PROYECTO

UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE Extensión

Latacunga DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA ENERGÍA Y

MECÁNICA

CARRERA DE INGENÍERA AUTOMOTRIZ

NIVEL: SÉPTIMO

ASIGNATURA: OPTATIVA AUTOMOTRIZ II

ALUMNO:

ALVAREZ STALIN

CLAUDIO CRISTIAN

MORALES JONATHAN

TOAPANTA CRISTIAN

FECHA DE ENTREGA: 6 DE AGOSTO DEL 2015

TEMA:

UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADASESPE EXTENSION LATACUNGA

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA ENERGÍA Y MECÁNICACARRERA DE INGENIERIA AUTOMOTRIZ

Diseño y construcción de un caja para audio aplicando diferentes fibras para el estudio del comportamiento del audio

OBJETIVOS:

Diseñar y construir una caja para audio utilizando diferentes fibras Verificar la factibilidad de construir cajas de audio con nuevos materiales

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

Optimizar los gastos de producción en la fabricación de cajas de audio Comprobar el comportamiento del audio en las diferentes fibras Comprobar la resistencia de cada material utilizado

MATERIALES:

MDF de 15 y 8mm de espesor 3kg de Resina 60cc de cobalto 2kg de Estireno 60cc de MECK 3kg de talco chino 1m de tela de algodón 5 barras de silicona Pistola de silicona Caladora Fibra de ábaca Fibra de cabuya Fibra de vidrio

LISTA DE MATERIALES PRECIO

Tablas MDF 9,50



Resina 5,30

Cobalto 1,50

Estireno 4,50

MEG o secante 1,50

Talco chino 4,50

Tela de algodón 4

Barras de silicona 1,75

Pistola de silicona ------

Caladora 4,90

Fibra de abaca 20

Fibra de cabuya 3

Fibra de vidrio 8

TOTAL 57,80

Tabla 1. Lista de precio de los materiales

MARCO TEÓRICO:

1. MDF

Presenta una estructura uniforme y homogénea y una textura fina que permite que sus caras y cantos tengan un acabado perfecto. Se trabaja prácticamente igual que la madera maciza,



pudiéndose fresar y tallar en su totalidad. La estabilidad dimensional, al contrario que la madera maciza, es óptima, pero su peso es muy elevado. Constituye una base excelente para las chapas de madera. Es perfecto para lacar o pintar. También se puede barnizar (aunque debido a sus características no es necesario. Se encola (con cola blanca) fácilmente y sin problemas. Suele ser de color marrón medio-oscuro y es un tablero de bajo coste económico en el mercado actual.

Recomendable para construir todo tipo de muebles (funcionales o artísticos) en los que el peso no suponga ningún problema. Son una base óptima para lacar. Excelente como tapas de mesas y bancos de trabajo. No es apto para exterior ni condiciones húmedas. Existen placas de DM que llevan un tratamiento antihumedad (hidrófugo).

Figura 1. Madera MDF

Fuente Pelikano Novopan

Ventajas:

Menor peso que un tablero MDF estándar. Color claro Perfil de densidad uniforme Superficie suave sin imperfecciones Fácil de trabajar, pudiendo ser moldurado, perforado, ensamblado, atornillado, pintado,

lacado, lo que permite excelentes acabados Menor desgaste de maquinaria y herramientas Reduce el esfuerzo físico del trabajador Menor costo de transporte



Uso y aplicaciones:

Material para diseño, mueblería, construcción, arquitectura interior y en todos aquellos usos que la creatividad e imaginación del hombre pueda dar a la madera.

2. RESINA

Es una sustancia pastosa o sólida que se obtiene de manera natural a partir de una secreción orgánica de ciertas plantas. Gracias a sus propiedades químicas, las resinas se utilizan para la elaboración de perfumes, adhesivos, barnices y aditivos alimenticios, entre otros productos.

La noción de resina también se usa para nombrar a la sustancia sintética fabricada por el hombre que presenta propiedades similares a las resinas naturales de las plantas. Esto quiere decir que el concepto puede dividirse en resinas naturales y resinas sintéticas.

Figura 2. Resina

Fuente SlideShare

3. ESTIRENO

El estireno es un líquido oleoso, amarillento o incoloro muy refractario y de olor penetrante.

Calentado a 200·C el estireno se polimeriza para formar poli estireno, un plástico. También para formar elastómeros copolímeros. Se emplea además en la manufactura de resinas, poliésteres y aisladores.



El estireno es un hidrocarburo aromático de fórmula C8H8, un anillo de benceno con un sustituyente etileno, manufacturado por la industria química. Este compuesto molecular se conoce también como vinilbenceno, etenilbenceno, cinameno o feniletileno. Es un líquido incoloro de aroma dulce que se evapora fácilmente. A menudo contiene otros productos químicos que le dan un aroma penetrante y desagradable.

Usos

Fabricantes de adhesivos. Fabricantes de agentes emulsionantes. Fabricantes de aisladores. Fabricantes de barniz. Fabricantes de caucho. Fabricantes de poliéster. Fabricantes de resinas. Laminadores de resinas de poliéster. Manipuladores de lacas. Mezcladores de combustibles para aviones. Moldeadores de fibra de vidrio. Sintetizadores de químicas orgánicas. Trabajadores con disolventes. Trabajadores de compuestos de cerámica. Trabajadores de refinerías de petróleo. Trabajadores de revestimientos protectores.

4. TALCO CHINO

El talco es un silicato de magnesio. El talco raramente ocurre en forma pura; en grandes depósitos esta invariablemente asociado con otros varios minerales. El acompañante más común es la tremolita, aunque otros varios minerales, tales como serpentina, clorita, antofilita y actinolita, son a menudo encontrados en las menas de talco. El talco de más alta pureza es derivado de las rocas sedimentarias de carbonato de magnesio; el talco menos puro se obtiene de rocas ígneas ultra-básicas.



Figura 3. Talco chino

Fuente Scribd

Tipos de talco

El talco blando y plano es un producto de la alteración de carbonatos de magnesio sedimentarios, el cual contiene frecuentemente clorita. Es el material talcoso mayoritariamente usado.

El talco tremolítico, a veces llamado “talco duro” es una mena de talco laminado o macizo, con contenido de calcita entre 6 y 10%, y algo de dolomita.

Talco fibroso es el nombre que se le da a cualquier mineral de talco con un contenido significante de contaminantes asbestiformes.

El talco puro es caracterizado por sus propiedades de superficie hidrofóbica, el deslizamiento al tacto y su blandura.

La forma de cristal del talco puede ser foliada, laminar, fibrosa y maciza. Los talcos crudos se encuentran en un rango por color que va desde el blanco hasta el verde y el marrón, y hasta grados oscuros que se pulverizan en un polvo blanco.

Uso y aplicaciones:



Talco en el Papel La industria del papel es la principal consumidora de talco. Existen tres usos principales de talco en esta industria: como cobertura, como control del pitch y como carga. El talco para uso en la manufactura del papel debe ser suave, químicamente inerte, alta reluctancia, siendo hidrofóbico y organofílico.

Talco en la Cobertura en papel

La cobertura en papel con partículas minerales está encargada de proveer una suave superficie para la impresión. Se requiere un talco con alta blancura y brillantez, aunque la pureza mineralógica no muy importante.

Talco en el Control del pitch El pitch es el material resinoso presente en la madera. Si el proceso de lavado de la pulpa falla en remover completamente el pitch, las pequeñas partículas de pitch se aglomerarán y se pegarán en la superficie de la máquina y obstruirán el tejido resultando en manchas finas u otras fallas en la hoja de papel terminada. El control del pitch por absorción involucra la adición de un mineral inerte al stock. Si bien, la bentonita y las arcillas son utilizadas, el talco es el único mineral que satisface todos los requerimientos.

Talco en la extracción de la tinta del papel

El talco es crecientemente usado en plantas de reciclaje de papel para remover goma y adhesivos de látex del papel de desperdicio (particularmente revistas y catálogos).

Talco en los Plásticos El talco es usado, mayormente, en propilenos con pequeñas cantidades usadas en nylons, poliéster, poliestireno, polietileno y PVC.

Talco en los Azulejos La producción de azulejos constituye el principal uso del talco en la industria cerámica. El talco es usado en azulejos de cuerpo blanco, las cuales son generalmente esmaltados, y en azulejos cerámicos de porcelana, los cuales pueden ser tanto esmaltados como no. Los azulejos pueden contener entre 60-70% de talco. El talco imparte una excelente resistencia al agrietamiento de los azulejos, por su alto contenido de calcita, la cual aumenta el coeficiente de expansión térmica.

Talco en los Productos para techos

El talco es añadido al asfalto y a las composiciones bituminosas para incrementar la viscosidad, el punto de fundición, la dureza y la resistencia al esfuerzo mecánico y al clima o agentes atmosféricos.

Talco en el Caucho El principal uso del talco en la industria del caucho es para lubricar moldes o matrices y para prevenir el pegoteo de las superficies entre si durante la manufactura. . Para usos adherentes, los talcos son aplicados como un polvo fino a productos de goma blandos como tubos y hojas.

Talco en los Productos El talco es añadido a los cosméticos para facilitar la aplicación del polvo y



cosméticos y farmacéuticos su esparcimiento, y para impartir buenas propiedades de deslizamiento y adhesión. Como el poder de cobertura y la capacidad de absorción de la humedad son relativamente bajas, es combinado frecuentemente con otros polvos como caolín y óxido de zinc. El talco es además un ingrediente en la producción de shampoo en seco que pueden ser empleados para remover la grasa o suciedad del cabello difícil de lavar, y para algunos shampoo de mascotas.

Talco en el Alimento para animales

El talco es utilizado como un agente anti-aglutinante en el alimento para animales, especialmente en raciones bajas en fibras.

Talco en los Alimentos La industria del alimento usa talco en la preparación de diversos productos, especialmente arroz, cereales y aceites vegetales. El talco es principalmente usado para pulir el producto pero puede también actuar como un acondicionador o agente anti-aglomerante. También puede ser usado en la recuperación de proteínas de los desperdicios bioquímicos.

Talco en el Vidrio El talco puede ser empleado como agente para empolvar durante la producción. El talco se utiliza en los compuestos de limpieza y pulido donde se requiere una acción abrasiva limitada y un color blanco considerable.

Tabla 2. Usos y del talco chino

Fuente Qiminet

5. TELA DE ALGODÓN

De entre todas las fibras naturales, sobresale el algodón por la facilidad con se puede trabajar e hilar y sus magníficas propiedades.

En realidad el algodón es una fibra vegetal que crece en las semillas de unos arbustos de la familia de las Malváceas. Para el cultivo de la planta del algodón es necesario que se produzcan unas condiciones climáticas especiales que se dan de forma natural en latitudes tropicales y subtropicales de ambos hemisferios.

Una vez recolectado el algodón a mano o a máquina, éste es transportado a una fábrica donde se limpia y se trata para producir las fibras listas para ser hiladas. Este proceso, que incluye el cardado o peinado de las fibras, así como su torsión, determinará el tipo de tejido de algodón que se fabrique con ellas en el siguiente proceso que es el tejido.



Aunque ya sabemos cómo funciona el telar clásico, no está de más recordarlo. Consta de la urdimbre (el hilo horizontal) y la trama (el hilo transversal), que se entrelaza con la urdimbre mediante la lanzadera. Según se dispongan los hilos en el telar, se consiguen unos tejidos u otros.

Figura 4. Tela de algodón

Fuente Mundo Avenio

6. FIBRA DE ABACA

El abacá es originario de las Filipinas. Se produjo exclusivamente en esta región hasta la Segunda Guerra Mundial, cuando el Ejército Japonés paró la producción y los productores buscaron un nuevo lugar para establecerlo y cultivarlo. Se encontró que Ecuador era un excelente lugar para cultivar abacá.

Zonas de producción de ábaca en el Ecuador

Según la información obtenida en el III Censo Nacional Agropecuario, el abacá se encuentra geográficamente concentrado en un triángulo comprendido por las provincias de Pichincha, Esmeraldas y Manabí.

También encontramos algunas fincas en la provincia de Los Ríos. Las principales zonas productoras son La Concordia y Santo Domingo.

En La Concordia se encuentra el 39% de la superficie plantada y en Santo Domingo, el 36%.



Figura 5. Fibra de abaca

Fuente India

Usos del ábaca

Durante el siglo XIX, el abacá fue ampliamente usado en aparejos de barcos, y la pulpa era usada para hacer sobres resistentes de papel manila.

Hoy, aún se emplea para hacer sogas, bramantes, cordeles, líneas de pesca y redes, así como tela basta para sacos. También está creciendo el nicho de mercado especializado en ropa, cortinas, pantallas y tapicería de abacá.

El papel hecho de la pulpa de abacá es usado en papel para esténciles, para filtros de cigarrillos, bolsas de té y pieles de salchichas, y también en papel moneda (los billetes de los yenes japoneses contienen hasta un 30% de abacá).

La Mercedes Benz ha usado una mezcla de polipropileno termoplástico e hilaza de abacá en partes del cuerpo de los automóviles. La producción de fibra de abacá utiliza un estimado del 60% menos de energía que la producción de fibra de vidrio

7. FIBRA DE CABUYA



El Sisal, hasta ahora, es fundamentalmente una planta productora de la principal fibra dura vegetal utilizada para la elaboración de cuerdas de todo tipo.

Generalmente la desfibración se hace en máquinas raspadoras y se obtiene como producto fibras, que procesadas industrialmente permiten obtener hilos para engavillar, utilizados en máquinas segadoras, en la fabricación de bolsas o sacos para envasar productos diversos, (bramantes de embalar), en la confección de alfombras, esterillas, hamacas, sogas, cordeles, uso como material de reforzamiento para plásticos y mampostería de yeso

Figura 6. Fibra de cabuya

Fuente SlideShare

Usos de la fibra de cabuya

La cabuya no sólo sirve para hacer empaques, pues también se la usa como protección y nutriente de cultivos, refuerzo de materiales para construcción y como cuerdas para cercar sembríos. Es una fibra biodegradable que al descomponerse se emplea como alimento y abono. Además, no contamina el agua y permite hacer producción limpia. Sus ventajas son tanto ambientales como económicas.

8. FIBRA DE VIDRIO



La fibra de vidrio se conoce comúnmente como un material aislante. También se usa como un agente de refuerzo con muchos productos poliméricos; normalmente se usa para conformar plástico reforzado con vidrio que por metonimia también se denomina fibra de vidrio, una forma de material compuesto consistente en polímero reforzado con fibra. Por lo mismo, en esencia exhibe comportamientos similares a otros compuestos hechos de fibra y polímero como la fibra de carbono. Aunque no sea tan fuerte o rígida como la fibra de carbono, es mucho más económica y menos quebradiza.

La fibra de vidrio se conforma de hebras delgadas hechas a base de sílice o de formulaciones especiales de vidrio, extruidas a modo de filamentos de diámetro diminuto y apto para procesos de tejeduría. La técnica de calentar y elaborar fibras finas a partir de vidrio se conoce desde hace milenios; sin embargo, el uso de estas fibras para aplicaciones textiles es mucho más reciente: sólo hasta ahora es posible fabricar hebras y fibras de vidrio almacenadas en longitudes cortadas y estandarizadas.

Figura 7. Fibra de vidrio

Fuente MaquinariaPro

Usos de la fibra de vidrio

Entre ellas podemos destacar que es un excelente aislante térmico, al tiempo que es inerte a diversas sustancias como el caso de los ácidos. Fibra-de-vidrio-usos Otros rasgos son su tendencia a la maleabilidad y su la resistencia a la tracción. Debido a todas esas importantes cualidades, es empleada en muchos ámbitos, aunque los principales son el industrial y el artístico. En el segundo caso se la emplea para la realización de productos de manualidad o de bricolaje. Sin embargo, también es muy común que se la utilice para la fabricación de piezas del mundo náutico, como las



tablas de surf y wind-surf, las lanchas e incluso los veleros. Asimismo, se puede utilizar la fibra de vidrio para la realización de los cables de fibra óptica, que se usan en las áreas de telecomunicaciones para la transmisión de señales lumínicas, las cuales son producidas por un láser o por LEDs. Otro de los usos más comunes es el de reforzar el plástico mediante el empleo de la fibra, que tiene como finalidad muchas veces la construcción de tanques. Para esto, lo que hay que hacer son unos laminados de dicho material junto con la resina, mezcla que servirá para el armado del recolector de agua. Asimismo, se necesita un molde para el laminado y la aplicación de capas finas de vidrio lustrado.

PROCEDIMIENTO

Mezclar la resina con el estireno con una relación de 5 a 1 respectivamente.

Figura 8. Resina y EstirenoFuente Grupo de Optativa

Figura 9. Mescla de la Resina con el EstirenoFuente Grupo de Optativa



Con la mezcla obtenida se añade cobalto y se empieza a batir. Se debe añadir el cobalto hasta conseguir una tonalidad mora.

Figura 10. Añadirmos coblatoFuente Grupo de Optativa

Figura 11. Nueva mezclaFuente Grupo de Optativa



Se realiza el dibujo del parlante que se va a utilizar en la madera MDF.Con las medidas del ovalado 9x6 inY la base de la caja de 25 x 30 cm

Figura 12. Dibujando los anillosFuente Grupo de Optativa

Cortar el dibujo realizado en la madera.

Figura 13. Cortando los AnillosFuente Grupo de Optativa



Figura 14. Anillos obtenidosFuente Grupo de Optativa

En una tabla base ya cortado a la medida se le da la forma que va a tener el parlante con una figura obtenida en el paso 4, con una pistola de silicona nos ayudamos para pegar las partes.

Figura 15. Fijando a los AnillosFuente Grupo de Optativa



Figura 16. Forma de la cajaFuente Grupo de Optativa

Con la tela de algodón se va cubriendo la figura del parlante obtenida en el paso anterior, siguiendo la siguiente secuencia:

a) La figura ovalada obtenida en el paso 4.

b) La base del parlante hasta cubrir todo el parlante.

Figura 17. Recubriendo con la tela de algodónFuente Grupo de Optativa



Figura 18. Recubriendo con la tela de algodónFuente Grupo de Optativa

Figura 19. Recubriendo y pegando con siliconaFuente Grupo de Optativa



Se obtiene la forma del parlante y se corta el exceso de tela.

Figura 20. Retirando el exceso de telaFuente Grupo de Optativa

Figura 21. Molde del parlanteFuente Grupo de Optativa

Realizar el mismo procedimiento para elaborar los demás moldes de parlantes con las distintas fibras.



La mezcla obtenida en el paso 2 colocamos en un recipiente q facilite mezclar dicha mezcla con el taco chino hasta obtener una contextura un poco espesa.

Figura 22. Mezcla de la ResinaFuente Grupo de Optativa

Fuente 23. Añadimos el talco chinoFuente Grupo de Optativa



Figura 24. Mezcla a utilizarFuente Grupo de Optativa

Primero vamos a utilizar la fibra d vidrio.

Figura 25. Fibra de VidrioFuente Grupo de Optativa



Cortamos la fibra de vidrio en pequeños cuadros para tener una mayor maniobrabilidad.

Figura 26. Figura de VidrioFuente Grupo de Optativa

Añadir Meck. Según la cantidad de Meck el proceso se secara más rápido o viceversa.Si se añade poco Meck tenemos una tonalidad marrón claro lo que significa que esta lista para trabajar. Figura 27. Añadimos MECK a la mezcla

Fuente Grupo de Optativa



Con la ayuda de una brocha colocamos una capa de la mezcla obtenida en el paso anterior en el molde del parlante en el paso 7.

Figura 28. Colocamos la resina sobre el moldeFuente Grupo de Optativa

Figura 29. Colocamos la resina sobre el moldeFuente Grupo de Optativa



Figura 30. Recubrimiento del molde con la resinaFuente Grupo de Optativa

Tabla 3. Elaboración de la Resina y el molde para el parlante

Proceso de aplicación de la fibra

Romper suavemente a fibra para una mayor maniobrabilidad.

Figura 31. Desprender la fibra de vidrioFuente Grupo de Optativa



Colocar la fibra en el molde del parlante encima de la tela.

Figura 32. Recubrimiento de la fibra de vidrioFuente Grupo de Optativa

Figura 33. Recubrimiento de la fibra de vidrioFuente Grupo de Optativa



Con la misma mezcla cubrir nuevamente con una capa más espesa encima de la fibra.

Figura 34. Segunda capa de fibra de vidrioFuente Grupo de Optativa

Cortamos con un estilete en donde va a ir el parlante.

Figura 35. Cortamos con EstileteFuente Grupo de Optativa



Figura 36. Cortando la forma del parlanteFuente Grupo de Optativa

Figura 37. Molde obtenido con la fibra de vidrioFuente Grupo de Optativa

Dejar secar al ambiente.

Realizamos el mismo proceso con cada una de las fibras restantes.

Tabla 4. Recubrimiento de las fibras en el molde del parlante



CONCLUSIONES

Según la cantidad de meck aplicada a la mezcla el proceso de secado durara menos. Para la fibra de abaca se necesita más mezcla de resina, estireno y cobalto para poder

añadir más capas de fibra.

RECOMENDACIONES

Aplicar rápidamente la mezcla obtenida entre la resina con el estireno más el meck porque este tiende a secarse rápidamente.

Colocarse talco chino en las manos para de esta forma poder trabajar y evitar infecciones en la piel por la manipulación de las mezclas.

BIBLIOGRAFÍA

científicos, T. (05 de agosto de 2015). Obtenido de http://www.textoscientificos.com/quimica/aromaticos/uso-industrial-2

Definicion.DE. (05 de agosto de 2015). Obtenido de http://definicion.de/resina/

HORA, D. L. (05 de agosto de 2015). La Hora. Obtenido de http://www.lahora.com.ec/index.php/noticias/show/517429/-1/Cabuya_una_fibra_que_crea_desarrollo.html#.VcL05cBViko

LARICO, C. (05 de agosto de 2015). El Productor. Obtenido de http://elproductor.com/2012/10/26/el-abaca-un-cultivo-de-oportunidades-para-ecuador/

MaquinariaPro. (05 de agosto de 2015). Obtenido de http://www.maquinariapro.com/materiales/fibra-de-vidrio.html

myavenioteam. (05 de agosto de 2015). Mundo Avenio. Obtenido de http://myavenio.blogspot.com/2013/07/algodon-y-telas-de-algodon-cotton-and.html

Pelikano. (05 de agosto de 2015). Novopan. Obtenido de http://www.pelikano.com/novopan/productos-mdfpelikano.html

Posada, M. J. (05 de agosto de 2015). Fibras Naturales. Obtenido de http://www.naturalfibres2009.org/es/fibras/abaca.html

Quiminet. (05 de agosto de 2015). Obtenido de http://www.quiminet.com/articulos/las-aplicaciones-del-talco-silicato-de-magnesio-18614.htm



Villaprado, C. l. (05 de agosto de 2015). El agronomo orgánico. Obtenido de http://elagronomoorganico.blogspot.com/2012/06/abaca-generalidades-y-cultivo.html

Wikipedia. (05 de agosto de 2015). Obtenido de https://es.wikipedia.org/wiki/Tablero_de_fibra_de_densidad_media

Wikipedia. (05 de agosto de 2015). Obtenido de https://es.wikipedia.org/wiki/Resina

Wikipedia. (05 de agosto de 2015). Obtenido de https://es.wikipedia.org/wiki/Estireno

Wikipedia. (05 de agosto de 2015). Wikipedia. Obtenido de https://es.wikipedia.org/wiki/Fibra_de_vidrio

Documents

PROYECTO