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TECNOLOGÍA PARA EL FORMADO DE MATERIALES, 9.5, 9.4, 9.4 (2), 9.6, 9.7, 9.8…
TECNOLOGÍA PARA EL FORMADO DE MATERIALES
Se utilizan presiones para cambiar la forma, el tamaño o ambos del material que se trabaja. El uso de presión para conformar el material diferencia a este agrupamiento amplio de procesos de corte y de moldeado y colada.
Los materiales que se incluyen son la mayoría de los metales ferrosos y no ferrosos, plásticos, polvos metálicos y muchas otras sustancias.
Hay cuatro familias generales de operaciones: prensado, estirado, doblado y cizallamiento. Se caracterizan por el uso de presión y la carencia de corte y remoción de material para formar los objetos.
La estructura granular continua aumenta la resistencia total de la pieza formada. Los procesos de formado ofrecen ventaja en relación con productos colados, suele ser uniforme y no aumenta ni altera la resistencia.
Hay otras dos clasificaciones mayores:
Factores a considerar:
2) el peso del objeto y el tipo de material que satisfaga las condiciones como resistencia física, resistencia a la corrosión y otros.
3) la factibilidad de construcción del objeto al considerar la complejidad de la forma y el costo de operación para producir esa forma
1) los esfuerzos de operación que se espera tendrá que resistir el objeto formado.
Esfuerzos a considerar:
compresión o tensión multiaxiales combinadas que producen fracturas
torsión o torceduras
tracción y adelgazamiento o formación de cuellos
compresión o cizallamiento biaxiales
compresión y pandeo
otros factores de esfuerzo:
En frío, se forman esfuerzos internos después de aplicar la
carga
durante el formado.
En el trabajo caliente, se produce poco o ningún esfuerzo en los granos.
Dos de los factores en la selección de un proceso son:
2)
Requisitos físicos
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1)
Aprovechamiento de la máquina
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formado
en frío
La elección del trabajo en caliente o en frío permite aprovechar las ventajas de cada técnica para formado, como perfeccionamiento de la estructura granular para mejorar las características físicas del material resistencia, durabilidad, rigidez, tenacidad y otros aspectos similares.
formado
en caliente
Para la formación de metales en caliente sea más eficaz, se debe efectuar a un valor más alto del punto de
re cristalización
, que es la temperatura por el cual cambian de forma los granos del metal.
El formado del metal a alta temperatura, primero reduce la energía y la fuerza necesarias para conformarlo y, después, el tratamiento térmico.
1. PRENSAS
La prensa básica es la respuesta de las fuerzas más elevadas y se ejecutan operaciones más complejas.
Hay dos tipos de prensas:
El primero es la prensa que ejerce la fuerza con lentitud y una acción de compresión.
El segundo son las prensas que producen, a la vez, impacto y presión.
Las máquinas que sólo aplican presión se llaman
prensas
; las que producen impacto y presión suelen llamarse
martinetes
o pilones.
b. Martinetes de caída libre
Las características son similares a las de las prensas simples, excepto que tienen algún mecanismo para producir impacto y prensado
El impacto crea fuerzas muy elevadas durante un breve tiempo; esto permite en términos de la presión de compresión, produzca fuerzas más grandes.
Se clasifican de acuerdo con la forma e que se eleva el pilón. Un tipo muy común es el martillo de caída
por fricción de tabla
.
se dividen en dos categorías amplias:
pilón por caída
mecánica
se utilizan vapor o fuerza hidráulica tanto para elevar el martillo como para darle impulso adicional en la carrera descendente.
permiten mejor exactitud y control, así como mayores impacto y presión.
las matrices pueden ser unidades sencillas o pueden tener varias cavidades. Cuando se emplean se les llama matrices o troqueles
progresivos
pilones por
gravedad
desventaja:
los pilones o martillos por gravedad es la limitación de la fuerza aplicada debido al tamaño y peso del pilón.
se utilizan excéntricas para elevar el martillo antes de que lo haga bajar la gravedad.
c. Forma de la prensa
La forma o posición de una prensa estará en uno de tres tipos básicos, según el eje geométrico de movimiento del ariete: vertical, inclinada y horizontal.
Otra variante es la de impacto, se utiliza impulsión mecánica, por vapor o hidráulica para mover a los martillos o pilones opuestos a lo largo de guías horizontales, a fin de que choquen contra el objeto.
No pueden producir presiones tan altas como los martinetes, se prestan para líneas de producción en donde se necesita un volumen alto y constante.
a. La prensa básica
El uso principal es para comprimir el material y darle una forma basta antes de conformarlo en operaciones subsecuentes.
En la siguiente figura se ilustran los componentes básicos de una prensa.
prensa de doble bastidor
se utilizan para lograr formas gruesas y piezas grandes y pueden tener capacidad para miles de toneladas de presión.
prensas de bastidor abierto
suelen utilizarse para trabajo ligero en operaciones como troquelar o estampar, fresar, acuñar y procesos similares con material delgado.
La mayor parte de las operaciones básicas en la prensa se hacen con el pilón y yunque planos.
d. Impulsiones (transmisiones) para prensas
impulsión
excéntrica
se emplea en situaciones en que se necesita una carrera corta del ariete; estas prensas son de acción rápida, pero suelen estar restringidas para trabajo liviano.
impulsión de
palanca acodillada
se utiliza para una amplia gama de espesores y tamaños de material. Ventaja es que producen doble acción en operaciones de estirado.
impulsión de
articulación
o
acción de rodilla
se utiliza para combinar la velocidad de operación con una mayor ventaja mecánica.
impulsión
hidráulicas
y de
vapor
las prensas modernas son hidráulicas, en vez de vapor. Esto se debe a que se ha reducido el uso de vapor como fuerza motriz y perfeccionamiento en los hidráulicos que permiten más adaptabilidad, controles más fáciles y sistemas generadores de potencia.
impulsión por
manivela
o cigüeñal
es de uso común para punzonar y perforar lámina y placa delgadas.
Las variantes de las prensas son las laminadoras e donde se aplica presión continua para reducir planchas gruesas de material a láminas delgadas
2. PROCESOS ESPECIALES PARA FORMADO
constan de tres técnicas, que son:
b.
formado con alta energía
Se utiliza principalmente para formar objetos no muy grandes, hasta de 90 ó 100 cm, con material delgado
En este proceso se utiliza una carga explosiva para generar una fuerza repentina contra un líquido, el cual, después,, ejerce presiones uniformes en todos los sentidos, sobre un material que está dentro del líquido y lo oprime con uniformidad contra el molde.
c.
metalurgia de polvos
Es una serie de los procesos de formado de uso muy extenso.
Variantes:
alambre y núcleos para aparatos magnéticos en donde la resistencia no es crítica
impartir propiedades magnéticas a metales difíciles de magnetizar por su extrema densidad granular
formado de engranajes y muelles complicados para maquinaria de trabajo liviano
filtros para líquidos y para formar cojinetes del tipo impregnado con lubricante.
a. formado magnético
Induce fuerzas magnéticas repentinas en torno al objeto que se va a conformar y ocasionan que adopte la forma de las paredes o moldes que lo rodean.
Uso principal se da en la industria aeroespacial
