CONFORMADO DE MATERIALES
Debido a que los metales deben ser conformados en la zona de comportamiento plástico es necesario superar el límite de fluencia para que la deformación sea permanente. Por el cual, el material es sometido a esfuerzo superiores a sus límites elásticos, estos límites se elevan consumiendo así la ductilidad.
En el conformado de metales se deben tener en cuenta ciertas propiedades, tales como un bajo límite de fluencia y una alta ductilidad. Estas propiedades son influenciadas por la temperatura: cuando la temperatura aumenta, el límite de fluencia disminuye mientras que la ductilidad aumenta.
A continuación se muestra el tipo de distinciones a tener en cuenta cuando se estudian los procesos de conformación de metales:
- Trabajo en frío: Se refiere al trabajo a temperatura ambiente o menor. Este trabajo ocurre al aplicar un esfuerzo mayor que la resistencia de cedencia de metal, produciendo a la vez una deformación.
- Trabajo en caliente: Se define como la deformación plástica del material metálico a una temperatura mayor que la de re-cristalización La ventaja principal del trabajo en caliente es la obtención de una deformación plástica casi ilimitada, que ademas es la adecuada para moldear partes grandes porque el metal tiene una baja resistencia de cedencia y una alta ductilidad.
OPERACIONES DE FORMADO O PREFORMADO DE LAMINAS DE METAL
Los procesos de conformado de láminas son operaciones realizadas en láminas, tiras y rollos, realizadas a temperatura ambiente con sistemas de punzones y dados. Algunos de ellas son: operación de corte, doblado y embutido.
- Cizallado: Operación de corte de láminas que consiste en disminuir la lámina a un menor tamaño.
Comentario: En el cizallado encontramos variantes muy interesantes y de gran ayuda para el ingeniero o diseñador fabricante.
- Troquelado: En el troquelado se cortan láminas sometiéndolas a esfuerzos cortantes, desarrollados entre un punzón y una matriz, se diferencia del cizallado ya que este último solo disminuye el tamaño de lámina sin darle forma alguna.
Comentario: En el vídeo La troqueladora esta conectada a través de un modulo de entradas y salidas digitales WAGO que se conecta por DEVICE NET al controlador del robot y este se encarga de relaizar el control de toda a periferia, mesa de centrado, troquel, gripper etc.
- Doblado: El doblado de metales es la deformación de láminas alrededor de un determinado ángulo. Los ángulos pueden ser clasificados como abiertos (si son mayores a 90 grados), cerrados (menores a 90°) o rectos. Durante la operación, las fibras externas del material están en tensión, mientras que las interiores están en compresión. El doblado no produce cambios significativos en el espesor de la lámina metálica. Existen diferentes formas de doblado, las más comunes son: doblado entre dos formas y doblado deslizante.
- Doblado entre formas:
En este tipo de doblado, la lámina metálica es deformada entre un punzón en forma
de V u otra forma y un dado. Se pueden doblar con este punzón desde ángulos muy
obtusos hasta ángulos muy agudos. Esta operación se utiliza generalmente para
operaciones de bajo volumen de producción.
- Doblado Deslizante:
En el doblado deslizante, una placa presiona la lámina metálica a la matriz o dado
mientras el punzón le ejerce una fuerza que la dobla alrededor del borde del dado.
Este tipo de doblado está limitado para ángulos de 90°
Comentario: En el vídeo se observa el doblado de las láminas de aluminio para la construcción de las bases del proyecto Flame Of Knowledge
- Embutido: El embutido consiste en colocar la lámina de metal sobre un dado y luego presionándolo hacia la cavidad con ayuda de un punzón que tiene la forma en la cual quedará formada la lámina.
Comentario: En el vídeo se observa un proceso industrial de embutición.
- Laminado: El laminado es un proceso en el que se reduce el espesor de una pieza larga a través de fuerzas de compresión ejercidas por un juego de rodillos, que giran apretando y halando la pieza entre ellos. El resultado del laminado puede ser la pieza terminada (por ejemplo, el papel aluminio utilizado para la envoltura de alimentos y cigarrillos), y en otras, es la materia prima de procesos posteriores, como el troquelado, el doblado y la embutición.
Comentario: Proceso de laminación de aceros.
- Forjado: El forjado fue el primero de los procesos del tipo de compresión indirecta y es probablemente el método más antiguo de formado de metales. Involucra la aplicación de esfuerzos de compresión que exceden la resistencia de fluencia del metal. En este proceso de formado se comprime el material entre dos dados, para que tome la forma deseada. Existen tres tipos de operación de forjado (Figura No. 16):
- En el Forjado a dado abierto el material se comprime entre dos planos, permitiendo que el material fluya sin restricción es sus caras laterales.
- En el Forjado en dado impresor, el dado de comprensión ejerce fuerza sobre la superficie de la pieza, haciendo que esta tome la forma del dado. A pesar de que aumenta la restricción en el metal, es posible que este fluya más allá del dado impresor lo que causa un exceso de material (rebaba).
- En el Forjado sin rebaba el dado restringe completamente el material dentro de la cavidad y no se produce rebaba excedente.
Comentario: La mayoría de forjado se realiza en caliente, dada la deformación demandada en el proceso y la necesidad de reducir la resistencia e incrementar la ductilidad del metal.
- Extursion : La extrusión es un proceso por compresión en el cual el metal de trabajo es forzado a fluir a través de la abertura de un dado para darle forma a su sección transversal. Ejemplos de este proceso son secciones huecas, como tubos, y una variedad de formas en la sección transversal. Los tipos de extrusión dependen básicamente de la geometría y del material a procesar. Existe el proceso de extrusión directa, extrusión indirecta, y para ambos casos la extrusión en caliente para metales (a alta temperatura). En la extrusión directa, se deposita en un recipiente un lingote en bruto llamado tocho, que será comprimido por un pistón, tal cual como lo muestra la Figura No. 17. Al ser comprimido, el material se forzará a fluir por el otro extremo adoptando la forma que tenga la geometría del dado.
La extrusión indirecta o inversa (ver Figura No. 18) consiste en un dado impresor que está montado directamente sobre el émbolo. La presión ejercida por el émbolo se aplica en sentido contrario al flujo del material. El tocho se coloca en el fondo del dado contenedor.
PRUEBAS DE CALIDAD
1. RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN
Esfuerzo máximo que puede soportar un material bajo una carga de aplastamiento. La resistencia a la compresión de un material que falla debido al fracturamiento se puede definir en límites bastante ajustados, como una propiedad independiente. Sin embargo, la resistencia a la compresión de los materiales que no se rompen en la compresión se define como la cantidad de esfuerzo necesario para deformar el material una cantidad arbitraria. La resistencia a la compresión se calcula dividiendo la carga máxima por el área transversal original de una probeta en un ensayo de compresión.
2. RESISTENCIA A LA TENSION
Se
determina por el estirado de los dos extremos de una probeta con dimensiones
perfectamente determinadas y con marcas previamente hechas. Al aplicar fuerza
en los dos extremos se mide la deformación relacionándola con la fuerza
aplicada hasta que la probeta rebasa su límite de deformación elástica y se
deforma permanentemente o se rompe. Algunos materiales con mayor y menor
resistencia a la tensión son:
Los metales ferrosos como su nombre lo indica su principal componente es el fierro, sus principales características son su gran resistencia a la tensión y dureza. Las principales aleaciones se logran con el estaño, plata, platino, manganeso, vanadio y titanio. Metales no Ferrosos por lo regular tienen menor resistencia a la tensión y dureza que los metales ferrosos, sin embargo su resistencia a la corrosión es superior. Los principales metales no ferrosos utilizados en la manufactura son: • Aluminio • Cobre • Magnesio • Níquel • Plomo • Titanio • Zinc.
http://www.youtube.com/watch?v=Zhc_P0ytido
3. RESISTENCIA AL IMPACTO
Energía necesaria para romper una probeta sometida a una carga de choque, como en un ensayo de impacto. Sinónimos: energía de rotura por impacto, valor de impacto, resistencia al impacto y absorción de energía. Es una indicación de la dureza del material.
3. RESISTENCIA AL IMPACTO
Energía necesaria para romper una probeta sometida a una carga de choque, como en un ensayo de impacto. Sinónimos: energía de rotura por impacto, valor de impacto, resistencia al impacto y absorción de energía. Es una indicación de la dureza del material.
http://www.youtube.com/watch?v=N8to7CtDB8g
4. DUREZA
es la resistencia que opone una superficie lisa de un mineral a ser rayado.
La dureza se puede medir de dos maneras:
- en forma absoluta, utilizando un aparato llamado durómetro o esclerómetro,
- en forma relativa, comparando la dureza del mineral estudiado con otros de dureza conocida.
5. RESISTENCIA A LA FLEXIÓN
Esfuerzo de fibra máximo desarrollado en una probeta justo antes de que se agriete o se rompa en un ensayo de flexión. Para aquellos materiales que no se rompen en el ensayo de flexión, se reporta la resistencia de fluencia en flexión en lugar de la resistencia a la flexión. Sinónimo de módulo de ruptura.
http://www.youtube.com/watch?v=6S7UEvLK70o
6. DENSIDAD
La densidad es una medida utilizada por la física y la química para determinar la cantidad de masa contenida en un determinado volumen. La ciencia establece dos tipos de densidades. La densidad absoluta o real que mide la masa por unidad de volumen, y es la que generalmente se entiende por densidad. Se calcula con la siguiente formula: Densidad = masa / volumen.
http://www.youtube.com/watch?v=rwSz3MPQpkw
7. RESISTENCIA QUÍMICA
La resistencia química se utiliza para describir la resistencia de los materiales a los diferentes agentes químicos. En la mayoría de los casos, una baja resistencia química se manifiesta con una deformación o reblandecimiento. Las moléculas que hay en el medio migran hacia el espacio que hay entre las cadenas de los polímeros y las empujan y mueven. Proceso de difusión depende de la temperatura por los datos sobre resistencia química son solo para una cierta temperatura. En los plásticos amorfos, la presencia de agentes químicos puede llevar a un agrietamiento por tensiones internas (stress corrosion cracking). En estos plásticos, primero se crean microfisuras que más tarde pueden crecer y propagarse por la presencia de tensiones internas, temperatura y concetraciones de agentes químicos.
