INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MEXICALI Procesos de fabricación
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MEXICALI
Ing. Industrial
Procesos de fabricación
Tema: “Procesos de manufactura especiales de empresas regionales”
Alumno: Javier Alejandro García Avalos
No. De Control: 11490348
Profesor: Cesar Sanz Mexicali, B.C., a 29 de mayo del 2013
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ÍNDICE Pág. Introducción
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Conocer las características y aplicación de
Los maquinados por chorro de agua y
Chorro abrasivo sus ventajas y limitaciones.
Conocer los efectos y propiedades de los
Productos obtenidos por el proceso de
Chorro abrasivo.
Investigar el origen y características de los
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Procesos especiales de producción.
Conclusión
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Bibliografía
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Introducción 2
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En este presente trabajo se investigara sobre procesos de maquinado como son el corte por chorro de agua y por abrasivo analizando sus ventajas, desventajas y aplicaciones en algunas empresas y en diversos materiales.
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Conocer las características y aplicación de los maquinados por chorro de agua y chorro abrasivo sus ventajas y limitaciones.
Maquinado. Grupo de procesos cuyo propósito es la remoción de material y la modificación de las superficies de una pieza de trabajo después de haber sido manufacturada por otros métodos.
Maquinado por chorro de agua
Cuando metemos la mano en un chorro de agua o aire, sentimos una considerable fuerza concentrada actuando sobre ella. Esta fuerza es el resultado del cambio de momento de la corriente y, de hecho, es el principio en que se basa la operación de las turbinas de agua o de gas. En el maquinado por chorro de agua o maquinado hidrodinámico, esta fuerza se utiliza en operaciones de corte y rebabeo. El chorro de agua actúa como una sierra y corta una estrecha ranura en el material. Nivel de presión utilizado: 400 MPa (60ksi) - 1400 MPa (200 ksi) Diámetros de boquillas para el chorro: 0.05 mm a 1 mm (0.002 a 0.040 pulgadas) Materiales que se pueden cortar: plásticos, textiles, hule, productos de madera, papel, piel, materiales aislantes y ladrillos. Espesores de corte: dependiendo el tipo de material de 25mm o más. Dado que es una operación limpia y eficaz si se compara con otros procesos de corte, también se usa en la industria de procesamiento de alimentos para cortar y rebanar productos alimenticios. Es un proceso de manufactura ambientalmente seguro.
Ventajas
Una de las ventajas del proceso es que se trata de un procedimiento de corte en frío cuidadoso para metales, debido a que mantiene intacta la estructura de los mismos a lo largo de la superficie de corte y de ese modo no se generan deformaciones. No hay deformación de material por calor. No hay incremento de dureza del material a lo largo del canto del corte. No hay modificación metalúrgica del material. No se da ninguna zona de influencia de calor. No se desarrollan humos ni vapores nocivos para la
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salud. Ningún procesamiento posterior, o en algunos casos, poco procesamiento posterior es necesario.
Ventajas del corte por chorro de agua frente a otros procedimientos de corte
La velocidad de corte depende de los siguientes factores: Presión seleccionada para el corte, capacidad de la bomba, configuración del cabezal de corte, espesor y propiedades del material, calidad requerida para la superficie de corte, diámetro de la tobera, cantidad y calidad de abrasivo.
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Desventajas
No existen muchas, pero por destacar alguna se podría decir que el agua en comparación al corte por plasma es más lento.
Aplicación Como se ha podido comprobar en el apartado anterior, la cantidad de aplicaciones es infinita, pero si se analizan las más destacadas se podrían enumerar: Industria aeroespacial: Mecanizado de chapas de aleaciones de aluminio de
alta resistencia y aleaciones de titanio. Suele ser más económico que el fresado por necesitar sistemas de sujeción más sencillos. Se utiliza para la preparación de superficies, como por ejemplo la limpieza de cascos de barcos y pintura automotriz. Industria automovilística: Corte de los paneles interiores de las puertas conformados por fibra de madera, realizados por robots. También se aplica al corte de zapatas de freno con lo que se elimina el problema de las partículas del material de fricción flotando por el aire.
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Industria textil: Se utiliza para cortar moquetas, obteniéndose mejores
resultados que en el corte por calor, y que en el corte por cizalla, sobre todo en series cortas. Industria cerámica: Para el corte de materiales cerámicos donde el uso de herramientas de metal sufre un gran desgaste y el empleo de discos de diamante no permiten la obtención de contorneados complicados. Industria de mecanizado: Se utilizar para el mecanizado de piezas de todo tipo, desde arandelas, a láminas. Industria del calzado: Se comienza a emplear para recortar tejidos, cueros y pieles, y materiales sintéticos como los cauchos empleados en las suelas y en otras partes.
Máquina de corte por chorro de agua (flow) - corte de vidrio en serie (LINK VIDEO)
http://www.youtube.com/watch?v=i13NpWHM5cM
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Maquinado por chorro abrasivo
Maquinado por chorro abrasivo En este proceso se dirige un chorro de alta velocidad de aire seco, nitrógeno o bióxido de carbono que contiene partículas abrasivas contra la superficie de la pieza de trabajo en condiciones controladas. El impacto de las partículas desarrolla una fuerza suficientemente concentrada para realizar operaciones como: Corte de pequeños orificios en materiales metálicos y no metálicos muy duros o
frágiles. Rebabeo o retiro de pequeñas proyecciones de las partes. Recorte y biselado. Remoción de óxidos y otras partículas superficiales. Limpieza general de componentes con superficies irregulares.
Presión del gas suministrado: 850 kPa (125 psi). Velocidad del chorro abrasivo: hasta de 300 m/s. Material de las boquillas: carburo de tungsteno o con zafiro los cuales tienen resistencia al desgaste abrasivo. Tamaño del abrasivo: 10 a 50 µm.
Ventajas
Algunas de las principales ventajas de este método por sobre los métodos
convencionales son: corte frío (no existe calor qu e pueda afectar al material), Es multi-direccional (puede cortar en cualquier dirección), Perfora la mayoría de los materiales en el corte (sin necesidad de hacerlo previamente), no existe agrietamiento Ambientalmente amistosos (no existen: gases peligrosos, humos, radiaciones UV), ahorro de material por ancho de corte reducido.
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Inyector agua – abrasivo.
Desventajas
Presenta es el riesgo causado por las partículas abrasivas suspendidas en el aire. El motivo de añadirle abrasivo al agua es debido a que un simple chorro de agua no
sería capaz de desarrollar cortes como los actuales en los materiales más duros, por ello se le aporta este abrasivo, mezcla de arcillas y vidrios, que dota al sistema de un aumento de posibilidades de corte infinito.
Aplicación Si al chorro de agua se le añade abrasivo es capaz de mecanizar: Kevlar Vidrio Grafito epoxi Cerámica Mármol Vigas de hormigón Titanio Bronce de aluminio
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Granito Aluminio Acero Acero de carbón Acero inoxidable Acero templado Latón Otros materiales de espesores de un máximo de 200mm.
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Conocer los efectos y propiedades de los productos obtenidos por el proceso de chorro abrasivo.
Por ejemplo los productos de acero inoxidable estos vienen siendo materiales de gran elección para las industrias alimenticias, farmacéuticas y biotecnológicas, especialmente para las superficies en contacto con los productos. Sin embargo, para lograr todas las ventajas de sus excelentes propiedades, la superficie debe estar libre de depósitos contaminantes y materiales extraños, que se pueden eliminar reconociendo sus fuentes y realizando buenos procedimientos de limpieza.
LIMPIEZA DE LA SUPERFICIE
Los fabricantes de productos de acero inoxidable inox idable (chapas, barras, productos de fundición, etc.), realizan grandes esfuerzos para despachar sus productos c on una buena terminación superficial. Sin embargo, durante el transporte, o a medida que se van construyendo los equipos de proceso, y durante su uso, u so, las superficies se ensucian con muchos tipos de materias extrañas y perjudiciales. Para que el acero inoxidable tenga un buen desempeño se debe eliminar toda esta contaminación. En la tabla I se resumen todos estos defectos y la manera de eliminarlos
Tabla (Defectos superficiales y técnicas para su eliminación) Defecto Polvo y suciedad Inclusiones de partículas de hierro
Rasguños, manchas de calentamiento
Técnica para eliminarlo Lavar con agua y/o detergente. Si es necesario, hacerlo con agua a presión o vapor Tratar la superficie con solución de ácido nítrico al 20%. Lavar con agua limpia. Confirmar la eliminación con el test del ferrosillo. Si el hierro está aún presente, utilizar una solución de ácido nítrico (10%) y ácido fluorhídrico (2%). Lavar con agua limpia. Confirmar nuevamente con el test de ferrosillo. Repetir si es necesario. Eliminar todas las trazas del test del ferrosillo con agua limpia o ácido nítrico o acético diluidos. Pulir la superficie con un abrasivo fino. Decapar la superficie con una solución de ácido
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Áreas oxidadas
Rugosidades Marcas de electrodos Salpicaduras de soldadura Marcas de decapante de soldadura Defectos de soldadura Aceite y grasa Residuos de adhesivos Pintura, tiza y crayon Productos de proceso Depósitos coloreados
nítrico al 10% y ácido fluorhídrico al 2% hasta eliminar todas las trazas. Lavar con agua limpia o electro pulir Tratar la superficie con una solución de ácido nítrico al 20%. Confirmar la eliminación del óxido con el test del ferroxilo. Lavar con agua limpia o ácidos nítrico o acético diluidos Pulir con un abrasivo de grano fino Eliminar mediante pulido con abrasivo de grano fino, o soldar encima si está en la línea de la soldadura Prevenirlas mediante la utilización de una película adhesiva a los costados del cordón de soldadura, o eliminarlas utilizando un abrasivo de grano fino Eliminar mediante abrasivo de grano fino Si es inaceptable, eliminar con amoladora y volver a soldar Eliminar con solventes o limpiadores alcalinos Eliminar con solventes o mediante pulido con abrasivo de grano fino Lavar con agua limpia y/o limpiadores alcalinos Lavar con agua limpia o vapor, o disolver mediante solvente adecuado Disolver con ácidos nítrico, fosfórico o acético al 10-15 %. Lavar con agua limpia
Eliminación de la contaminación superficial: limpieza mecánica
Las técnicas de limpieza mecánica tales como Blas tinado con partículas abrasivas, limpieza con cepillos y pulido, son muy usadas. Sin embargo, se debe tener mucho cuidado cuando se emplean estos métodos. Para el Blas tinado se debe usar un abrasivo limpio, libre de carbón o de partículas de hierro o acero. Las esferas de vidrio son efectivas, al igual que pedazos de cáscara de nuez. Estos medios tienen la ventaja de que no aumentan excesivamente la rugosidad de la superficie, como lo hacen la arena u otras partículas más duras. La limpieza con cepillo se debe hacer solamente con cepillos hechos con alambres
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de acero inoxidable, y no deben ser nunca usados con cualquier otro material que no sea acero inoxidable.
Los discos abrasivos y las poleas con abrasivos son elementos que se usan comúnmente para eliminar la coloración de la soldadura y otras imperfecciones menores de la superficie. Se debe tener cuidado, ya que, como en otras operaciones de pulido, estos tratamientos pueden afectar a la superficie en su resistencia a la corrosión.
El pulido con poleas de grano grueso deforma y cambia la superficie en mayor grado que las técnicas ya discutidas. El pulido profundo debería ser utilizado solamente para preparar superficies para soldar o para eliminar imperfecciones de la soldadura antes de volver a soldar. Este pulido puede afectar de gran manera la microestructura de la superficie metálica. Aunque esto no afecte la resistencia a la corrosión, se crean grandes tensiones y es probable que la superficie supe rficie se fisure. Cuando sea práctico, p ráctico, el esmerilado debería de bería limitarse a discos abrasivos y ruedas flap en lugar de piedras de amolar. Las superficies fuertemente trabajadas se deben eliminar mediante los métodos químicos y electroquímicos que se describen a posterior.
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Investigar el origen y características de los procesos especiales de producción
HISTORIA DE LOS PROCESOS DE FABRICACIÓN
La historia de la manufactura está marcada por desarrollos graduales, pero los efectos acumulativos han tenido sustanciales consecuencias sociales, las cuales se pueden considerar revolucionarias. Primeros desarrollos La manufactura se ha practicado desde hace varios miles de años, comenzando con la producción de artículos de piedra, cerámica y metal. Los romanos ya tenían fábricas para la producción en masa de artículos de vidrio, y en muchas actividades, incluyendo la minería, la metalurgia, y la industria textil se ha empleado desde hace mucho tiempo el principio de división de trabajo. Sin embargo, por siglos gran parte de la manufactura permaneció como una actividad esencialmente individual, practicada por artesanos y sus aprendices. El ingenio degeneraciones sucesivas de artesanos condujo al desarrollo de muchos procesos y a una gran variedad de productos, pero la escala de producción estaba necesariamente limitada por la potencia disponible. La potencia del agua sustituyó a la muscular de la Edad Media, pero solo hasta el punto permitido por la disponibilidad del agua en movimiento; ello limito la localización de las industrias y la tasa de crecimiento dela producción industrial. Un proceso de fabricación es el conjunto de operaciones unitarias necesarias para modificar las características de las materias primas. Dichas características pueden ser de naturaleza muy variada tales como la forma, la densidad, la resistencia, el tamaño o la estética. Se realizan en el ámbito de la xdd. Para la obtención de un determinado producto serán necesarias multitud de operaciones individuales de modo que, dependiendo de la escala de observación, puede denominarse proceso tanto al conjunto de operaciones desde la extracción de los recursos naturales necesarios hasta la venta del d el producto como a las realizadas en un puesto de trabajo con una determinada máquina/herramienta. La producción, la transformación industrial, la distribución, la comercialización y el consumo son las etapas del proceso productivo.
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Tecnología mecánica:
Moldeo
Fundición
Moldeo por inyección
Moldeo por soplado
Moldeo por compresión
Conformado o deformación plástica.
Laminación
Forja
Extrusión
Estirado
Conformado de chapa
Encogimiento
Calandrado
Procesos con arranque de material
Mecanizado
Torneado
Fresadora
Taladrado
Electroerosión
Tratamiento térmico
Templado
Revenido
Recocido
Nitruración Sinterización
Tratamientos superficiales; Acabado
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Eléctricos
Electropulido
Abrasivos
Pulido
Tecnología química
Procesos físicos
Procesos químicos
Tratamientos superficiales
Pasivado
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CONCLUSION: Como conclusión para terminar sobre esta investigación comprendí que los procesos de maquinado de los que tratamos en este trabajo tienen diversas aplicaciones y son muy útiles para algunos materiales difíciles de maquinar por ejemplo partes con áreas muy estrechas para trabajar. Además de que utilizan energía limpia y renovable por lo que estos métodos de corte presentan grandes oportunidades para mejorar dentro de lo que son los procesos de producción Y otra cosas que algunas ocasiones estos métodos resultan ser muy costoso
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Bibliografía
http://www.revistatope.com/156_art_KMT_CORTE.html http://es.wikipedia.org/wiki/Corte_con_chorro_de_agua#Ventajas_y_desventajas http://www.buenastareas.com/ensayos/Procesos-De-Maquinado/2596137.html http://www.inoxidable.com/limpieza.htm http://mingaonline.uach.cl/scielo.php?pid=S0718025X2004000100006&script=sci_arttext http://www.scribd.com/doc/89416354/HISTORIA-DE-LOS-PROCESOS-DEFABRICACION
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