ÍNDICE

Introducción…………………………………………………………………………2 Objetivo…………………………….……………………………………………..…3 Forjado………………………………………………………………………………4

Tipos de forjado………………..……………………………………………4 Materiales de construcción…………………………………………………..5

Forjados de hormigón armado………………………………………5 Forjados mixtos de acero y hormigón……………………………….5 Forjados de madera………………………………………………….6

Extrusión…………………………………………………………………………….7 Historia………………………………………………………………………7 Procesos……………………………………………………………………...7

Extrusión en caliente………………………………………………...8 Extrusión en frío……………………………………………………..9 Extrusión tibia……………………………………………………….9 Equipamiento………………………………………………………10 Extrusión directa…………………………………………………...10 Extrusión indirecta…………………………………………………11 Extrusión hidrostática………………………………………………12 Empuje……………………………………………………………..12 Defectos de extrusión………………………………………………13

Materiales…………………………………………………………………..13 Metal……………………………………………………………….13 Plásticos……………………………………………………………14 Cauchos……………………………………………………………14 Cerámicas…………………………………………………………..14 Alimentos…………………………………………………………..15 Transportador de medicamentos…………………………………...15

Diseño……………………………………………………………………...15 Moldes para fundición……………………………………………………………...17 Troquel……………………………………………………………………………..18

Elementos de un troquel……………………………………………………18 El troquelado (corte)…………………………………………………….…19 Teoría del troquelado………………………………………………………20 Troqueles…………………………………………………………………...20

Alimentadores……………………………………………………...20 Procedimiento de montaje de troqueles……………………………21

Conclusión………………………………………………………………………….22 Bibliografía………………………………………………………………………...23

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INTRODUCCIÓN

Se denomina forjado a un elemento estructural, generalmente horizontal, capaz de transmitir las cargas que soporta.La extrusión es un proceso utilizado para crear objetos con sección transversal definida y fija.Se le llama troquel a la herramienta que, montada en una prensa permite realizar operaciones diversas.La caja de moldeo es a menudo cubierta con una chapa gruesa para prevenir un problema conocido como " flotación del molde".

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OBJETIVO

Conocer y saber sobre las definiciones de forjado, extrusión, moldes para fundición y troqueles.

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FORJADO

En construcción, se denomina forjado a un elemento estructural, generalmente horizontal, capaz de transmitir las cargas que soporta, así como su propio peso, a los demás elementos de la estructura (vigas, pilares, muros...) hasta que todas las cargas llegan a la cimentación, que descansa sobre el terreno.

Forma parte de la estructura horizontal de las diferentes plantas de un edificio, siendo capaz de solidarizar horizontalmente los diversos elementos estructurales, permitiendo, por tanto, no solo transmitir cargas verticales sino también horizontales. Ello contribuye a reducir la traslacionalidad del edificio y le aporta rigidez en ese plano horizontal.

TIPOS DE FORJADO

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.

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MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

La elección de los materiales del forjado depende del tipo de cargas que tendrá que soportar, la luz (separación entre apoyos), grado de exposición a ambientes agresivos, resistencia al fuego exigida, disponibilidad de los materiales, vida útil estimada, tiempo de ejecución, coste, etc.

FORJADOS DE HORMIGÓN ARMADO

Los forjados de hormigón armado generalmente están conformados por vigas y viguetas prefabricadas de hormigón (armadas y pretensadas o no), bovedillas (o piezas aligerantes de mortero o cerámica), y capa de compresión de hormigón, ligeramente armado.

Cuando las bovedillas se disponen longitudinalmente paralelas a las viguetas, el forjado trabaja unidireccionalmente. Si las bovedillas son casetones (u otro elemento aligerante) y se disponen en retícula (dejando nervios armados de hormigón entre ellas) estaremos construyendo un forjado bidireccional reticular. Los casetones pueden ser retirados luego o no.

También existen forjados de hormigón armado macizo, al que se le llama losa. Las losas son la tipología de forjados más pesada, y que más carga soporta. Si a esa losa se le disminuye el espesor puede llegar a trabajar como una lámina. Si la losa se aligera con bovedillas normalmente se le llama losa reticular.

Los forjados de hormigón son los más extendidos en España, por la amplia y barata disponibilidad del material. Es el tipo más pesado de todos, pero también el más rígido. Puede soportar grandes cargas, incluso con amplias luces, es monolítico, de gran resistencia al fuego y aceptable aislante acústico.

También existen forjados de hormigón armado prefabricados cuyo tiempo de ejecución es menor que los convencionales. Se conforman mediante prelosas o placas alveolares.

FORJADOS MIXTOS DE ACERO Y HORMIGÓN

Los forjados mixtos de acero y hormigón normalmente están conformados por vigas y/o viguetas de acero, una chapa grecada de acero también, y finalmente capa de compresión de hormigón, con un armado suplementario. Se llaman usualmente forjados colaborantes.

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Se emplean cuando la estructura principal es de acero y el forjado debe resistir cargas medianas. Requiere las mismas protecciones que una cubierta de chapa plegada, pero el aumento de resistencia que le confiere el hormigón permite su empleo como forjados de poco espesor en plantas de edificios. Si se emplea en la formación de una cubierta se puede obviar el hormigón.

FORJADOS DE MADERA

El forjado de madera normalmente está conformado por vigas de madera y un entrevigado que varía, pudiendo ser de tablero de madera, de bovedillas conformadas con rasilla tomada con yeso o de piedra.

Antes de la revolución industrial, la madera era el material más utilizado para construir vigas y viguetas de forjados, por su disponibilidad y trabajabilidad. El entrevigado se conformaba con bóvedas de piedra o ladrillo. Esta era la forma habitual de conformar plantas de edificaciones. Hoy en día está en desuso en España, y se emplea casi exclusivamente en viviendas unifamiliares y edificaciones singulares. En Estados Unidos se siguen construyendo viviendas unifamiliares de estructura de madera, siendo el forjado vigas de madera recubiertas de tableros, formando una serie de cajones.

Tiene una resistencia al fuego moderada, adecuadamente ignifugada, a pesar de ser un material muy combustible. Es idóneo para luces y cargas moderadas, además de ser el más ligero. También es capaz de grandes luces gracias a la madera laminada, separando las vigas convenientemente según el entrevigado a colocar. Sin embargo es más flexible y deformable que los de acero u hormigón.

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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. La extrusión puede ser continua (produciendo teóricamente de forma indefinida materiales largos) o semicontinua (produciendo muchas partes). El proceso de extrusión puede hacerse con el material caliente o frío.

Los materiales extruidos comúnmente incluyen metales, polímeros, cerámicas, hormigón y productos alimenticios.

HISTORIA

En 1797, Joseph Bramah patentó el primer proceso de extrusión para hacer un tubo de plomo. Éste consistía en el precalentamiento del metal para luego pasarlo por un troquel mediante un émbolo a mano. El proceso no fue desarrollado sino hasta 1820, cuando Thomas Burr construyó la primera prensa hidráulica. Hasta ese momento el proceso se llamó squirting. En 1894 Alexander Dick expandió el proceso de extrusión al cobre y aleaciones de bronce.

PROCESOS

El proceso comienza con el calentamiento del material. Éste se carga posteriormente dentro del contenedor de la prensa. Se coloca un bloque en la prensa de forma que sea empujado, haciéndolo pasar por el troquel. Si son requeridas mejores propiedades, el material puede ser tratado mediante calor o trabajado en frío.

El radio de extrusión se define como el área de la sección transversal del material de partida dividida por el área de sección transversal del material al final de la extrusión. Una de las principales ventajas del proceso de extrusión es que este radio puede ser muy grande y aún producir piezas de calidad.

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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 costo de las maquinarias y su mantenimiento.

Temperaturas de varios metales en la extrusión en caliente

Material Temperatura [°C (°F)]

Magnesio 350-450 (650-850)

Aluminio 350-500 (650-900)

Cobre 600-1100 (1200-2000)

Acero 1200-1300 (2200-2400)

Titanio 700-1200 (1300-2100)

1000-1200 (1900-2200)

Aleaciones Refractarias Mayores a 2000 (4000)

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).

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Matrices de aluminio para extrusión en caliente

Front side of a four family die. For reference, the die is 228 mm

(8,9763779436 in) in diameter. 

Close up of the shape cut into the die. Notice that the walls are drafted and that the back wall thickness varies.

 

Back side of die. The wall thickness of the extrusion is 3 mm (0,1181102361 in).

EXTRUSIÓN EN FRÍO

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.

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 el rango de temperaturas de 800 a 1800 °F (de 424 °C a 975 °C). Este proceso es usualmente usado para lograr el equilibrio apropiado en las fuerzas requeridas, ductilidad y propiedades finales de la extrusión.

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La extrusión tibia tiene varias ventajas rentables comparada con la extrusión fría: reduce la presión que debe ser aplicada al material y aumenta la ductilidad del acero. La extrusión tibia incluso puede eliminar el tratamiento térmico requerido en la extrusión en frío.

EQUIPAMIENTO

Existen diferentes variaciones en el equipamiento para la extrusión. Ellos varían en cuatro características fundamentales:

1. 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".

2. La posición de la prensa, ya sea vertical u horizontal.3. El tipo de manejo, ya sea hidráulico o mecánico.4. 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. El mandril fijo también es conocido como tipo alemán, integrado dentro el dummy block y el mango. El mandril flotante también es conocido como tipo francés, flotadores en las hendeduras en el dummy block se alinean el mismo al troquel cuando ocurre la extrusión. Si una barra sólida es usada como material entonces esta debe, primero ser pasada por el mandril, antes de ser extruida por el troquel. Una prensa especial es usada para controlar el mandril independientemente del material de partida.1 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. El proceso de extrusión típico cuesta más de $100.000, mientras el troquelado puede costar hasta $2000.

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 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.

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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.

Ventajas: Una reducción del 25 a 30% de la fuerza de fricción, permite la extrusión de largas

barras. Hay una menor tendencia para la extrusión de resquebrajarse o quebrarse porque no

hay calor formado por la fricción. El recubrimiento del contenedor durará más debido al menor uso. La barra es usada más uniformemente tal que los defectos de la extrusión y las

zonas periféricas ásperas o granulares son menos probables.

Desventajas: Las impurezas y defectos en la superficie de la barra afectan la superficie de la

extrusión. Antes de ser usada, la barra debe ser limpiada o pulida con un cepillo de alambres.

Este proceso no es versátil como la extrusión directa porque el área de la sección transversal es limitada por el máximo tamaño del tallo.

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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:

Razón de extrusión constante: el émbolo es usado para presurizar el fluido dentro del contenedor.

Razón de extrusión constante: una bomba es usada, posiblemente con un intensificador de presión, para presurizar el fluido, el cual es bombeado al contenedor.

Las ventajas de este proceso incluyen: No fricción entre el contenedor y la barra, reduciendo la fuerza requerida. Esta

finalmente permite mayores velocidades, proporciones de la reducción más altas y menores temperaturas de la barra.

Usualmente la ductilidad del material disminuye cuando altas presiones son aplicadas.

Largas barras y largas secciones transversales pueden ser extruídas.

Desventajas: Las barras deben ser preparadas, adelgazado un extremo para que coincida con el

ángulo de entrada del troquel. Esto es necesario para formar un sello al principio del ciclo. Usualmente las barras enteras necesitan ser pulidas para quitarles cualquier defecto de la superficie.

Contener el fluido en altas presiones puede ser dificultoso.

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 empuje- acumulador 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.

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DEFECTOS DE EXTRUSIÓN

Quebradura de superficie - cuando hay grietas en la superficie de extrusión. Esto se debe a la temperatura de extrusión, fricción, o velocidad muy alta. Esto puede pasar también a bajas temperaturas, si el producto temporalmente se pega al troquel.

Defecto de tubo - Se crea una estructura de flujo que arrastra los óxidos de la superficie y las impurezas al centro del producto. Tales patrones que son frecuentemente causados por altas fricciones o enfriamiento de la parte externa de la barra.

El agrietamiento interior o defecto Chevron se produce cuando el centro de la expulsión desarrolla grietas o vacíos. Estas grietas son atribuidas fuerzas de tensión hidrostática en la línea central en la zona de deformación en el troquel. Aumenta al aumentar el ángulo de la matriz y la concentración de impurezas, y disminuye al aumentar la relación de extrusión y la fricción.

MATERIALES

METAL

Metales que son comúnmente usados en procesos de extrusión: Aluminio : es el material más común, puede ser extruido caliente o frío. si es

extruido caliente es calentado de 575 a 11 00 °F (300 a 600 °C). Ejemplos de este producto incluye armaduras, marcos, barras y disipadores de calor entre otros.

Cobre (1100 a 1825 °F (600 a 1000 °C)) cañerías, alambres, varas, barras, tubos y electrodos de soldadura. A menudo se requieren 100 ksi (690 MPa) para extrudir el cobre.

Plomo y estaño ((máximo 575 °F (300 °C)) cañerías, alambres, tubos y forros exteriores de cables. La fundición de plomo también es usada en vez del prensado de extrusión vertical.

Magnesio ((575 a 1100 °F (300 a 600 °C)) en partes de aviones y partes de industrias nucleares.

Zinc ((400 a 650 °F (200 a 350)), varas, barras, tubos, componentes de hardware, montajes y barandales

Acero (1825 a 2375 °F (1000 a1300 °C)) varas y pistas, usualmente el carbón acerado simple es extruido. La aleación acero y acero inoxidable también puede ser extruida.

Titanio ((1100 a 1825 °F (600 a 1000 °C)) componentes de aviones, asientos, pistas, anillos de arranques estructurales.

La aleación de magnesio y aluminio usualmente tiene 0.75 μm (30 μin). RMS o mejor acabado de superficie. El titanio y el acero pueden lograr 3 μm (125 μin). RMS. En 1950 Ugine Séjournet de Francia, inventó un proceso el cual usaba cristal como lubricante para extruir acero.10 El proceso Ugine-Sejournet o Sejournet es ahora usado en otros materiales que tienen temperatura de fusión mayor que el acero o que requiere un

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limitado rango de temperatura su extrusión. El proceso comienza por el calentamiento del material a la temperatura de extrusión y entonces es enrollado en polvo de cristal. El cristal se funde y forma una fina capa que actúa como lubricante. Un espero anillo de cristal sólido con 0,25 a 0,75, ien (6 a 18 mm) de espesor es ubicado en la cámara sobre el troquel para lubricar la extrusión mientras es forzado a pasar por el troquel. Una segunda ventaja del anillo de cristal es la habilidad de aislar el calor de la barra del troquel. La extrusión tendrá una capa de cristal de 1 mil de espesor, la que puede ser fácilmente quitada cuando se enfría. Otro descubrimiento en la lubricación es el uso del revestimiento de fosfato. Con este proceso junto a la lubricación con cristal, el acero puede ser extruido con extrusión fría. La capa de fosfato absorbe al cristal líquido para ofrecer una mejor propiedad de lubricación.

PLÁSTICOS

La extrusión plástica normalmente usa astillas plásticas o pellets que están usualmente secas en un depósito de alimentación o tolva antes de ir al tornillo de alimentación (husillo). La resina del polímero es calentada hasta el estado de fusión por resistencias que se encuentran en el cañón de la extrusora y el calor por fricción proveniente del tornillo de extrusión (husillo). El husillo fuerza a la resina a pasar por el cabezal dándole la forma deseada (lámina, cilindrica, tiras, etc.). El material extruido se enfría y se solidifica ya que es tirado del troquel a un tanque de agua. En algunos casos (tales como los tubos de fibras-reforzadas), el material extruido es pasado a través de un largo troquel, en un proceso llamado pultrusión, o en otros casos pasa a través de rodillos de enfriamiento (calandria) para sacar una lámina de las dimensiones deseadas para termoformar la lámina.

Se usa una multitud de polímeros en la producción de tubería plástica, cañerías, varas, barras, sellos, y láminas o membranas.

CAUCHOS

Similar a la extrusión con plásticos pero con un posterior vulcanizado por calor.

CERÁMICAS

La cerámica también puede formarse a través de la extrusión. La extrusión de la terracota se usa para producir las cañerías. Muchos ladrillos modernos también son manufacturados usando un proceso de extrusión de ladrillos.

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ALIMENTOS

La extrusión ha tenido una gran aplicación en el proceso de alimentación. Productos como pastas, masa de la galleta, cereales del desayuno, la comidas para bebé, las papas fritas y la comida seca, entre otros, son principalmente manufacturados por la extrusión. En el proceso, se muelen los materiales hasta darles el tamaño correcto a las partículas (usando la consistencia de la harina ordinaria). La mezcla seca se pasa a través de un pre-acondicionador donde se agregan otros ingredientes (azúcar líquido, grasas, tintes, carnes y agua que dependen del producto). La mezcla pre condicionada se pasa entonces a través de un extrusor forzándola a pasar por un troquel donde se corta a la longitud deseada. El proceso de cocción tiene lugar dentro del extrusor en el que el producto produce su propia fricción y calor debido a la presión generada (10-20 bar). El proceso de cocción utiliza un proceso conocido como la gelatinización del almidón. Los extrusores que usan este proceso tienen una capacidad de 1-25 toneladas por hora.

El uso de la expulsión en el proceso cocción proporciona a los alimentos las siguientes características:

Gelatinización del almidón. Desnaturalización de las proteínas. Inactivación de enzimas de comida crudas. La destrucción de toxinas naturalmente. Disminución de microorganismos en el producto final. Ligero aumento de la biodisponibilidad de hierro. Creación de almidones para necesidades de hiposensibilización de insulina, un

factor de riesgo para el desarrollo de diabetes. Pérdida de lisina, un aminoácido esencial necesario para el crecimiento y el

metabolismo del nitrógeno. Simplificación de almidones complejos, aumentando las tasas de deterioro dental. Destrucción de vitamina A (beta-caroteno).

La extrusión también es utilizada para el desarrollo de comida para mascotas.

TRANSPORTADOR DE MEDICAMENTOS

La extrusión a través de los filtros nano-porosos, poliméricos está usándose para manufacturar suspensiones de lípidos. La droga del anti-cáncer Doxorubicina en el sistema de liberación de liposoma se produce por extrusión, por ejemplo.

DISEÑO

Las pautas siguientes deben seguirse para producir una extrusión de calidad. El tamaño máximo para una extrusión es determinado por el círculo más pequeño que encajará alrededor de la sección transversal (llamado círculo circunscripto). Este diámetro, a su vez controla el tamaño del troquel requerido, qué finalmente determina si la parte encajará en la prensa. Por ejemplo, una prensa más grande puede manipular círculos circunscritos de 6 dm (25") de diámetro para el aluminio y 55 cm (22") del diámetro para acero y titanio.

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Las secciones más espesas generalmente necesitan un tamaño de la sección aumentado. Para que el material fluya apropiadamente el soporte no debe ser mayor que 10 veces su espesor. Si la sección transversal es asimétricas, la sección adyacentes deben de tener tamaño lo más iguales posible. Deben evitarse las esquinas afiladas; para aluminio y magnesio el radio mínimo debe ser 0,4 mm (1/64") y para las esquinas de acero debe ser 0,75 mm (0.030") y los ángulos deben ser 3 mm (0.125"). La siguiente tabla lista la sección transversal mínima y espesor para los varios materiales.

MaterialesSección transversal mínima [cm² (sq.

in.)]Espesor mínimo [mm

(pulg.)]

Aceros de carbono

2.5 (0.40) 3.00 (0.120)

Acero inoxidable 3.0-4.5 (0.45-0.70) 3.00-4.75 (0.120-0.187)

Titanio 3.0 (0.50) 3.80 (0.150)

Aluminio <2.5 (0.40) 1.00 (0.040)

Magnesio <2.5 (0.40) 1.00 (0.040)

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MOLDES PARA FUNDICIÓN

La caja de moldeo es a menudo cubierta con una chapa gruesa para prevenir un problema conocido como " flotación del molde" que ocurre cuando la presión del metal empuja la arena por encima de la cavidad del molde, causando que el proceso no se lleve a cabo de forma satisfactoria.

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TROQUEL

Se le llama troquel a la herramienta que, montada en una prensa permite realizar operaciones diversas tales como:

Cizallado. Corte de sobrante. Doblado. Picado. Perforado. Estampado. Embutido. Marcado. Rasurado.

ELEMENTOS DE UN TROQUEL

El troquel consta de varias partes o elementos entre ellos podemos listar: Porta troquel. Punzón. Piloto. Porta punzones. Sufridera. Planchador, expulsor y puente (mascarilla). Botadores. Guías. Matriz. Boquillas. Postes. Tazas. Elevadores. Barras limitadoras o de ajuste. Placas paralelas. Bujes embalados.

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EL TROQUELADO (CORTE)

Los elementos de transformación en un troquel, son llamados punzón (macho) y matriz (hembra), ambos deben tener un tratamiento previo de endurecimiento (llamado «templado») que debe superar la dureza de los materiales a procesar.

La parte superior de la herramienta (parte superior del porta troquel) se sujeta firmemente al ariete o carnero de la prensa mientras que la parte inferior (porta matrices) se fija a la mesa de la máquina, el centramiento entre ambos (incluida la holgura) se mantiene gracias a los postes fijos en el porta troquel y los bujes embalados que se deslizan en las tazas, aunque hay troqueles que solamente tienen postes y tazas con ajuste deslizante entre ellos y algunos otros (esto ya es poco común) que no cuentan con postes y para centrar se emplea un método un poco rudimentario que se describe en “procedimiento de montaje de troqueles”.

Entendiendo que la operación de troquelado se realiza a los 180° del viaje (carrera) del ariete, una vez realizada está, el punzón comienza a subir pero existe un problema: la elasticidad del material (véase Resistencia de materiales), que al contraerse “abraza” al punzón y, por lo tanto, tiende a subir junto con él; esto lógicamente debe evitarse, para ello entran en juego los extractores de la cinta metálica (planchador o expulsores o puentes) que separan el material del punzón al mismo tiempo que lo sujetan contra la matriz en el momento en que se realiza la operación de troquelado.

Por otro lado, el material cortado tiene cierta tendencia a adherirse a la matriz, ya que éste se expande. En algunos casos esta expansión no es suficiente y entonces también trata de subir pegada al punzón; para evitarlo, se utilizan los botadores que son simplemente pernos, que mediante la acción de un resorte, impiden que la pieza sea extraída de la matriz “empujando” literalmente hacia abajo el material cortado.

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TEORÍA DEL TROQUELADO

La acción ejercida entre un punzón y una matriz actúa como una fuerza de cizallamiento en el material a procesar una vez que el punzón ha penetrado éste, sufriendo esfuerzos que rápidamente rebasan su límite elástico produciendo la ruptura o desgarramiento en ambas caras en el mismo lapso de tiempo, al penetrar más y más el punzón se produce la separación del material completando el proceso.

Se le llama claro de corte a la diferencia dimensional entre punzón y matriz, en donde el punzón es ligeramente más pequeño que la matriz. El correcto cálculo del claro de corte en el diseño permite obtener un corte limpio, libre de rebabas y filos cortantes. Este claro de corte depende del tipo de material y el espesor del mismo; cuando el claro de corte es adecuado se puede observar que el desgarramiento ocurre en el último tercio del espesor del material mientras que el resto se mantiene relativamente brillante.

TROQUELES

En general a una operación realizada en un dado se le llama troquelado. Los troqueles puede ser de tres tipos: simples, compuestos y progresivos.

Simples: Estos troqueles permiten realizar solamente una operación en cada golpe del ariete o carnero, son de baja productividad y normalmente es necesario el uso de otros troqueles para poder concluir una pieza y considerarla terminada.

Compuestos: Estas herramientas permiten aprovechar la fuerza ejercida por el ariete realizando dos o más operaciones en cada golpe y agilizando así el proceso.

Progresivos: Estos troqueles constan de diferentes etapas o pasos, cada uno de ellos modifica el material en una determinada secuencia establecida por el diseñador (secuencia de corte), de tal manera que al final se obtiene una pieza o piezas terminadas.

ALIMENTADORES

La pérdida de paso es uno de los problemas a evitar durante la operación de un troquel progresivo, otro suceso a evitar y que también genera graves daños a los troqueles y puede ocasionar pérdidas de paso son:

Paso de avance.

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Paso de bucle. Paso de troquelado en fallo. Paso variable. Paso intermitente.

PROCEDIMIENTO DE MONTAJE DE TROQUELES

Para comenzar el troquel consta de dos piezas básicas llamadas "macho" y "hembra" (punzón y matriz).

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CONCLUSIÓN

En conclusión aprendimos sobre el forjado que es un elemento estructural que puede ser capaz de transmitir lo que soporta, como también que el troquel es un proceso por medio del cual se crean objetos.

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BIBLIOGRAFÍA

http://es.wikipedia.org/wiki/Forjado http://es.wikipedia.org/wiki/Extrusi%C3%B3n http://es.wikipedia.org/wiki/Troqueles_y_troquelado_(metalmec%C3%A1nica)

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