Procesos de Conformado por Deformación Plástica

1. Laminado

Definición: Proceso de deformación plástica en el que un material pasa entre rodillos para reducir su espesor o modificar su sección transversal.

Objetivo: Obtener productos con formas específicas y mejores propiedades mecánicas.

Aplicaciones: Fabricación de chapas, placas, barras y perfiles estructurales.

Este proceso modifica la estructura de grano, rompiendo, realineando y direccionando las fibras, lo que produce un fibrado direccional.

2. Embutido

Características:

• Se mantiene el espesor del material casi constante.
• La forma final se logra por fluencia controlada del metal.
• Se requiere lubricación adecuada para evitar fisuras y desgaste de herramientas.

3. Extrusión

Definición: Proceso de formado por compresión, en el cual el material se fuerza a pasar a través de una matriz para obtener una sección transversal deseada.

Ventajas:

• Posibilidad de crear formas muy complejas.
• Permite optimizar diseño y ensamblajes, reduciendo costos.

Tipos:

• Extrusión directa: El metal y el émbolo se mueven en la misma dirección.
• Extrusión indirecta: La matriz se mueve en dirección opuesta al émbolo.

Procesos de Mecanizado y Fabricación Sustractiva

1. Clasificación General del Mecanizado

• Procesos con arranque de viruta: Eliminan material de una pieza hasta obtener la forma deseada.
• Procesos por adición o conformado: Agregan o moldean material hasta formar la pieza final.

Tipos de Herramientas:

• Herramientas estáticas (Torneado): Gira la pieza.
• Herramientas rotativas (Fresado, Taladrado, Alesado): Gira la herramienta.

⚙️ 2. Procesos con Arranque de Viruta

Torneado

• Se realiza en piezas de revolución.
• La pieza gira y la herramienta se desplaza linealmente.

Elementos principales:

• Husillo, bancada, contrapunta, carro portaherramientas, caja Norton.

Operaciones:

• Cilíndrico, interior, roscado, tronzado, ranurado.

Fresado

• Utiliza herramientas multicortantes rotativas.
• Genera superficies planas, ranuras, dientes y roscas.

Tipos de fresadoras:

• Horizontal, vertical, universal, especial.

Alesado

• Amplía o perfecciona orificios ya existentes.
• Permite operaciones como frenteado, cónico o esférico.
• Usa herramientas monocortantes (alesadores).

Lima, Mortajado y Cepillado

• Lima: Manual o mecánica, utilizada para ajustes finos.
• Mortajado: Mecaniza agujeros o ranuras interiores con movimiento alternativo.
• Cepillado: Similar al limado, pero para piezas grandes, usando una mesa móvil hidráulica.

Taladrado

• Produce agujeros cilíndricos mediante brocas.

Tipos:

• Sencillo, trepanado, biselado, por etapas.

Es de gran importancia el control y la evacuación de virutas.

Brochado

• Modifica el perfil interno o externo de una pieza.
• Herramienta: Brocha (barra con múltiples filos).
• Máquina: Brochadora (horizontal o vertical).

Rectificado

• Usa muela abrasiva con granos de óxido de aluminio o carburo de silicio.
• Logra alta precisión y baja rugosidad.

Tipos:

• Plano, cilíndrico, sin centros, tangencial, frontal.

Variables de selección:

• Material abrasivo, granulometría, dureza, estructura, aglutinante.

🔩 3. Procesos de Conformado y Adición

Hidroformado

• Deforma tubos o chapas con presión hidráulica (hasta 10.000 bar).
• Logra piezas de alta resistencia y baja masa.

Fabricación de Engranajes

Transmiten potencia mediante dientes.

Tipos de máquinas:

• Creadoras Pfauter, Dentadoras Gleason, Mortajadoras Fellows, Magg.

Permite el tallado de engranajes cilíndricos, cónicos y helicoidales.

💧 4. Fluidos de Corte

Funciones:

• Refrigerante: Reduce la temperatura.
• Lubricante: Disminuye la fricción.

Propiedades requeridas:

• Alta conductividad térmica, buena humectación y resistencia de película lubricante.

🔥 5. Procesos de Corte Térmico y No Convencional

• Oxicorte: Quema el acero con oxígeno; la eficiencia depende de la composición del material.
• Corte por plasma: Gas ionizado expulsado a alta velocidad.
• Corte láser: Se realiza por fusión, sublimación o quemado, según el gas auxiliar utilizado.
• Corte por agua (Waterjet): Chorro de agua con abrasivo a 4.000 bar, aplicable a casi cualquier material.

Procesos de Fundición, Sinterizado e Impresión 3D

🧫 6. Procesos de Fabricación por Adición y Plásticos

Moldeo por Inyección

Fases: Fusión, inyección, enfriamiento y expulsión de la pieza.

El husillo de plastificación funde y homogeneiza el polímero.

Moldeo por Soplado

Forma piezas huecas (ej. botellas).

Tipos:

• Extrusión-soplado, inyección-soplado, tensionado-soplado.

Moldeo Rotacional (Rotomoldeo)

Polvo plástico fundido en un molde rotativo y luego enfriado.

Ideal para piezas huecas grandes.

⚗️ 7. Sinterizado

Unión de partículas en polvo por presión y temperatura (70–80% del punto de fusión).

Se realiza en atmósfera reductora.

Aplicaciones: Bielas, insertos de corte, componentes metálicos y cerámicos.

🖨️ 8. Impresión 3D y 4D

Principales tecnologías de Impresión 3D:

• SLA (Estereolitografía): Solidifica resina con luz UV.
• SLS (Sinterizado Selectivo por Láser): Funde polvo capa a capa.
• FDM (Modelado por Deposición Fundida): Deposita filamento plástico fundido.
• PolyJet: Inyección de fotopolímeros curados con luz UV.

Impresión 4D: Utiliza materiales que cambian su forma con estímulos externos (temperatura, humedad).

Fundición: Tipos y Elementos

Tipos de Fundición

• Moldeo en tierra (arena)
• Modelo perdido (poliestireno)
• Fundición en cáscara
• Fundición a la cera perdida
• Molde permanente
  • Por gravedad
  • Por inyección
  • Por inyección a baja presión
• Fundición centrífuga
  • Real
  • Semicentrífuga
  • Centrifugada

Moldeo en Arena (Arena Verde)

Es un proceso muy usado y económico; los moldes se destruyen tras cada colada.

Se utiliza una mezcla de arena, arcilla (bentonita) y agua. La arena puede reutilizarse varias veces.

Es clave controlar:

• Contracción del metal (depende del tipo de aleación).
• Extracción del modelo (ángulos de salida).
• Acabado y distorsión de la pieza.

Elementos de un Molde de Arena

Arena, modelo, cajas superior/inferior, bebedero, canales, ataques, machos, mazarotas, portadas y enfriadores.

• Mazarota: Reserva de metal líquido para compensar la contracción al solidificar.
• Coquillas: Insertos metálicos para acelerar la solidificación en zonas críticas.

El modelo es más grande que la pieza final.

Tolerancia del modelo = Contracción + Desmolde + Mecanizado.

Se distingue la contracción líquida, por solidificación y sólida. Esta contracción se compensa con mazarotas o coquillas.

Procesos Especiales de Fundición

🔹 Fundición con Modelo Perdido

• Modelo de poliestireno recubierto con refractario y arena sin aglutinante.
• No requiere machos ni uniones.
• Produce piezas de buena calidad y bajo costo.

🔹 Fundición en Cáscara

• Utiliza arena de alta calidad con aglutinante químico endurecido en caliente.
• Produce piezas pequeñas, precisas y con buena rugosidad superficial.

🔹 Fundición a la Cera Perdida

• Se usa un modelo de cera que se elimina al calentar.
• Permite altísima precisión y geometrías complejas sin necesidad de mecanizado posterior.
• Es costoso; se usa para piezas de alto valor (ej. álabes de turbina).

🔹 Fundición en Molde Permanente

• Utiliza moldes metálicos reutilizables.
• Ideal para series largas y materiales de bajo punto de fusión (Aluminio, Zinc).
• Tipos: gravedad, inyección y baja presión.

🔹 Fundición Centrífuga

El molde gira a alta velocidad; la fuerza centrífuga distribuye el metal.

Ventajas:

• Mejor calidad, menos defectos, alta precisión, buen aprovechamiento del material.

Desventajas:

• Densidad desigual, necesidad de energía, posibles impurezas internas.

Subtipos:

• Real: Piezas tubulares (tubos, cañones, anillos).
• Semicentrífuga: Piezas macizas (poleas, volantes).
• Centrifugada: Múltiples cavidades periféricas para piezas pequeñas.