Procesos Tecnológicos Sin Arranque de Viruta

Ingeniería mecánica II TP: Mecanizado sin arranque de virutas

Mecanizado sin arranque de viruta En todo proceso de fabricación de piezas mecánicas, existen diferentes procedimientos de mecanizado para obtener la forma y propiedades deseadas. Estos procesos pueden ser con o sin arranque de viruta, en donde donde desarrollaremos este último, el cual consta de diferentes métodos utilizando agentes externos como diferencia de temperaturas, presiones, etc. que modificarán las propiedades físicas del material.

Modelado por fusión 

Moldeo con moldes desechables Moldes de Arena o Según condiciones de la arena: pueden encontrarse moldes en verde, moldes con secado de huella, moldes en arena desecada. Según el número de piezas a confeccionar: moldes con arena para número de piezas pequeño. Moldes con arena para grandes series: En cáscara Al vacío Poliestireno expandido Revestimiento Moldes de Yeso o Moldes Cerámicos o Moldeo con moldes permanentes Moldes de vaciado por gravedad o a baja presión o Moldes de inyección o Máquina de cámara de presión en caliente Máquina de cámara de presión en frío Fundición por colada centrífuga o 

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Modelado plástico o de aplicación de fuerzas 

Forja Libre Con estampado o Laminación Extrucción Trefilado Corte, punzonado, estampado Repujado o

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Grupo 3: Bottazzi Francisco, Copes Nicolás, Gontero Alejandro, Kieffer Guillermo, Galiano Herman y Giancarelli Mauro


Conformado por forjado Introducción La conformación por deformación plástica de los metales es el proceso utilizado para fabricar piezas mediante la transformación plástica de un cuerpo sólido y en la cual se mantiene inalterado el volumen del cuerpo. Esta transformación se realiza sometiendo a los metales, calientes o fríos, bajo la acción de fuerzas exteriores de diferentes tipos: compresión, tracción, flexión, etc. Existen diversos procedimientos de conformado dependiendo del tipo de esfuerzo principal empleado y de la pieza a deformar. Tipos de procesos de conformado por deformación plástica según el tipo de esfuerzo al que se someten las piezas. 

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Conformación por compresión: Forja libre o Forja con estampa o Extrusión o Laminación o Conformación por compresión y tracción: Extrusión de perfiles o Trefilado de alambre o Embutición profunda o Embutición con estirado por tracción o Conformación por flexión Doblado o Conformación por torsión Retorcido o



Conformado por forjado Introducción La conformación por deformación plástica de los metales es el proceso utilizado para fabricar piezas mediante la transformación plástica de un cuerpo sólido y en la cual se mantiene inalterado el volumen del cuerpo. Esta transformación se realiza sometiendo a los metales, calientes o fríos, bajo la acción de fuerzas exteriores de diferentes tipos: compresión, tracción, flexión, etc. Existen diversos procedimientos de conformado dependiendo del tipo de esfuerzo principal empleado y de la pieza a deformar. Tipos de procesos de conformado por deformación plástica según el tipo de esfuerzo al que se someten las piezas. 

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Conformación por compresión: Forja libre o Forja con estampa o Extrusión o Laminación o Conformación por compresión y tracción: Extrusión de perfiles o Trefilado de alambre o Embutición profunda o Embutición con estirado por tracción o Conformación por flexión Doblado o Conformación por torsión Retorcido o


Ingeniería mecánica II TP: Mecanizado sin arranque de virutas Clasificación de los procesos de conformación según el tipo de pieza a deformar

Tipo de pieza a trabajar Paredes delgadas. Ej. Chapa

Transformación principal Desplazamiento Alargado (a tracción)

Doblado

Paredes no delgadas. Ej. Lingotes

Arrollado Desplazamiento

Proceso Laminado

Repujado Alisado Trefilado de alambres y perfiles Estirado a tracción de superficies y tubos Embutición profunda Acuñado hueco Doblado recto Doblado curvo Retorcido Forja libre Forja con estampa Extrusión Laminado plano y de forma

El proceso de conformación por deformación requiere que el material tenga determinadas propiedades plásticas, para su mejor elaboración. Las piezas metálicas frente a una acción externa, se comportan indistintamente, dependiendo fundamentalmente de sus características geométricas y metalúrgicas, así como también de la magnitud y dirección de la fuerza que actúa. Existen dos tipos de esfuerzos básicos, a los que pueden estar sometidas las piezas, ellos son: Tracción y Compresión, ante los cuales estas manifiestan, primero, un comportamiento elástico y posteriormente plástico.

Comportamiento elástico-plástico de las piezas metálicas La deformación elástica de las piezas se caracteriza por la recuperación de la geometría inicial de las mismas, después de retirada la fuerza exterior aplicada, es decir las deformaciones que ocurren son reversibles. Sin embargo en la deformación plástica, la geometría de partida no se recobra, una vez retirada la acción de la fuerza, por lo que es irreversible. Esta conducta es el principio físico en el que se basan los procesos de conformación de piezas por deformación plástica. La plasticidad de los metales, desde el punto de vista de los estados de la materia (líquido, sólido y gaseoso), puede valorarse como una etapa transitoria entre el estado sólido y el líquido, es por ello que para conformar las piezas, conviene trabajarlas en caliente.



Estas características de los metales son representadas en la siguiente gráfica de Tensión-deformación.

A. Periodo Elástico: el metal es sometido a esfuerzos, se deforma y al de jar de tensionarlo, vuelve

a la forma inicial B. Zona de alargamiento semielastico semielastico C. Zona de fluencia o escurrimiento escurrimiento D. Zona de alargamiento homogéneo en en toda la probeta: el material es deformado adoptando

una forma distinta a la inicial E. Zona de estricción: el material llega a la zona de rotura

Definición del forjado en caliente La forja es el conjunto de operaciones necesarias para la conformación de piezas metálicas, mediante la deformación plástica del material, aplicando esfuerzos violentos de compresión repetidos (martilleo) o continuos (compresión), después de haberlas calentado por encima de la temperatura de recristalización, pero inferiores a la de fusión, por lo que existe una temperatura máxima y mínima. Característica Característic a de las piezas forjadas Las piezas forjadas se caracterizan por ser simples y macizas, a diferencia de las piezas fundidas sin agujeros pasantes, los cuales se hacen en operaciones posteriores de mecanizado. Las piezas conformadas por forja pueden ser: 

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Piezas acabadas: la forja da la forma definitiva Piezas de desbaste: la forja da la forma aproximada, con un exceso de material de 3mm y posteriormente se mecaniza.

Materiales forjables Para realizar la deformación plástica sobre los metales es imprescindible la utilización de materiales con propiedades plásticas, que les permitan experimentar una deformación permanente y significativa, sin destrucción de los lo s enlaces moleculares. Grupo 3: Bottazzi Francisco, Copes Nicolás, Gontero Alejandro, Kieffer Guillermo, Galiano Herman y Giancarelli Mauro


La mayoría de los metales pueden ser forjados pero no así sus aleaciones que a veces resultan pocos maleables, demasiado frágiles y se rompen antes de alcanzar el grado de deformación deseado. Los materiales forjables a temperatura ambiente son aquellos que tengan compuestos químicos plásticos y los no forjables aquellos que por el contrario, sus compuestos químicos son no plásticos. Son muy forjables todos los aceros al carbono, con preferencia, los de bajo contenido de carbono, así como los metales no férreos maleables. En el caso de los metales no aleados, se puede discernir, a través del diagrama HierroCarbono como muestra la figura, que a temperatura ambiente son forjables aquellos cuyos constituyentes son la ferrita y en parte la perlita, sin embargo no son forjables los que contengan cementita. Pero a la temperatura de forja y para materiales con porcentaje de carbono menor al 1,76, estos constituyentes se transforman totalmente en austenita, que es muy plástica y por lo tanto perfectamente forjable.

De aquí que las fundiciones, que a temperatura de forja están constituidas por austenita y cementita, no sean forjables, ya que esta última tiene una elevada fragilidad y por ello, son inadecuadas para la conformación, excepto las fundiciones de grafito esferoidal que pueden hacerlo en caliente. Por otra parte el cobre debe forjarse en frío ya que en caliente es muy frágil, mientras que el aluminio y muchas aleaciones ligeras admiten forjado en caliente y en frío. Grupo 3: Bottazzi Francisco, Copes Nicolás, Gontero Alejandro, Kieffer Guillermo, Galiano Herman y Giancarelli Mauro


Temperaturas de forja Las temperaturas a las que deben calentarse los metales y aleaciones en la forja, están comprendidos para cada material, entre una temperatura mínima y otra máxima. Estas temperaturas están condicionadas por la recristalización, ésta última es la temperatura a la que ocurre la reorganización del cristal, la formación del grano nuevo, por lo tanto en el caso de los aceros esta temperatura es igual a la de austenización: 721°. La temperatura mínima siempre debe ser mayor a la de recristalización, ya que por encima de ésta, los metales pueden deformarse significativamente y con pequeños esfuerzos. Es cierto que a mayor temperatura, el metal ofrece menor resistencia a la deformación, pero mayor será el crecimiento de su grano, hasta que llegue a fundirse, por ello se debe aplicar para cada metal o aleación una temperatura máxima que no conviene superar.

Beneficios aportados a la estructura del metal con la aplicación del proceso de forja Existen dos razones por las que se forjan los metales: 

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Para perfeccionar la calidad del metal, eliminando la fragilidad de los lingotes y corrigiendo la forma y disposición de los cristales. Para fabricar el producto final de forma aproximada o precisa.

Las piezas forjadas se utilizan, en menoscabo de las mecanizadas, que parten de perfiles laminados, por varios motivos: 

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No se corta el fibrado Menores tiempos de mecanizado Menor desperdicio de material Adecuado para piezas de compromiso con gran resistencia Optimas características mecánicas con las menores secciones y pesos, obtenidos por el compactado, fibrado y tratamiento térmico posterior

Con el forjado se mejoran las siguientes propiedades mecánicas de las piezas: 

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Afino del grano Orientación de la fibra Mejores propiedades en la dirección de la fibra Disminución de las sopladuras y segregaciones Mejor homogeneidad del metal

El afino de grano de los metales en la forja, se produce por el desmenuzamiento del mismo y la reedificación inmediata en tamaño más pequeño como se muestra en la imagen:



Cuanto más baja sea la temperatura de forja (no menor a la de recristalización), y más enérgicamente se golpee el metal, mayor será este afino, y por el contrario el crecimiento del grano comenzaría, si se interrumpiese el martillado del metal antes de que descienda la temperatura de recristalización. Las propiedades mecánicas de los metales, así como la microestructura, mejoran con el afino del grano, principalmente si estos contienen muchas impurezas y por ende son muy defectuosos. Durante el forjado las fibras metálicas adoptan una disposición gradual de la forma final de la pieza, como se puede observar en la cabeza recalcada en la imagen:

Si en la fabricación del metal, durante la solidificación, quedan cavidades, es decir, sopladuras, estas mediante el forjado son aplastadas y soldadas, ponerse en contacto íntimo a temperaturas elevadas. Gráficamente:



Defectos en la forja En la forja se pueden producir los siguientes defectos: 

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En el momento de la forja aparecen inclusiones de cuerpos extraños Ausencia de material en zonas de la pieza Aparición de pliegues Presencia de grietas producidas por un aumento exagerado de la temperatura, por un sobre-esfuerzo local o por un inadecuado forjado

Ciclo de ejecución de la forja Calentamiento del material hasta la temperatura de forja. Se calienta el material hasta la temperatura de austenización y se mantiene en el horno durante un período de tiempo, para tener la seguridad de que dicha temperatura es constante en todo el material. La velocidad de elevación de la temperatura debe ser lenta y paulatina para evitar diferencia de temperatura entre el núcleo y la superficie y por lo tanto tensiones. A mayor temperatura menor resistencia a que el metal se oponga a la deformación, pero el tiempo de permanencia a esta temperatura máxima no debe excederse para evitar el crecimiento del grano. Operaciones de deformación o forja. Por golpes o por presión. Enfriamiento hasta la temperatura ambiente. Puede ser al aire pero es más aconsejable sobre todo para los aceros dulces hacerlo en el horno o en un lecho de ceniza.

Máquinas utilizadas para la forja Máquinas para calentar La pieza debe calentarse lentamente para que así toda ella alcance una temperatura uniforme y evitar que se produzcan tensiones internas. Por otra parte no se debe sobrecalentar. Los hornos utilizados son: Fraguas utilizadas para bajo número de piezas y sobre todo pequeñas y de poca responsabilidad. Hornos de reverbero para piezas grandes o para un gran número de piezas al mismo tiempo (también se usa el horno de combustible líquido o gas). 

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Máquinas para forjar Grupo 3: Bottazzi Francisco, Copes Nicolás, Gontero Alejandro, Kieffer Guillermo, Galiano Herman y Giancarelli Mauro


Las máquinas empleadas en la forja mecánica son de dos tipos dependiendo de la forma de aplicar los esfuerzos de compresión. 

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Martinetes o Martillos: se aplican esfuerzos mediante golpes sucesivos (choque). Su acción es más superficial por lo que suele utilizarse para piezas pequeñas o de poco espesor. Prensas: los esfuerzos por presión son de forma continua y progresiva. Producirá deformaciones iguales en toda la pieza incluso en las partes internas por lo que se utilizan en piezas grandes o de gran espesor.

Un diagrama esquemático de un martinete antiguo, donde se puede apreciar en el centro de la imagen el martillo o peso que realiza el golpe. El material a forjar está situado entre el martillo y la base.

Tipos de forjado En el siguiente cuadro comparativo se muestran las ventajas, desventajas y características particulares de los forjados tanto en frío como en caliente, para poder determinar la conveniencia de cada uno de ellos. FRIO

Ventajas: Mayor exactitud dimensional Terminación superficial No hay radiación lumínica No hay exposición a altas temperaturas Es un proceso limpio (sin emanación de gases, escoria, grasa) Bajo nivel de ruido

CALIENTE 

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los componentes se contraen. Como la temperatura puede ser no uniforme en toda la pieza y no se pueden compensar estas variaciones dimensionales. Precisión máxima alcanzada IT 12 Temperaturas alcanzadas causan oxidación, problemas de escoria superficial obliga a limpieza posterior



Desventajas: Globalizado Bonderizado Uso material pulvimetalúrgico USD 50 ASP 23 para construir herramental Alta presión Desarrollo y construcción de herramental más exigentes que en forja en caliente Un herramental para forjado en frío para un bocallave, requiere precisión 0,02 a 0,03 mm. además de un pulido terminación del herramental (bruñido para permitir que el material fluya durante la deformación. Este pulido se hace con pastas diamantadas, lo hace un operario en forma manual. El herramental exige una elaboración mucho mas cuidada Equipos para forja en frío Requiere excelentes condiciones todo movimiento o desviación que se produce en el proceso que termina con la rotura del herramental 

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y operación de acuñado en algunas piezas. Desgaste del herramental de forjado debido al calentamiento 1000 – 1100ºC y la escoria que erosiona el material del herramental.

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Ventajas: Menor esfuerzo de deformación Materiales menos costosos en relación a los de la forja en frío ; USD 10/kg aunque más voluminoso Material es más fácil para trabajar  

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Desventajas: En forja de golpe (martillos) rotura de herramental y deterioro de máq. Proceso sucio: escoria, desmoldado, grasa de forjado 

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El proceso en frío tiene ventajas sobre el caliente pero tiene como contrapartida:   

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Un alto costo inicial (inversión inicial) Funcionamiento y desarrollo en alto costo en nuevas piezas Para forjar en frío es necesario máquinas en óptimo estado sin juegos de desgaste en cambio para forjar en caliente las condiciones iniciales son menos exigentes Además en el forjado en caliente se puede obtener casi cualquier forma; en cambio en el forjado en frío la deformación, entre el estado inicial y final no puede superar el 30% si se requiere otra deformación es necesario tratar el material nuevamente El forjado en caliente es más común que el forjado en frío. Lo van a encontrar en 9 de cada 10 casos donde las piezas son obtenidas por procesos de forja.

Matricería El diseño y materiales de matrices para el forjado es un tema muy complejo, que depende de muchos factores, como ser el tipo de forja, tipo de pieza a forjar, cantidad, tiempo de forjado, costos, temperaturas, etc. Las matrices tienen formas determinadas, dependiendo de la forma de cada pieza que se desea obtener. Poseen ángulos que permiten la separación luego de cada golpe, de la matriz con respecto a la pieza. Estos ángulos varían según el tamaño, forma y temperaturas.



Además deben tener un espacio lateral entre cada matriz, para que el material sobrante de cada forja ocupe ese volumen. Esquema de matrices:

Otro aspecto a tener en cuenta de las matrices, es que no se puede realizar de una sola vez el forjado definitivo, sino que debe realizarse en etapas. La figura siguiente muestra la forma de la matriz, y los distintos pasos para la obtención de una biela mediante el forjado:

Ejemplos de forjado Además del ejemplo anterior de la obtención de una biela, podemos agregar la producción de herramientas como se realizan en Bahco, en Santa Fe donde el forjado se realiza mayormente en caliente; la construcción de válvulas por forjado en frío en Edival y Basso en Rafaela, la construcción de pistones en IAPEL, etc.



Laminación Los aceros y otros metales usados en la construcciones metálicas deben ser suministrados en formas y tamaños adecuados para su inmediata utilización tanto para la construcción de maquinas como para las construcción de estructuras metálicas. En este último caso, especialmente listos para ser recortados y colocados en las distintas estructuras. De allí la necesidad de transformarlos lingotes obtenidos por fundición en barras con secciones geométricas simples o complejas adecuadas a los distintos usos. Con esta necesidad puesta en juego desarrollo la laminación, la cual puede ser en frio o en caliente.

Laminación en caliente El proceso de laminado en caliente comienza con el calentamiento de los lingotes, este proceso es indispensable para el mismo, se calienta el lingote en hornos continuos de reverbero, en lo que se los lleva a temperaturas compendiadas entre las de re cristalización y las de fusión. En los aceros el proceso de laminado se realiza a unos 1200 ºC. Una vez a la temperatura correcta, el tocho se comienza a laminar, a través de diferentes tipos de trenes de laminación, obteniendo diferentes productos finales, pero el proceso en si es el mismo para los diferentes trenes de laminación, por eso explicaremos el concepto de laminación, para luego nombrar y desarrollar los procesos más populares. Comenzaremos definiendo laminado como un proceso de deformación volumétrica en el que se reduce el espesor inicial del material trabajado mediante las fuerzas de compresión que ejercen dos rodillos sobre el material de trabajo. Si consideráremos que estos dos cilindros, de gran peso, están dispuestos en forma horizontal, separados entre sí una determinada distancia y suponemos que entre que entre ellas las superficies cilíndricas de estos rodillos se pretende pasar una barra cuyo espesor es mayor a dicha distancia, este paso solo es posible si la barra es deformable y se comunica un moviendo de rotación inverso a dichos cilindros. Si este movimiento existe, ambos cilindros ejercen sobre la barra una presión y movimiento de arrastre que la obliga a avanzar. Este avance, solamente se produce, si la altura de la barra esta en cierta relación con el diámetro de los cilindros y si la temperatura que ella pose permite el forjado por aplastamiento. Los cilindros cumplen en este caso una triple acción: 1. Comprimen el material que laminan. 2. Disminuyen la sección de la barra por efecto de una deformación Grupo 3: Bottazzi Francisco, Copes Nicolás, Gontero Alejandro, Kieffer Guillermo, Galiano Herman y Giancarelli Mauro


longitudinal simultánea. 3. Modelan una nueva sección de perfil distinto. Para ellos deben cumplirse varias condiciones, una de las cuales es la necesidad de disponer de un momento de rotación suficiente, lo que debe suministrar un motor a los rodillos. Este proceso de deformación del material, se repite tantas veces como sea necesario, para obtener el resultado final querido. Vale destacar que con ese proceso no se produce acritud, o sea, que no se endurece el material por la deformación, que puede ser tan intensa como sea necesario, siempre que se mantenga el material a las temperaturas adecuadas. Además en la laminación en caliente se producen mejoras de las características del material, mejorando la estructura del metal.

Laminado en frio El laminado en frio, es proceso, que se utiliza en por lo general, para obtener chapa negra. Este consiste en la reducción del producto a temperara ambiente, al igual que en caliente, se realiza a través de rodillos, que deforman volumétricamente el material. El proceso de laminado en frio comienza previamente con la limpieza de la superficie para recién poderla someterla al laminado. Este se realiza en trenes de laminación por general, en tres pares de rodillos dispuestos en tándem, o bien un tren continuo de laminación reversible, pasando así la cinta formada, varias veces, de adelante hacia atrás y viceversa. Un vez obtenido le reducción deseada, la cinta se debe recocer para eliminar todo tipo de durezas y rigidez, para restablecerla, ya que el proceso de laminación en frio se realiza a temperatura ambiente, por lo que el material adquiere acritud al deformarse. Una vez obtenida recocida la cinta, esta se puede estañar, para obtener hojalata. Con laminación en frio la precisión es del centésimo de milímetro. Por lo general la fabricación se realiza en 4 etapas: 1. El decapado, realizado en marcha “continua” en una línea que comprende un proceso de limpieza y baños en acido sulfúrico diluido. 2. El laminado, también realizado en forma continúa utilizando un rollo (bobina) de varias toneladas de peso con un ancho de que varia generalmente entre los 680 y 1000 mm y un espesor menor a 3 mm. 3. El desengrasado de la cinta metálica ya reducida al espesor definitivo por laminación, utilizando silicato de soda activado por electrolisis. 4. El recocido, provocado por hornos con atmosfera neutra, para evitar una oxidación provocada por el contacto con una llama directa.



Deformaciones producidas por laminación con rodillos lisos.

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Recalcado a la entrada: las fuerzas de los cilindros sobre el material producen en

este una especie de recalcado, que se traduce en un ligero aumento de la sección de la pieza. 

Deformación masiva: tiene lugar en

el plano que pasa por los ejes de los cilindros, llamado plano de laminación. 

Dilatación a la salida: al salir el

material de los cilindros aumenta su sección ligeramente debido a la elasticidad del material. Para evitar que las superficies queden abombadas, se deben utilizar cilindros abombados. 

Ensanchamiento: la anchura del

material aumenta relativamente poco cuando sale de los cilindros en comparación con la forja. Esto se debe a que el movimiento de rotación de los cilindros produce un flujo del material, de tal modo, que si se aumenta la velocidad de los rodillos, se consigue la misma anchura que la inicial. 

Alargamiento: al disminuir el

espesor del material y aumentar muy poco su anchura, se produce una disminución de la sección y un notable alargamiento de la pieza laminada. Como a la velocidad de entrada del tocho hay que sumarle el aumento de longitud, la velocidad del avance del material es superior a la velocidad de entrada. A este fenómeno s le denomina aceleración.

Característica de los laminadores La unidad de laminación más elemental se compone de dos cilindros cuyos porta cojinetes, denominados ampuesas, están apoyados en dos bastidores compuestos cada uno por una base, dos columnas y un larguero que los une. Ambos bastidores están unidos entre sí por otros elementos que mantienen la posición. Si los bastidores que soportan las ampuesas son de una pieza se denominan cajas cerradas y si su larguero es desmontable, cajas abiertas.



Ese laminador elemental puede estar formado por más de dos cilindros, tanto de eje horizontal como de eje vertical. Al menos uno de los cilindros debe moverse longitudinalmente (verticalmente si es de eje vertical y horizontalmente si es de eje horizontal) para poder ajustar la distancia entre los cilindros. Hay que tener en cuenta que si el ajuste hay que realizarlo después de cada pasada del material, el ajuste se realiza mediante motores, llamando a ese conjunto de elementos calibrador (conjunto que permite la adaptación de la distancia entre los cilindros en cada pasada). Los cilindros de laminación se componen de tres partes principales: 

Cuerpo o tabla

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Cuello

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Muñones o trefles

La robustez de los cilindros de laminación viene definida por la relación entre la longitud de la tabla y su diámetro: 2 ≤ L/D ≥ 3

Los cilindros suelen estar construidos en fundición de distintos tipos, aunque también pueden construirse en acero. Los cojinetes también se pueden hacer de distintos tipos y formas, siendo de bronce con elementos antifricción como aleantes o de resinas especiales. El accionamiento de los cilindros se realiza mediante motores eléctricos acoplados a una caja de reducción y una de piñones que acopla los cilindros entre sí y con la caja de reducción. Normalmente los motores son de corriente alterna, salvo en los grandes trenes de laminación, donde son de corriente continua.

Tipos de laminadores 

Dúos: están formados por una caja

con dos cilindros que pueden ser reversibles. 

Tríos: están formados por tres

cilindros que se sitúan sobre un mismo plano vertical. 

Dúos alternativos: en estos, a uno de los cilindros de los trenes trío se le mete un

árbol de transmisión. 

Doble dúo: son dos cajas dúo.


Ingeniería mecánica II TP: Mecanizado sin arranque de virutas 

Cuartos: son cuatro cilindros en un mismo plano vertical.

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También puede haber de 6 o 12 cilindros

Existen cajas universales, que llevan cilindros verticales y horizontales y que pueden ser para trabajar en un plano vertical o en varios. También hay cajas basculantes, que cambian de posición dentro de un mismo plano y los ejes también pueden cambiar de sentido.

Trenes de laminación Es un conjunto de laminadores para que el material vaya pasando sucesivamente de uno a otro hasta obtener el perfil deseado. Pueden ser:

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Abiertos o en línea

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Continuos o en tándem

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En cross country Existen varios tipos de trenes:

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Desbastadores: los trenes desbastadores o BLOOMING-SLABBING parten del lingote que

viene de la fundición. La capacidad del tren puede llegar hasta las 18000Tn. Se llama BLOOMING a los que se dedican a laminar tochos y suelen ser de sección cuadrada normalmente. Los SLABBING son los que laminan las petacas que también son de sección rectangular. Estos trenes pueden ser a su vez de distinto tipo. Puede ocurrir que haya trenes de uno y otro tipo o que haya trenes que sirvan para los dos. En estos trenes, el cilindro inferior es fijo y el superior se mueve (se desplaza unos 2m). Cada cilindro va con su propio sistema de accionamiento, es decir, directo y de corriente continua. Los trenes BLOOMING europeos están formados por canales relativamente profundos y una parte plana en el extremo de la tabla. Los americanos están formados por una parte central plana y tres o cuatro canales en los extremos. En los americanos, el trabajo va acompañado de un aporte de agua pulverizada. 

Palanquilla: es el tren que procesa un producto ya desbastado en los trenes BLOOMING,

produciendo una reducción del producto de entre 4 y 1,25cm. También se denominan llantones y tienen un espesor de entre 1 y 1,25cm y una anchura entre 20 y 60cm. Normalmente son continuos. Antes las cajas eran horizontales, pero actualmente lo que se hace es ir introduciendo los tochos en cajas verticales desplazables.


Ingeniería mecánica II TP: Mecanizado sin arranque de virutas 

Fermachine: su nombre corresponde con el producto, ya que fermachine es un redondo

acerado de 5 a 8mm de diámetro. Se parte de los productos del tren de palanquilla, suelen ser continuos y clasificados en tres secciones: -

Desbaste

-

Proceso de obtención del fermachine

-

Repaso o acabado

Estructurales: son aquellos que tienen por objeto obtener perfiles pesados (ángulos, tes, dobles tes,…). Aquí utilizamos los pro ductos de los trenes de desbaste. Tienen una 

composición compleja y variable. 

Comerciales: aquellos destinados a obtener perfiles de peso medio o pequeño.



Para chapa: para laminar la chapa se pueden utilizar distintas soluciones:

-

Para chapa gruesa: las petacas se laminan en un tren formado por cajas dúos.

Para banda en caliente: los llantones se laminan calentándolos previamente. Pasan por una serie de cajas en un tren continuo que los laminan y los acaban para, posteriormente ser cortadas esas bandas con cizalla. Pueden ser almacenadas superponiendo las bandas o en bobinas. Para banda en frío: se emplean para obtener bandas de pequeña sección, en torno a 1,5mm, teniendo en cuenta que aparece acritud que habrá que eliminar sometiendo las bandas a un recocido. Además, siempre tiene que haber un proceso de decapado. Planetarios: laminan en caliente, tienen un gran cilindro de apoyo y, después, muchos cilindros planetarios, para terminar en otros cilindros empujadores.

Fabricación de hojalatería Es una chapa delgada de acero dulce que está comprendida en unos espesores de 0,2 a 0,5mm. Esa chapa se recubre por cada una de sus aras de una capa de estaño muy fina (0,5 2µ). Esta capa sirve para proteger la chapa de acero contra la c orrosión y oxidación. Aunque realmente no es así como queda, sino que entre esas superficies de acero y estaño se forma una delgadísima capa de aleación estaño-hierro. Se utiliza un acero extradulce, ya que se embute con mayor facilidad y, por consiguiente, se puede obtener gran cantidad de envases y utensilios de todo tipo. Se parte de los lingotes adecuados al empleo que de esa hojalata se haga y se lamina primero en petacas de pequeña sección en torno a una longitud de 5m. Esas petacas, tras su elaboración, se controlan para eliminar sus defectos, se calibran y se laminan en un tren continuo, dándole un espesor de 2mm. Esa banda se pasa por unos tanques en los que hay ácido sulfúrico diluido para quitarle todo el óxido. Después, esa banda se pasa por otro tren donde se lamina en frío, reduciendo su espesor a 0’5mm. Para esto, hay que lubricar, quitando

más tarde ese lubricante. Tras ello, hay que hacer un recocido de tipo continuo, quedando una chapa muy blanda. Para endurecerla, se la hace pasar por una laminación suave que apenas reduce su espesor. Grupo 3: Bottazzi Francisco, Copes Nicolás, Gontero Alejandro, Kieffer Guillermo, Galiano Herman y Giancarelli Mauro


Por último, se cortan esas bandas mediante dos operaciones: una que la deja con un ancho determinado y otra que la corta transversalmente. Para estañar esta banda de acero hay que decaparla primero y, a continuación, se introduce en un tanque de estaño de tal forma que se haga uniforme la capa de estaño en la banda de acero. A continuación, esas chapas de hojalata se pasan por un tanque de sosa para quitarle los restos de lubricante que pudiera tener. Por último se hace pasar por un secador. Ejemplo de laminación El ejemplo más común de laminación es de chapa o de perifileria de acero, que se realiza en siderar, en la ciudad de Ramallo.

Trefilación Se entiende por trefilar a la operación de conformación en frío la cual consiste en la reducción de sección de un alambre o varilla haciéndolo pasar a través de un orificio cónico llamada hilera o dado. Los materiales más empleados para su conformación mediante trefilado son el acero, el cobre, el aluminio y los latones, aunque puede aplicarse a cualquier metal o aleación dúctil. Trefilado propiamente dicho consiste en el estirado del alambre en frío, por pasos

sucesivos a través de hileras, dados o trefilas de carburo de tungsteno cuyo diámetro es paulatinamente menor, los cuales deben responder a grandes exigencias de calidad y terminación. Esta disminución de sección da al material una cierta acritud en beneficio de sus características mecánicas, manteniendo su volumen total y obteniendo un alargamiento del mismo. En este proceso se utilizan los siguientes términos:

• Alargamiento: el alargamiento se expresa en porcentaje sobre la longitud original.

Ejemplo: longitud antes de la hilera 1m, longitud después de la hilera 1.20m entonces el alargamiento es del 20%. • Reducción de sección: es la proporción en que se reduce la sección transversal de un hilo o alambre cuando este pasa a través de una trefila. Se expresa en un % sobre la superficie original de la sección transversal. Ejemplo: (pi/4) * d2 = 1mm2 antes de la trefila y 0.8 mm2 después. Reducción de secciones 20%. • Reducción de diámetro: define la proporción en que se reduce el diámetro de un hilo cuando este pasa a través de una trefila. Se expresa en % sobre el diámetro anterior al trefilado. Ejemplo: 200µ antes de la trefila y 160µ después. La reducción de diámetro es del 20%. Dependiendo de la longitud y el diámetro de las barras a trabajar, varían las reducciones que se pueden llegar a obtener mediante este proceso. A las barras de hasta 15 mm de diámetro o mayores, se les suele dar una ligera pasada para mejorar el acabado Grupo 3: Bottazzi Francisco, Copes Nicolás, Gontero Alejandro, Kieffer Guillermo, Galiano Herman y Giancarelli Mauro


superficial y las tolerancias dimensionales reduciendo su diámetro hasta 1,5 mm. En otros tamaños más pequeños, se puede llegar a conseguir reducciones del 50%, y en otros alambres de hasta el 90% en pasadas sucesivas, partiendo en un estado del material de recocido y antes de que necesite un nuevo recocido con el fin de eliminar su acritud. Se fabrican alambres de hasta 0,025 mm y menores, variando el número de hileras por los que pasa el alambre y con varios recocidos de por medio. La disminución de sección en cada paso es del orden de un 20% a un 25% lo que da un aumento de resistencia entre 10 y 15 kg/mm2. Pero alcanzado cierto límite, variable en función del tipo de acero, no es aconsejable continuar con el proceso de trefilado pues, a pesar que la resistencia a tracción sigue aumentando, se pierden otras características como la flexión. Si es imprescindible disminuir el diámetro del alambre, se hace un nuevo tratamiento térmico como el recocido que devuelve al material sus características iníciales. Las ventajas que aporta el trefilado propias del conformado en frío son las siguientes: buena calidad superficial, precisión dimensional, aumento de resistencia y dureza, y por supuesto la posibilidad de producir secciones muy finas.

Operaciones preparatorias para el trefilado Afilado: debe afilarse el extremo del redondo a fin de poder introducirlo en la hilera,

en unos 20 o 25 cm. Esta operación se puede realizar por laminación o martillado. Decapado: El trefilado como toda operación de deformación en frio, debe de limpiarse

lo más perfectamente posible la superficie pues los óxidos metálicos son duros y muy poco plásticos. Esta limpieza se puede realizar por medio mecánico o químico. La limpieza mecánica se realiza haciendo pasar el redondo por una serie de poleas que lo obligan a curvas muy agudas, que hacen saltar el oxido, que después es eliminada con cepillos metálicos en una operación completamente automática. Si el metal está seco la limpieza resulta muy completa. Pero generalmente la limpieza superficial de los redondos se realiza por decapado químico, con baño de soluciones de acido sulfúrico al 20%, a los que se añade inhibidores para limitar la corrosión del metal después de la disolución de la capa de oxido. A veces se utilizan dispositivos de agitación de los baños, mecánicos o de aire comprimido para aumentar la velocidad de la reacción. Después del baño de acido se pasan los rollos de alambre a un tanque de agua para lavarlos y a continuación a otro de una solución de cal, para neutralizar los restos de acido y dejar una delgada capa de hidróxido de cal sobre la superficie del metal, que sirve de lubricante. En el caso de usar como lubricantes el grafito, se deben secar bien los rollos a



continuación del lavado, por medio de una corriente de aire a 200º y no es necesario el baño de cal.

Trefilado El trefilado se realiza en maquinas de trefilar compuestas de tres elementos principales: Devanadera : Donde se coloca el rollo de redondo. Hilera: Puede ser de acero al cromo o mas generalmente de metal duro como el

carburo de tungsteno o widia. El ángulo del tronco del cono de reducción es de 8º a 16º, según los metales y lubricantes empleados. Se utilizan también hileras de diamante para la fabricación de hilos muy finos. La hilera está colocada en un soporte refrigerado con agua fría y provisto de un dispositivo para lubricación continua del alambre.

Bobina de arrastre: Tira el alambre. La velocidad del trefilado depende del mateial y

de la reducción impuesta, y puede llegar hasta los 1500m/min.

Clases de maquinas para trefilar Hay dos clases de maquinas de trefilar: las simples y las múltiples. Las maquinas simples están compuestas por una sola hilera, con una devanadera y una bobina de arrastre. Las maquinas múltiples están compuestas de varias hileras de boquilla decreciente, por las que pasa el hilo sucesivamente, arrastrado por un número igual de bobinas de arrastre, colocadas entre hilera e hilera. Se construyen tres tipos de maquinas múltiples: Múltiples continuas: en las cuales las velocidades periféricas de las bobinas de arrastre

intermedias están calculadas para absorber el aumento de la longitud del hilo al adelgazarse. Múltiple de acumulación:

las velocidades periféricas no estar calculadas para compensar el aumento de longitud del hilo del alambre, por lo q se produce una acumulación de alambre en cada bobina, para que pueda enfriarse antes de pasar a la hilera siguiente. Grupo 3: Bottazzi Francisco, Copes Nicolás, Gontero Alejandro, Kieffer Guillermo, Galiano Herman y Giancarelli Mauro

Ingeniería mecánica II TP: Mecanizado sin arranque de virutas Múltiples compensadas: las bobinas de arrastre son conos con gargantas en número

igual al de hileras. De esta manera el aumento de longitud del alambre es absorbido por el aumento progresivo del desarrollo de las poleas.

Operaciones de acabado Corte: el corte del extremo afilado se realiza con cizalla o tijera Recocido : como el alambre trefilado queda endurecido por la deformación se somete

generalmente a un recocido contra acritud en hornos de campana, con atmosfera controlada para evitar la oxidación o la descarburación si se trata de aceros. También se emplean para este fin hornos de baños de sales, en los que se introducen las bobinas enteras, o bien en hornos de longitud y temperatura apropiada, colocados en el circuito de la operación, realizándose el recocido de una manera continua. Pulido o revestimiento superficial: frecuentemente se les da a los alambres los

siguientes acabados superficiales: Rectificado de su superficie para eliminar el oxido superficial, descarburaciones y

defectos y dejar a las varillas a un diámetro exacto. Este procedimiento se utiliza en los alambres destinados a la fabricación de muelles. Galvanizado con cinc para aumentar su resistencia a la corrosión. Esmaltado con barnices especiales para darle aislamiento eléctrico. Pulido, niquelado o cromado para mejorar su aspecto superficial, desde un punto de

vista decorativo.

Lubricación El paso de los alambres por las hileras eleva rápidamente la temperatura por el frotamiento con los conos de reducción y por el trabajo interno producido por la deformación. Esta elevación de temperatura es completamente indeseable y para reducirla todo lo posible se lubrican siempre los alambres. Para esto se emplean los siguientes productos: Grafito finamente pulverizado y perfectamente seco para el trefilado del wolframio. Grafito en suspensión coloidal en aceite o en agua para trefilar el molibdeno, algunas clases de bronces y también el wolframio. También se utiliza la cera, parafina y, sobre todo, jabones para el trefilado de la mayor parte de los metales y aleaciones. Los jabones más empleados son los jabones de cal y los jabones de sosa.



Aplicación de los alambres trefilados El trefilado es una de las aplicaciones de más amplia aplicación en la industria, por la extensa aplicación que tiene el alambre y los productos de él derivados. Entre ellos podemos citar alambres para ataduras y para fabricación de muelles; alambres conductores de cobre, bronce, aluminio y hierro galvanizado; cables trenzados, alambres de espino, clavos y tornillos, telas metálicas, agujas, ejes para aparatos de medidas, ejes de pequeñas dimensiones para aparatos de relojería, radios de bicicletas, accesorios diversos de joyería y bisutería; filamentos de lámparas eléctricas, etc.

Trefilado en frio de tubos de acero sin costura Los tubos de acero sin costura obtenidos por laminado en caliente no siempre pueden ser utilizados directamente por la industria. En ciertas aplicaciones se exigen dimensiones de sección estrictamente exactas, o bien superficies lisas o diámetros más reducidos o características mecánicas especiales que solo los confiere el estirado en frio. Los tubos obtenidos por este último procedimiento se aplican especialmente para la conducción de fluidos a altas temperaturas o a altas presiones. El trafilado en frio comprende a una serie de operaciones: 1. Adelgazamiento de los extremos a los efectos de pasar por la hilera y ser tomados por las mordazas. 2. Decapado del tubo para eliminar el oxido. 3. Engrase o lubricación que disminuye el rozamiento 4. El estirado propiamente dicho 5. El recocido para eliminar las tensiones creadas en la estructura En el estirado en frio el tubo sufre a temperatura ambiente una deformación plástica importante que disminuye sus dimensiones transversales y aumenta su longitud. Para esta operación se requiere una hilera y un mandril para calibrar su diámetro interno. Durante el estirado, la deformación plástica se traduce en un aplastamiento y alargamiento de los cristales de su estructura metalografía, los cuales exigen posteriormente un recorrido para normalizar dicha estructura. Maquina o banco de trafilado: Puede ser accionada hidráulicamente o en forma

mecánica de una forma muy similar a las maquina de obtención de alambre. Las maquinas modernas trabajan con velocidad hasta de 50m/min. y con ellas se obtienen tubos de hasta 30m de largo. Ellas son enteramentes automáticas y algunas son múltiples, es decir pueden estirar varios tubos a la vez.


Ingeniería mecánica II TP: Mecanizado sin arranque de virutas Hilera o trefila: Es la herramienta q disminuye el perímetro del tubo, esta se fija

sólidamente en un soporte y tiene aspecto de un disco agujereado con un orificio de perfil cuidadosamente elegido, con curvas de enlace perfectas, pues tienen una importancia decisiva en la operación. Se construyen en acero de muy alta resistencia, convenientemente templados y cromado para pequeñas series; pero para una fabricación más importante se recurre a metales duros formados por carburo de tungsteno tipo widia o similar. Esta trafilacion no da superficies lisas no de dimensiones precisas, especialmente en el espesor de las paredes; es por ello que se recurre al paso de un mandril por el interior del tubo. Este mandril asume tres formas principales; mandril largo, mandril corto y mandril flotante. El mandril largo se emplea para tubos cilíndricos y con él se consiguen reducciones de sección q alcanzan el 45% y alargamiento un 80% en una sola pasada. El mandril corto se atornilla a un vástago que se mantiene mediante disposición adecuada junto a la hilera y se consiguen 40% de reducción en la sección y un 66% de alargamiento en una sola pasada. El mandril flotante es empujado en el interior del tubo por medio de aire comprimido y con él se logra reducciones del 40%. En todos los casos estos mandriles son de acero de alta resistencia convenientemente templados.

Estampado La 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.



Bajo el nombre genérico de estampado se encuentran otras tareas parecidas que se realizan en las chapas de los metales que se llaman, embutición y troquelado. Los elementos claves de la estampación lo constituyen una prensa (prensa mecánica, neumática o hidráulica), que puede tener tamaño, forma y potencia muy variada, y una matriz o un molde, donde se da la forma del estampado requerido, o un troquel donde está grabado el dibujo que se desea acuñar en la chapa, y que al dar un golpe seco sobre la misma queda grabado. El estampado de los metales se realiza por presión, donde la chapa se adapta a la forma del molde. El estampado es una de las tareas de mecanizado más fáciles que existen, y permite un gran nivel de automatismo del proceso cuando se trata de realizar grandes cantidades de un producto. Las chapas de acero, aluminio, plata, latón y oro son las más adecuadas para el estampado. Una de las tareas de estampado más conocidas es la que realiza el estampado de las caras de las monedas.

Estampación en caliente La estampación en caliente se realiza con el material a mayor temperatura que la temperatura de recristalización. En este caso se trata de un tipo de proceso de forja, con la peculiaridad de someter el material a compresión entre dos estampas. A esta temperatura el material tiene un límite elástico bajo y una región plástica amplia, siendo posible deformarlo sin incrementar su acritud. No obstante, para obtener formas complicadas puede ser necesario realizar varias operaciones en una serie de estampas que se aproximan progresivamente a la forma final, a veces con otras operaciones intermedias, como desbarbados o mecanizados. El producto obtenido tiene menor precisión dimensional y mayor rugosidad que cuando se trabaja en frío, pero es posible obtener mayores deformaciones en caliente

Estampación en frío La estampación 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. Suele aplicarse a piezas de menor espesor que cuando se trabaja en caliente, usualmente chapas o láminas de espesor uniforme. Las principales operaciones de estampación en frío son:

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Troquelación: punzonado (realización de agujeros), corte (separación de piezas de una chapa) o acuñación. Embutición: obtención de cuerpos huecos a partir de chapa plana.

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Deformación por flexión entre matrices: curvado, plegado o arrollado.

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Los materiales utilizados en la estampación en frío son dúctiles y maleables, como el acero de baja aleación, las aleaciones de aluminio (preferentemente al magnesio, sin cobre), el latón, la plata y el oro.

Troquelación: Se denomina punzonado (troquelado) a la operación mecánica que se utiliza para realizar agujeros en chapas de metal, láminas de plástico, papel o cartón. Para realizar esta tarea, se utilizan desde simples mecanismos de accionamiento manual hasta sofisticadas prensas mecánicas de gran potencia. Uno de los mecanismos de troquelado más simples y sencillos que existen puede ser el que utilizan los niños escolares para hacer agujeros en las hojas de papel para insertarlas en las carpetas de anillas. Los elementos básicos de una punzonadora lo constituyen el troquel que tiene la forma y dimensiones del agujero que se quiera realizar, y la matriz de corte por donde se inserta el troquel cuando es impulsado de forma enérgica por la potencia que le proporciona la prensa mediante un accionamiento de excéntrica que tiene y que proporciona un golpe seco y contundente sobre la chapa, produciendo un corte limpio de la misma. El corte metalúrgico puede entenderse como la acción de dividir piezas mediante la fuerza de corte; esta fuerza puede ser ejercida a través de maquinas de corte lineal (herramientas como la cizalla, cierra, etc) o rotativas (amoladora, taladro, cierra circular, etc) las de corte lineal producen un corte recto mientras que las circulares o rotativas desgastan la superficie (desplazando su centro), o crean agujeros en el material. La prensa mecánica o prensadora es una máquina que acumula energía mediante un volante de inercia y la transmite bien mecánicamente (prensa de revolución total) o neumáticamente (prensa de revolución parcial) a un troquel omatriz mediante un sistema de biela-manivela. Actualmente las prensas de revolución completa (también llamadas de embrague mecánico o de chaveta) están prohibidas por la legislación vigente en toda Europa. La norma que rige estas prensas es la EN-692:2005 transpuesta en España como UNEEN692:2006 +A1:2009. La fuerza generada por la prensa varía a lo largo de su recorrido en función del ángulo de aplicación de la fuerza. Cuanto más próximo esté el punto de aplicación al PMI (Punto Muerto Inferior) mayor será la fuerza, siendo en este punto (PMI) teóricamente infinita. Como estándar más aceptado los fabricantes proporcionan como punto de fuerza en la prensa de reducción por engranajes 30º y en las prensas de volante directo 20º del PMI. Ha de tenerse en cuenta que la fuerza total indicada por los fabricantes se refiere a la proporcionada en funcionamiento "golpe a golpe", es decir, embragando y desembragando cada vez, para funcionamiento continuo (embragado permanente) ha de considerarse una reducción de fuerza aproximada del 20%. La necesidad de flexibilizar los procesos y automatizarlos ha hecho que se adopten en estas maquinas los convertidores de frecuencia (variadores de velocidad) y Grupo 3: Bottazzi Francisco, Copes Nicolás, Gontero Alejandro, Kieffer Guillermo, Galiano Herman y Giancarelli Mauro


debe tenerse en cuenta que las variaciones de velocidad afectan a la fuerza suministrada. Por tanto una variación de velocidad sobre el estándar del fabricante del 50% significa una disminución de fuerza disponible del 75%.



Deformación en láminas metálicas por el proceso de embutido Embutición: Se denomina embutición al proceso de conformado en frío de los metales, por el que se transforma un disco o piezas recortada, según el material, en piezas huecas, e incluso partiendo de piezas previamente embutidas, estirarlas a una sección menor con mayor altura. El objetivo es conseguir una pieza hueca de acuerdo con la forma definida por la matriz de embutición que se utilice, mediante la presión ejercida por la prensa. La matriz de embutición también es conocida como molde. Se trata de un proceso de conformado de chapa por deformación plástica en el curso del cual la chapa sufre simultáneamente transformaciones por estirado y por recalcado produciéndose variaciones en su espesor. Para la embutición se emplean, casi exclusivamente, prensas hidráulicas. La embutición es un buen proceso para la fabricación en chapa fina de piezas con superficies complejas y altas exigencias dimensionales, sustituyendo con éxito a piezas tradicionalmente fabricadas por fundición y mecanizado. El embutido es una extensión del prensado en la que a un tejo de metal, se le da una tercera dimensión considerable después de fluir a través de un dado. El prensado simple se lleva a cabo presionando un trozo de metal entre un punzón y una matriz, así como al indentar un blanco y dar al producto una medida rígida. Latas para alimentos y botes para bebidas, son los ejemplos más comunes. Este proceso puede llevarse a cabo únicamente en frío. Cualquier intento de estirado en caliente, produce en el metal un cuello y la ruptura. El anillo de presión, evita que el blanco se levante de la superficie del dado, dando arrugas radiales o pliegues que tienden a formarse en el metal fluyendo hacia el interior desde la periferia del orificio del dado.



Ensayo de embutibilidad: Se conoce por ensayo de embutibilidad al ensayo de materiales efectuado con el fin de determinar la embutibilidad de una lámina de un metal. El ensayo consiste en someter una placa de unos 12cm de largo por 12cm de ancho del material a evaluar al avance continuo de un émbolo o pistón, cuya punta tiene forma redondeada. Se toma como posición cero el punto en el cual la punta del pistón toca ligeramente la placa, se aplica la presión de manera constante hasta que se fisura la placa; se mide entonces la distancia recorrida por el pistón, esta distancia, nos entrega la medida de embutibilidad de dicho material (al compararla con las distancias al realizar los ensayos con otros materiales). Este tipo de ensayo puede hacerse de una forma más sofisticada y precisa según la máquina que se disponga para hacerlo.

Proceso de embutición profunda En el método básico de embutición o embutición profunda, se coloca una pieza bruta de lámina, redonda, sobre un dado abierto circular, y se fija en su lugar con un sujetador de material en bruto o un anillo de sujeción. El punzón desciende y empuja la lámina dentro de la cavidad, para formar una taza o depresión. Las variables importantes en la embutición profunda son las propiedades de la lámina metálica, la relación entre el diámetro de la pieza 3 bruta (D0) y el diámetro del punzón (Dp), la holgura (c) entre el punzón y el dado, el radio del punzón, Rp, el radio de tangencia (Rd), la fuerza en el sujetador de material en bruto y la fricción y lubricación. Durante la operación de embutición, el movimiento de la pieza bruta hacia la cavidad induce esfuerzos circulares de compresión en la ceja, que tienden a hacer que ésta se pliegue. Este fenómeno se puede visualizar tratando de forzar una pieza circular de papel para meterla en una cavidad redonda, como por ejemplo, un vaso. Se puede reducir o eliminar el plegamiento si se mantiene al sujetador de material en bruto bajo la acción de cierta fuerza. La pared de la depresión que ya se ha formado se somete principalmente a un esfuerzo longitudinal de tensión. El alargamiento hace adelgazar la pared de la depresión; si es demasiado elevado, causa rasgaduras. Debido a las muchas variables que intervienen, es difícil calcular la fuerza del punzón F , aumenta al incrementarse la resistencia, el diámetro y el espesor de la lámina metálica bruta.

Practica de la embutición profunda Se han establecido ciertos lineamientos para conseguir una buena embutición profunda. En general, se escoge la presión del sujetador de material blanco para que sea de 0.7 a 1.0% de la suma de la resistencia de fluencia y la resistencia última del metal laminado. Si la fuerza en el portapiezas es muy alta, aumenta la fuerza del punzón y se provocan Grupo 3: Bottazzi Francisco, Copes Nicolás, Gontero Alejandro, Kieffer Guillermo, Galiano Herman y Giancarelli Mauro


desgarramientos en la pared de la taza; por otra parte, si la fuerza en el portapiezas es muy baja, se producen arrugas. Las holguras suelen ser entre un 7 y un 14 por ciento mayores que el espesor de la lámina. Si son muy estrechas, puede ser que la lámina tan sólo se perfore o corte el punzón. Los radios de tangencia del punzón y la matriz también son importantes. Si son demasiado estrechos, pueden causar fracturas en las esquinas; si son demasiado grandes, la taza se pliega (fruncido). Con frecuencia, es necesario emplear cordones de estampado para controlar el flujo de la pieza bruta que entra a la cavidad del dado. Éstos restringen el flujo de la lámina, porque la doblan y desdoblan durante el estampado; con ello aumentan la fuerza necesaria para jalar la lámina hacia el centro del dado. También ayudan a reducir las fuerzas que se requieren en el sujetador de material en bruto, porque la lámina con canal tiene una rigidez mayor, y por consiguiente presenta menor tendencia a plegarse. Los diámetros de los cordones de embutición pueden ser de 13 a 20 mm. Para evitar que se rasgue la lámina metálica durante el formado, es importante incorporar factores tales como: radios grandes de dado; lubricación efectiva; diseño y ubicación de los cordones de embutición; desarrollo del tamaño y la forma correctos de la pieza en bruto; el recorte de esquinas de láminas cuadradas o rectangulares, a 45º para reducir los esfuerzos de tensión durante la embutición, y usar láminas en bruto libres de defectos internos y externos.

Herramientas y equipo para embutir Los materiales más comunes para herramientas y dados en la embutición profunda son los aceros para herramientas y fundiciones de hierro, aunque también se pueden usar otros materiales, como carburos y plásticos. El equipo para el embutición profunda suele ser una prensa hidráulica de doble acción, o una prensa mecánica. Se prefiere más esta última, por su alta velocidad del punzón. La prensa hidráulica de doble acción controla en forma independiente el punzón y el sujetador de pieza. En general, las velocidades de los punzones varían entre 0.1 y 0.3 m/s. Las fábricas modernas están muy automatizadas. Por ejemplo, una sola planta puede producir hasta 100000 cartuchos de filtro automotriz por día. Las piezas de lámina en bruto se alimentan y transfieren en forma automática en dedos mecánicos controlados por robots. El rociado de lubricante se sincroniza con la carrera de la prensa, y las piezas se suelen transferir con dispositivos magnéticos o por medio de vacío. Hay sistemas de inspección que vigilan toda la operación de embutición.



Lubricación En la embutición profunda, la lubricación hace disminuir las fuerzas, aumentar la capacidad de embutición y reducir los defectos en las piezas, así como el desgaste de las herramientas. En general, se debe mantener al mínimo la lubricación del punzón, porque la fricción entre éste y la depresión formada mejora la capacidad de embutición, al reducir los esfuerzos de tensión en la taza o depresión. Para las aplicaciones generales, los lubricantes de uso común son los aceites minerales, soluciones de jabón y emulsiones para trabajo duro. Para aplicaciones más difíciles se usan recubrimientos, cera y lubricantes sólidos. Ejemplos de embutido La fabricación de tubos de oxigeno, para busceo, como también para uso industrial.

EXTRUSION La extrusión, es un proceso formado por comprensiones el cual el metal de trabajo es forzado a fluir a través de la abertura de un dado para darle forma a una sección transversal, el proceso a apretar un tubo de pasta de dientes. La extrusión data de 1800 las ventajas de este proceso.

1.− se puede extrudir una gran variedad de formas, especialmente con extrusión en caliente. 2.− las propiedades de resistencia se me joran con la extrusión en frío o caliente. 3.− son posibles tolerancias muy estrechas, en especial cuando se utilizan extrusiones en frío. 4.− en algunas operaciones de expresión se genera poco o ningún m aterial de desperdicio.



TIPOS DE EXTRUSION La extrusión se lleva a cabo de varias maneras, una forma de clasificar las operaciones es atendiendo a su configuración física, se distinguen dos tipos principales: extrusión directa o indirecta. Otro criterio es la temperatura, y, finalmente, el proceso puede ser continuo o directo.

Extrusión directa: La extrusión directa,( también llamada hacia delante) un tocho de metal se carga en un recipiente, y un pisón comprime un material forzándola a través de una o mas aberturas en un dado al extremo opuesto del recipiente. Al aproximarse el pisón al dado, una pequeña porción de tocho permanece y no puede forzarse a través de la abertura del dado, esta porción extra llamada tope o cabeza, se separa del producto, cortándola justamente después de la salida del dado. Un problema de la extrusión directa es la gran fricción que existe entre la superficie del trabajo y la pared del recipiente al forzar el deslizamiento del tocho hacia la abertura del dado. Esta fricción ocasiona un incremento sustancial de la fuerza requerida en el pisón para la extrusión directa. En extrusión en caliente este problema se agrava por la presencia de una capa de oxido en la superficie del tocho que puede ocasionar defectos en los productos extruidos. Para resolver este problema se usa un bloque simulado entre el pisón y el tocho de trabajo, el diámetro del bloque es ligeramente menor que el del tocho, de manera que en el Grupo 3: Bottazzi Francisco, Copes Nicolás, Gontero Alejandro, Kieffer Guillermo, Galiano Herman y Giancarelli Mauro


recipiente queda un anillo de metal de trabajo (capas de oxido en su mayoría), dejando el producto final libre de oxido.

La extrusión directa se puede hacer situaciones huecas (por ejemplo, tubos). El tocho inicial se prepara con una perforación paralela a su eje, esto permite el paso de un mandril que fija en el bloque simulado. Al comprimir el tocho se fuerza al material a fluir a través del claro entre el mandril y la abertura del dado. La sección resultante es tubular. Otras formas semihuecas se extruden de la misma forma.

Los tipos (a) y (b) están fijos al émbolo como se muestra en la Fig. y el lingote debe perforarse de manera que el mandril pueda sobresalir a través del lingote y tomar su posición en el orificio del dado. La tendencia moderna es la de usar el mandril flotante, más que uno fijo, puesto que él mismo se centra y, por tanto, produce tubos con concentricidad dentro del 1 %.



Por otro lado, los mandriles fijos producen tubos excéntricos a menos que se tenga cuidado, para perforar con precisión el lingote. Cuando se usa un mandril perforador, el lingote es sólido y el mandril se retrae dentro del émbolo. Después que el lingote caliente se coloca dentro del contenedor, el mandril es empujado dentro del lingote y pasa a través de él para colocarse en el orificio del dado. Las principales ventajas de este proceso son velocidad y economía, porque elimina la operación de perforado por separado y el equipo especial requerido. Las desventajas son que las prensas requeridas, son mucho más grandes y mucho más caras que las del tipo sin perforador. La operación severa de perforado, algunas veces da abundantes grietas y desgarres en el agujero del lingote produciendo defectos en el tubo. Por estas razones, el perforado no se lleva a cabo en tubos de aluminio y sus aleaciones, y se usa principalmente en aleaciones de cobre donde no son necesarios buenas terminaciones superficiales, requeridas en usos hidráulicos y de alta presión. Un desarrollo reciente ha sido la introducción de dados puente, donde el mandril normal se ha reemplazado por uno más pequeño, sostenido en posición en el orificio del dado, por tres brazos delgados de araña, como se muestra en la Fig



El metal es rebanado por los tres brazos de araña cuando es extruido, para dar tres segmentos separados, pero éstos son inmediatamente comprimidos por el soporte cónico del dado sin exponerse al aire, por lo que las superficies limpias se sueldan por presión, para formar un tubo completo. Cuando este proceso fue propuesto inicialmente, los clientes tendían a ser renuentes a aceptar el producto, que era considerado inferior a los tubos sin costura normales. Sin embargo, ahora se acepta que los tubos hechos con dados puente son tan buenos, si no es que superiores a los tubos extruidos normalmente. Esto en particular, es cierto con los productos recién desarrollados; dados puente de tres y cuatro aberturas se muestran en las Figs.

Extrusión indirecta: La extrusión indirecta, también llamada extrusión hacia atrás y extrusión inversa, el dado esta montado sobre el pisón, en lugar de estar en el extremo opuesto del recipiente. Al penetrar el pisón fuerza al metal a fluir a través del claro en una dirección opuesta a la del



pisón. Como el tocho se mueve con respecto al recipiente, no hay fricción en las paredes del recipiente. Por consiguiente, la fuerza del pisón es menor que en la extrusión directa.

Ventajas:  

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Una reducción del 25 a 30% de la fuerza de fricción. Hay una menor tendencia para la extrusión de resquebrajarse o quebrarse porque no hay calor formado por la fricción. El recubrimiento del contenedor durará más debido al menor uso. La barra es usada mas usualmente, por que los defectos de la extrusión y las zonas periféricas ásperas o granulares son menos probables.

Desventajas:

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Las impurezas y defectos en la superficie de la barra afectan la superficie de la extrusión. Antes de ser usada, la barra debe ser limpiada o pulida con un cepillo de alambres. Este proceso no es versátil como la extrusión directa porque el área de la sección transversal es limitada por el máximo tamaño del tallo.

Extrusión en frío versus extrusión caliente: La extrusión se puede realizar ya sea en frío o en caliente, dependiendo del metal de trabajo y de la magnitud de la deformación a que se sujete el material durante el proceso.



Los metales típicos que se extruden en caliente son: aluminio, cobre, magnesio, zinc, estaño y sus aleaciones. Estos mismos materiales se extruden a veces en frío (por ejemplo, aceros de bajo carbono y aceros inoxidables). El aluminio es probablemente el metal ideal para la extrusion (en caliente y frío).

Extrusión en caliente: La extrusión en caliente involucra el calentamiento previo del tocho a una T° por encima de su T° de cristalización. Esto reduce la resistencia y aumenta la ductilidad del metal, permitiendo mayores reducciones de tamaño y el logro de formas más complejas con este proceso. Las ventajas adicionales incluyen reducción de la fuerza del pisón, mayor velocidad del mismo, y reducción de las características del flujo del grano en el producto final, No produce endurecimiento del material, los metales que usualmente se fracturan trabajándolos en frio, pueden formarse en caliente. La lubricación es un aspecto critico de la expresión en caliente de ciertos metales (por ejemplo el acero) y se desarrollado lubricantes especiales que son efectivos bajo condiciones agresivas de la extrusión en caliente; además de reducir la fricción proporciona aislamiento térmico efectivo entre el tocho y el recipiente de extrusión.

Temperaturas de varios metales en la extrusión en caliente1

Material

Temperatura [°C (°F)]

Magnesio

350-450 (650-850)

Aluminio

350-500 (650-900)

Cobre

600-1100 (1200-2000)

Acero

1200-1300 (2200-2400)

Titanio

700-1200 (1300-2100)



Extrusión en frio: La extrusión en frío y la extrusión en tibio se usan para producir partes discretas, frecuentemente en formas terminadas (o casi terminadas). El termino extrusión por impacto se usa para indicar una extrusión fría de alta velocidad, algunas ventajas importantes de esta extrusión incluyen mayor resistencia debido al endurecimiento por deformación, mejor precision, acabados superficiales mejorados, ausencia de capas de óxidos y altas velocidades de producción. La extrusión en frío a T° ambiente elimina también la necesidad de calentar el tocho inicial. Este sistema cuenta con algunas desventajas como el requerimiento de mayor potencia para realizar el trabajo, se debe tener cuidado para asegurar que las superficies de la pieza de trabajo inicial estén libres de incrustaciones y suciedad.

Tm = temperatura de fusión del material

Dados y prensas de extrusión Los factores importantes en un dado de extrusión son el ángulo del dado y la forma del orificio. El ángulo del dado, más precisamente la mitad del ángulo del dado, es el ángulo A de la figura, para ángulos menores, el área superficial del dado aumenta así como también la fricción en la interfaces dado tocho. Mayor fricción significa mayor fuerza en el pisón. Por otra parte, un ángulo mayor del dado significa mayor turbulencia del flujo del metal durante la reducción, y también incremento de la fuerza requerida en el pisón. El efecto del ángulo del dado, sobre la fuerza de pisón es una función en forma de U. Existe un ángulo optimo del dado, este depende desvaríos factores como el material de trabajo, T° del tocho y lubricación; en consecuencia, es difícil determinarlo para un trabajo de extrusión. Los diseñadores de dados usan reglas empíricas, para decidir el ángulo apropiado.



Los materiales para dados de expresión en caliente incluyen aceros de herramienta y aceros aleados. Las propiedades más importantes de estos materiales son la alta resistencia al desgaste, alta dureza en caliente y alta conductividad térmica para remover el calor del proceso. Los materiales para dados de expresión en frío incluyen aceros de herramientas y carburos cementados. Sus propiedades deseables son resistencia al desgaste y buena disposición para retener su forma bajo altos esfuerzos. Los carburos se usan cuando se requieren altas velocidades de producción, larga vida en los dados y buen control dimensional.

Otros procesos de extrusión Los métodos principales de extrusión son la directa e indirecta, pero hay otras formas para realizar esta operación.

Extrusión por impacto Esta se realiza a altas velocidades y carreras más cortas que la extrusión convencional. Se usa para hacer componentes individuales. Como su nombre lo indica, el punzón golpea a la parte de trabajo masque aplicar presión, la extrusión por impacto se puede llevar a cabo como extrusión hacia delante, extrusión hacia atrás o una combinación de ambas. Esta se hace usualmente en frío con varios metales, la por impacto hacia atrás es la mas común. Los productos que incluyen este proceso incluyen tubos para pasta de dientes y cajas de baterías, esto demuestra que se pueden hacer paredes muy delgadas en las partes extruidas por impacto. Las características de alta velocidad del proceso por impacto permiten grandes reducciones y altas velocidades de producción, de aquí su alta importancia económica.



Extrusión hidrostática Un problema de la extrusión directa es la fricción a lo largo de la interface tocho contenedor. Este problema se puede solucionar al poner en contacto el tocho con un fluido en el interior del recipiente y presionando el fluido por el movimiento hacia adelante del pisón, de tal manera que no exista fricción dentro del recipiente y reduzca también la fricción en la abertura del dado. La fuerza del pisón es entonces bastante menor que en la extrusión directa. La presión del fluido que actúa sobre toda la superficie del tocho da su nombre al proceso. Se puede llevar a cabo a T° ambiente o a T° elevadas, para T° elevadas se necesitan fluidos y procedimientos especiales, la extrusión hidrostática es una adaptación directa de la extrusión directa.

Defectos en productos extruidos Debido a la considerable deformación asociada a los procesos de extrusión, pueden ocurrir numerosos defectos en os productos, los podemos clasificar en las siguientes categorías:

1.− Reventado central. Es una grieta interna que se desarrolla como resultado de los esfuerzos

de tensión a lo largo de la línea central de la parte de trabajo durante la extrusión.

2.− Tubificado (bolsa de contracción). Es un defecto asociado con la extrusión directa, es un

hundimiento en extremo del tocho.

3.− Agrietado superficial. Este defecto es resultado de altas T° de la pieza de trabajo que

causan el desarrollo de grietas en las superficie, ocurre frecuentemente cuando la velocidad de extrusión es demasiado altas y conduce a altas velocidades de deformación asociadas al calor, otros factores que influyen este defecto son la alta fricción el enfriamiento rápido de la superficie de los tochos y altas T° en la extrusión caliente.



Ejemplos de extrusión Perfiles para la fabricación de aberturas y estructuras de aluminio:

Empresas extrusoras de aluminio: FEXA (fundición y extrusión de aluminio) A principios de la década de los 90’ esta empresa se reconvirtió y amplió su producción lanzándose al

mercado de la extrusión del aluminio. A tal fin adquirió una prensa de extrusión la cual fue abastecida por barrotes producidos mediante el reciclado de aluminio utilizando modernos métodos de fundición como son hornos basculantes, control especto métrico, etc. A fines del año 1999 en su continua búsqueda por incrementar su capacidad de producción incorporó sistemas de colada semi-continua y una nueva prensa de alta capacidad.

El Hidroconformado(o hydroforming) Consiste en el conformado de un material mediante la acción de un líquido sometido a presión (agua o emulsiones de agua y aceite).

Puede dividirse en tres pasos básicos: - Carga de la pieza (tubular o chapa) en la prensa; - Llenado del tubo o de la matriz con líquido; - Conformado de la pieza mediante la acción simultánea de fuerza axial (en caso de tubos) y presión interna (pudiendo llegar hasta los 10.000 bares);



Elementos de Hidroconformado Fluido de trabajo:

El fluido, principalmente agua, suele llevar añadido algún tipo de lubricante. A altas temperaturas se ha tenido que eliminar el agua, empleándose únicamente aceite (Hidroconformado en caliente), o incluso, algún gas para muy altas temperaturas de conformado (Hot Metal Gas Forming). En ocasiones es además necesario añadir algún tipo de lubricante en la cara seca de la chapa o tubo. El uso de lubricantes está principalmente justificado para favorecer la fluencia del material (al reducir la fricción con los elementos fijos) y aumentar así el grado de hidroconformado que es capaz de absorber la pieza. En cualquier caso, la elección de los fluidos de trabajo y de los lubricantes es función de cada proceso en particular con sus características y no del hidroconformado en general. Materiales hidroconformables;

El material más empleado hoy en día es el acero, aunque todos los metales que pueden conformarse en frío son válidos para el hidroconformado. La elección del material a emplear está ligada a los requerimientos de la pieza final y a los límites del proceso. La selección de materiales depende en última instancia de la aplicación de la pieza. Por otra parte las aleaciones ligeras, como las de aluminio resultan ser más rígidas y propensas a rotura por deformación en frío por lo que puede resultar favorable realizar el hidroconformado a temperaturas mayores para aumentar así la maleabilidad del material de partida.

Campos de aplicación Existen múltiples aplicaciones del hidroconformado, pero especialmente se centra en el campo de la aeronáutica y la automoción (piezas del marco, como los carri les laterales, travesaños, capó, cuadros de aplastamiento, radiadores, colectores de escape, pilares y carrocería). Esto es debido a que estos tipos de industrias se ven obligados a realizar componentes más ligeros, consiguiendo así una reducción del consumo de combustible y de las emisiones contaminantes que conlleva. En tales aplicaciones una chapa inicial, hecha generalmente de aleaciones de aluminio o titanio, se conforma con la presión del fluido en una serie de etapas, a veces incluso con alguna etapa intermedia de tratamiento térmico. Hay dos técnicas fundamentales en este campo: el conformado en cavidad, donde la presión del fluido obliga a la chapa a meterse en la cavidad de la matriz y el hidroconformado mecánico, donde se utiliza la acción de un punzón en movimiento. En ambos casos es muy importante el uso de una lámina de poliuretano que se sitúa sobre la superficie de la chapa en la zona de aplicación de la presión hidráulica. La función de esta lámina es eliminar arrugas y controlar el flujo de material durante el conformado. Grupo 3: Bottazzi Francisco, Copes Nicolás, Gontero Alejandro, Kieffer Guillermo, Galiano Herman y Giancarelli Mauro


También se utiliza esta técnica para fabricar algunas partes como puede ser el cuadro de una bicicleta, así como para la creación de instrumentos musicales.

Tipos de hidroconformado Hidroconformado de Chapa Hidroconformado de Chapa Simple :

Los procesos de hidroconformado de chapa se basan en la utilización de un fluido a presión para obligar a la chapa a adoptar la forma del punzón o del molde. El aumento de presión es obtenido mediante sistemas hidráulicos (bombas o intensificadores de presión). El hidroconformado de chapa simple puede realizarse con una membrana intermedia entre el fluido de trabajo y la pieza a conformar o directamente sin la membrana, habiendo contacto entre el fluido y la pieza. Hidroconformado con matriz:

Este sistema de hidroconformado utiliza una matriz que sirve como negativo de la forma final de la pieza en una de las caras y un mecanismo hidráulico que proporciona el fluido a presión (puede estar incluido tanto en la matriz superior como en la inferior) para empujar la chapa contra la matriz El material se expande por la presión del fluido en el interior de una matriz con forma de cavidad cerrada. El material se deforma por la presión interna. Pasos: 1) La chapa no deformada se sitúa en la matriz. 2) Se cierra la prensa y se aplica una presión inicial de preconformado para colocar bien la chapa. 3) La matriz superior (entendiendo por esto la membrana) es desplazada por la presión para deformar la chapa durante la primera etapa de conformado. 4) Tras despresurizar el fluido, se abre la prensa y se retira la chapa aplicándole en caso necesario un posterior tratamiento térmico para eliminar las tensiones mecánicas del material. El hidroconformado con punzón:

En este proceso se posiciona la chapa sobre una matriz, que sella solamente su perímetro. A continuación se deforma el material Grupo 3: Bottazzi Francisco, Copes Nicolás, Gontero Alejandro, Kieffer Guillermo, Galiano Herman y Giancarelli Mauro


con una prensa hidráulica convencional y se introduce líquido a presión. En ocasiones el material de partida presenta una preforma (pretensado) en la dirección opuesta al impacto de la prensa por medio de una aplicación de la presión previa al accionamiento del punzón. De este modo el material sufre un trabajo de endurecimiento, muy difícil de conseguir por otros métodos tradicionales de embutición profunda. También es posible dejar fija la matriz que hace de negativo, siendo el fluido de trabajo el que actúe como punzón. Hidroconformado de Chapa Doble:

Este proceso se caracteriza por conformar simultáneamente dos piezas en un molde al introducir un fluido a alta presión en el hueco entre ambas piezas y obligar a las chapas adoptar la forma del molde. Por este método se consiguen elementos estructurales huecos y piezas de tipo depósito. También pueden ser empleados para fabricar parejas de piezas que pueden tener diferentes geometrías, distintos espesores e incluso ser de diferentes materiales, pero debiendo tener siempre la misma área proyectada. En este caso las matrices inferior y superior serán distintas, cada una con la geometría de la pieza correspondiente. La ventaja de que se encuentra con este proceso es que podemos obtener dos piezas en cada ciclo, provocando un incremento en la productividad.

Hidroconformado de Tubo: Consiste en el conformado de un tubo de acero contra las paredes de una matriz, mediante la introducción de un fluido a presión. Pudiendo emplearse además una compresión simultanea para evitar un excesivo adelgazamiento del espesor del tubo en las zonas sometidas a una fuerte expansión. El tubo de partida, recto o preconformado (prebending) con diferentes curvados, tiene sección constante y la pieza final puede tener sección variable y/o salientes localizados en zonas concretas de la pieza, obteniéndose unas formas suaves Suele tener dos matrices, que permiten alojar en su interior el tubo inicial a deformar. El sistema de anclaje se realiza por los extremos del tubo que garantizan su forma final durante su conformado, ya que “siguen” el movimiento del tubo c uando este se deforma. A continuación se enumeran los pasos de este tipo de hidroconformado: 1) Tubos rectos o predeformados se introducen primero en la matriz.



2) La matriz se cierra por un proceso hidráulico que puede conformar de manera. mecánica el tubo durante el cierre. 3) Los punzones de sellado cierran las extremidades del tubo y se inicia el llenado. 4) El material se expande por el incremento de presión del líquido que se realiza conjuntamente con el avance simultaneo de los punzones de sellado, fluye hacia el interior de las zonas de conformado y da la configuración final de la pieza.

Hidroconformado por explosión: El hidroconformado por explosión es una variante del proceso de hidroconformado. En esta variante se utiliza una carga explosiva para ejercer la presión necesaria para el conformado de la pieza. Con este proceso es posible trabajar con chapas de gran tamaño, utilizar espesores de chapa elevados, productos con una elevada resistencia mecánica y dimensiones muy precisas. Según la colocación de la carga explosiva, se pueden diferenciar dos métodos distintos:

Método de enfrentamiento: La carga explosiva se activa en el interior del fluido de trabajo, que suele ser agua, aceite o aire. Cuando la carga estalla, la fuerza resultante se transmite a través del líquido provocando de esta forma que el metal adopte la forma de la matriz. Método de contacto:

En este caso la carga explosiva se encuentra en contacto directo con el metal a deformar. Este proceso genera una presión mucho mayor que con el método anterior.

Ventajas: La principal ventaja del hidroconformado es la flexibilidad, ya que con el hidroconformado se pueden crear formas irregulares y geometrías complejas, incluso incapaces de fabricar por otros métodos. Otras ventajas obtenidas gracias al hidroconformado son: - Reducción del peso, mediante la disminución de las soldaduras (reduciendo la capacidad de corrosión) para unir partes y por la posibilidad de alcanzar espesores mucho más reducidos en comparación con piezas fundidas. - Mejora las propiedades frente a fatiga por la reducción de articulaciones soldadas. Grupo 3: Bottazzi Francisco, Copes Nicolás, Gontero Alejandro, Kieffer Guillermo, Galiano Herman y Giancarelli Mauro

Procesos Tecnológicos Sin Arranque de Viruta

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