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Procedimiento que permite dar forma a muchos materiales y obtener piezas acabadas

Los materiales suelen ser metales y aleaciones y deben tener las siguientes características:

Consiste en calentar el material hasta su punto de fusión y, en ese punto, verterlo en un molde con la forma de la pieza que se desea obtener.

Punto de fusión bajo.

Calor latente de fusión bajo.

Baja tensión superficial.

Bajo coeficiente de dilatación en estado líquido.

Bajo coeficiente de dilatación en estado sólido.

Aptitud para el llenado del molde.

Densidad elevada.

Proceso: (Foto adjuntada)

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Proceso:

Húmeda: moldeo en verde.

Secada en la estufa: 300-400 ºC

Flameada: secado superficial

Los moldeo se fabrican con arena de sílice y consta de las siguientes fases:
Se divide el modelo por la mitad y se coloca en una tabla a la que se le adapta una caja sin tapa, se rellena de arena y se apisona.

Se repite el proceso en la otra parte y se incorpora:

Bebedero: forma de embudo, se vierte el material fundido.

Mazarota: conducto de pequeñas dimensiones que se usa para asegurar el completo llenado.

Canal de colada: conduce el metal fundido hasta el molde.

Se abre el molde y se extrae el modelo. Se vuelve a cerrar y se coloca un peso encima.

Se vierte metal fundido. Una vez solidifique, se rompe el molde.

He adjuntado arriba el link del video que explica el procedimiento

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Ventajas:

Moldes muy ligeros

Piezas de mayor precisión que el molde de arena.

Inconvenientes:

Inversión rentable solo aplicada a grandes series.

La arena, al ser mezclada, es más cara (5 ó 6 veces).

El modelo tiene que ser metálico, por lo cual, más caro.

El inconveniente del moldeo en arena es la necesidad de fabricar un molde por cada pieza fundida. Las coquillas, moldes metálicos, permiten obtener un número muy elevado de piezas iguales de un solo molde.

El metal es mejor conductor del calor que la arena, la velocidad de enfriamiento será mayor, y con ello, serán mejores su estructura y propiedades mecánicas.

Modalidades:

Colada por gravedad.

Coldad bajo presión.

Colada centrifugada.

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El material fundido se inyecta en el molde a gran presión, lo que permite obtener piezas complejas con gran precisión y buen acabado pero es más caro que los procesos anteriores

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Se suele utilizar para fabricar joyas y objetos decorativos que requieran una gran complejidad

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La forja, al igual que la laminación y la extrusión, es un proceso de fabricación de objetos conformado por deformación plástica que se realiza en caliente y en el que la deformación del material se produce por la aplicación de fuerzas de compresión.

Este proceso se utiliza para dar una forma y unas propiedades determinadas a los metales y aleaciones a los que se aplica mediante grandes presiones. La deformación se puede realizar de dos formas diferentes: por presión, de forma continua utilizando prensas, o por impacto, de modo intermitente utilizando martillos pilones.

Hay que destacar que es un proceso de conformado de metales en el que no se produce arranque de viruta, con lo que se produce un importante ahorro de material respecto a otros procesos, como por ejemplo el mecanizado.

Los principales tipos de forja que existen son:

Forja libre

Forja con estampa

Recalcado

Forjado isotérmico

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El estampado de metales o estampación es un tipo de proceso de fabricación por el cual se somete un metal a una carga de compresión entre dos moldes. La carga puede ser una presión aplicada progresivamente o una percusión, para lo cual se utilizan prensas y martinetes. Los moldes, son estampas o matrices de acero, una de ellas deslizante a través de una guía (martillo o estampa superior) y la otra fija (yunque o estampa inferior).

Si la temperatura del material a deformar es mayor a la temperatura de recristalización, se denomina estampación en caliente, y si es menor se denomina estampación en frío.

TIPOS

Este tipo de estampación se realiza con el material a mayor temperatura que la temperatura de recristalización que en el caso del hierro es de 910ºC

El estampado en frío se realiza con el material a menor temperatura que la temperatura de recristalización, por lo que se deforma el grano durante el proceso, obteniendo anisotropía en la estructura microscópica

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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 con materiales que son quebradizos, porque el material solamente encuentra fuerzas de compresión y de cizallamiento. Además las piezas finales se forman con una terminación superficial excelente

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Inyección, soplado y conformado al vacío

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Inyección, soplado y conformado al vacío

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Moldeo por inyección

En ingeniería, el moldeo por inyección es un proceso semicontinuo que consiste en inyectar un polímero, cerámico o un metal1​ en estado fundido (o ahulado) en un molde cerrado a presión y frío, a través de un orificio pequeño llamado compuerta. En ese molde el material se solidifica, comenzando a cristalizar en polímeros semicristalinos. La pieza o parte final se obtiene al abrir el molde y sacar de la cavidad la pieza moldeada.

Soplado

El moldeo por soplado es un proceso utilizado para fabricar piezas de plástico huecas gracias a la expansión del material. Esto se consigue por medio de la presión que ejerce el aire en las paredes de la preforma, si se trata de inyección-soplado, o del párison, si hablamos de extrusión-soplado.

Este proceso se compone de varias fases, la primera es la obtención del material a soplar, después viene la fase de soplado que se realiza en el molde que tiene la geometría final, puede haber una fase intermedia entre las dos anteriores para calentar el material si fuera necesario, seguidamente se enfría la pieza y por último se expulsa. Para facilitar el enfriamiento de la pieza los moldes están provistos de un sistema de refrigeración así se incrementa el nivel productivo.

Conformado al vacío

Esta técnica se utiliza con láminas de termo plásticos de gran superficie, procedentes del calandrado.

Para fabricar mediante conformado en vacío, se parte de una lámina termoplástica delgada, que se coloca sujeta sobre el molde de la forma a reproducir, posteriormente se calienta con un radiador para ablandar el material y se extrae el aire de la parte inferior, de esta manera la lámina se adhiere al molde tomando su forma. Una vez enfriado, se abre el molde para extraer la pieza.

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Técnicas de conformación de chapas

Doblado

Se somete una plancha a un esfuerzo de flexión, con el fin de que adopte una forma curva con un determinado radio de curvatura

Aplicaciones: piezas curvadas y anguladas.

Embutición

Es un proceso de conformación en frío que consiste en golpear una plancha para que se adapte al molde o matriz con la forma deseada.

Aplicaciones: piezas huecas, como cojinetes, a partir de chapas planas.

Los procesos de estirado y trefilado son muy similares al proceso de extrusión con alguna pequeña diferencia: en el proceso de estirado se parte de una barra, y se consigue una barra de menor diámetro (pero mayor longitud) que la barra inicial. En cambio, para el proceso de trefilado, se parte de barra, alambrón o alambre, y se consigue alambre de menor diámetro (pero mayor longitud).

Corte y punzonado

El punzonamiento es un efecto que se produce principalmente en elementos bidimensionales que trabajan en flexión dominante (forjados, solados y en menor medida vigas anchas), en el que un soporte vertical (pilar o columna) al transmitir esfuerzos axiales excesivamente concentrados sobre el elemento flexionado produce fisuras excesivas por tracción

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Conformación por arranque de material

el mecanizado por arranque de viruta se obtienen piezas separando partes materiales por medios mecánicos o con herramientas de filo podemos clasificar los mecanizados según sean manuales o mediante máquinas o herramientas los procedimientos básicos son el serrado el limado el taladrado y el roscado

el serrado se utilizan herramientas como la segueta la sierra de costillo el serrucho

en el limado las limas se utilizan para arrancar pequeñas virutas de metales las cocinas se utiliza para la madera y el picado de los dientes puede ser cruzado recto o fresado

el taladrado que la mayoría de los casos utiliza un taladro qué es una maquina o herramienta para realizar agujeros con un movimiento de rotación y otro de avance y hay varios tipos de acero al carbono para materiales blandos de acero rápido para haceros de poca dureza o de metal dura para haceros muy duros y fundición

el roscado que si utiliza para fabricar las roscas del actual que usan los machos de roscar que al girar sobre una tuerca por arranque de material van creando las hélices para fabricar los tornillos emplean la terrajas

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Es una herramienta industrial que permiten mecanizar piezas de forma geométrica de revolución. Estas máquinas-

herramienta operan haciendo girar la pieza a mecanizar (sujeta en el cabezal o fijada entre los puntos de chale quede fuera centraje) mientras una o varias herramientas de corte son empujadas en un movimiento regulado de avance contra la superficie de la pieza, cortando la viruta de acuerdo con las condiciones tecnológicas de mecanizado adecuadas. Desde el inicio de la Revolución industrial, el torno se ha convertido en una máquina básica en el proceso industrial de mecanizado.

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Una fresadora es una herramienta de corte rotativo de alta velocidad. Se utiliza sobre todo para cortar ranuras, practicar cortes decorativos a lo largo de los bordes de las piezas de madera o para vaciar áreas. Existen fresas de diversos tamaños y formas dependiendo de la dureza de las maderas y demás materiales que se desee cortar y del tipo de corte que se busque.

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Ultrasonido

Es un método en el que se emplea una herramienta y abrasivos sueltos. se hace vibrar la herramienta a una frecuencia ultrasonica y esta arrastra a los abrasivos generando un rutura frágil en la superficie de la pieza. la forma y dimensiones de la pieza están en función de la pieza.

También llamado mecanizado ultrasonico abrasivo, este método remueve material de la pieza dejando una forma especifica en ella, por medio de vibraciones ultrasonicas. se hizo por la necesidad de maquinar de forma precisa diferentes tipos de materiales.

Generador: esta unidad convierte la baja frecuencia (60 Hz) en potencia eléctrica de alta frecuencia

Transductor: la señal eléctrica de lata frecuencia es transmitida por el transductor para convertirla en vibración de alta frecuencia pero de baja amplitud. es decir el transductor convierte la energía eléctrica en vibración mecánica.

Portaherramientas: es la unión este el transductor y la herramienta.

Herramienta: están hechas de materiales dúctiles y los mas comunes son: latón , acero dulces e inoxidables

El mecanizado con láser

es un proceso especial o proceso no convencional de mecanizado de índole térmica, que no genera viruta, en el que la eliminación del material se provoca por la fusión y vaporización del mismo al concentrar en zonas localizadas elevadas temperaturas.

La tecnología del mecanizado con láser se basa en la generación de un haz láser de elevada potencia que es dirigido hasta a la pieza a mecanizar mediante un sistema de espejos de reflexión de alta precisión y una lente de enfoque convergente. En la zona de incidencia del rayo se consigue una elevada densidad de energía térmica concentrada que produce la volatilización del material.

La técnica de corte por plasma

es una de las más conocidas pues permite cortar prácticamente cualquier material. Hoy en día, el corte por plasma es un recurso que se utiliza mundialmente. Previamente, es necesario saber que el plasma es un conductor eléctrico y gaseoso de alta densidad y energía. Está constituido de electrones libres, iones positivos, átomos disociados y moléculas de gas. El plasma se produce cuando un chorro frío del gas calienta un arco eléctrico y pasa por un orificio estrecho.

Por tanto, el corte por plasma es un proceso que utiliza un chorro de alta velocidad de gas ionizado a través de un orificio de constricción. El gas ionizado o plasma entra a alta velocidad y conduce la electricidad a la pieza con la que se está trabajando. Básicamente, el plasma derrite el material de la pieza de trabajo.

Características del corte por plasma

El corte por plasma se utiliza, principalmente, para cortar acero estructural, inoxidables o metales no férricos. El corte por plasma no necesita de un operario que controle la velocidad de corte y puede brillar en según que aplicaciones. Otras ventajas que se encuentran en este corte es que es más rápido y puede hacer cortes no lineales. Además, posibilita mecanizados de acero estructurales, se consiguen cortes de altísima calidad y acabados perfectos. Aun así, son máquinas más caras y requieren de una fuerte potencia eléctrica.

El mecacanizado por electroerosión, o por descarga eléctrica

es un proceso de mecanizado por arranque de viruta para materiales conductores de la electricidad que emplea chispas controladas con precisión producidas entre un electrodo, generalmente de grafito -que puede considerarse como la herramienta de corte– y una pieza de trabajo, en presencia de un fluido dieléctrico.

La electroerosión es un proceso de mecanizado que emplea energía térmica, es decir, el material se extrae por calor, el cual es introducido en forma de chispa por el flujo eléctrico entre el electrodo y la pieza de trabajo.

Una fuente de alimentación pulsada controla el tiempo y la intensidad de las cargas eléctricas, así como el movimiento del electrodo en relación con la pieza de trabajo. Para que se pueda formar una chispa, el electrodo debe estar siempre separado de la pieza por una cierta distancia. Esta distancia, conocida como distancia de chispeo, sobrecorte o más sencillamente, del inglés, “gap”, se mantiene gracias a un fluido dieléctrico que, dependiendo del tipo de máquina empleada para la electroerosión, puede ser parafina, aceites minerales ligeros o agua desionizada.

El fluido dieléctrico se comporta como aislante hasta que se aplica el voltaje suficiente para transformarlo en conductor. Como la superficie tanto del electrodo como de la pieza contiene pequeñas irregularidades, el campo eléctrico generado entre los puntos más cercanos entre el electrodo y la pieza es más intenso y, por lo tanto, se establece una descarga entre ambos puntos, tal como vemos en la figura siguiente.

El corte por chorro de agua es un proceso de índole mecánica mediante el cual se consigue cortar un material, haciendo impactar sobre éste un chorro de agua a gran velocidad que produce el acabado deseado. Hoy ya es un recurso habitual a la hora de mecanizar piezas, simple y a la vez muy complejo. Es una herramienta muy versátil cuya aplicación es extensible a prácticamente todos los trabajos de la industria, introducido por Flow International en 1980, de un modo hoy rudimentario.

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Principalmente podemos clasificarla en desmontable y fijas los métodos de Unión la desmontable son aquellas como tornillo tuerca los pasadores las chavetas y las uniones fijas son por ejemplo los remaches las soldaduras y las uniones forzadas

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Máquinas transfer

optimizadas para el mecanizado de un producto una familia limitada de piezas y éstas resultan adecuadas para grandes volúmenes de producción permiten realizar simultáneos trabajos en varios puestos y costa y constan de estaciones mecanizado-sucesivas en las que las piezas van siendo mecanizada simultáneamente la pieza realiza un recorrido circular entran por la zona de carga pasa por las distintas estaciones y acaban en una estación de descarga

las máquinas transfer lineales las piezas se desplazan de forma rectilínea por una serie de estaciones en cada una de las cuales realiza un proceso de mecanizado

automatización flexible: CNC

el control numérico por computadora es un sistema de automatización reprogramable que emite a partir de una programación mecanizar un producto las máquinas en C pueden realizar distintas operaciones e incluso cambiar automáticamente de herramientas o cabezales.

como principal ventaja tiene que mejorar la precisión y el aumento de la calidad de los productos y también nos permite mecanizar productos de geometría complicada

como principales inconvenientes es que esta tiene un alto coste de adquisición y accesorios, exige una alta ocupación y trabajó en varios turnos se necesita una gran cantidad de cálculos programación y preparación, así como de personal cualificado para esta programación y mantenimiento y el coste de mantenimiento es elevado

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Por impacto ambiental podemos entender la alteración que produce los procesos fabricación de productos de forma positiva o negativa sobre la salud humana sobre el medio ambiente.

los distintos procesos de fabricación generan una serie de residuos y emisiones que afectan significativamente al ser humano y el medio ambiente.

la fase de diseño de un producto fundamentalmente sentido ya que el 80 por ciento del impacto medioambiental que se genera en su fabricación se puede terminar y reducir durante esta fase.

los impactos ambientales más habituales son la contaminación del agua la contaminación del suelo el agotamiento de los recursos naturales la contaminación atmosférica y los efectos locales

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Como medida de protección general los procesos de fabricación debemos realizar estudios previos en los que valoraremos tomar medidas correctoras como las siguientes:

- usar chimenea extractora con filtros físicos y químicos

- disponer de un sistema de filtrado de partículas para su posterior reciclado

- llevar a cabo la recogida de residuos para su posterior tratamiento o reutilización

- establecer las medidas adecuadas de protección de incendio almacenaje y transporte de material potencialmente peligroso