PROCESOS DE MANOFACTURAINSTITUTO TECNOLOGICO DE SALINA CRUZ

ING. MECANICA.SEMETRE 4GRUPO: 4B2ALUMNOSGARCIA GARRIDO IRVING FERNANDOLOPEZ VASQUEZ JOSE LUISNATARET ROBLES CESAR ALEXISACTIVIDAD: INVESTIGACIN Y SINTESIS DE PROCESO DE FUNDICION DE METALESUNIDAD 2:PROCESO DE FUNDICION DE METALESSALINA CRUZ, OAXACA.MARZO DEL 2015

TECNOLGICO NACIONAL DE MXICO Instituto Tecnolgico De Salina Cruz

INSTITUTO TECNOLGICO DE SALINA CRUZUNIDAD2TEMAPROCESO DE FUNDICION DE METALESACTIVIDAD1DOCENTEORLANDO VILLANUEVA FIGUEROAINTEGRANTESGARCA GARRIDO IRVING FERNANDOLPEZ VSQUEZ JOS LUISNATARET ROBLES CESAR ALEXIS GRUPOB2SEMESTREIV

CARRERA INGENIERA MECNICASALINA CRUZ, OAXACA MARZO DE 2015

ContenidoINTRODUCCIN4PROCEDIMIENTOS DE FABRICACIN5Procedimiento de conformacin sin prdida de material. Conformacin por fusin y moldeo5DISEO Y CONFORMACIN DE MOLDES.8EQUIPO MECNICO DE MOLDEO12FUNDICCION CON MOLDES METALICOS14Fundicin en matrices14Fundicin con cmara caliente14Fundicin en cmara fra14FUNDICIN CENTRFUGA16Fundicin centrifuga real16Fundicin semicentrfuga17Centrifugado17Fundicin por Revestimiento.18VENTAJAS Y DESVENTAJAS.19FUNDICIN POR COLADA CONTINUA20CONCLUSIONES22REFERENCIAS BIBLIOGRAFICA23

INTRODUCCINLa investigacin es una actividad humana que sirve de construccin social y laboral, despejando y resumiendo ideas, dudas, etctera; sobre un tema en especfico. En este reporte hablaremos sobre procesos de fundicin de metales

El presente trabajo va a proporcionar al estudiante esta investigacin de los distintos procesos de fundicin de metales,encargada de transformar el movimiento alternativo del pistn en un movimiento circular adems de mostrar partes fundamentales y su historia.

Para esta investigacin es importante conocer los elementos que conforman la fundicin de un material, para ir conociendo todas y cada una de las partes de los moldes, nosotros elegimos esta parte para explicarles un poco ms a detalle lo que es un proceso de este tipo de material y la importancia para nosotros como futuros ingenieros mecnicos.

La siguiente informacin fue brindada gracias a libros de texto, pginas web con relacin a este tema tan importante adems de analizar todos los conceptos y con experiencia compartida de nosotros.

En esta actividad se le brinda informacin detallada sobre los procesos de fundicin y sus componentes para que el lector tenga una mejor visin sobre el tema.

El trabajo que aqu se presenta al lector queda atento a recomendaciones y a sugerencias con el fin de que cumpla con su cometido de informar de la manera ms breve y adecuada posible.

PROCEDIMIENTOS DE FABRICACINLos procesos de transformacin consisten en una serie de operaciones que parten de un material en bruto y modifican su forma hasta convertirla en una pieza elaborada que tiene utilidad industrial.La forma final de una pieza, debe cumplir una serie de requisitos imprescindibles para ser considerada realmente til: Quedar lista para ser montada en un conjunto Fiel al diseo previamente establecido Coste razonable de material y energa Superar el control de calidad que garantice su fiabilidadPara fabricar un elemento, adems de realizar un diseo previo en el que se especifiquen dimensiones y materiales, es necesario elegir el procedimiento de fabricacin ms idneo, con el fin de dar forma al material.Las tcnicas de fabricacin ms usuales, se clasifican en tres grandes grupos:1. Procedimiento de fabricacin por deformacin o moldeo, tambin llamado procedimiento de conformacin sin prdida 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.2. Procedimiento de fabricacin por separacin y corte, tambin llamado procedimiento de conformacin con prdida de material, ya que a lo largo de los procesos se desperdicia o pierde alguna parte del material con el que se trabaja.3. Procedimiento de fabricacin mediante unin de piezas Procedimiento de conformacin sin prdida de material. Conformacin por fusin y moldeoSe realiza fundiendo el material y vertindolos en moldes que reproduzcan la forma de la pieza. Esta tcnica se conoce tambin como fundicin o colada. Se aplica esencialmente para metales, plsticos, vidrio, cemento,.Un molde es un recipiente que presenta una cavidad en la que se introduce un material en estado de fusin que, al solidificarse, adopta la forma de la cavidad. Luego se deja enfriar el tiempo necesario hasta que se solidifique y se extrae del molde.Los moldes, en general, constan de dos piezas, perfectamente acopladas. Por medio de este mtodo podemos fabricar y obtener piezas de formas muy diversas, siendo ampliamente utilizado en el campo de los recipientes de productos y carcasas de mquinas. Figura 1. Elementos de un molde industrial

Los pasos a seguir para realizar este mtodo de conformado son:1. Disear la pieza que se desea fabricar.2. Construir un modelo, que suele ser de madera o yeso, de forma artesanal.3. Se construye el molde. Si la pieza es hueca se fabrican tambin los machos, que son unas piezas que recubren los huecos interiores.4. Se llena el molde del material fundido (a este proceso se le llama colada).5. Se procede al desmoldeo, es decir, extraccin de la pieza del molde una vez solidificada.6. Se enfra la pieza.

Los procesos de moldeo son diferentes segn la naturaleza del molde y el mtodo de vertido.As, segn la naturaleza del molde pueden ser: de molde permanente (de hierro colado, acero o grafito) o de molde perdido (arena y arcilla); y segn el mtodo de vertido, puede ser por gravedad o por presin.

La eleccin de un mtodo u otro depende de la complejidad de la pieza, grado de tolerancia respecto a las medidas establecidas, nmero de piezas a fabricar, coste del molde, acabado,

Tipos de moldeoLos tipos de moldeo se clasifican en los siguientes grupos: Moldeo por gravedad Moldeo por presin

Moldeo por gravedad. Se realiza vertiendo el metal fundido sobre un molde, de manera que ste se desplace por su propio peso.

Se utiliza principalmente para fabricar piezas de fundicin de acero, bronce, latn y distintas aleaciones de aluminio. Existen distintas tcnicas: en arena, en coquilla y a la cera perdida. FIGURA 2. MOLDE POR GRAVEDAD

Moldeo por presin. Se lleva a cabo introduciendo la masa metlica fundida en el interior del molde forzando la entrada en el mismo. En este mtodo se emplean moldes permanentes.

Procedimiento de conformacin sin prdida de material. Conformacin por deformacin

Cuando un objeto es sometido a la accin de una fuerza, sta provoca una deformacin que puede ser elstica o plstica, dependiendo de la naturaleza del material sobre el que acta y del esfuerzo aplicado.Los procesos industriales de conformacin por deformacin consisten en someter a los materiales a la accin de fuerzas que superen los lmites de elasticidad, de modo que provoquen en ellos deformaciones plsticas de carcter permanente. Son procesos de gran inters industrial y se realizan tanto en fro como en caliente. En caliente se aplica principalmente para metales y plsticos. En fro se aplica slo para metales. Tambin podemos clasificarlos en funcin del tipo de esfuerzo al que estn sometidos. As, pueden ser de traccin o de compresin.

Figura 3. Proceso de inyeccin de metal en la matriz

DISEO Y CONFORMACIN DE MOLDES. MOLDE DE INYECCIN El molde es la herramienta especial del moldeo por inyeccin, se disea y fabrica a la medida de la pieza a producir. Cuando termina la corrida de produccin de la parte, el molde se reemplaza por otro nuevo para la parte siguiente. Tareas que debe cumplir un molde de inyeccin: Alojamiento y distribucin del fundido. Formacin y enfriamiento del material. Solidificar al fundido Expulsar el material de la cavidad una vez solidificado

Funciones mecnicas del molde de inyeccin: Soporte de cargas mecnicas y de montaje Transmisin de movimiento Guiar sus componentes

FIGURA 4. MAQUINA DE INYECCION DE PLASTICO

TABLA 1(TIPOS DE MOLDES)

TERMOCONFORMADO. Eltermo conformadootermo formadoes un proceso consistente en calentar una plancha o lmina de semielaborado termoplstico, de forma que al reblandecerse puede adaptarse a la forma de un molde por accin de presin vaco o mediante un contra molde.

FIGURA 5 (PROCESO DE TERMOCONFORMADO)El termo formado es un proceso que consiste en dar forma a una lmina plstica por medio de calor (120 C a 180 C) y vaco (600 a 760 mmHg) utilizando un molde o matriz (madera, resina epxica o aluminio). Un exceso de temperatura puede "fundir" la lmina y la falta de calor o una mala calidad de vaco incurrir en una pieza defectuosa y sin detalles definidos.A diferencia de otros procesos como lainyeccin, el soplado y el roto moldeado, el termo formado parte de una lmina rgida de espesor uniforme realizada por el proceso de extrusin, y permite realizar pequeas producciones por su bajo costo en matricera llegando a ser rentable en altas producciones tambin.Los materiales ms utilizados son PAI, PP, PSI, PET, ABS, PEAD, PVC. Tambin se puede termo formar PVC espumado, policarbonato, acrlico, etc. Los espesores ms comunes van de 0,2 mm (envases descartables) a 6 mm o ms (carcasas para maquinaria).Una restriccin caracterstica de este proceso es que la pieza a termo formar debe ser fcilmente "desmoldable" esto significa que la matriz debe ser ms ancha en la base y ms angosta en la parte superior. Esto comnmente se denomina ngulo de desmolde o de salida y generalmente es de 5 grados como mnimo.EQUIPO MECNICO DE MOLDEO

MAQUINADE PERCUSIN: lamquina de moldeosimple por percusin est equipada con pernos ajustables para permitir el uso de diferentes tamaos de cajas dentro de la capacidad de la mquinaFIGURA 6. MAQUINA DE PERCUSIN

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MAQUINAS DE PRENSADO: estn comprimen la arena de la caja en labasede la mquina y un pistn superior la mayor densidad del molde se obtiene en el lado sobre el cual se aplica la presin. FIGURA 7. MAQUINA DE PRENSADO

MAQUINAS DE PECUSION PRENSADO: para producir un molde en dichas maquinas se arma la caja con la placa de coincidencia entre la tapa y la base colocando el conjunto invertido sobre la mesade la mquina. FIGURA 8. MAQUINA DE PERCUSIN PRENSADO

LANZADORA DE ARENA: es una unidad automatizada sobre una va angosta el suministro de arena se lleva en un depsito de 8.5m3 q es llenado a intervalos de tiempo.

FIGURA 9. LANZADORA DE ARENA

FUNDICCION CON MOLDES METALICOSLa fundicin en moldes permanentes hechos de metal es utilizada para la produccin masiva de piezas de pequeo o regular tamao, de alta calidad y con metales de baja temperatura de fusin. Sus ventajas son que tienen gran precisin y son muy econmicos, cuando se producen grandes cantidades. Existen varios tipos de moldes metlicos utilizados para la fabricacin de piezas por lo regular de metales no ferrosos, a continuacin se mencionan algunos de los ms utilizados.Fundicin en matricesEn este proceso el metal lquido se inyecta a presin en un molde metlico (matriz), la inyeccin se hace a una presin entre 10 y 14 Mpa, las piezas logradas con este procedimiento son de gran calidad en lo que se refiere a su terminado y a sus dimensiones. Este procedimiento es uno de los ms utilizados para la produccin de grandes cantidades de piezas fundidas. Se pueden utilizar dos tipos de sistema de inyeccin en la fundicin en matrices. Fundicin con cmara calienteEl procedimiento de fusin en cmara caliente se realiza cuando un cilindro es sumergido en el metal derretido y con un pistn se empuja el metal hacia una salida la que descarga a la matriz. Las aleaciones ms utilizadas en este mtodo son las de bajo punto de fusin como las de zinc, estao y plomo. Las piezas que se producen son de 20 a 40 kg y se llegan a manejar presiones superiores a los 35 Mpa. Es un proceso rpido que se puede fcilmente mecanizar.

Fundicin en cmara fraFIGURA 10. MAQUINA DE CAMARA CALIENTE PARA FUNDICION EN MATRIZ ACTUADA MEDIANTE UN EBOLO

El proceso con cmara fra se lleva metal fundido por medio de un cucharn hasta un cilindro por el cual corre un pistn que empuja al metal a la matriz de fundicin, las piezas obtenidas son de unos cuantos gramos a 10 kg y slo es recomendable en trabajos de poca produccin.

FIGURA 11. MAQUINA DE CAMARA FRIA CON EMBOLO HORIZONTAL

FUNDICIN CENTRFUGAEs el proceso de hacer girar el molde mientras solidifica el metal, utilizando as la fuerza centrfuga para acomodar el metal en el molde. Por este mtodo se obtienen mayores detalles sobre la superficie de la pieza y la estructura densa del metal adquiere propiedades fsicas superiores. Para este mtodo es recomendable el uso de formas simtricas, ya que estas son las que mejor se prestan a la aplicacin de este mtodoLa fundicin centrfuga es un mtodo en el que aprovecha la fuerza centrfuga que se puede generar al hacer girar el metal en tordo de un eje. Existen tres tipos de fundicin centrfuga: I. Fundicin centrfuga real II. Fundicin semicentrfuga III. CentrifugadoFundicin centrifuga real Esta fundicin se utiliza para fabricar tubos, camisas y objetos simtricos que se vacen haciendo girar el molde alrededor de sus ejes, ya sea horizontal o el vertical. El metal se mantiene contra las paredes del molde mediante la fuerza centrfuga, y no se hace necesario un corazn para formar la cavidad cilndrica en el interior.

FIGURA 12. METODO DE FUNDICION DE CENTFUGADO REAL PARA CILINDROS DE MOTOR RADIAL

Fundicin semicentrfuga En esta fundicin el molde se llena completamente y se enrolla alrededor del eje vertical, en este caso se usan rebosaderos y corazones. Este mtodo se emplea generalmente para partes en las cuales el centro de la pieza puede ser maquinado. Las velocidades de rotacin utilizadas en este mtodo no tan grandes como las usadas en el proceso de centrifugado real. Este proceso una estructura densa en la circunferencia exterior, en tanto que el metal del centro se elimina por maquinado.

FIGURA 13. MOLDEO DE SEMISENTRIFUGADO, UN MONTON DE FERROCARRIL

Centrifugado En este proceso se colocan varias cavidades de colados en torno a la porcin exterior de un molde yen este caso el metal se suministra a las cavidades a travs de alimentadores radiales desde el centro. Se utilizan moldes simples o arreglados en montn. Los moldes se llenan por la fuerza centrfuga de metal a medida que el molde va girando. Este mtodo no se limita a piezas simtricas, sino al contrario se pueden producir piezas de forma irregularFIGURA 14.MAQUINA DE FUNDICCION CENTRFUGA PARA FUNDICION DE ACERO

Fundicin por Revestimiento. En la fundicin por revestimiento, el modelo, hecho de cera, se recubre con material refractario para fabricar el molde, despus de esto, la cera se funde y evacua antes de vaciar el metal fundido. El termino revestimiento viene de la palabra revestir, que significa cubrir completamente, esto se refiere al revestimiento de material refractario alrededor del modelo de cera.Con esta tcnica se han fundido exitosamente piezas con un dimetro hasta de 1.5 m con peso dehasta 1140 kg,El modelo sepuede fabricar de cera ode polietileno, mediante moldeo o tcnicas de prototipos rpidos, al tener el modelo se sumerge en lodo refractario (arena slica muy fina, agua, silicato de etilo y cidos), se repite la operacin varias veces hasta formar una capa que soporte el material fundido. El manejo de los modelos debe ser cuidadoso ya que la cera es muy delicada para su manejo, sin embargo, a diferencia del polietileno la cera se recupera.Figura 15. Procedimiento del mtodo de cera perdida

VENTAJAS Y DESVENTAJAS.Es un proceso ampliamente usado cuando se requieren formas complejas con alto grado deprecisinycon materialesdifciles demaquinar. Losmodelos decera seproducen con facilidad en grandes cantidades mediante la inyeccin en moldes metlicos, generalmente hechos de aluminio. Est tcnica de colocar las piezas en un rbol es usada para piezas pequeas, se sumerge en una lechada hasta formar una concha que tiene que ser horneada para dar resistencia a la concha y para vaciar la cera. A continuacin se presentan las ventajas y desventajas de este proceso:VENTAJASDESVENTAJAS

MATERIALES CON ALTO PUNTO DE FUSON QUE MEDIANTE OTRO PROCESO NO SE PUEDE CONFORMARPROCESO CARO PORQUE TIENE QUE OPTENER PRIMERO EL MOLDE DESECHABLE Y MUCHO MANEJO DEL MATERIAL

TOLERANCIAS DIMENCIONALES CERRADASSON MUCHOS LOS CUIDADOS QUE SE DEBEN TENER, ADECUADO MANEJO DE MODELO DECERA,QUE O SE FISURE LA CASCARA AL VACIAR LA CERA

CASI NO REQUIERE DE OPERACIN DE ACABADO

TABLA 2. TABLA COMPARATIVA DE VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE

FUNDICIN POR COLADA CONTINUAColada continua es un procedimiento con el que se producen barras que avanzan y se solidifican a medida que se va vertiendo el metal lquido en una lingotera sin fondo, que se alimenta indefinidamente.Con este proceso se pueden formar, directamente del acero lquido, secciones semi-acabadas sin tener que pasar por la fase de lingote y las etapas de recalentamiento y de laminacin de desbaste.Proceso.En una lingotera abierta por ambos extremos y enrgicamente refrigerada, se forma una capa slida en la vena de la colada que se cuela por su interior.Se hace descender la capa slida llena de metal lquido que se desprende de la lingotera por contraccin al enfriarse, para hacer progresar en el aire la solidificacin a la totalidad de la barra.FIGURA 16. PROCESO DE LA FUNDICIN DE COLADA CONTINUA

Elementos principales de una instalacin de colada continua de acero.1. Cuchara de colada. (De vaciado por arriba o por el fondo)2. Depsito distribuidor. (Asegura la perfecta separacin de la escoria)3. Lingotera. (Abierta por los dos extremos, sometida a movimiento alternativo)4. Seccin de refrigeracin. (Corriente de agua o agua pulverizada)5. Mecanismo enderezador. (Rodillos que obligan a pasar la barra entre ellos)6. Mecanismo de corte. (Oxicorte, con varios sopletes para seccionar la barra)7. Sistema de extraccin. (Avance continuo, almacenamiento de barras).

CONCLUSIONESIRVING FERNANDO GARCA GARRIDOAl trmino de este tema he comprendido todas las partes y etapas que componen a un proceso de fundicin de un metal y la importancia que tienen dentro de la industria para que puedan dar un buen producto. Adems comprend los distintos procesos que hay para la fundicin de metales, adems de los tipos de moldes que se pueden fabricar a partir de diferentes materiales. Lo ya hemos obtenido de esta investigacin es claro y extenso porque nosotros explicamos adecuadamente cada punto y parte sobre este tema para dar un buen conocimiento, estos temas como como por ejemplo, los diferentes tipos de moldes, nos ayudan a obtener diferentes y variados productos que se utilizan en la vida cotidiana.JOSE LUIS LOPEZ VASQUEZA travs de esta investigacin tambin vimos lo importante que es conocer los tipos de procedimientos que se utilizan en la industria para el moldeo de metales u otros tipos de materiales.De los diversos tipos de molde y mtodos de fundicin que hay, tienen distintas cualidades, ventajas y desventajas, segn sea la pieza que se desea formar.CECAR ALEXIS NATAREY ROBLESEsto servir en un futuro como ingenieros mecnicos, ya que, en algn momento ser necesario fabricar alguna pieza nueva que no pueda adquirirse. An nos faltan por aprender, tambin es importante conocerlo ms a fondo para ir adquiriendo ms conocimiento.Esperamos que este tema haya sido del mejor agrado para el pblico y que pueda ayudar en muchas cosas, el presente trabajo lo dejamos abierto a crticas, dudas y aclaraciones por parte de los lectores.REFERENCIAS BIBLIOGRAFICALIBROS CONSULTADOSProcesos de manufactura. John A. Schey. Tercera edicin. Editorial McGraw-Hill interamericana editores S.A. de C.V.

PAGINAS WEB CONSULTADASColada continua. En lnea. Pgina consultada el da 14 de marzo del 2015. Disponible en: http://www.utp.edu.co/~publio17/coladacon.htmConformacin de moldeo. En lnea. Pgina consultada el da 14 de marzo del 2015. Disponible en: http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio//1000/1096/html/11_tipos_de_moldeo.htmlMtodos actuales de moldeo. En lnea. Pgina consultada el da 15 de marzo del 2015. Disponible en: http://www.sites.upiicsa.ipn.mx/polilibros/portal/polilibros/P_terminados/procman-Aguilar-Oros/UMD/Unidad2/Contenido/2.3.3.c.htmMoldeo por compresin. En lnea. Pgina consultada el da 16 de marzo del 2015. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Moldeo_por_compresi%C3%B3n