Embed Size (px)
Citation preview
Metales
Materiales y Procesos I – Diseño Industrial – DI JMCampos
Resistencia de Materiales
Esfuerzos / Ensayos
Ensayos mecánicos de los materiales
Los esfuerzos internos son magnitudes físicas con unidades de fuerza sobre área utilizadas en el cálculo de piezas prismáticas como vigas o pilares y también en el cálculo de placas y láminas.
Esfuerzos
Cuando un diseñador proyecta un objeto, diseña una estructura, herramienta o una máquina, define las calidades y prestaciones que tienen que tener los materiales constituyentes. Como hay muchos tipos de materiales diferentes y, además, pueden variar sus prestaciones con distintos tratamientos , se establecen una serie de ensayos mecánicos para verificar principalmente la dureza superficial, la resistencia a los diferentes esfuerzos que pueda estar sometido, el grado de acabado del mecanizado o la presencia de grietas internas en el material. Hay dos tipos de ensayos, unos que son destructivos y otros no destructivos.
Resistencia de los materiales
La resistencia de los materiales estudia los sólidos deformables mediante modelos simplificados. La resistencia de un elemento se define como su capacidad para resistir esfuerzos y fuerzas aplicadas sin romperse, adquirir deformaciones permanentes o deteriorarse de algún modo. Un modelo de resistencia de materiales establece una relación entre las fuerza aplicadas, también llamadas cargas o acciones, y los esfuerzos y desplazamientos inducidos por ellas.
Esfuerzos
En un ensayo de tracción pueden determinarse diversas características de los materiales elásticos: Límite de elasticidad (E). Es la máxima tensión que se puede producirse sin que haya deformación permanente. Límite de proporcionalidad (P). Es la máxima tensión que se puede producir en la zona donde la tensión es una función lineal. Suele coincidir con el anterior. Límite de fluencia (B). También llamado límite aparente de elasticidad. Es una medida arbitraria tomada por acuerdo internacional. Surge a partir del punto donde se produce una deformación de 0,2%. Carga de rotura (R) o límite de rotura. Es la carga máxima por unidad de sección que resiste el material antes de romperse. Rotura efectiva (U). Punto donde rompe la probeta.
Ensayo de tracción
Maquina para ensayo de Tracción (der) Probeta traccionada (izq)
Gráfico de ensayo de Tracción (Acero)
Ensayo de tracción
Tracción
Un cuerpo se encuentra sometido a tracción simple cuando sobre sus secciones transversales se le aplican cargas normales uniformemente repartidas y de modo de tender a producir su alargamiento. Es un esfuerzo en el sentido del eje. Tiende a alargar las fibras. Es una fuerza que tira; por ejemplo, la fuerza que actúa sobre un cable que sostiene un peso. Cuando un material esta sometido a tensión suele estirarse, y recupera su longitud original (deformación elástica), si esta fuerza no supera el límite elástico del material. Bajo tensiones mayores, el material no vuelve completamente a su situación original (deformación plástica), y cuando la fuerza es aún mayor, se produce la ruptura del material
Una carga en la dirección de su eje longitudinal, tiende a provocar un acortamiento Es una tracción negatia, fuerza que prensa. Si el material es rígido la deformación será mínima ,siempre q la fuerza no supere sus limites; si esto pasa el material se doblaría y sobre el se produciría un esfuerzo de flexión. Si el material es plástico se produciría una deformación en la que los laterales se deformarían hacia los lados.
Compresión
Flexión
El esfuerzo de flexión puro o simple se obtiene cuando se aplican sobre un cuerpo pares de fuerza perpendiculares a su eje longitudinal, de modo que provoquen el giro de las secciones transversales con respecto a los inmediatos. El cuerpo se flexa, alargándose unas fibras y acortándose otras.
Corte
Se produce cuando se aplican fuerzas perpendiculares a la pieza, haciendo que las partículas del material tiendan a resbalar o desplazarse las unas sobre las otras. Tiende a cortar las piezas mediante desplazamiento de las secciones afectadas.
Torsión
Pares de fuerzas opuestas aplicadas perpendicularmente al eje longitudinal. Las cargas tienden a retorcer las piezas.
Propiedades
Físicas / Mecánicas y Tecnológicas
Peso específico Es el peso de la unidad de volumen de un cuerpo homogeneo.
Calor específico
Es la cantidad de calor necesaria para elevar 1°C la temperatura de 1 kg. De determinada sustancia.
Propiedades Físicas de los Materiales
Punto de Fusión
Es la temperatura a la cual un material pasa del estado sólido al líquido.
Punto de Solidificación
Es la temperatura a la cual un material pasa del estado líquido al sólido.
Resistencia a la corrosión
Es la resistencia de los metales a las distintas corrosiones. Estas pueden ser reacciones químicas o electroquímicas.
Conductividad Calórica
Propiedad mediante la cual absorben y conducen energía calórica.
Conductividad Calórica
Propiedad mediante la cual conducen energía eléctrica a través de su masa.
Brillo
Propiedad mediante la cual reflejan la luz que incide sobre ellos.
Estas propiedades se ponen de manifiesto ante estímulos como la electricidad, la luz, el calor, etc. Dependen del tipo de material y alguna de las más importantes son:
Elasticidad
Propiedad de los materiales que recuperan su forma y tamaño originales al retirar las cargas que producían su deformación, su análisis se extiende a cada punto del sólido.
Plasticidad
Propiedad mecánica de un material de deformarse permanentemente e irreversiblemente cuando se encuentra sometido a tensiones por encima de su rango elástico, es decir, por encima de su límite elástico.
Ejemplo típico de curva tensión-deformación para un esfuerzo de tracción, en un metal dúctil con comportamiento elasto-plástico: el comportamiento es elástico lineal para pequeñas deformaciones (tramo recto de color azul) y presenta plasticidad a partir de cierto límite.
Propiedades Mecánicas de los materiales
Son aquellas que expresan el comportamiento de los materiales frente a cargas y esfuerzos que tienden a alterar su forma.
Fragilidad
Se define como la capacidad de un material de fracturarse con escasa deformación, a diferencia de los materiales dúctiles que se rompen tras sufrir acusadas deformaciones plásticas. La rotura frágil tiene la peculiaridad de absorber relativamente poca energía, a deferencia de la rotura dúctil.
Es una propiedad mecánica de los materiales consistente en la dificultad que existe para rayar o crear marcas en la superficie mediante micro penetración de una punta (penetrabilidad). Dureza Brinell: Emplea como punta una bola de acero templado Dureza Rockwell: Se utiliza como punta un cono de diamante. Es la más extendida, ya que la dureza se obtiene por medición directa y es apto para todo tipo de materiales.
Dureza
Resilencia
Es una magnitud que cuantifica la cantidad de energía por unidad de volumen que absorbe un material al deformarse elásticamente debido a una tensión aplicada. Se diferencia de la tenacidad en que ésta cuantifica la cantidad de energía absorbida por el material antes de romperse, mientas que la resiliencia tan sólo da cuenta de la energía absorbida durante la deformación elástica.
Es la energía total que absorbe un material antes de alcanzar la rotura.
Tenacidad
Es la disminución de la resistencia mecánica de los materiales al someterlos a esfuerzos repetidos
Fatiga
Resistencia
Se refiere a la propiedad que presentan los materiales para soportar las diversas fuerzas a que pueden ser sometidos.
Propiedad de algunos materiales de deformarse lenta y espontaneamente bajo la acción de su propio peso.
Fluencia
Ductibilidad
Es una propiedad que presentan algunos materiales los cuales bajo la acción de una fuerza, pueden deformarse ostensiblemente sin romperse permitiendo obtener alambres o hilos de dicho material. A los materiales que presentan esta propiedad se les denomina dúctiles. Los materiales poco o nada dúctiles se clasifican de frágiles. Un material es dúctil cuando la relación entre el alargamiento longitudinal producido por una tracción y la disminución de la sección transversal es muy elevada. En el ámbito de la metalurgia se entiende por metal dúctil aquel que sufre grandes deformaciones antes de romperse, siendo el opuesto al metal frágil, que se rompe sin apenas deformación. Los metales se caracterizan por su elevada ductibilidad, la que se explica porque los átomos de los metales se disponen de manera tal que es posible que se deslicen unos sobre otros y por eso se pueden estirar sin romperse.
Maleabilidad
Es la propiedad de la materia, que junto a la ductilidad presentan los cuerpos a ser labrados por deformación. Se diferencia de aquella en que mientras la ductilidad se refiere a la obtención de hilos, la maleabilidad permite la obtención de delgadas láminas de material sin que éste se rompa.
Propiedades Tecnológicas
Determinan la capacidad de un material a ser conformado en piezas o partes útiles.
Soldabilidad
Es la aptitud de un metal para soldarse con otro idéntico bajo presión y temperatura.
Es la capacidad de los materiales de sufrir transformaciones en su estructura como resultado del calentamiento y enfriamiento sucesivos. Cambiando de esa manera alguna de sus propiedades. En acero los templados otorgan gran resistencia a las piezas.
Endurecimiento por Temple / Templabilidad
Fusibilidad Es la propiedad que permite obtener piezas fundidas o coladas.
Colabilidad
Es la capacidad de los materiales para poder llenar completamente el molde y obtener piezas fundidas completas sin defectos.
Es la capacidad de los materiales de dejarse mecanizar mediante el arranque de viruta.
Facilidad de mecanizado / Maquinabilidad
Procesos de Obtención
Hierro / Acero / Aluminio
Obtención de hierro
Extracción de Mineral
Componentes kg/t kg/carga
Mineral de Hierro 490 9.600
Pellets 995 19.600
Chatarra 15 300
Mineral de Mn 22 450
Caliza 112 2.300
Cuarzo 12 250
Coque 451 9.200
Petróleo + Alquitrán 44 899
Aire Insuflado 1.530 m3/min
Temperatura Aire
Insuflado1.030ºC
Obtención de hierro
Carga típica Alto Horno
Pellets hierro
Mineral hierro
Coque
Elementos %Fierro (Fe) 93,70
Carbono (C) 4,50
Manganeso (Mn) 0,40
Silicio (Si) 0,45
Fósforo (P) 0,110
Azufre (S) 0,025
Vanadio (V) 0,35
Titanio (Ti) 0,06
Temperatura en Alto Horno : 1.460ºC
Alto Horno
Sangrado Arrabio
Carro Torpedo
Salida Escoria
Convertidor Oxígeno
Bessemer
Trabajador Siderurgia
Escoria
Perfil
construcción
Planchones
Barras lisas Planchones
Colada de lingotes
Laminador chapa
corrugada
Rollo chapa
laminado en frio
Recocido de
Rollos de chapa
FUNDICIÓN GRIS
La mayor parte del contenido de carbono en el hierro gris se da en forma de escamas o láminas degrafito, las cuales dan al hierro su color y sus propiedades deseables.El hierro gris es fácil de maquinar, tiene alta capacidad de templado y buena fluidez para el colado,pero es quebradizo y de baja resistencia a la tracción.
FUNDICIÓN NODULAR
La fundición nodular,dúctil o esferoidal se produce en hornos cubilotes, con la fusión de arrabio ychatarra mezclados con coque y piedra caliza. La mayor parte del contenido de carbono en elhierro nodular, tiene forma de esferoides. Para producir la estructura nodular el hierro fundido quesale del horno se inocula con una pequeña cantidad de materiales como magnesio, cerio, o ambos.Esta microestructura produce propiedades deseables como alta ductilidad, resistencia, buenmaquinado, buena fluidez para la colada, buena endurecibilidad y tenacidad. No puede ser tandura como la fundición blanca, salvo que la sometan a un tratamiento térmico, superficial, especial.
FUNDICIÓN MALEABLE
Los hierros maleables son tipos especiales de hierros producidos por el tratamiento térmico de lafundición blanca. Estas fundiciones se someten a rígidos controles y dan por resultado unamicroestructura en la cual la mayoría del carbono está en la forma combinada de cementita, debidoa su estructura la fundición blanca es dura, quebradiza y muy dificil de maquinar.
FUNDICION BLANCA
Se forma al enfriar rápidamente la fundición de hierro desde el estado líquido, siguiendo eldiagrama hierro-cementita metaestable ; durante el enfriamiento, la austenita solidifica a partir de laaleación fundida en forma de dendritas. A los 1130°C el líquido alcanza la composición eutéctica(4.3%C) y se solidifica como un eutéctico de austenita y cementita llamado ledeburita. Esteeutéctico aparece en su mayor parte como cementita blanca que rodea las dendritas de forma dehelecho.
Clasificación Fundiciones Las fundiciones férricas son aleaciones de hierro y carbono cuyo porcentaje está comprendido entre el 2,11 % y el 5%
Acero Extradulce: Carbono entre el 0.1 y el 0.2 % Acero Dulce: Carbono entre el 0.2 y 0.3 % Acero Semidulce: Carbono entre 0.3 y el 0.4 % Acero Semiduro: Carbono entre 0.4 y 0.5 % Aceros Duros: Carbono entre 0.5 y 0.6 % Aceros Extraduros: Carbono entre el 0.6 y el 0.7 %
Clasificación de los aceros, según % carbono
Clasificación de los aceros
•Aceros al carbono.
Más del 90% de todos los aceros son aceros al carbono. Estos aceros contienen diversas cantidades de carbono y menos del 1,65% de manganeso, el 0,6% de silicio y el 0,6% de cobre. Entre los productos fabricados con aceros al carbono figuran máquinas, carrocerías de automóvil, la mayor parte de las estructuras de construcción de acero, cascos de buques y horquillas o pasadores para el pelo.
•Aceros aleados. Estos aceros contienen una proporción determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos, además de cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono normales. Estos aceros se emplean, por ejemplo, para fabricar engranajes y ejes de motores, patines o cuchillos de corte.
•Aceros Inoxidables. Los aceros inoxidables contienen cromo, níquel y otros elementos de aleación, que los mantienen brillantes y resistentes a la herrumbre y oxidación El acero inoxidable se utiliza para las tuberías y tanques de refinerías químicas, para los fuselajes de los aviones o para cápsulas espaciales. También se usa para fabricar instrumentos y equipos quirúrgicos. En cocinas, los utensilios son a menudo de acero inoxidable, ya que no oscurezca los alimentos y puede limpiarse con facilidad.
•Aceros de Herramientas. Estos aceros se utilizan para fabricar muchos tipos de herramientas y cabezales de corte y modelado de máquinas empleadas en diversas operaciones de fabricación. Contiene volframio, molibdeno y otros elementos de aleación, que les proporciona mayor resistencia, dureza y durabilidad.
•Aceros de baja aleación Ultrarresistentes. Los aceros de baja aleación son más baratos que los aceros aleados convencionales ya que contienen cantidades menores de los costosos elementos de aleación. Sin embargo, reciben un tratamiento especial que les da una resistencia mucho mayor que la del acero al carbono.
1 caracteriza a los aceros al carbono2 caracteriza a los aceros al níquel3 caracteriza a los aceros al cromo-níquel4 caracteriza a los aceros al molibdeno5 caracteriza a los aceros al cromo6 caracteriza a los aceros al cromo-vanadio7 caracteriza a los aceros al tungsteno9 caracteriza a los aceros al silicio-manganeso
SAE 1025 :
Primera cifra 1 acero al carbonoSegunda cifra 0 ningún otro elemento de aleación predominante
Ultimas cifras 25 0,25% de carbono medio aproximado de carbono
SAE 71660
Tungsteno con 16 %Carbono 0,60 %
Según el elemento de aleación
Temple: Su finalidad es aumentar la dureza y la resistencia del acero. Para ello, se calienta el acero a una temperatura ligeramente más elevada que la crítica, entre 900-950 °C y se enfría luego más o menos rápidamente (según características de la pieza) en un medio como agua, aceite, etcétera. Revenido: Sólo se aplica a aceros previamente templados, para disminuir ligeramente los efectos del temple, conservando parte de la dureza y aumentar la tenacidad. El revenido consigue disminuir la dureza y resistencia de los aceros templados, se eliminan las tensiones creadas en el temple y se mejora la tenacidad, dejando al acero con la dureza o resistencia deseada. Se distingue básicamente del temple en cuanto a temperatura máxima y velocidad de enfriamiento. Recocido: Consiste básicamente en un calentamiento hasta temperatura de 800-925 °C seguido de un enfriamiento lento. Con este tratamiento se logra aumentar la elasticidad, mientras que disminuye la dureza. También facilita el mecanizado de las piezas al homogeneizar la estructura, afinar el grano y ablandar el material, eliminando la acritud que produce el trabajo en frío y las tensiones internas. Normalizado: Tiene por objeto dejar un material en estado normal, es decir, ausencia de tensiones internas y con una distribución uniforme del carbono. Se suele emplear
como tratamiento previo al temple y al revenido.
Tratamientos Térmicos
Temple a la llama .El procedimiento de temple a la llama se realiza calentando la superficie de los
elementos de maquinas o estructuras que, por sus dimensiones, no se puedentemplar por ningún otro procedimiento, mediante una llama oxiacetilénica, de
modo que el acero se transforme superficialmente en austenita. Seguidamente,se le aplica un enfriamiento rápido, por medio de duchas de temple.
Temple por inducción.El horno empleado es como un transformador en el que el primario esta
constituido por una serie de espiras o tubos de cobre en los cuales circula lacorriente eléctrica y el agua de refrigeración, y el secundario esta formado por
la pieza que se va a calentar, la cual se coloca en el interior.
Revenido del acero templadoEl revenido es la operación final del tratamiento térmico; del modo de realizarlodependen las propiedades de las piezas térmicamente tratadas. Los factores
fundamentales del revenido de los aceros son:
La temperatura de calentamiento y la duración de permanencia a estatemperatura, el objetivo del revenido consiste en eliminar parcial ocompletamente las tensiones internas, reducir la dureza y elevar la resistencia.
Los cambios de estructura del acero en el revenido conducen también a los
cambios de las propiedades mecánicas.
Tratamientos Térmicos
Es el conjunto de operaciones del calentamiento permanente yenfriamiento de las aleaciones de metales en estado sólidocon el fin de cambiar su estructura y conseguir laspropiedades físicas y mecánicas necesarias del mismo.
Procesos en caliente
Fundiciónes / Forja / Extrusión
Proceso de fundición metales
Molde de arena con
vertedero y canales
Moldes:
Cavidad simple
Multi-cavidad
Moldeado arena
Variedad de piezas y tamaño
Moldeado arena
Moldeado arena
Moldeado arena por
vacío
Vertido por gravedad
Racimo
modelos
Esquema proceso cera perdida
Casquete cerámico
Pieza final
MOLDE PERMANENTE
Llenado por gravedad
CAMARA FRIA
Materiales de alta temperatura
CUELLO DE CISNE
Materiales de baja temperatura
Inyección de material
Matriz Centrifugado Vertical
Esquema Centrifugado Horizontal
Forjado
Proceso en cliente. El forjado es un proceso de deformación en el cual el material se comprime usando impacto o presión gradual para formar la parte. Es la operación más antigua para formado de metales. Variedad de componentes de alta resistencia paraautomóviles, vehículos aeroespaciales y otras aplicaciones, la industria del acero y de otros metales básicos usa el forjado para fijar la forma básica de grandes componentes que luego se maquinan para lograr su forma final y dimensiones definitivas. La podemos clasificar: forja libre y forja con estampa
Forja Libre
Herramientas para Forja Libre
El equipo que se usa en forjado consiste en máquinas de forja, que se clasifican en martinetes prensas dados de forjado y herramientas especiales que se usan en estas máquinas; equipos auxiliares como hornos para calentar el material trabajo, dispositivos mecánicos para cargar y descargar el material de trabajo y estaciones de recorte para recortar las rebabas del forjado con dado impresor
Forjado
Prensa hidraulica de 35000 ton.
Forja Libre
Deformación cilíndrica real de una parte de trabajo en forjado en dado abierto mostrando un abarrilamiento pronunciado: (1) inicio del proceso, (2) deformación parcial y (3) forma final.
Varias operaciones de forjado en dado abierto: (a) con dados convexos, (b) con dados cóncavos
(c) por secciones.
Forja con Estampas Se realiza con matrices que tienen la forma inversaa la requerida para la parte. Este proceso se ilustra en esta secuencia de tres pasos
Secuencia en el forjado con dado impresor: inmediatamente antes del contacto inicial con
la pieza de trabajo en bruto, compresión parcial, cerradura final de los dados,
ocasionando la formación de rebaba entre las placas del dado y muestra una secuencia de
pasos en la fabricación de una biela así como el dado
Recalcado y Electro Recalcado
Recalcado y encabezamiento El recalcado es una operación de deformación
en la cual una parte o pieza de trabajo cilíndrica aumenta su diámetro y reduce
su longitud. El recalcado se usa ampliamente en la industria
de los sujetadores para formar cabezas de clavos, pernos y productos similares de
ferretería. El recalcado se realiza como una operación de
producción en masa en frío, en tibio o en caliente, con máquinas especiales de recalcado
por forja, llamadas formadoras de cabezas. Cuando la temperatura se eleva electricamente
se denomina electrorecalcado.
Extrusión de perfiles
Proceso en caliente.
La extrusión es un proceso de formado por compresión, en el cual el material de trabajo es forzado a fluir a través de la abertura de un dado para darle forma a su sección transversal. El proceso puedeparecerse a apretar un tubo de pasta de dientes La variedad de perfiles que se pueden obtener es muy grande.
Muy utilizado para perfiles de aluminio.
La extrusión dos tipos principales: extrusión directa extrusiónindirecta. Otro criterio es la temperatura de trabajo: en frío, en tibio o en caliente.
Extrusión directa
(a) Extrusión directa para producir una sección transversal hueca o semihueca; (b) hueca y (c) semihueca
Extrusión directa
Extrusión indirecta para producir una sección transversal hueca.
Extrusión indirecta para producir una sección transversal sólida.
Matrices de extrusión
Procesos sobre Láminas T
Punzonzdo / Estampado / Embutido/ Repujado / Perfilado/ y más…
El trabajado metálico de láminas incluye operaciones de corte y formado realizadas sobre láminas delgadas de metal. El espesor del material puede ser tan pequeño como varias décimas de milímetro, pero la mayor parte de los espesores del metal están entre 0.4 mm y 6 mm. Cuando el espesor excede de 6 mm se le llama placa en lugar de lámina. El material que se usa en el trabajo metálico de láminas se produce por laminado. La mayoría de los procesos con láminas metálicas se realizan a temperatura ambiente (trabajo enfrío). Excepto cuando el material es grueso, frágil o la deformación es significativa. Éstos son los casos usuales de trabajo en tibio más que trabajo en caliente. Las tres grandes categorías de los procesos con láminas metálicas son: corte, doblado y embutido. El corte se usa para separar láminas grandes en piezas menores, para cortar un perímetro o hacer agujeros en una parte. El doblado y el embutido se usan para transformar láminas de metal en partes de forma especial
Procesos sobre láminas metálicas
Cizallado de Láminas
Es la operación de corte de una lámina de metal a lo largo de una línea recta entre dos bordes de corte como se muestra en la figura 3.54(a). El cizallado se usa típicamente para reducir grandes láminas a secciones mas pequeñas para operaciones posteriores de prensado. Se ejecuta en una máquina llamada cizalla de potencia o cizalla recta
Punzonado Operación mecánica, con la cuál mediante herramientas especiales aptas para el corte, se consigue separar una parte metálica de otra obteniendose una figura determinada. Es una acción dinámica, violenta. La carga llega por impacto. No sirve para materiales frágiles. Son necesarios la fabricación del punzón y la matriz que definen el contorno de corte. El juego entre la matriz y el punzón depende del material utilizado. Es la primera operación que se realiza para la obtención de piezas de chapa. Muchas veces ligada al proceso de Estampado.
Corte simultáneo y sucesivo.
Punzonado / Estampado
Materiales: Dulces , y deformables.
Espesores: 0,1 a 6 mm ( hasta 3 mm. más común)
El borde excedente de la chapa esta en relación con
el espesor del material a cortar.
Punzón de goma: para aleaciones ligeras y
grandes dimensiones ( ahorro de acero matriz)
Estampas Múltiples Para ahorro de tiempo en grandes series
conviene crear estampas para trabajos
progresivos.
Cortar y embutir, doblar y embutir, corte y doblado, etc..
Piezas fabricadas por estampas múltiples.
Ranurado, perforado múltiple y muescado El término de ranuardo se usa algunas veces para la operación de punzonado en la cual se corta un agujero rectangular o alargado. El perforado múltiple involucra la perforación simultánea de varios agujeros en una lámina de metal. Para obtener el contorno deseado de la pieza, se cortan frecuentemente porciones de lamina por muescado o semímuescado. El muescado es el corte solo en una de las caras de la lámina. El semimuescado recorta una porción interior de la lámina
(a) Ranurado, (b) perforado múltiple, (c) muescado y semimuescado
Punzonado / Estampado
Detalle máquina.
Punzón, matriz y chapa punzonada
Chapas Punzonadas
Repujado / Repuzado
A partir de una chapa plana, se obtiene una pieza de revolución. Se comienza desde un disco plano. Es un proceso mucho más económico que el embutido, más artesanal. Admite pocas piezas. Se necesita matriz(madera o hierro). La pieza tiene que poder desmoldarse.
Materiales Repujado / Repuzado
Materiales: Dulces , No Frágiles.
Acero
Aluminio
Cobre
Latón hasta 36 % de Zn.
Espesores: 0,1 a 3 mm
Ejemplos: Palillo de batería, lampara de tablero,
budinera, etc.
Piezas repujadas.
Embutido
Transformar una chapa plana en recipiente o contenedor. Generalmente tienen bastante profundidad. Es una acción estática, lenta y progresiva. De acuerdo a la profundidad final es el numero de pasadas por la máquina. Pueden ser formas no circulares. El espesor es constante en toda su forma. Es un proceso muy caro. Para series grandes.
Esquema embutido.
Materiales Embutido
Materiales: Dulces
Acero Sae 1010
Acero Inoxidable
Aluminio
Cobre
Espesores: 02 a 9 mm / + de 3mm hidroform
Ejemplos: Bachas de cocina, termos, ollas, etc..
Punzón de Goma
Mediante el uso de u n punzón de goma se pueden embutir recipientes abombados como una pava. .
Piezas embutidas.
Estampas para plegar y curvar
Plegados en Angulos: Es el mas sencillo. Se realiza mediante un punzón y una matriz. Existen varios sistemas el más utilizado son las prensas para plegar. Sus punzones y matrices son largas para poder doblar chapas de igual longitud. Con una misma estampa se pueden realizar distintos plegados.
Diferentes plegados con una misma estampa.
Diferentes formas matrices de plegado.
Estampas para plegar y curvar
Desarrollo de chapa plana antes y después de la operación de plegado.
Maquina de plegado V Series.
Computada.
Estampas para plegar y curvar
Arrollado: Operación para obtener un extremo curvado en una chapa.
Bordonado Da resistencia a las piezas por acritud. Aumenta la resistencia por deformación de la chapa. Materiales: No frágil. Acero Inoxidable, Acero sae 1010 y Aluminio. Espesor: hasta 1 mm. Ejemplo: bordes de ollas, barriles, baldes, etc...
Rizos por compresión
Garganta por rodillos
Engrampado / Engatillado Cerramiento hermético por doblado de chapa. Unión de dos piezas sin una tercera. Por medio de rodillos se presiona obteniendo un rizo. No permite el paso de gases ni líquidos. Puede ser longitudinal o periférico. Materiales: Dulces deformables. Espesor: hasta 0,4 mm más común. Ejemplo: latas de conserva.
Periférico
Longitudinal
Perfilado Obtener un perfil a partir de una chapa plana. Doblado por par de rodillos que ubicados sucesivamente la van modificando hasta obtener el perfil definitivo. Los rodillos son de acero de fácil producción, torneados. Materiales: Aluminio, acero con poco carbón. Espesor: hasta 0,4 mm más común. Ejemplo: Guardabarro metálico de bicicletas, caños con costura
Cilindrado
Cilindrado de perfiles: Es un proceso económico. Aplicado a muchos productos. Pueden ser perfiles macizos o tubos. A los tubos se les coloca distintos dispositivos para evitar deformaciones por la cuvatura. La matriz determina el radio del cilindrado, estas pueden ser móviles o fijas. Proceso aplicado a piezas únicas o series.
Dispositivos interiores.
Matrices de cilindrado.
Cilindrado
Cilindrado de chapas: Es un proceso económico. Le otorga cierta rigidez a las chapas. Suelen ser máquinas de operación manual con rodillos ajustables para obtener los distintos radio.
Sillón Wassily de Marcel Breuer.
Esquema rodillos cilindrado.
Embutido / Hidroform
Se utiliza para espesores mayores a 3 mm Se pueden resolver diferentes formas que se puedan desmoldar, generalmente formas simples. Se realiza la pieza en una sola pasada. Es un proceso lento. Se obtiene la pieza por presión de aceite.
El Punzón puede ser de acero, madera o plástico. Son intercambiables. Suben relativamente rápido El elastómero se comprime contra la chapa por la acción de la presión de aceite. Cuando baja el punzón vuelve a su lugar.
Extrusión por Impacto Operación violenta, se realiza mediante un solo impacto. Proceso a temperatura ambiente. Hay dos tipos Normal y Hoocker Normal Se parte de un tejo plano. El contorno del tejo depende del la pieza a obtener circular, cuadrado, hexagonal, etc. La pieza se conforma hacia abajo, en sentido del impacto. La altura está relacionada con el diámetro. • 8 a 60 mm puede ser 6 veces en alto. • 60 a 100 mm puede ser 3 veces el alto.
Piezas fabricadas por extrusión por impacto.
Extrusión por impacto / Normal.
Varios ejemplos de extrusión por impacto: (a) hacia delante (b) hacia atrás y (c) combinación de las dos.
Extrusión por Impacto
Hoocker Se parte de un tejo premoldeado, preforma. Piezas de hasta 300 mm de altura y 10 mm de diámetro. A diferencia de la Ext. Normal la pieza se conforma hacia arriba y sale hacia abajo. Los espesores laterales pueden ser 0,1 a 0,3 décimas. El fondo se regula con la carrera del punzón. Materiales: Dulces
Aluminio
Cobre + Zinc (Tombac)
Plomo
NO Acero Sae 1010
Extrusión por Impacto
Máquina para Extrusión por impacto.
Torneado Perfilar alrededor de un eje, un sólido de revolución. Quiere decir piezas de sección circular. Se pueden tornear los mas diversos materiales. Proceso Se pone la pieza en movimiento de rotación alrededor de su propio eje. Al mismo tiempo se desplaza una herramienta de corte contra la pieza que produce desprendimiento de viruta. Se pueden obtener superficies: • Cilíndricas • Cónicas • Esféricas • Perfiladas • Planas • Roscadas • Moleteados
Esquema pieza torneada.
Torneado
Distintas formas de tornear.
Torneado Torno Paralelo Para trabajos de pequeña o mediana serie. La pieza puede sujetarse entre puntas o en voladizo. Torno Semiautomático de torre / Revolver Posee un carro con torre giratoria porta herramientas. Torno Copiador La herramienta se mueve automáticamente siguiendo un perfil impuesto. Puede ser un prototipo o una plantilla. Se emplea para producción en serie. Torno Automático Trabaja la pieza en bruto, generalmente la barra. La mecaniza de manera automática. Para grandes series.
Torno Paralelo Manual.
Fresado Arrancar viruta mediante herramientas circulares de cortes múltiples (Fresas) Tipo de fresadora • Horizontal, eje mandril horizontal. • Vertical, eje mandril vertical Modo de arrancar viruta • Herramienta de corte periférico • Herramienta de corte frontal • Herramienta de corte mixto
Fresado / Taladro
Taladro de banco.
Distintas formas de perforar.
Fresado
Fresadora asistida por computadora.
Fresadora vertical.
Fresado
A/ Planeado o limado B/ Fresado con fresa cilíndrica C/ Fresado con fresa frontal D/ Mortajado de ranura E/ Rectificado con muela de disco F/ Rectificado con muela de copa
Brochadora Pasar forzadamente una herramienta en un agujero superficie exterior para transformar gradualmente el perfil por el arranque de viruta. Pueden actuar a compresión (verticales) o a tracción (verticales y horizontales). Se puede hacer chaveteros en agujeros o transformarlos en acanalados, hexagonales, cuadrados, etc. La forma se obtiene de una sola pasada de forma violenta. El brochado es caro y se justifica en altas producciones. El material de la broca es muy caro.
Piezas mortajadora y brochadora.
Mortajadora Arrancar viruta verticalmente en un hueco para obtener una o varias ranuras longitudinales. Para dentar interiormente o exteriormente los engranajes. Debido a que el brochado es muy caro, la mortajadora lo reemplaza en formas simples y series pequeñas. Se puede utilizar en ejecuciones unitarias, construcción de modelos.
Mortajadora vertical.
Limadora
Trabaja como la mortajadora pero en forma horizontal. La tarea específica es la de hacer ranurados por medio de una herramienta monocortante. Trabaja con piezas chicas.
Arranca viruta horizontalmente para obtener superficies planas. Admite piezas grandes. Hace ranuras, empareja superficies, etc. La pieza se desplaza hacia atrás o adelante a medida que la herramienta arranca viruta. Se emplea en producciones medianas o grandes series.
Cepilladora
Rectificadora Es la operación para el acabado de las piezas. Se realiza mediante muelas o cuerpos de revolución formados por granos de productos muy duros. Giran a gran velocidad arrancando viruta muy pequeña.
Rectificadora CNC.
Cortes de metales
Corte tipo guillotina para chapas.
Cortes de metales
Corte con llama de oxiacetileno
Corte con arco de Plasma.
Cortes de metales
Corte láser
Corte Abrasivo
Corte chorro de Agua
Sierra sin fin de banco
Corte Láser
Detalle Láser
Cromados
.
Es un baño que se puede aplicar después del niquelado y que ofrece mas duración. Se puede aplicar en muchos metales como acero, aluminio, antimonio, cobre, bronce, etc. Para una mayor duración se le puede dar un baño previo de níquel y cobre. La diferencia entre una pieza cromada y niquelada es: Una pieza cromada tiene un tono azulado, mientras que una pieza niquelada presenta un tono mas
amarillento. Pulido de metales
Todos los metales que sean sometidos a los baños, ya sea niquelados, cobreados, cromados, etc, siempre necesitan ser pulidas con anticipación para quitar de ellas rayaduras, imperfecciones, oxido, etc.
También se pulen piezas sin que sea necesario darle alguno de estos baños, como por ejemplo el acero inoxidable, etc.
Anodizados
El proceso de anodizado consiste en obtener de manera artificial películas de oxido de mucho mas espesor y con mejores características de protección que las capas naturales, estas se obtienen mediante procesos químicos y electrolíticos.
Artificialmente se pueden obtener películas en las que el espesor es de 25/30 micrones en el tratamiento de protección o decoración y de casi 100 micrones con el procedimiento de endurecimiento superficial (Anodizado Duro).
Es una forma de proteger el aluminio contra de los agentes atmosféricos y otorgarle color.Hay gran variedad de colores en acabados mate y brillante.
Hay distintos métodos de coloración de las capas de óxido formadas: coloración por sales y coloración por tintes siendo la primera opción la más habitual y la que más calidad en acabado y durabilidad garantiza.
EPOXI Recubrimiento en polvo obtenido a partir de resinas epoxi puras. Con él se obtienen acabados en alto brillo o satinado con excelentes propiedades mecánicas y muy buena resistencia química. Usos Pintura adecuada para aplicar sobre un amplio campo de artículos metálicos donde se precise resistencia química. No recomendable para piezas que vayan al exterior.
EPOXI-POLIESTER Recubrimiento en polvo obtenido a partir de un sistema mixto de resinas epoxi-poliester. Usos Pintura adecuada para aplicar sobre un amplio campo de artículos metálicos. Se caracteriza por una buena resistencia a detergentes y agentes químicos débiles.
Pinturas en Polvo
Arenado / Blasting
Pulverizado a presión de materiales abrasivos sobre distintas superficies.
Puede ser microesferas de vidrio, óxidos metálicos, arena, etc.
También se usa en piezas fundidas o marcadas para disimular la porosidad.
