Moldeo en arena

Introducción al Moldeo en arena.

Moldeo, fundición o colada, es un proceso de conformación sin arranque de viruta, basado en la fusión de los metales. Son operaciones por las que se obtiene un hueco o molde con arena, metal o material refractario, que reproduce la forma de la pieza que se desea fabricar, en el que se vierte o cuela el metal fundido dejándole enfriar hasta que solidifica completamente.

Si el moldeo es de precisión, las piezas resultan ya con sus dimensiones finales, en caso contrario se precisa mecanizar algunas de sus partes, para lo que hay que prever creces o demasías para el mecanizado.

La principal ventaja es que se pueden fabricar con facilidad y economía, piezas de formas muy complicadas (bloques de cilindros, culatas de motores, bancadas de MH, etc.) imposibles o muy difíciles de obtener por otros métodos. Permite además el empleo de metales y aleaciones que no son aptos para la conformación por deformación o soldadura (ej.: fundición gris).

4000 años a.C. ya se obtenían puntas de flecha de cobre fundido. Posteriormente los sumerios, unos 3100 años a.C. obtenían piezas moldeadas de bronce. En Egipto y Mesopotamia existe la evidencia de que se empleó el método de la cera perdida para obtener piezas pequeñas moldeadas. El moldeo en arena tal vez lo emplearon por primera vez los chinos hacia el 800 a.C.

http://es.wikipedia.org/wiki/Moldeo_en_arena_verde

Moldeo a la cera perdida

Matriz Progresiva 2

Contenidos.

Estampado progresivo es un método de trabajo de los metales que se pueden incluir perforación, acuñando, otras formas de flexión y varios de la modificación de material de metal en bruto, combinado con un sistema de alimentación automático. El sistema de alimentación empuja una tira de metal (como se desenrolla de una bobina) a través de todas las estaciones de un troquel estampado progresivo. Cada estación realiza una o más operaciones hasta que una pieza acabada se hace. La estación final es una operación de corte, que separa la parte acabada de la red de transporte. La banda de transporte, junto con el metal que se perfora lejos en las operaciones anteriores, se trata como chatarra. El troquel estampado progresivo se coloca en una prensa de estampado de vaivén. A medida que la prensa se mueve hacia arriba, el troquel superior se mueve con él, lo que permite que el material a alimentar. Cuando la prensa se mueve hacia abajo, el troquel se cierra y realiza la operación de estampado. Con cada golpe de la prensa, una parte completada se retira del troquel. Puesto que el trabajo adicional se realiza en cada "estación" de la matriz, es importante que la tira se avanzó de forma muy precisa para que se alinee dentro de unas pocas milésimas de una pulgada cuando se mueve desde una estación a otra. En forma de bala cónica o "pilotos" introducir previamente perforados agujeros redondos en la tira para asegurar esta alineación ya que el mecanismo de alimentación por lo general no puede proporcionar la precisión necesaria en la longitud de alimentación. Estampación progresiva también puede ser producido en las prensas de transferencia. Estas son las prensas que transfieren los componentes de una estación a la siguiente con el uso de mecánicas "dedos". Para las producciones en masa de parte estampada, que no requieren complicados en las operaciones de prensa, siempre es recomendable utilizar una prensa progresista. Una de las ventajas de este tipo de prensa es el tiempo de ciclo de producción. Dependiendo de la parte, las producciones pueden correr fácilmente más de 800 piezas por minuto. Una de las desventajas de este tipo de prensa es que no es adecuado para el dibujo de alta precisión profundo que es cuando la profundidad de la estampación excede el diámetro de la pieza. Cuando es necesario, este proceso se realiza en una prensa de transferencia, que funcionan a velocidades más lentas, y se basan en los dedos mecánicos para mantener el componente en su lugar durante todo el ciclo de conformación. En el caso de la prensa progresiva, sólo una parte del ciclo de conformación puede ser guiado por manguitos de muelle, o similares, que se traducen en problemas de concentricidad y ovalidad y espesor no uniforme del material. Otras desventajas de prensas progresivas en comparación con la transferencia de prensas son: aumento de entrada de materia prima necesaria para transferir las piezas, las herramientas son mucho más caros porque están hechos de bloques (ver figura 1.) Con regulación independiente muy poco por estación; imposibilidad de efectuar los procesos de a la prensa que exigir que la parte deje la tira (abalorios ejemplo, estricción, la brida de curling, laminado de roscas, estampación rotativa etc). Los moldes son generalmente de acero para herramientas para soportar la alta carga involucrados, es necesario mantener el filo cortante, y resistir las fuerzas abrasivas involucrados. El costo se determina por el número de características, que determinan qué herramientas tendrá que ser utilizado. Se recomienda mantener las características de lo más simple posible para mantener el costo de las herramientas a un mínimo. Características que están muy juntos producen un problema porque no puede proporcionar suficiente espacio para el golpe, lo que podría dar lugar a otra estación. También puede ser problemático para tener cortes estrechos y protuberancias.

Ejemplos.

Un ejemplo excelente del producto de un troquel progresivo es la tapa de una lata de bebida. La lengüeta de arrastre se realiza en un proceso de estampado progresivo y la tapa y montaje se hace en otro, la lengüeta de arrastre alimentando simultáneamente en un ángulo recto en el proceso de la tapa y el montaje.

Figuras 3D

Ruido en una empresa de matrices progresivas.



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Estudio del Doblado de Chapa

Doblado.

El doblado es un proceso de conformado sin separación de material y con deformación plástica utilizado para dar forma a chapas. Se utiliza, normalmente, una prensa que cuenta con una matriz –si es con estampa ésta tendrá una forma determinada- y un punzón -que también puede tener forma- que realizará la presión sobre la chapa. En el proceso, el material situado a un lado del eje neutro se comprimirá –zona interior- y el situado en el lado opuesto –zona exterior- será traccionado como consecuencia de los esfuerzos aplicados. Esto provoca también un pequeño adelgazamiento en el codo de la chapa doblada, cosa que se acentúa en el centro de la chapa.

A consecuencia de este estado de tracción-compresión el material tenderá a una pequeña recuperación elástica. Por tanto, si queremos realizar un doblado tendremos que hacerlo en un valor superior al requerido para compensar dicha recuperación elástica. Otra posible solución es realizar un rebaje en la zona de compresión de la chapa, de esta forma aseguramos que toda la zona está siendo sometida a deformación plástica. También podría servir estirar la chapa así aseguramos que toda la zona supera el límite elástico.

Según el ángulo o la forma que queramos dar al doblado existen matrices que nos proporcionan la forma deseada.

Imágenes.

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Estudio del proceso de Corte

El proceso de corte consiste en la separación, mediante punzón y matriz, de una parte del material a lo largo de una línea definida por el perímetro de ambos elementos.

Este procedimiento se usa principalmente sobre materiales metálicos, aunque también pueden ser cortados polímeros termoplásticos y elastómeros, cartón prensado, papel, cuero, madera, etc.

Los espesores de chapa que se pueden cortar por este procedimiento oscilan entre 0,1 y 20 mm. Por ejemplo en el sector eléctrico se trabaja con chapas de 0,2 a 1 mm. En automoción, se usan chapas de

0,7 a 1 mm para carrocerías y de 1 a 4 mm para piezas estructurales, aunque algunas piezas, como las llantas para ruedas, rondan espesores de 6 a 8 mm. Se llegan a cortar chapas de 20 mm de espesor en la fabricación de cribas para maquinaria de tratamiento de áridos.

Descripción de un proceso de corte con pisado de la chapa: 

En el corte, la inmovilización del material durante el desarrollo de la operación juega un papel decisivo para la obtención de productos acabados de calidad. Además, los punzones van guiados en toda su longitud, lo cual evita su rotura por la extracción forzada del material.

Una vez montada la matriz en la prensa y estando en su posición de reposo, la chapa a cortar se coloca en la matriz. (1).

Al accionar la máquina, el cabezal inicia su carrera de descenso y el pisador ejerce la presión necesaria para sujetar la chapa mientras dure el proceso. (2)

Instantes antes de que el cabezal de la prensa alcance el final de su recorrido, el punzón presiona la chapa y ejerce un esfuerzo capaz de seccionar limpiamente las fibras del material. (3)

Cuando la prensa ha llegado a su extremo inferior el punzón se halla alojado dentro de la matriz, habiendo cortado la chapa. (4)

En la última fase del proceso el cabezal de la prensa vuelve a su posición inicial, liberando la chapa y

extrayendo el recorte de material adherido al punzón en el preciso instante en que éste se esconde en el pisador. (5)

Al llegar a la posición de reposo, la prensa está lista para iniciar un nuevo ciclo, previamente retirado el material cortado. (6)

Introducción a la Matricería

Introducción a la Matricería.

Generalidades:

La Matricería es una rama de la Mecánica que estudia y desarrolla la técnica de fabricación de utillajes adecuados para obtener piezas en serie, generalmente de chapa metálica, sin arranque de viruta.

Por extensión, se llaman procesos de Matricería aquellos procedimientos de corte o deformación de la chapa sin arranque de viruta, que se llevan a cabo mediante un utillaje llamado matriz o troquel.

Matrices. Comparación de métodos. Ventajas y desventajas de la Matricería:

A diferencia de otros procedimientos como el Mecanizado por arranque de viruta o la Soldadura, la Matricería es una tecnología cuya aplicación en procesos de fabricación de pieza única no resulta viable. El empleo de utillajes muy costosos, de elevada precisión y únicamente válidos para una forma o diseño de pieza, aconseja la Matricería como proceso de fabricación apropiado para grandes series de piezas. Sólo en este caso la amortización de los utillajes repercute mínimamente en el coste final del producto matrizado.

La producción de piezas por Matricería es rápida, oscilando el número de piezas producidas entre 12-13 piezas por minuto (embutición de laterales para automóvil) y 1200 piezas por minuto (producción de pieza plana).

Los procedimientos de deformación sin arranque de viruta garantizan el procesado de la chapa bajo tolerancias geométricas y dimensionales cuyos valores son mínimos. Además, las operaciones de matrizado no alteran, prácticamente, el acabado superficial de las piezas obtenidas. Considerando que la chapa laminada para trabajos de Matricería posee unos valores mínimos de rugosidad, puede afirmarse que la calidad superficial de los productos matrizados es, cuando menos, excelente.

La gran mayoría de productos de chapa no pueden ser fabricados por otros métodos sin afectar de forma negativa a la precisión del producto, su resistencia mecánica y los tiempos de producción. Por todo ello y salvo alguna excepción, la Matricería se consolida como un método de fabricación insustituible, cuyos resultados superan con creces los obtenidos por otros procedimientos.

Antecedentes y situación actual de la industria matricera:

Los primeros trabajos relacionados con la técnica de que se tiene constancia, consistieron en la acuñación de moneda y se llevaron a cabo en el siglo VII a.C. en Lidia (península de Anatolia), actualmente Turquía.

Pero, la técnica, tal y como la conocemos hoy día, cuenta escasamente con algo más de un siglo de vida.

A finales del siglo XIX, los procesos metalúrgicos se limitaban a la fundición de piezas metálicas, al mecanizado de piezas por arranque de viruta y al ensamblaje de las mismas. El nacimiento de la industria automovilística y la fabricación en cadena propiciaron la búsqueda de nuevas técnicas productivas que permitieron reducir tiempos y abaratar costes de material y mano de obra.

A principios del siglo XX, muchos de los componentes de los primeros coches se fabrican a partir de chapa metálica, mediante procesos de Matricería. Las enormes posibilidades que ofrece esta técnica junto con el desconocimiento de algunos materiales, como los plásticos, facilitan la expansión de la industria matricera hacia otros sectores como el naval o el ferroviario durante los años veinte y, más tarde, hacia el sector aeronáutico.

Durante la Segunda Guerra Mundial, la necesidad de tener más y mejor armamento por parte de los países beligerantes, acelera el desarrollo de este sector metalúrgico. Alemania, Gran Bretaña y Estados Unidos se consolidan así como principales países productores.

Desde 1945 hasta principios de los setenta los países industrializados se dedicaron además, a la producción de todo tipo de bienes de consumo, ampliando así los sectores en los cuales interviene esta técnica.

Actualmente, el País Vasco y Cataluña están a la cabeza de la producción nacional y ocupan un puesto destacado en la industria matricera de la UE con el sector del automóvil en cabeza, aunque también está en otros sectores: aeronáutico, naval, ferroviario, eléctrico, electrónico, informático… y de bienes de consumo y equipamientos.