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 SISTEMAS DE MANUFACTURA TECNOLOGIAS DURAS hp 1 TECNOLOGIAS DURAS 3.1 EL USO DE LOS MATERIALES “PLASTICO, POLIMEROS Y ALEACIONES LIGERAS, PARA LA BUSQUEDA DE LA COMPETITIVIDAD  . ¿QUÉ ES UN PLÁSTICO? Son sustancias de distintas estructuras y naturalezas que carecen de un punto fijo de ebullición y poseen durante un intervalo de temperaturas propiedades de elasticidad y flexibilidad que permiten moldearlas y adaptarlas a diferentes formas y aplicaciones. CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS PLÁSTICOS Los plásticos se caracterizan por una relación resistencia/densidad alta, unas propiedades excelentes para el aislamiento térmico y eléctrico y una buena resistencia a los ácidos, álcalis y disolventes. Las enormes moléculas de las que están compuestos pueden ser lineales, ramificadas o entrecruzadas, dependiendo del tipo de plástico. Las moléculas lineales y ramificadas son termoplásticos (se ablandan con el calor), mientras que las entrecruzadas son termo endurecibles (se endurecen con el calor). Los Polímeros, provienen de las palabras griegas Poly y Mers, que significa muchas partes. Materiales poliméricos orgánicos (los compuestos por moléculas orgánicas gigantes) que son plásticos, es decir, que pueden deformarse hasta conseguir una forma deseada por medio de extrusión, moldeo o hilado. Las moléculas pueden ser de origen natural, por ejemplo la celulosa, la cera y el caucho (hule) natural, o sintéticas, como el polietileno y el nylon. Los materiales empleados en su fabricación son resinas en forma de bolitas o polvo o en disolución. Con estos materiales se fabrican los plásticos terminados. Clasificación de los plásticos:  Por su naturaleza:  Naturales  Sintéticos

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SISTEMAS DE MANUFACTURA TECNOLOGIAS DURAS 

hp 1

TECNOLOGIAS DURAS

3.1 EL USO DE LOS MATERIALES

“PLASTICO, POLIMEROS Y ALEACIONES LIGERAS, PARA LA BUSQUEDA DE LACOMPETITIVIDAD” .

¿QUÉ ES UN PLÁSTICO? 

Son sustancias de distintas estructuras y naturalezas que carecen de un punto fijo de

ebullición y poseen durante un intervalo de temperaturas propiedades de elasticidad y

flexibilidad que permiten moldearlas y adaptarlas a diferentes formas y aplicaciones.

CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS PLÁSTICOS

Los plásticos se caracterizan por una relación resistencia/densidad alta, unaspropiedades excelentes para el aislamiento térmico y eléctrico y una buena resistencia a los

ácidos, álcalis y disolventes. Las enormes moléculas de las que están compuestos pueden ser

lineales, ramificadas o entrecruzadas, dependiendo del tipo de plástico. Las moléculas lineales

y ramificadas son termoplásticos (se ablandan con el calor), mientras que las entrecruzadas

son termo endurecibles (se endurecen con el calor). Los Polímeros, provienen de las palabras

griegas Poly y Mers, que significa muchas partes.

Materiales poliméricos orgánicos (los compuestos por moléculas orgánicas gigantes)

que son plásticos, es decir, que pueden deformarse hasta conseguir una forma deseada por

medio de extrusión, moldeo o hilado. Las moléculas pueden ser de origen natural, por ejemplola celulosa, la cera y el caucho (hule) natural, o sintéticas, como el polietileno y el nylon. Los

materiales empleados en su fabricación son resinas en forma de bolitas o polvo o en

disolución. Con estos materiales se fabrican los plásticos terminados.

Clasificación de los plásticos:

  Por su naturaleza:

  Naturales

  Sintéticos

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TECNOLOGIAS DURAS  SISTEMAS DE MANUFACTURA

hp 2

  Por su estructura interna:

  Termoplásticos

  Termoestables

  Elastómeros

PRINCIPALES POLÍMEROS

Polietileno (PE). Es un material termoplástico blanquecino, de

transparente a translúcido, y es frecuentemente fabricado en

finas láminas transparentes. Las secciones gruesas son

translúcidas y tienen una apariencia de cera. Mediante el uso

de colorantes pueden obtenerse una gran variedad de

productos coloreados. Éste es el polímero que hace las bolsas

de almacén, los frascos de champú, los juguetes de los niños, e

incluso chalecos a prueba de balas. Por ser un material tan

versátil, tiene una estructura muy simple, la más simple de todos los polímeros comerciales.

Polimetacrilato (PMMA). Este plástico tiene una gran

transparencia, además de elevada rigidez y tenacidad,

buena resistencia química, fácil moldeo, y buen

comportamiento dieléctrico. Se utiliza en múltiples

aplicaciones, accesorios para cuartos de baño, parabrisas y

ventanas de aviones, portillos de barcos, claraboyas.

También se puede moldear por colada.

Polipropileno (PP). La fabricación del polipropileno se iniciaen 1957. Este plástico, también con una estructurasemicristalina, superaba en propiedades mecánicas alpolietileno, su densidad era la más baja de todos losplásticos, y su precio también era muy bajo, pero tenía unagran sensibilidad al frío, y a la luz ultravioleta, lo que le hacíaenvejecer rápidamente. Por este motivo su uso se vioreducido a unas pocas aplicaciones.

Polioximetileno (POM). También se conoce este plástico

como resina acetálica, poliacetal o poliformaldehído. El

hecho de que sus propiedades mecánicas eran incluso

superiores a las de las poliamidas, hizo que se trabajara

intensamente para solventar este problema de baja

resistencia térmica. Así en 1958 aparecieron el

homopolímero acetático, y el copolímero acetático. En el

primero se consiguió su estabilidad térmica mediante

aditivos.

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SISTEMAS DE MANUFACTURA TECNOLOGIAS DURAS 

hp 3

Policarbonato (PC). Este plástico apareció en los años

cincuenta. Es amorfo y transparenteaguanta una temperatura

de trabajo hasta 135 ºC, y tiene buenas propiedades mecánicas,

tenacidad y resistencia química. Se utiliza en electrotecnia,

aparatos electrodomésticos, piezas de automóviles,

luminotecnia, cascos de seguridad. Se hidroliza con el agua a

elevadas temperatura. (Colaborador del artículo: Julio José

Moreno, UASD)

CLASIFICACIÓN DE LOS POLÍMEROS SEGÚN SUS PROPIEDADES FÍSICAS

Desde un punto de vista general se puede hablar de tres tipos de polímeros:

• Elastómeros 

• Termoplásticos 

• Termoestables 

Los elastómeros y termoplásticos están constituidos por moléculas que forman largas

cadenas con poco entrecruzamiento entre sí. Cuando se calientan, se ablandan sin

descomposición y pueden ser moldeados.

Los termoestables se preparan generalmente a partir de sustancias semifluidas de

peso molecular relativamente bajo, las cuales alcanzan, cuando se someten a procesos

adecuados, un alto grado de entrecruzamiento molecular formando materiales duros, que

funden con descomposición o no funden y son generalmente insolubles en los solventes más

usuales.

POLÍMEROS ELASTÓMEROS 

POLIISOPRENO: Es un polímero dieno, o sea un

polímero formado a partir de un monómero que

contiene dos enlaces dobles carbono-carbono. El

poliisopreno puede extraerse de la savia del árbol de la

Hevea, pero también puede sintetizarse por medio de la

polimerización Ziegler-Natta. Este es un raro ejemplo de

un polímero natural que puede hacerse casi tan biencomo lo hace la naturaleza.

POLIBUTADIENO: Fue uno de los primeros tipos de

elastómeros sintéticos, o caucho, en ser inventados. Es

adecuado para las aplicaciones que requieren exposición a

bajas temperaturas. Los neumáticos se hacen a menudo

con mezclas de polibutadieno y de otras clases de caucho.

Las correas, mangueras, juntas y otras piezas de automóvil

se hacen de polibutadieno, porque éste tiene mejor

resistencia a las bajas temperaturas que otros elastómeros.

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TECNOLOGIAS DURAS  SISTEMAS DE MANUFACTURA

hp 4

POLIISOBUTILENO: Es un caucho sintético, o

elastómero. Es especial porque es el único caucho

impermeable a los gases, es decir, es el único caucho

que puede mantener el aire por largos períodos.

Dado que el poliisobutileno mantiene el aire, se

utiliza para hacer cosas como cámaras para

neumáticos y pelotas de básquet.

POLÍMEROS TERMOPLÁSTICOS

Los termoplásticos son polímeros de cadenas largas que cuando se calientan se reblandecen y

pueden moldearse a presión. Representan el 78-80% de consumo total. Los principales son:

POLIETILENO: Éste es el termoplástico más usado en

nuestra sociedad. Los productos hechos de polietileno vandesde materiales de construcción y aislantes eléctricos

hasta material de empaque. Es barato y puede moldearse a

casi cualquier forma, extrudirse para hacer fibras o soplarse

para formar películas delgadas.

Según la tecnología que se emplee se pueden obtener dos tipos de polietileno:

POLIETILENO DE BAJA DENSIDAD: Dependiendo del

catalizador, este polímero se fabrica de dos maneras:

a alta presión o a baja presión. En el primer caso se

emplean los llamados iniciadores de radicales libres

como catalizadores de polimerización del etileno. El

producto obtenido es el polietileno de baja densidad

ramificado.

POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD (HDPE): Cuando se

polimeriza el etileno a baja presión y en presencia de

catalizadores ZieglerNatta, se obtiene el polietileno de altadensidad (HDPE). La principal diferencia es la flexibilidad,

debido a las numerosas ramificaciones de la cadena

polimérica a diferencia de la rigidez del HDPE.

POLIPROPILENO: El polipropileno se produce desde hace

más de veinte años, pero su aplicación data de los últimos

diez, debido a la falta de producción directa pues siempre

fue un subproducto de las refinerías o de la desintegración

del etano o etileno.

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SISTEMAS DE MANUFACTURA TECNOLOGIAS DURAS 

hp 5

POLÍMEROS TERMOESTABLES 

Estos materiales se caracterizan por tener cadenas poliméricas entrecruzadas,

formando una resina con una estructura tridimensional que no se funde. Polimerizan

irreversiblemente bajo calor o presión formando una masa rígida y dura. Las uniones cruzadas

se pueden obtener mediante agentes que las provoquen, como en el caso de la producción delas resinas epóxicas.

POLIURETANOS: Los poliuretanos pueden ser de dos

tipos, flexibles o rígidos, dependiendo del poliol usado.

Los flexibles se obtienen cuando el di-isocianato se hace

reaccionar con diglicol, triglicol, poliglicol, o una mezcla

de éstos; Los poliuretanos rígidos se consiguen utilizando

trioles obtenidos a partir del glicerol y el óxido de

propileno. El uso más importante del poliuretano flexible

es el relleno de colchones.

UREA, RESINAS Y MELAMINA: La urea se produce con

amoníaco y bióxido de carbono; La melamina está constituida

por tres moléculas de urea. A ambas resinas se les conoce

como aminorresinas. Estos artículos son claros como el agua,

fuertes y duros, pero se pueden romper. Tienen buenas

propiedades eléctricas. Las resinas melamina-formaldehído se

emplean en la fabricación de vajillas y productos laminados

que sirven para cubrir muebles de cocina, mesas y escritorios.

RESINAS FENÓLICAS: La reacción entre el fenol y el

formaldehído tiene como resultado las resinas fenólicas o

fenoplast. Existen dos tipos de resinas fenólicas, los resols y

el novolac. Es resistente al calor y al agua, formada por

condensación del fenol y el formaldehído, de gran

resistencia al envejecimiento; empleada en la fabricación de

productos moldurados, adhesivos y revestimientos

superficiales.

RESINAS EPÓXICAS: Casi todas las resinas epóxicascomerciales se hacen a partir del bisfenol, y la

epiclorhidrina. Sus propiedades más importantes son:

alta resistencia a temperaturas hasta de 500°C, elevada

adherencia a superficies metálicas y excelente

resistencia a los productos químicos. Se usan

principalmente en recubrimientos de latas, tambores,

superficies de acabado de aparatos y como adhesivo.

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TECNOLOGIAS DURAS  SISTEMAS DE MANUFACTURA

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RESINAS POLIÉSTER: Estas resinas se hacen

principalmente a partir de los anhídridos maleico y

ftálico con propilenglicol y uniones cruzadas con

estireno. E uso de estas resinas con refuerzo de fibra

de vidrio ha reemplazado a materiales como los

termoplásticos de alta resistencia, madera, acero al

carbón, vidrio y acrílico, lámina, cemento, yeso, etc.

PLASTICOS 

Los plásticos ofrecen combinaciones únicas es por eso que han tenido aceptación creciente

dentro de la industria. Además, cuentan con una amplia variedad de propiedades que se

ajustan en forma particular a muchos desarrollos modernos.

Su principal ventaja estructural es una relación alta de resistencia a peso. La resistencia a la

tensión de algunos plásticos es solo 7 MPa (1000 psi) aproximadamente; la mayoría varían de35 a 140 MPa (5000 a 20000 psi). La mayoría de las propiedades mecánicas de los plásticos son

inferiores a la de los metales. Los plásticos están sujetos a cierta inestabilidad dimensional, con

fluencia apreciable y flujo frio en todas las temperaturas, y algunos se hinchan con la

humedad.

La manufactura de los plásticos es económica porque la mayoría de los productos pueden ser

acabados por completo mediante moldeo y formado sin operaciones secundarias. Las

operaciones de moldeo y formado se ayudan por la facilidad de plegamiento y sensibilidad al

calor de los plásticos; por ejemplo, una parte pastica puede hacerse intrincada con más

facilidad de un molde que una parte metálica.

CARACTERÍSTICAS DE LA INDUSTRIA MEXICANA DE LOS PLÁSTICOS 

Los plásticos son los polímeros más importantes en el mercado, más que los hules, las fibras ylas pinturas, por el tonelaje de producción y productos que genera (El Consumo Mundial dePlásticos en el año 2004 fue de 210 millones de toneladas). Los plásticos tienen una ampliagama de propiedades y son muchos los materiales y los métodos de fabricación que satisfacenestos requisitos. La principal característica sobresaliente del uso de los plásticos es laversatilidad.

De las 72 ramas de actividad económicas del país, la industria del plástico provee de insumos a59. Los principales usuarios de productos elaborados de plástico son la industria automotriz, laelaboración de aparatos eléctricos, electrónicos y electrodomésticos, productos farmacéuticos,productos agrícolas, en general la industria manufacturera.

Un punto relevante de los plásticos, radica en que, es un material de diseño y construcciónentre otros atributos. Compite con el acero, vidrio, madera, aluminio y muchos otrosmateriales, incluso con él mismo.

Como todos los materiales, es aceptado o rechazado según el comportamiento donde seutilice. El plástico es el primer material de diseño nuevo en más de 300 años.

La globalización de los mercados ha marcado la pauta del desarrollo de los diferentes

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materiales, y actualmente se habla de la normalización internacional. Los materiales quequieren acceder a mercados internacionales, deben cumplir estas, como es el caso de lasnormas ISO. Los beneficios son bastos, para el que sigue la normatividad.

Desde que el plástico se convirtió en un factor de importancia para las economías de lasnaciones, las grandes empresas petroquímicas desarrollan activamente la mejora continua de

sus procesos y productos, por ejemplo: los procesos de polimerización para obtener plásticos

utilizaban catalizadores Ziegler –Natta, hoy utilizan catalizadores de metaloceno; las bolsas de

plástico del supermercado hace diez años no podían llenarse en su totalidad, se rompían con

facilidad, ahora esa no es una preocupación. Cada día aparecen productos novedosos, nuevos

usos, nuevas tecnologías que hacen que resalte la industria de los plásticos.

Conclusión

Materiales como el plástico o el polímero son de gran importancia dentro de la industria de

producción de manufactura, ya que se trata de un material muy accesible, fácil de producir y

barato.

Los plásticos, por ejemplo, tienen muy buenas características, ya que son ligeros, no se oxidan,

tienen usos múltiples y pueden resistir al manchado. Por el lado negativo, los plásticos tienden

a ser contaminantes, aunque también se le puede dar una alternativa sustentable porque

llegaría a sustituir materiales como la madera, y el acero.

Las propiedades y características de los polímeros, su síntesis, procesos de obtención y

purificación, entre otras, mantienen ocupado a químicos, físico-químicos, ingenieros, etc., para

generar nuevos materiales, mejorar los actuales y/o sustituir los tradicionales.

3.2 STL. EDM, MOLDES Y TROQUELES, CNC, SU RELACION

Y USO EN LOS SISTEMAS DE MANUFACTURA.

FORMATO STL

El STL es un formato de salida estándar para la mayor parte de los programas CAD(Diseño Asistido por Ordenador) y el número de triángulos a utilizar puede ser definido por el

usuario. Normalmente, se establece una pugna entre detalle y tamaño del archivo. Por

ejemplo, para representar cualquier superficie curvada se necesita gran cantidad de triángulos

planos (facetas), especialmente si se quiere conseguir una curva suave. Sin embargo, esto

genera archivos muy grandes, que pueden resultar difíciles de manejar.

ESPECIFICACIONES DE FORMATO

El formato STL puede ser de dos tipos: Binario y ASCII. Los dos contienen la misma

información pero uno de ellos puede ser leído (y editado) con un simple editor de texto y elotro debe ser escrito byte a byte por software. Los tres puntos que conforman una faceta 3D

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TECNOLOGIAS DURAS  SISTEMAS DE MANUFACTURA

hp 8

más el vector que describe su dirección normal define cada faceta en un STL. El .stl es la

representación basada en facetas que aproxima la superficie y cuerpo de objetos sólidos. La

especificación original de los archivos .stl especificaba que todas las coordenadas de los

vértices del objeto debían ser positivas. Sin embargo, con escasas excepciones, la mayor parte

del software que se utiliza hoy en día permite colocar las facetas en localizaciones arbitrarias.

El formato .stl permite mucho y garantiza muy poco: simplemente exportar a .stl no garantiza

en ningún modo que el modelo pueda imprimirse. Es posible representar múltiples cuerpos en

un único archivo .stl y algunas variantes permiten incluso incluir información de color.

EDM

El EDM es un medio de conformar metales duros y formar agujeros profundos y de

formas complejas mediante erosión por arco en todas las clases de materiales electro

conductores. El temporizador en un sistema EDM actúa para iniciar una serie de pulsos

durante el curso de una operación y regula la longitud de cada pulso y el tiempo entre pulsos.

Estos intervalos y la cantidad de corriente están preestablecidos para la mayoría de lossistemas, pero en algunos de ellos se varían durante la operación para optimizar el

rendimiento mediante la circuitería de control adaptivo.

La exactitud obtenida en EDM depende

principalmente de la exactitud de la herramienta,

del desgaste que sufra durante la operación y del

control de sobrecorte. Mientras más exacta sea la

herramienta, mayor el costo. Si se debe

mantener pequeño el desgaste de la herramientaen el acabado, la remoción del material deberá

mantenerse pequeña.

TROQUEL

Instrumento o máquina de bordes cortantes para recortar o estampar, por presión,planchas, cartones, cueros, etc. El troquelado es, por ejemplo, una de las principalesoperaciones en el proceso de fabricación de embalajes de cartón.

Tro uel.

Electrical Discharge Machining

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SISTEMAS DE MANUFACTURA TECNOLOGIAS DURAS 

hp 9

El troquel consiste en:

Una base de una matriz con mayor resistencia o dureza que las cuchillas o estampa de

elaboración de la pieza. Las regletas cortadoras o hendedoras. Sus funciones son las siguientes:

  Cortar: bien para perfilar la silueta exterior, bien para fabricar ventanas u orificiosinteriores.

  Hender: para fabricar pliegues perforar, con el fin de crear un pre cortado que permitaun fácil rasgado.

  Gomas: Gruesos bloques de goma que se colocan junto a las cuchillas y cuya función esla de separar por presión el recorte sobrante.

Tipos de troqueles:

  Troquel plano.

  Troquel rotativo.

Troquel plano: Su perfil es plano y la base contra la que actúa es metálica. Su movimiento esperpendicular a la plancha consiguiendo así una gran precisión en el corte.

Troquel rotativo: El troquel es cilíndrico y labase opuesta está hecha con un materialflexible. Al contrario que en el troqueladoplano, el movimiento es continúo y el registrode corte es de menor precisión. Ello es debidoa que la incidencia de las cuchillas sobre laplancha se realiza de forma oblicua a la misma.Los embalajes fabricados en rotativo son, por

tanto, aquellos que no presentan altasexigencias estructurales tales como las wraparound o algunas bandejas. Por su movimiento

continuo, el troquelado rotativo consigue mayores productividades en fabricación que elplano.

En la industria del cartón ondulado se utilizan indistintamente ambos tipos de troquel, si

bien en la fabricación de cartoncillo se da el plano por sus mayores necesidades de precisión.

En la industria del calzado se utiliza el troquel plano, realizado con un fleje especial de acero

dispuesto perpendicularmente a la piel que descansa sobre una superficie plana. El fleje está

reforzado con platinas de hierro que mantienen la perpendicularidad de éste.

Troquel plano.

Troquel rotativo.

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hp 10

MOLDES

Moldes temporales: Los recipientes con la forma deseada

se conocen como moldes, éstos se fabrican de diferentes

materiales como: arena, yeso, barro, metal, etc. Los

moldes pueden servir una vez o varias. En el primer caso

se les conoce como moldes temporales y los que se

pueden utilizan varias veces, se les conoce como moldes

permanentes.

Modelos desechables y removibles: Los moldes

se fabrican por medio de modelos los que

pueden ser de madera, plástico, cera, yeso,

arena, poliuretano, metal, etc. Si los modelos se

destruyen al elaborar la pieza, se dice que éstos

son disponibles o desechables y si los modelos

sirven para varias fundiciones se les llama

removibles.

Fundición en moldes de arena: Uno de los materiales

más utilizados para la fabricación de moldes

temporales es la arena sílica o arena verde (por el

color cuando está húmeda). El procedimiento consiste

en el recubrimiento de un modelo con arena húmeda

y dejar que seque hasta que adquiera dureza.

Fundición en moldes de capa seca: Es un

procedimiento muy parecido al de los moldes de

arena verde, con excepción de que alrededor del

modelo se coloca arena con un compuesto que

al secar hace más dura a la arena, este

compuesto puede ser almidón, linaza, agua de

melaza, etc. El material que sirve para endurecer

puede ser aplicado por medio de un rociador y

posteriormente secado con una antorcha.

Fundición en moldes con arena seca: Estos moldes son

hechos en su totalidad con arena verde común, pero se

mezcla un aditivo como el que se utiliza en el moldeo

anterior, el que endurece a la arena cuando se seca. Los

moldes deben ser cocidos en un horno para eliminar

toda la humedad y por lo regular se utilizan cajas de

fundición, como las que se muestran más adelante.

Estos moldes tienen mayor resistencia a los golpes y

soportan bien las turbulencias del metal al colarse en el molde.

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SISTEMAS DE MANUFACTURA TECNOLOGIAS DURAS 

hp 11

Fundición en moldes de arcilla: Los moldes de arcilla

se construyen al nivel de piso con ladrillos o con

materiales cerámicos, son utilizados para la fundición

de piezas grandes y algunas veces son reforzados con

cajas de hierro. Estos moldes requieren mucho tiempo

para su fabricación y no son muy utilizados.

Fundición en moldes furánicos: Este proceso es bueno para la fabricación de moldes o

corazones de arena. Están fabricados con arena seca de grano agudo mezclado con ácido

fosfórico, el cual actúa como acelerador en el endurecimiento, al agregarse a la mezcla una

resina llamada furánica. Con esta mezcla de ácido, arcilla y resina en dos horas el molde se

endurece lo suficiente para recibir el metal fundido.

Fundición con moldes de CO2: En este tipo de moldes la

arena verde se mezcla con silicato de sodio para

posteriormente ser apisonada alrededor del modelo. Una

vez armado el molde se inyecta bióxido de carbono a

presión con lo que reacciona el silicato de sodio

aumentando la dureza del molde. Con la dureza adecuada

de la arena del molde se extrae el modelo, si este fuera

removible, para posteriormente ser cerrado y utilizado.

CNC 

Control Numérico por Computador,

también llamado CNC (en inglés Computer

Numerical Control) (también Control

Numérico Continuo Continuos Numerical

Control) a todo dispositivo capaz de dirigir el

posicionamiento de un órgano mecánico

móvil mediante órdenes elaboradas de forma

totalmente automática a partir de

informaciones numéricas en tiempo real.

Para maquinar una pieza se usa un sistema

de coordenadas que especificarán el

movimiento de la herramienta de corte.

Entre las operaciones de maquinado que se pueden realizar en una máquina CNC se

encuentran las de torneado y de fresado. Sobre la base de esta combinación es posible generar

la mayoría (si no son todas) las piezas de industria. Este es, sin duda, uno de los sistemas que

ha revolucionado la fabricación de todo tipo de objetos, tanto en la industria metalúrgica

como en muchos otros ámbitos productivos.

CNC

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TECNOLOGIAS DURAS  SISTEMAS DE MANUFACTURA

hp 12

Maquinas cnc.

Características

El diseño adecuado de las estructuras

de las máquinas y herramientas requiere elanálisis de factores como la forma materiales

de las estructuras, esfuerzos, peso,

consideraciones de fabricación y rendimiento.

El mejor enfoque para obtener lo último en

exactitud de las máquinas y herramientas es el

empleo de las mejoras en la rigidez estructural

y la compensación de las deflexiones con el

uso de controles especiales. La estructura del

bastidor en c sé ha utilizado desde hace

mucho tiempo porque permite fácil acceso a la zona de trabajo de la máquina. Con la aparición

del control numérico, se ha vuelto practico el bastidor del tipo caja, que tiene una rigidez

estática mucho mejor, porque se reduce mucho la necesidad de tener acceso manual de la

zona de trabajo. El empleo de una estructura del tipo caja con paredes delgadas puede

proporcionar bajo peso para una rigidez dada. El principio del diseño con peso ligero ofrece

alta rigidez dinámica por que suministra una alta frecuencia natural de la estructura mediante

la combinación de una elevada resistencia estática con un peso reducido, en vez de emplear

una masa grande, esto es para las herramientas y el centro de control numérico.

Pero para la fabricación de los equipos es necesario que sean robustos y que estén

fijos para evitar vibraciones para que la pesa fabricar salga lo más perfecta posible, ya que la

vibración provoca movimiento y esto es algo que no queremos que pase.

Ventajas

La automatización es el empleo de equipo especial para controlar y llevar a cabo los

procesos de fabricación con poco o ningún esfuerzo humano. Se aplica en la fabricación de

todos los tipos de artículos y procesos desde la materia prima hasta el producto terminado.

Las ventajas del control numérico computarizado es la facilidad de operación,

programación más sencilla, mayor exactitud, adaptabilidad y menos costos de mantenimiento,la combinación del diseño con computadora, mayor productividad.

Desventajas

La desventaja es que las condiciones que influyen en las decisiones con la

automatización son los crecientes costos de producción, alto porcentaje de piezas rechazadas,

demoras en la producción, escasez de mano de obra, condiciones peligrosas de trabajo. Los

factores que se deben estudiar con cuidado son él ato costo inicial del equipo, los problemas

de mantenimiento y el tipo de producto.

Maquinas CNC

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SISTEMAS DE MANUFACTURA TECNOLOGIAS DURAS 

hp 13

 Aplicaciones

El CNC se utiliza para controlar los movimientos de los movimientos de los

componentes de una maquina por medio de números. Las máquinas y herramientas con

control numérico se clasifican de acuerdo al tipo de operación de corte.

Un nuevo enfoque para optimizar las operaciones de maquinado es el control

adaptativo. Mientras el material se esté maquinando, el sistema detecta las condiciones de

operaciones como la fuerza, temperatura de la punta de la herramienta, rapidez de desgaste

de la herramienta y acabado superficial. Convierte estos datos en control de avance y

velocidad que permita a la maquina a cortar en condiciones óptimas para obtener máxima

productividad. Se espera que los controles adaptativos, combinados con los controles

numéricos y las computadoras, produzcan una mayor eficiencia en las operaciones de trabajos

con los metales.

Tornos: Se considera a los tornos la maquinamás antigua del mundo. el torno básico tiene

las siguientes partes principales: bancada,

cabezal, contrapunta, carro corredizo. los tipos

de torno existen para diversas aplicaciones se

puede listar como sigue: tornos mecánicos

rápidos, horizontales, verticales, automáticos.

Cada categoría influye una gran variedad de

tornos y aditamentos, lo cual también depende

del volumen de producción requerido.

Los tornos modernos se construyen con la capacidad de velocidades, rigidez y

consistencia mecánica para aprovechar al máximo los nuevos y más fuertes materiales para

herramientas. Las velocidades óptimas para tornear depende de factores como el material de

la pieza de trabajo y su condición, profundidad de corte. Y el tipo de herramienta de corte. Las

velocidades de corte se deben de aumentar de la siguiente orden: aceros de alta velocidad,

aleaciones fundidas, carburo soldado con soldadura fuerte, carburo ajustable. Conforme

aumenta la profundidad de corte, hay que reducir la velocidad.

Taladradoras: Las taladradoras verticales se

suelen designar por una dimensión que indica

en forma aproximada el diámetro del círculo

más grande que se puede taladrar en su centro

debajo de la máquina. Las taladradoras para

trabajo pesado del tipo vertical, con

transmisión por completo con engranes para la

velocidad del avance, se construyen con una

columna del tipo de caja a diferencia de las

antiguas que tenían una columna cilíndrica.

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TECNOLOGIAS DURAS  SISTEMAS DE MANUFACTURA

hp 14

El tamaño de la taladradora radial se designa por la longitud del brazo, que representa

el radio de una pieza que se puede taladrar en el centro. Las brocas helicoidales son las

herramientas más comunes para taladrar y se fabrican en muchos tamaños y longitudes.

Centros de maquinados: Nuevos

adelantos en las máquinas y herramientasson los centros de maquinado, estos son

una máquina que puede tener unas 100

herramientas o más con un cambiador

automático de ellas. Está diseñada para

efectuar diversas operaciones sobre

diferentes superficies de la pieza de

trabajo. Los centros de maquinado pueden

producir piezas complejas con gran

exactitud y rapidez.

Fresadoras: En las fresadoras se emplean

cortadores con dientes múltiples conocidos

como fresas, el fresado suele ser de corte o

periférico. El filo sé enfría en forma

intermitente, porque los cortes no son

continuos. Las bocas de los huesillos y

portaherramientas estándar de las fresadoras

permiten intercambiar portaherramientas y

fresas para fresado de frente, sin que importen

la construcción o el tamaño de la máquina.

MOLDES

Los moldes pueden ser utilizados para hacer trabajos únicos o piezas seriadas, como esel caso de la joyería o la industria seriada de juguetes y otros artículos de uso cotidiano. Puedeser empleado en la industria y las artes

El principal proceso de transformación de plástico es el moldeo por inyección, seguidodel de extrusión. El moldeo por inyección es un proceso de moldeo que permite, en un solopaso, transformar la materia prima en un producto plástico terminado.

Descripción del proceso: una persona es la encargada de mezclar el material, ésta,lleva la materia prima del almacén hasta el mezclador, luego, se encarga de llevar la mezcla ala inyectora en la cantidad indicada por una orden de producción una vez ha terminado demezclarlo para darle el color requerido. Llegado el material a la inyectora hay un operarioquien se encarga de alimentar la inyectora esta misma persona que la refila, revisa y empaca,apenas el material es expulsado por la inyectora.

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SISTEMAS DE MANUFACTURA TECNOLOGIAS DURAS 

hp 15

Un ejemplo de productos fabricados por esta técnica son los famosos bloquesinterconectables LEGO y juguetes Playmobil, así como una gran cantidad de componentesde automóviles, componentes para aviones y naves espaciales.

El moldeo por inyección es un proceso ambientalmente más favorable comparado conla fabricación de papel, la tala de árboles o cromados. Ya que no contamina el ambiente deforma directa, no emite gases ni desechos acuosos, con bajos niveles de ruido.

Moldeo por inyección

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TECNOLOGIAS DURAS  SISTEMAS DE MANUFACTURA

hp 16

CONCLUSIÓN

Para obtener el producto final con el aspecto que conocemos, es preciso todo un

proceso industrial de fabricación, que puede llegar a ser muy complejo. El más

importante de ellos es el moldeo que consiste en dar la forma y la medida deseadas a

un plástico por medio de un molde.

El moldeo es una tecnología de procesamiento muy famosa, porque significa la

creación de productos que conlleven formas geométricas complejas. Por eso es muy

importante la decisión sobre cuál tecnología de moldeo debe usarse en los sistemas de

manufactura.

También hay que tomar en cuenta algunos puntos a favor como por ejemplo la reducción deltiempo de fabricación, las piezas terminadas llegan a tener una alta calidad de acabado otambién simplificación de trabajo. Pero por el otro lado, hay que tener cuidado en su manejoya que son delicados.

Producto terminado