en una máquina tipo prensa cuyas herramientas se diseñan específicamente para la parte a producir. PRINCIPIO: Después de la producción de polvos metálicos, la secuencia convencional de la metalurgia de polvos consiste en tres pasos: 1) combinación y mezclado de los polvos, 2) compactación, en la cual se prensan los polvos para obtener la forma deseada; y 3) sinterizado, que implica calentamiento a una temperatura por debajo del punto de fusión para provocar la unión de las partículas en estado sólido y el fortalecimiento de la parte.
IMAGEN:
EJEMPLO: Metalurgia de polvos
Formado por metalurgia de polvos
12. MOLDEO DE PLÁSTICOS DEFINICION: El tipo de proceso de moldeo de plástico más corriente usado en la fabricación a gran escala es el proceso de moldeo por inyección. Debido a su uso generalizado, el moldeo por inyección será el foco de este artículo. El moldeo por inyección se emplea para crear una amplia variedad de productos de uso comercial, que van desde partes del coche hasta teléfonos móviles. CONCEPTO: Hay ocho tipos muy importantes de procesos de moldeo de plástico: 1. Moldeo por inyección 2. Moldeo rotacional 3. Termo formado 4. Moldeo con espuma estructural 5. Moldeo por inyección asistida por gas 6. Moldeo por soplado 7. Moldeo por compresión 8. Moldeo con inserción de película PRINCIPIO: El moldeo por inyección de plástico utiliza perdigones hechos de una resina polimérica. Las clases de perdigones más comúnmente usadas son los perdigones termoplásticos, que pueden ser fundidos, montados y fundidos de nuevo si es necesario. Los perdigones son introducidos, sin fundir, en la máquina de inyección a través de una tolva situada en la parte posterior del contenedor. El contenedor es térmico y alberga el taladro, un dispositivo rotatorio parecido a un tornillo que acerca los perdigones de plástico hacia la parte delantera del contenedor. Mientras el taladro mueve los perdigones hacia delante, el contenedor térmico que rodea el taladro funde el plástico. En la punta del contenedor hay una boquilla de inyección, que engancha el contenedor al molde, y el plástico fundido se acumula tras esta boquilla. Conforme se acumula el plástico, este empuja el taladro hacia atrás hasta que llega al límite pre programado. Una vez que el límite es alcanzado, la cantidad de plástico necesaria es fundida y preparada para la inyección en el molde.
IMAGEN:
EJEMPLO:
Moldeo de plásticos
Formado por moldeo de plásticos
CONCLUSION: 1. Cada uno de estos procesos consiste en deformar el material hasta que adopte la forma deseada. Se puede realizar de dos formas - A temperatura ambiente (deformación en frío) - Elevando la temperatura del material (deformación en caliente) En caliente se aplica principalmente para metalesy plásticos. En frío se aplicasólo para metales. 2. Los procesos de transformación consisten en una serie de operaciones que parten de unmaterial en bruto y modifican su forma hasta convertirla en una pieza elaborada que tiene utilidadindustrial. La forma final de una pieza, debe cumplir una serie de requisitos imprescindibles para serconsiderada realmente útil: · Quedar lista para ser montada en un conjunto · Fiel al diseño previamente establecido · Coste razonable de material y energía · Superar el control de calidad que garantice su fiabilidad Para fabricar un elemento, además de realizar un diseño previo en el que se especifiquendimensiones y materiales, es necesario elegir el procedimiento de fabricación más idóneo, con el finde dar forma al material.
