MECANIZADO PORDEFORMACIÓN Y CORTE Forjado Estirado Laminado Doblado Embutido Extrusión Características •Proceso en frío y en caliente. •Poco o ningún desperdicio. •Cambios plásticos significativos. •Incrementa propiedades y resistencias. Este es un proceso continuo de compresión indirecta. Normalmente la única fuerza o esfuerzo aplicado es la presión radial de los rodillos laminadores. Esto deforma el metal y lo jala a través de la holgura de los rodillos. Tipos básicos de laminado • Laminado de perfiles • Laminado en plano TIPO DE TRENES •Dos rodillos. •Rodillos reversibles. •Cuatro rodillos. PROCESO INDUSTRIAL PROCESO INDUSTRIAL PROCESO INDUSTRIAL Defectos de laminado • Proceso de formado que comprime el material entre dos dados (con inclinaciones diferentes), para que tome su forma. • Aplicación de la fuerza por impacto o presión gradual. – Marinete: por impacto. – Prensa de forja: presión gradual. • Generalmente en caliente Forja de herrero o con martillo Forja con martinete Forja de laminado Tipos de forjado • Forjado sin Rebaba – Complejidad del proceso: Vol. Mat = Vol. Cavidad – Operación de acuñado RECALCADO • Dado impresor: Encabezado OPERACIONES PROCESO DE FORJADO Forjado Bolillas Forjado con Rodillos DEFECTOS Proceso de compresión en el cual se transforma el metal de trabajo forzándolo a través de la abertura de un dado para que adopte la forma de su negativo en el interior del mismo. Control del proceso en la entrada EXTRUSIÓN DIRECTA Análisis proceso de extrusión x f r Y p ln = x f Y p c = | . | \ | + = Do L Y p x f 2 c Presión Ideal Presión Real E.I. Presión Real E.D. f x A A r 0 = x r ln = c x x r b a ln · + = c Relación de Extrusión Deformación ideal Deformación real Carga, velocidad y Presión, control a la salida. Material sale a través del vástago apisonador EXTRUSIÓN INDIRECTA Disminuye presión y fricción en la fase inicial mediante fluidos y procedimientos especiales EXTRUSIÓN HIDROSTÁTICA EXTRUSIÓN POR IMPACTO Golpea la parte de trabajo mas que aplicar una presión. Fabricación latas de aluminio PLANCHADO Hace que las paredes de la sección cilíndrica (espesor) sean más uniformes Productos obtenidos mediante extrusión •Trinquetes • Utensilios varios • Dispositivos para juguetes •Cajas de batería • Dispositivos para frenado Temperaturas de varios metales en la extrusión en caliente DEFECTOS • Reventado • Tubificado •Agrietado superficial Dados de extrusión Dados Metálicos Elementos de plástico Proceso en el cual se reduce el diámetro de un alambre o metal mediante un proceso de aplicación de cargas tensiles. Hilera ESTIRADO / TREFILADO DADOS DE ESTIRADO Desgaste dados de estirado Consiste en conseguir una pieza de forma, partiendo de una pieza plana. Es un proceso de deformación plástica. En todo proceso de doblado se debe tener en cuenta: propiedades mecánicas del material, elasticidad, resistencia, geometría (distribución de ángulos del sistema). 1 2 1 e R t = + Operación de Doblado DOBLADO DE BORDES Dado deslizante OTRAS OPERACIONES DE DOBLADO Doblez, engargolado y rebordeado • Formado de bridas OTRAS OPERACIONES DE DOBLADO ESTAMPADO Crear identaciones (venas, costillas de refuerzo) DESPLEGADO Combinación de corte y doblado, o corte y formado, en un solo paso para separar parcialmente el metal de la lámina. Rejillas en las partes de metal para ventilación OTRAS OPERACIONES DE DOBLADO DOBLADO DE TUBOS (Rolado) Proceso de dar a una chapa metálica la forma de un molde golpeándola con determinada fuerza o haciéndola pasar forzadamente a través de un dado REEMBUTIDO DEFECTOS Arrugamiento en la brida Arrugamiento en la pared Desgarrado Orejeado Rayado superficial Cizallado Troquelado Punzonado Torneado Taladrado Fresado Cepillado - Limado Aserrado PROCESOS DE CORTE Las herramientas de corte por cizallado son aquellas que cortan los materiales sin desprender viruta de metal El cizallado es un método apto también para chapa de alta resistencia. En general, cuanto mayor es la carga de rotura, mayor será la fuerza de corte exigida. También el desgaste de las herramientas de corte aumenta al aumentar la carga de rotura de la chapa TIPOS DE CIZALLAS: El troquelado es el proceso mediante una herramienta empleada (troquel) para dar forma a materiales sólidos, y en especial para el estampado de metales en frío. TIPOS DE TROQUELADOS Punzonado Acuñado TROQUEL CILÍNDRICO ROTATORIO: herramienta cilíndrico y la base opuesta está hecha con goma. Proceso con movimiento continuo ; presentando menor precisión. (incidencia oblicua de las cuchillas de corte) Proceso empleado en materiales de poca dureza superficial TIPOS DE TROQUELADOS El punzonado es una operación de corte de chapas o láminas, generalmente en frío, mediante un dispositivo mecánico formado por dos herramientas: el punzón y la matriz. La aplicación de una fuerza de compresión sobre el punzón obliga a éste a penetrar en la chapa, creando una deformación inicial seguida de un cizallamiento y rotura del material. El torneado: mecanizados realizados en los ejes de revolución u otros componentes que tengan mecanizados cilíndricos concéntricos o perpendiculares a un eje de rotación tanto exteriores como interiores. Trabaja en los planos Z y X. Puede haber un tercer plano (charriot), para realizar conicidades TORNEADO Velocidad de rotación Profundidad de corte Velocidad de avance Tiempo de maquinado Variables a tener en cuenta El torneado: para mayor precisión en el acabado de las piezas, se escogen tornos CNC o que presenten combinación de múltiples herramientas. TORNO CNC • Operado por control numérico • Excelente para fabricación de piezas de revolución • Gran capacidad de producción y de precisión en el mecanizado • Ideal para trabajos en serie y mecanizado de piezas complejas • Controlado por software Refrentado (Careado) Mandrinado Torneado ahusado (cónico) Torneado de contornos Torneado de formas Repulsado Cilindrado Chaflanado (Avellanado) Tronzado Roscado Ranurado Perforado Perfilado Moleteado Brochado (Mortajado) OPERACIONES RELACIONADAS CON EL TORNEADO TORNEADO AHUSADO TORNEADO DE CONTORNOS TORNEADO DE FORMAS REPULSADO CILINDRADO CHAFLANADO TRONZADO ROSCADO RANURADO MANDRINADO REFRENTADO (Careado) PERFORADO PERFILADO MOLETEADO BROCHADO BROCHADO BROCHADO TALADRADO Es una operación de maquinado que se usa para crear agujeros redondos en una parte de trabajo Variables a tener en cuenta Velocidad de rotación Avance Tiempo de maquinado Tolerancia de aproximación Agujero completo Agujero ciego Definición TALADRADO Taladros prensa Taladro vertical Taladro radial Taladro múltiple Taladro revólver de CNC Diseñado para cortar agujeros en partes grandes Consiste básicamente en una serie de dos a seis taladros verticales conectados en un arreglo en línea. Se pueden realizar operaciones de taladrado en serie. Escariado (Rimado) Roscado interior Abocardado Avellanado (Chaflanado) Centrado Refrentado Barrenado Trepanado OPERACIONES RELACIONADAS CON EL TALADRADO ESCARIADO ABOCARDADO AVELLANADO ROSCADO INTERIOR BARRENADO TREPANADO CENTRADO REFRENTADO FRESADO Es una operación de maquinado en la cual se hace pasar una parte de trabajo enfrente de una herramienta cilíndrica rotatoria con múltiples bordes o filos cortantes • Es un proceso de mecanizado en el cual se arrancan virutas mediante una herramienta circular de múltiples filos. • El movimiento principal de corte es circular y lo realiza la fresa al girar sobre su propio eje. • Los movimientos de avance, profundidad y aproximación, en principio, los realiza la pieza que se mecaniza FRESADO Es una operación de maquinado en la cual se hace pasar una parte de trabajo enfrente de una herramienta cilíndrica rotatoria con múltiples bordes o filos cortantes Características generales Tipos de operaciones de fresado •El eje de rotación de la herramienta cortante es perpendicular a la dirección de avance •Herramienta de corte: Fresa •Máquina usada en el proceso: fresadora •Forma geométrica creada: Plana Periférico (cilíndrico) Frontal • El eje de la herramienta es paralelo a la superficie que se está maquinando • la operación se realiza por los bordes en la periferia exterior del cortador. • El eje de la fresa es perpendicular a la superficie de trabajo. • el maquinado se ejecuta por los bordes o filos cortantes del extremo y la periferia de la fresa FRESADO Velocidad de corte Avance Remoción de material Distancia de aproximación Tiempo para fresar LIJADORA BANDA 3x21” Lijadora Limadora Cepillo • La cepilladora tiene cierta similitud con la limadora (sistema de corte). • En el cepillo, la herramienta (fija) realiza el corte al desplazarse la pieza por debajo de ella (movimiento rectilíneo). •En general, la limadora se utiliza para alisar y moldear superficies horizontales, verticales, curvas y angulares • Es un proceso se corta una hendidura angosta dentro de la parte de trabajo por medio de una herramienta que tiene una serie de dientes estrechamente espaciados. • Proceso empleado para separa una parte de trabajo en dos piezas o para cortar un trozo no deseado de la pieza. • En la mayoría de las operaciones de aserrado, el trabajo se mantiene estático y la hoja de la sierra se mueve respecto a el. •Hay varios tipos de aserrado (tipo mov de la sierra): segueta, sierra banda, caladora, sierra circular, tronzadora, ingleteadora • Involucra movimiento lineal de vaivén de la herramienta sobre el trabajo. • Usado frecuentemente en operaciones de trozado. • El corte se realiza solamente en la carrera hacia adelante. • El corte es intermitente = es el menos eficiente de los procesos de aserrado SEGUETA Caladora de banco Caladora manual SIERRA CINTA • Involucra movimiento lineal continuo • El trabajo avanza dentro de la sierra cinta. • Se clasifican en verticales y horizontales. • Cortar trozos, realizar operaciones como calado y ranurado. • Se puede combinar con CNC, para realizar calado de piezas complejas Sierra circular SIERRA CIRCULAR • Involucra movimiento continuo de la herramienta frente al trabajo • Se usa frecuentemente para cortar barras largas, tubos u otros a una L específica. • Acción de corte similar a una operación de fresado ranurado. • Sierra circular es más delgada y contiene mas dientes que una fresa ranuradora. • La tronzadora conocida también como ingleteadora •Involucra movimiento continuo de la herramienta frente al trabajo. Proceso que puede ser manual o automatizado • Se usa frecuentemente para cortar barras largas, listones, tubos u otros a una longitud específica. • Acción de corte similar a un aserrado y/o corte con disco. • Proceso de corte que puede ser empleado tanto para metales como para maderas. • La tronzadora conocida también como ingleteadora (cortadora en ángulos, ingletes) •Involucra movimiento continuo de la herramienta frente al trabajo. Proceso que puede ser manual o automatizado • Se usa frecuentemente para cortar barras largas, listones, tubos u otros a una longitud específica. • Acción de corte similar a un aserrado y/o corte con disco. • Proceso de corte que puede ser empleado tanto para metales como para maderas. MAQUINADO LASER (LBM) El láser es un haz electromagnético, monocromático y de alta direccionalidad, capaz de concentrar una gran cantidad de energía en un pequeño punto. Presenta longitudes de onda UV, infrarroja o en la región visible MAQUINADO LASER Marcado: Es el caso en que el material cambia de color con la exposición a calor con la presencia de oxigeno, sin una ablación apreciable, es decir, el surco que se deja en la pieza es apenas inapreciable. Es utilizado para diseños decorativos. Grabado en profundidad: Esta técnica consiste en una considerable ablación de material. El material se funde y es lanzado al exterior del surco que se crea. Es utilizada en impresión de diseños en espejo para moldes. Características de los láseres TIPO Eficiencia eléctrica (%) Longitud de onda (nm) Potencia Continua (W) Potencia Máxima (W) Aplicaciones en Manufactura CO 2 > 10 10600 Hasta 1000 10 Corte, taladrado, rayado, soldadura, tratamientos térmicos He-Ne < 0.1 633 0.002 10 Alineaciones y desplazamientos Nd en vidrio > 1 1060 Hasta 1000 10 Taladrado y soldadura Rubí < 0.15 694 0.005 10 Taladrado Mejor aprovechamiento del material, debido a que la anchura del surco generado es mínima. Las paredes de corte son perpendiculares a la pieza y paralelas entre sí. La pieza cortada no precisa ningún tratamiento ni limpieza posteriores. Se pueden realizar cortes en cualquier dirección. El proceso es altamente flexible y automatizado. No se precisan cambios de herramienta, lo que aumenta la flexibilidad y eficiencia de los equipos. Es un proceso rápido y silencioso. VENTAJAS SOBRE OTROS PROCESOS MAQUINADO LASER CHORRO DE AGUA (WJM) Chorro de agua Si bien suele ser más caro que otros sistemas, el corte por agua es de una gran eficiencia. El dispositivo consiste en un chorro de agua cuyo diámetro mide pocos milímetros a una presión que supera los 3950 atm, velocidad de 1000 m/s y mezcla el chorro con una arena abrasiva. El dispositivo se constituye por una especie de piscina cubierta de agua que actúa como contención del chorro. Se debe introducir en el ordenador el elemento que va a cortar, su espesor (hasta 15 cm) y la clase de material. El tiempo de corte puede ir de 15 minutos a más de 35 horas. El sistema permite realizar un corte basto o el más perfecto. Chorro de agua Ventajas sobre otros sistemas El corte por chorro de agua presenta diferentes ventajas al ser comparado, por ejemplo, con el corte por láser. Entre ellas, están las siguientes: No afecta ninguna zona de la pieza porque corta en frío. No presenta inconvenientes con materiales reflectivos. Corta cualquier índice de espesor. Permite trabajar con varios objetos a la vez. Chorro de agua Ventajas sobre otros sistemas También ofrece ventajas al ser comparado con los sistemas de plasma y oxicorte: A diferencia de estos dos sistemas no utiliza el calor. Eso asegura que no afecte en ningún momento a ninguna zona del material sobre el cual trabaja y, además, garantiza terminaciones correctas. Cuando se utiliza el chorro de agua con abrasivo se pueden cortar elementos de un mayor grosor. Chorro de agua Chorro de agua Implementación ultra rápida - desde la mesa de dibujo al corte Tiempo de ajuste corto - gracias a que las fuerzas tangenciales sólo aparecen en forma muy reducida, con frecuencia desaparece la fijación complicada del material Gran precisión – hace superfluo el corte posterior Elevadas velocidades de corte No se precisa el reafilado de herramientas Seguro para operarios y medio ambiente – no se crean ni vapores, ni polvo de material; no se precisan refrigerantes caros VENTAJAS SOBRE OTROS PROCESOS Chorro de agua Proceso de corte en frío – no crea zonas calientes en el material; sin problemas en relación a materiales duros y la tensión del material Producto final limpio - elimina la necesidad de procesos de retoque Cantos de corte sin rebabas – en la mayoría de aplicaciones no es necesaria la mecanización de los cantos de corte Juntas de corte estrechas Ideal para la elaboración rápida de prototipos y la producción flexible. VENTAJAS SOBRE OTROS PROCESOS HIDROFORMADO El proceso de hidroformado consiste en la aplicación de una presión interna mediante un fluido, para transformar un tubo recto en un componente con una forma que incluya diversas protuberancias. La metodología del hidroformado consiste en colocar un tubo en un molde cerrado con la forma deseada; posteriormente al aplicar el fluido presurizado al interior del tubo, éste adopta la forma del molde El hidroformado constituye un trabajo en frío mediante el cual se ocasiona una deformación permanente del material y consecuentemente un endurecimiento del mismo. HIDROFORMADO MAQUINADO ULTRASÓNICO (USM) • Elimina material de una pieza de trabajo en forma de virutas • Método para maquinar materiales duros y quebradizos. LOS MAS UTILIZADOS: • Oxido de aluminio • Carburo de silicio • Carburo de boro La rapidez del maquinado depende del tamaño del grano y la velocidad. Abrasivos PROCESO DE CORTE CON PLASMA Este proceso corta el metal mediante la aplicación de un arco eléctrico y un gas ionizado a alta temperatura, concentrado sobre un área muy pequeña, por lo cual puede operar a altas velocidades de corte PROCESO DE CORTE CON PLASMA • La temperatura generada llega a los 33315 °C la cual es 10 veces superior a la obtenida por la reacción del oxigeno y acetileno • El equipo de plasma transforma la energía eléctrica en calor transportado por un gas • El corte no depende de reacciones químicas, por lo que puede usarse para el corte de cualquier metal PROCESO DE CORTE CON PLASMA PROCESOS DE DEFORMACIÓN DE PLÁSTICOS Extrusión Extrusión- soplado Inyección Soplado Soplado- estirado Rotomoldeo Termoformado Suministro de materia prima y aditivos de polímero. Salen de la matriz de extrusión en un estado blando Qx=velocidad de flujo resultante (in 3 /s) Qb=flujo en contrapresión Qd=flujo de arrastre D = diámetro del dado (in) N = vel rotación tornillo (rev/s) dc = prof canal del tornillo (in) A = ángulo de la paleta p = presión estática del cilindro (psi) η = viscosidad (lb*s / in 2 ) L = longitud del tornillo (in) DEFECTOS EXTRUSIÓN-SOPLADO (EBM, Extrusion Blow Molding) CALANDRADO El calandrado hacer pasar un material sólido a presión entre rodillos de metal generalmente calientes que giran en sentidos opuestos. La finalidad puede ser obtener láminas de espesor controlado o bien modificar el aspecto superficial de la lámina. • Proceso de los mas empleados en la fabricación del plástico. • Se pueden elaborar formas complejas Máquina de moldeo por inyección Ciclo típico de moldeo RIM: Reaction Injection Molding = Moldeo por inyección activa PLÁSTICOS Plásticos transformados por inyección • Termoplásticos: son los polímeros plásticos mas utilizados. Son reciclables. Presentan adecuada tenacidad • Termoestables: este tipo de plásticos no son reciclables. VALORES TÍPICOS DE CONTRACCIÓN DE PLÁSTICOS SELECTOS Plástico Contracción, in/in (mm/mm) Termoplásticos ABS 0.006 Nylon 6,6 0.020 Policarbonato 0.007 Polietileno 0.025 Poliestireno 0.004 Cloruro de polivinilo 0.005 Termofijos Fenólicos 0.010 Dc = dimensión de la cavidad (in) Dp = dimensión de la parte moldeada (in) S = valor de contracción del polímero • Proceso usado para hacer formas huecas tales como botellas, o sistemas de almacenamiento. • Se debe tener en cuenta la temperatura y presión de trabajo Ampliamente utilizado para obtener artículos normalmente huecos. Se utiliza más a menudo para la producción de pequeñas cantidades de artículos muy grandes. Utiliza la fuerza centrífuga generada en un molde giratorio para conformar la masa plástica Bajo coste en el utillaje. Proceso sin presión. Permite un rango de utilización muy amplio en cuanto a cadencia de fabricación. Se obtienen cuerpos con espesor de pared uniforme en comparación con otras tecnologías como soplado. Ofrece la posibilidad de obtener cuerpos huecos con formas muy complejas. Ofrece la posibilidad de fabricar piezas en tamaños muy dispares, de pequeñas a muy grandes. Posibilidad de moldear varias piezas diferentes en una sola etapa de moldeo. Ofrece la posibilidad de utilizar materiales reciclables. Ventajas del rotomoldeo Termoplásticos Permite las productividades más altas y los menores costes unitarios Se utiliza para dar forma a láminas, normalmente obtenidas mediante extrusión previa Forma mas tradicional Pmáx = 1 atm TERMOFORMADOAL VACÍO Permite las productividades más altas y los menores costes unitarios Se utiliza para dar forma a láminas, normalmente obtenidas mediante extrusión previa Piezas pequeñasmoldes múltiples (bandejas) TERMOFORMADOA PRESIÓN Molde negativo Molde positivo Conocido como formado por soplado. Su ventaja sobre el formado al vacío es que se pueden desarrollar presiones mas altas Presiones de trabajo de 3 – 4 atm TERMOFORMADOMECÁNICO Utiliza molde (positivo y negativo); aplicados contra una lamina de plástico caliente No se utiliza ni vacío ni presión de aire Ventaja: mayor control dimensional y la posibilidad de tallar la superficie de ambos lados de la pieza Se utiliza para formar un producto de forma simple con sección transversal uniforme como formas redondas, rectangulares, tuberías, placas o laminas. PULTRUSIÓN O EXTRUSIÓN ESTIRADA PULTRUSIÓN O EXTRUSIÓN ESTIRADA Una impresora 3D es una máquina capaz de realizar "impresiones" de diseños en 3D, creando piezas o maquetas a partir de un diseño hecho por ordenador. Las versiones comerciales construyen piezas a partir de los datos de un archivo CAD en formato .STL (monocromo) o .VRML (color). Ambas fabrican la pieza capa a capa. Las impresoras en 3D permiten crear reproducciones de fósiles para exhibirlas en museos, como la de esta abeja descubierta en una muestra de ámbar de 100 millones de años de antigüedad
Report "MECANIZADO DE MATERIALES_DEFORMACION Y CORTE 2011 v6.pdf"