tecnologia UNaM titular Javier Balcaza jtp2 Mara Tr mpler ... · Silicio (Si): Es un formador de...

transformación por deformación plástica/moldeo y conformado

tecnologia UNaM titular Javier Balcaza jtp2 Mara Trümpler jtp1 Javier Vera

bibliografía

WILLIAM D. CALLISTER, Jr. -Introducción a la ciencia eingeniería de los materiales-. 1995. Ed. Reverté, S.A

WILLIAM F. SMITH - Fundamentos de la ciencia e ingenieria de materiales-. 1993. De. McGraw Hill.

ASKELAND, DONALD - ciencia e ingeniería de los materiales - 3ed - thomson - méxico - 1998.pdf

GROOVER - Fundamentals of Modern Manufacturing Materials,Processes, and Systems-


tansformación plástica/moldeo + solidificación

cerámicos

compuestos

otros

prensado,colada por gravedad,extrusión, inyección, soplado, procesos especiales elastómeros

prensado,colada por gravedad,soplado, labrado,moldeado a mano

fundiciónde metales

fundición enmoldes desechables fundición

en arena,shell molding,cera perdida,otros

fundición enmoldes permanentes

termoplásticos

termorigidos

elastomerosprocesos deplásticos

no cristalinos

cristalinos


arena preparaciónde la arena

fundición colada solidificación y enfriamiento

destrucción del molde y extracciónde la pieza

limpieza, rebabadoe inspección dela pieza

piezafinal

materiaprima/metal

fabricaciónde los noyos(si fuera necesario)

fabricacióndel modelo

fabricación del molde

ubicación de portadastolerancia dimensional

contraccióndesmolde (salida)

tolerancia dimensionalcontracción

desmolde (salida)terminación superficial

linea de partidacanal de colada

montante/mazarotaautomatización/producción

(moldes individuales,placa molde unitaria,placa molde multiple)

canal de coladallenado del molde/montante

tiempo de enfriamiento


coquilla

limitantes escasos,angulo de salidaequipamientono

permanente

metal(2), ceramica

altoalto(3)3-6

bueno-muy bueno(4)0,1mm2-3mmnosisisino(7)sino(8)

etapa de diseño

caracteristicasde formafactor limite de medidamodelo

material del modelo

costoTiempo de desarrollo del modelo (meses)molde

material del molde

costonivel de producciónTiempo de desarrollo del molde (meses)

acabado superficial (f)tolerancia dimensionalespesor minimosuperficie cerradasuperficie abiertasuperficie alambrestabiquesinsertoscavidades interiorescavidades interioresde mayor dimensión que la boca

tradicional(arena, tierra)limitantes escasos,angulo de salidaequipamientosipemanente/desechablemadera, aluminio,(1)resina, espuma rigidabajo-mediano1

desechable

arena, arcilla, tierra

bajobajo-medio0-1

regular1mm5-6mmsi(5)sisino(6)nosisi

(1)generalmente se emplea el aluminio por su sencillo maquinado(2)siempre debe ser superior al punto de fusión del metal fundido(3)en general se debe tener en cuenta que la puesta en maquina de una matriz debe (4)en el caso de la colada por presión la terminación superficial es excelente(5)en este caso el noyo permanece en el interior(6)para generar un tabique en moldeo tradicional hay que tener en cuenta que su espesor debe ser impor-tante para un producir un buen flujo de material(7)si, siempre y cuando posean un punto de fusión mayor que el material colado(8)con moldes especiales se puede realizar


(1)generalmente se emplea el aluminio por su sencillo maquinado(2)siempre debe ser superior al punto de fusión del metal fundido(3)en general se debe tener en cuenta que la puesta en maquina de una matriz debe (4)en el caso de la colada por presión la terminación superficial es excelente(5)en este caso el noyo permanece en el interior(6)para generar un tabique en moldeo tradicional hay que tener en cuenta que su espesor debe ser impor-tante para un producir un buen flujo de material(7)si, siempre y cuando posean un punto de fusión mayor que el material colado(8)con moldes especiales se puede realizar

el acero/clasificación

SAE 1010 3140 4340 4130 6150 9260 60304Carbono 10 0.40 0,40 0,30 0,50 0,60 0,04Cromo - 0,5 1 0,5 0,5 - 19,5Níquel - 0,5 1 - - - 9Molibdeno - - 1 0,5 0,5 - -Silicio - - - - - 1 1,25Magnesio - - - - - 1 0,75

identificación de los aceros SAE -society automotive enginerig- el primer digito indica si el acero es al carbono o bien con que elemento esta aleado:-1al carbono, 2 al niquel, 3 al niquel cromo, 4 al molibdeno, 5 al cromo, 6 al vanadio, 7 al tugsteno, 8 al silicio manganeso-el segundo digito indica el porcentaje promedio del elemento aleadoel tercer y cuarto digito expresan el porcentaje en decimas de carbonoel quinto digito: el 1 no varia, el 2 si es al carbono es siempre 0 y en este caso los tres ultimos varian indicando el porcentaje de carbono en centesimas. Si es aleado el 2 y 3 dijito juntos dan el porcentaje del elemento y el 4 y 5 dan el porcentaje de carbono en decimas


Clasificación de los acerosLos aceros 1015 y 1025 tienen aflicciones semejantes con la diferencia que el 1015 se emplea para operaciones de embutido profundos por su gran plasticidad y el 1025 se utiliza cuando la resistencia del 1015 se considera insuficienteEl acero 1045 y 1035 se emplean para piezas estructurales que requieren una resistencia no muy elevadaEl 1095 es un acero de temple que se emplea para piezas que requieren gran dureza superficialAceros aleados para la fabricación de maquinariaEn la fabricación de elementos de maquinarias se requieren elevadas resistencias a la traccion, buena templabilidad y alta resistencia a la fatiga, por lo que deben emplearse aceros aleados en lugar de los aceros al carbono.Carbón (C). El carbón es el elemento responsable por la alta dureza y alta resistencia del acero.Manganeso (Mn): El Manganeso se usa para desoxidar y aumentar la capacidad de endurecimiento del aceroSilicio (Si): Es un formador de ferrita y se usa para desoxidar, también aumenta la capacidad de endurecimiento mejorando las propiedades mecánicas del acero.Cromo (Cr): Es un formador de ferrita y aumenta la profundidad de endurecimiento; también aumenta la resistencia a altas temperaturas y a la corrosión. El Cromo es un elemento principal de aleación en aceros inoxidables y debido a su capacidad de formar carburos se utiliza en revestimientos o recubrimientos duros de gran resistencia al desgaste.Níquel (Ni): Es el principal formador de austenita, este elemento aumenta la tenacidad y resistencia al impacto, por eso es el elemento mas efectivo para mejorar la resistencia del acero a las bajas temperaturas. El níquel también utiliza en los aceros inoxidables para aumentar la resistencia a la corrosión. Molibdeno (Mo): Aumenta fuertemente la profundidad de endurecimiento del acero, así como su resistencia al impacto. Los aceros inoxidables austeniticos contienen molibdeno para mejorar la resistencia a la corrosión.Vanadio (V): Promueve la formación de grano pequeño y reduce la pérdida de resistencia durante el templado; además, aumenta la capacidad de endurecimiento, también es un formador de carburos que imparten resistencia al desgaste en aceros herramientas.Cobre (Cu): Mejora la resistencia a la corrosión de aceros al carbón.Fósforo (P): Se considera un elemento perjudicial en los aceros, ya que reduce la ductilidad y la resistencia al impacto. Sin embargo, en algunos aceros se agrega deliberadamente para aumentar su resistencia a la tensión y mejorar la maquinabilidad.Azufre (S): También se considera como elemento perjudicial en las aleaciones de acero. Sin embargo, en ocasiones se agrega hasta 0.25% de azufre para mejorar la maquinabilidad. Los aceros altos en azufre son difíciles de soldar y en su presencia en la soldadura genera porosidad.Boro (B): Se utiliza básicamente para aumentar la capacidad de endurecimiento cuando el acero esta totalmente desoxidado. Una pequeña cantidad de boro, (0.001%) tiene un efecto marcado en el endurecimiento del acero, el boro también se combina con el carbón para formar carburos que imparten al acero características de revestimiento duro.Columbio (Nb) (Ta): Se utiliza básicamente en aceros inoxidables austeniticos con el objeto de estabilizar los carburos. Debido a que el carbón disminuye la resistencia anticorrosivo en los inoxidables al agregar Columbio, el cual tiene mayor afinidad con el carbón que el cromo, este queda libre para cumplir con su función anticorrosiva.


el aluminio/clasificación

se emplea un sistema de 4 digitos que identifican las aleaciones que pueden ser sometidas a deformación plastica. El primer digito identifica el elemento aleado que se une al aluminio, el segundo el porcentaje de dicho elemento y los dos ultimos el porcentaje de aluminio

1xxxx : con menos del 95% de al2xxxx: con cobre3xxxx: con manganeso4xxxx: con silicio5xxxx:con magnesio6xxxx: con magnesio y silicio7xxxx: con zinc8xxxx: con otros

1050 (99,5%Al-0,4%Fe-0,3%Si) acepta temple H18, resistencia a la rotura 76MPa, elongación 39%2024 (93,5Al-4,4Cu-0,5Fe-1,5Mg-0,6Mn-0,5Si) acepta temple H18, resistencia a la rotura 185MPa, elongación 20%


fundición

fundición grisclase 20clase 30clase 40clase 50

fundición ductilASTM A395ASTM A476

fundición blancabajo-C

fundición maleableferriticaperlitica

Fe93

93,693,893,5

94,493,8

92.5

95.395.1

C3,53,23,1

3

33

2,5

2,62,4

Si2,52,11,91,6

2,53

1,3

1,41,4

Resistencia MPa138207276345

414552

276

345414

elongación %0,60,60,60,6

183

0

1010

Mn0,650,750,85

1

0,4

0,40,8

otros

0,67 Mo

1,5Ni-1Cr-0,5Mo


selección de procesos

colada porgravedaden coquillalimitantesescasosequipamiento>6,43<30,25nosi(b)nosisisisi30,5-0,253-6

no

metal

alto

etapa de diseño

caracteristicasde formafactor limite de medidamaximo espesorminimo radio interiorminimo angulominimo espesorroscainsertosnucleo interiorcavidad en el moldepartes salientenervios y aletasmoldeacabado superficial (f)tolerancia dimensionalTiempo de desarrollo de la pieza (meses)

modelo

molde

costo

centrifuga

piezas derevoluciónequipamiento-<30-10,25-3,18nosisisisinosi213

no

metaltierrabajo

ceraperdida

piezas pequeñascon detallesequipamiento12,7100,25-3,18nosi(b)nosisisisi1-20,53

desechable

metal

medio

inyeccióncamaracalientelimitantesescasosequipamiento1503<30,02nosi(b)nosi(c)sisisi1-20,253-6

no

metal

alto

semicentrifuga

cuerposahuecadosequipamiento76<32-30,38nosinosisinosi213

permanebtedesechablemetaltierrabajo-medio

colada porgravedaden tierralimitantesescasosequipamiento1501<10,1nonosisisisi(d)si510,5-1

permanebtedesechabletierra

bajo

shellmoling

limitantesescasosequipamiento12,71<10,5nonosisisisisi31-0,51-3

permanente

resina

medio

inyeccióncamarafrialimitantesescasosequipamiento763<30,5nosi(b)nosi(c)sisisi1-20,253-6

no

metal

alto

a-requiere molde especialb-si el punto de fusión es mayorc-solo si la geometria permite la extracciónd-solo respetando los minimos espesorese-posible con tecnicas especialesf-(1suave-5rugosa)


preparación extrusión/inyección

solidificación y enfriamiento

eliminación de sobrantes e inspección

piezafinal

materiaprima/termoplástico

verificaciónde la pieza/prototipo


tolerancia dimensionalcontracción del material


linea de partidacanal: de colada/inyector/estrusor

automatización/producciónproducción del molde

-tradicional, cnc, electroerosión-

elección de tipo de moldedos mitades

tres placascolada caliente

cantidad de bocasmultiples materiales

elección material del molde

elección del materialcristalinidadresistenciaelasticidad

resistencia a agentes externosbrillo/opacidad

color


caracteristicas y usos

*cm3 x 24,5µm x 24h x atm/ 645cm2

HDPE

0,790,94-0,96120180-200

971100,4+++++++00-

2/5

PP

0,900,90-0,91160190-200

2002200,4++0++++0+0++

1/2

PVC

1,41,2-1,3550-70160-170

9,111,11,8++-++0+++++

1/5

PETP

1,121,33165270INY100SOP4,64,51,3++++0-++++++

PETG

4,21,3780-90170-175

---+000-0+++0

PA6

41,12-1,15205250

6,55,618++++++0NO++++

1,5

PEN

4-51,2262-

0,91,71++++++++++++

EVOH

8--200-230

0,4-50--NO+++-NO

PC

3-41,2-1,24150-

4503809+++0+0++++0

0,5/0,7

plasticodescripción

costo aprox. u$s/Kgdensidad (g/cm3)temperatura de fusióntemperatura de procesopermeabilidad*O2CO2H2Otop loadresistencia al impactoresistencia quimicaestabilidad de procesotransparenciarigidezresist. resquebrajamientomedio agresivocontracción de moldeo %

•

•••••••

•

•••••

••••

•

••••

•

•••

••

•

•

••

alimentosgaseosaslacteosproductos de tocadorcosmeticadetergentesquimicosfarmacopeamedicinales

PO

LIE

TILE

NO

ALT

A D

EN

SID

AD

PO

LIC

LOR

UR

OD

E V

INIL

O

PO

LIP

RP

ILE

NO

PO

LIE

TILE

NTE

RE

FTA

LATO

PO

LIE

TILE

NTE

RE

FTA

LATO

GLI

CO

L

PO

LIA

MID

A

PO

LIE

TILE

NO

NA

FTA

LEN

O

ALC

OH

OL

ETI

LEN

VIN

ILIC

O

PO

LIC

AR

BO

NAT

O


selección y caracteristicasdel proceso de elaboración

inyección extrusión soplado termoformado rotomoldeado compresión/ moldear en caliente calandrado transferencia b,c - a b,c b - b -a - - a - a b -- - a c a - - -a - - c - a - -a - b b - a a -a - - - - a b -b,d a - - - b,d - e- a - - - b - a

12345678

1-botellas, recipiente con cuello2-contenedor abierto, copa, bandeja, cajón3-tanque, tambor, bidon, grandes formas ahuecadas4-tapon, casquete, tapa cierre5-autopartes, cubierta6-formas complejascambios de espesores7-formas lineales, caños, perfiles8-paneles, laminas, hojas, chapas

a- proceso primariob- proceso secundarioc- combinación de dos o mas opcionespor medio de un adhesivo o soldadod- pequeños tramose- moldes especiales



soplado

cuerposahuecadosmaterial>6,43,1800,25sisisisisisisisi1-20,013-6

metal

etapa de diseño

caracteristicasde formafactor limite de medidamaximo espesorminimo radio interiorminimo angulominimo espesorroscadorebajeinsertosnucleo interiorcavidad en el moldepartes salientenervios y aletasmoldeacabado superficial (f)tolerancia dimensionalTiempo de desarrollo de la pieza (meses)molde

colado

configuracionsimplematerial-0,25-3,180-10,25-3,18sisi(a)sisisisisisi20,0011-3

siliconametalyeso

prensado

moldeado enun planoequipamiento12,73,18>10,25-3,18siNR(b)sinosisisisi1-20,0011-3

metal

extrusión

secciónconstantematerial1503,18NR0,02nosisinosi(d)sisino1-20,0053

metal

pultrusión

estructurales,de revoluciónequipamiento763,182-30,38noNR(b)sinosinonono50,005-

-

inyección

limitantesescasosequipamiento1500,25-3,18<10,1sisi(a)sisisisisisi10,0013-6

metal

rotomoldeo

cuerposahuecadosmaterial12,70,25-3,1810,5sisi(c)sisisisinosi2-30,012-4

metal

termoformado

moldeado enun planomaterial763,1810,5nosi(a)NR(b)sinosinosi1-30,011-3

metalmaderaresina

transferencia/prensadoconfiguraciónsimpleequipamiento1500,25-3,1810,25-3,18siNR(b)sisisisisisi1-20,0011-3metal

a-requiere molde especialb-no recomendadoc-solo con material flexibled-solo en ls dirección de la extrusióne-posible con tecnicas especialesf-(1suave-5rugosa)

!tecnologia UNaM titular Javier Balcaza jtp2 Mara Trümpler jtp1 Javier Vera

conformado


trasformaciónplástica/por conformado

a partirde semi-elaborados

embutido

laminado

extrusión

trefilado

estampado/forjado

plegado

corte

operaciones de terminación

a partirde laminas


estampado embutido hydroform repujado plegado estirado corte punzonado bordonado

b,c - c c a - - - -c a a a - - - - -a b - - a,c - - - da b - - c - c,e b,c -- - - - b - a,c b -- - a - - a,d - - d- - b - - b,d - - -a - - - - - a - - - - - - - - - a -- e d b - - - - a

12345678910

1-formas con relieves, pestañas2-envases, contenedores3-superficies envolventes4-piezas, tapas, rejillas5-piezas planas6-perfiles tubulares con variación de sección7-formas lineales, caños, perfiles8-paneles, laminas, hojas, chapas9-perforaciones, troqueles10-roscasa- proceso primariob- proceso secundarioc- combinación de dos o mas opcionespor medio de un adhesivo o soldadod- pequeños tramose- moldes especiales selección y caracteristicas

del proceso de elaboración


embutido

superficiesprofundasmaterial6/1201-05 e0,50

2-30,5-0,13-6

metal

altoalta

bajo

etapa de diseño

caracteristicasde formafactor limite de medidamaximo espesor(1)minimo radio interiorminimo angulominimo espesor

acabado superficial (f)tolerancia dimensionalTiempo de desarrollo de la pieza (meses)molde

costoproducción

costo p/unidad

corte

dividir

material20-00

31-0,50(2)

-

baja-altabajo

engrampado

terminaciónunionesequipamiento----

-0,50

metal

altobaja-altabajo

estirado

terminación

material-2Ø--

41-0,50(2)

metal

-baja

mediano

dobladocañosterminación

material--00

41-0,50(2)

metal

-baja

mediano

repujado

superficiesrevoluciónmaterial6/82-4e>30

41-0,51-2

metalmaderabajobaja-medianabajo

punzonado

corteperimetraleequipamiento12/24-00

20,0053-6

metal

altoalta

bajo

estampado

superficiesconc/convmaterial3/1201-05 e0,50

10,5-0,13-6

metal

altoalta

bajo

bordonado

terminaciónunionesequipamiento----

30,50(2)

metal

-mediana-altabajo

plegado

perfilessuperficiesmaterial12/242e00,5

20,5-0,10(2)

-

-baja-medianamedio

hydroform

configuraciónsimpleequipamiento6/12-10

1-20,051-3

metal

mediomediana

medio

e: espesor de la pieza1-acero SAE 1010/aluminio2-se emplean matrices ya fabricadasa-requiere molde especialb-no recomendadoc-solo con material flexibled-solo en ls dirección de la extrusióne-posible con tecnicas especialesf-(1suave-5rugosa)



cerámicos

CERAMICOS no cristalinos CristalVidrio blanco- ox. Silicio+ox. Sodio+ox. potacio+ox calcio+ox. aluminioVidrios de sílice-cal-sosaVidrios de sílice-potasa-plomoVidrios de borosilicato- ox.silicio+ ox.boro+ox.calcio+ox.aluminio+ox.Sodio+ox.PotacioFibra de vidrio

cristalinos GresPorcelanaPorcelana de ChinaPorcelana de huesosLozaMayólica

Refractarios

arcillaSilicato Alumínico Hidratado SiO2 Al2O3 H2OArcillas Difórmicas Tetraedros que tienen sílice y oxígeno.Octaedros de magnesio y aluminio, vértices grupos O2, OHArcilla Trifórmicas Tetraedro de sílice, O2Octaedro de Al, O2, OH ExpansivasTetraedro de sílice, O2

cementocalyesoYeso Grueso de Construcción, designado YGYeso Fino de Construcción, designado YFYeso de Prefabricados, designado YPEscayola, designada E-30Escayola Especial, designada E-35


yeso preparacióndel yeso

fabricacióndel modelo


preparación colada/prensado

solidificacióneliminación de sobrantes

inspección1 horneadabizcochado

2 horneadadecoración

piezafinal

materiaprima/cerámico

tolerancia dimensionalcontracción del material


linea de partidacanal de colada

automatización/producciónproducción del molde

elección de tipo de moldepartido/dos mitades

abiertopartido/varios taceles

terminaciónsuperficial

colorpigmentosdecoración

esmaltado trabajo mecanico

limpieza

preparación reducción de la particula

tamizado filtración magnetica

deshidratación granulación

aditivoselección del material


proceso de elaboraciónde una pieza cerámica

diseño de la pieza/boceto

selección del proceso productivo-prensado, colado, soplado- -industrial, semindustrial, artesanal- para el vidrio-prensado en seco, prensado semiseco, pensado plástico, colado- para la cerámicade acuerdo a la utilidad, función de la pieza y nivel de producción

desarrollo de documentación-planos técnicos, verificaron dimensional-

producción-puesta en maquina- elaboración de del prototipo selección del material elaboración del molde o matriz selección del tipo de proceso -automatico, semi automatico, artesanal- producción eliminación de sobrantes de la pieza -corte, pulido- pieza terminada -decoración, tratamiento superficial- (bizcochado, horneado, vitrificado)


prensado-secado rapido

prensado-semisecado rapido

prensado-plastico

colada en molde

contenido H2O%

presiónrequerida

0

10 20 30 40

cuatro categorias de procesos para dar forma, usados en la ceramica tradicional.comparando la cantidad de agua y la presión requerida para dar forma a la pieza

categorias de procesadode la cerámica


proceso de productoscerámicos cristalinos

Hasta la obtención de un determinado producto cerámico la arcilla y demás materias primas han de pasar por una serie de procesos

- Tamizadopara eliminar las partículas más gruesas, no correspondientes a la frac-ción arcillosa.- Lavadopara eliminar otras impurezas.- Molidopara disgregar las arcillas y triturar los desengrasantes.- Mezclado y amasadopara conseguir toda la homogeneización de la materia prima y agua.- Raspado laminadopermite una mayor homogeneización de la pasta.- Moldeoproporciona la forma final de la pieza- Secado- Horneado


clases de cerámicas

porcelanalozas (común, fina)ladrillos refractarios (básicos, ácidos y neutros)gres

materia primaLa materia prima utilizada es la Arcilla; roca sedimentaria del tipo incoherente y compuesta por minerales arcillosos y no arcillosos (Cuarzo, Feldespato Si3O8KAl y Mica (SiO4)3H2Al3) mezclados a veces con impurezas de gran proporción (materias orgánicas, óxidos e Hidróxidos de Fe, Mn, Ti, sales de Ca y Mg, etc.). Básicamente desde el punto de vista químico la arcilla es un silicato de alúmina hidratado (SiO2Al2O3.2H2O).Estructuralmente la arcilla se caracteriza por la fineza de sus elementos, pero puede encontrarse mezclada en variadas proporciones con partículas mas gruesa.


composición de cerámicas

caolin

40273023262325

315

arcillaplástica101420253030

10

feldespato

25263434322515

2295

silex

25331818122122

35

otros

38 huesos

2CaCO3

tipo de pasta

porcelana duraarticulos aislantes electricosarticulos sanitarios vitreosaislantes electricostejas vitreasporcelana finaporcelana inglesa

lozaporcelana dental

composiciones quimicas triaxiales en ceramica fina


vitr i f icación

los productos ceramicos como las porcelanas, arcillas estructurales contienen una fase cristalina, que sirve como medio de reacción para que la difusión pueda tener lugar a menor temperatura que el resto del material. Durante el tratamiento a elevadas temperaturas, en este tipo de materiales, se da un proceso llamado vitrificación, por medio del cual la fase cristalina se licua y rellena los poros del material. Esta fase cristalina liquida puede reaccionar tambien con alguno de los solidos restantes del material refractario. Bajo el enfriamiento se solidifica la fase liquida para formar una matriz vitrea que une las particulas que no han sido fundidas


operaciones básicas enla producción de ceramica

preparación de la pastaconformaciónbizcochadoaplicación de esmaltecocción de vidriadodecoración

Los procesos preparatorios de calcinación, trituración y pulverización de los áridos (sílex, piedra, etc.) se completan a veces en una planta independiente, pero las operaciones siguientes suelen hacerse todas en una misma factoría. En la sala de pastas los ingredientes se mezclan con agua; se obtiene así la arcilla plástica por filtrado y amasado, y se mezcla con más agua hasta obtener una barbotina de consistencia cremosa. El polvo para el prensado se prepara por secado.


procesos detransformación

de los cerámicos


colada

En un molde de escayola se vierte una mezcla de arcilla y agua llamada barbotina; el molde absorbe el agua de la pasta, que forma una capa delgada en su cara interna. Cuando el depósito de arcilla es lo suficientemente grueso como para formar las paredes del recipiente se vacía el resto de la barbotina, manteniendo la pieza húmeda en el interior del molde hasta que se seque y contraiga lo suficiente para poder extraerla del mismo. El molde se construye de forma que sea desmontable.


preparación reducción de la particula

tamizado filtración magnetica

deshidratación granulación

aditivoselección del material

prensada

el prensado mecánico de pasta se realiza sobre un molde de yeso o en su interior, el exceso de arcilla se elimina con un nivel que desciende sobre el molde, del que se separa la pasta una vez seca. El moldeado por prensado o extrusión está básicamente restringido a la cerámica industrial. Los materiales prensados en polvo se producen por compactación de polvo de pasta presecado en prensas manuales o mecánicas.El material conformado se seca y acaba por desbarbado, desbaste, limpieza con esponja húmeda, etc.; se deja así listo para el bizcochado.


elaboración del vidrio

La elaboración del vidrio es un proceso complejo e industrializado que puede dividirse en seis etapas principales, vale decir que las cuatro primeras se suceden en el horno en forma continua en función de la temperatura del mismo y del tiempo que se mantienen. Las dos últimas etapas suceden fuera del horno.1.Reacción de los componentes y formación del vidrio.Se produce aproximadamente entre 700-1100 ºC, consta de un conjunto de transformaciones físicoquímicas de las materias primas que se convierten en una masa vítrea. Pra esta operación se emplea energia electrica y combustible. 2.Disolución del excedente de sílice.Se produce entre temperaturas de 1200-1300 ºC la desaparición de sílice remanente. En ésta y en las dos fases siguientes el calor necesario se aporta por combustión.3.Afinado y homogeneización del vidrio.La masa vítrea tras la disolución de sílice presenta una serie de heterogeneidades que es preciso eliminar y que fundamentalmente son inclusiones vítreas y gases ocluidos. El afinado elimina el exceso de gases y homogeneiza la masa, y se lleva a cabo añadiendo pequeñas proporciones de sustancias afinantes y elevando la temperatura a 1500 ºC.4.Reposo y acondicionamiento térmico.Es la última fase del horno y pretende un enfriamiento homogéneo hasta la temperatura de conformado a que será sometido a la salida del horno. Para ello se utiliza normalmente un combustible limpio, como puede ser el gas natural o el propano.5.Conformación.Es un proceso en el que la tensión superficial y la viscosidad del vidrio líquido juegan un papel fundamental, ya que la variación de éstas con la temperatura nos determina el modo de conformación.6.Enfriamiento y recocido del vidrio.El recocido es un proceso de tratamiento térmico por el que el vidrio se hace menos quebradizo y más resistente a la fractura. El recocido minimiza los defectos internos en la estructura atómica del material y elimina posibles tensiones internas provocadas en las etapas anteriores de su procesado.


horno

tolva de carga quemadores

hacia recuperador

boca de salida

zona de fusión zona de enfriamiento

1200-800C1500C


De acuerdo con la definición de Morey, “El vidrio es una sustancia inorgánica que se halla en un estado asimilable al líquido, del que es prolongación, pero que, como resultado de un cambio reversible experimentado durante el enfriamiento, alcanza un grado tan alto de viscosidad que puede considerarse sólido a todos los efectos.”

arena siliceaSIO2=99%las arenas sontrituradas,lavadas ytamizadas

carbonatosodicoNa2CO3que da la sosaNa2O

piedra calizaque da la calCaOsi tiene MgO2tambien daMgO

mezcla

fusión a 1500Crefinación a 1300C

800C-1100C 500C60-90 min.en horno continuocon tunel

producción devidrio liquidoen caliente

recocido

acabadoacabado

sopladoestiradolaminadoflotadoprensadoextruidocolado

feldespatoP2OA2O3CSiO2que da aluminaAl2O3, tambienSiO2 y Na2Oo K2O

boraxque da B2O2agente de refinacióny coloración

horno continuo


clases de vidrios

Vidrios de sílice-cal-sosason los más importantes en términos de cantidad producida y variedad de uso, pues comprenden casi todos los vidrios planos, envases, vajilla económica producida en masa y bombillas eléctricas.Vidrios de sílice-potasa-plomocontienen una proporción variable, pero normalmente alta de óxido de plomo.En el material óptico se valora su elevado índice de refracción; la cristalería decorativa y doméstica soplada a boca, su facilidad de corte y de pulido; en las aplicaciones eléctricas y electrónicas, su levada resistividad eléctrica y la protección frente a las radiaciones.Vidrios de borosilicatosu baja dilatación térmica los hace resistentes al choque térmico y por ello son ideales para hornos domésticos, material de vidrio de laboratorio y producción de fibra de vidrio para reforzar plásticos.


vidrios de color

Vidrios coloreadosSe le agrega en fusión óxidos o sales de distintos metales que forman silicatos coloreados.Color verde azulado: Oxido ferroso FeO o Cr Color amarillo: Oxido ferrico Fe2O3 o Nitrato de plata AgNO3Color azul: Manganeso Mg; Cobalto Co; Cobre CuColor verde: Oxido crómico Cr2O3; da color verde esmeraldaColor rosa: Selenito de Sodio Na2SeO3, produce este color en los vidrios potasicosColor rojo: Cloruro Aurico AuCl3

Vidrios opacosVidrio opalescente: Anhídrido Arsenioso As2O3; o Fosfato tricalcico Ca3(PO4)2Vidrio lechoso: Con Fluoruro de Calcio CaF2; Oxido Estanico SnO2; Fosfato tricalcico Ca3(PO4)2Vidrio blanco opaco, semitraslucido: Se obtiene agregando Feldespato: Si3O8KAl; Criolita: AlF3.3MaF o Fluosilicato de sodio (Aluminico o Mangnesico); o con exceso de Fosfato tricalcico Ca3(PO4)2


procesos detransformación

del vidrio


metodo industrial

goteo delvidrio

moldeo del parison

extraccióndel embolo

ingreso dela lanza ysoplado

piezaterminada


pinza de corte retención

gota de vidrio

molde

embolo de presión

pinza de sujeción

anillo

molde de cuellotecnologia UNaM titular Javier Balcaza jtp2 Mara Trümpler jtp1 Javier Vera

parison/con cuello terminado


translado del parison al moldede la botella final

soplado


botella soplada


De acuerdo con la definición de Morey, “El vidrio es una sustancia inorgánica que se halla en un estado asimilable al líquido, del que es prolongación, pero que, como resultado de un cambio reversible experimentado durante el enfriamiento, alcanza un grado tan alto de viscosidad que puede considerarse sólido a todos los efectos.”


metodo semi-industrialschinller


3

4

2

1

3

1cuello porta anillo/2plato/3cierre/4base


metodo artesanal


1-molde de madera2-caña de soplar3-pieza soplada

1 2

3


proceso de elaboraciónde una pieza de vidrio

diseño de la pieza/boceto

selección del proceso productivo-prensado, colado, soplado- -industrial, semindustrial, artesanal-de acuerdo a la utilidad, función de la pieza y nivel de producción

desarrollo de documentación-planos técnicos, verificaron dimensional-

producción-puesta en maquina- elaboración de del prototipo selección del material elaboración del molde-centro de mecnizado, electroerosión, tradicional- selección del tipo de proceso producción eliminación de sobrantes de la pieza -corte, pulido- pieza terminada -decoracion, tratamiento superficial-


pieza producida por metodo artesanal de soplado y girado


moldes industriales


1. vajilla (servicios de mesa, tazas y jarras);2. cristalería;3. recipientes para horno, y4. recipientes para cocinar.

además del tradicional vidrio soplado a boca, el soplado automático se usa en máquinas para la producción de botellas y bombillas.las formas sencillas, tales como aisladores, baldosas, moldes para lentes, se prensan en lugar de soplarse.algunos procesos de fabricación utilizan una combinación de soplado mecánico y prensado.

el vidrio plano se extrae del horno en vertical al tiempo que se somete a un proceso de pulido al fuego. Debido a los efectos combinados de la extracción y la gravedad, es inevitable alguna leve deformación.la luna pulida pasa a través de rodillos enfriados por agua a un horno de recocido. No se deforma, pero después de la fabricación requiere un desbaste y pulido para eliminar daños superficiales.este proceso ha sido reemplazado de manera generalizada por el del vidrio flotado introducido en años recientes. El vidrio obtenido por flotación combina las ventajas del vidrio plano y la luna pulida. El vidrio flotado tiene una superficie pulida al fuego y está exento de deformaciones.

clasificación de vidrios segun usos


proceso porfibra de vidriocontinua

con moldeabierto

con moldecerrado

con moldeabierto

con moldecerrado

pultrusión

otros

otros

tubo laminado

por proyeccióncompresión

transferenciainyeccióncentrifuga

laminadocontinuo

manualautomatico

moldeado porcompresiónpor transferenciade resina al molde

proceso porfibra de vidrioen tramos

trasformaciónplástica/prfv


fibrasvidrio

grafito

boro

aramidas (kevlar)

otras

matriztermoestables

termoplasticos

metales

ceramicos

resistencia alta, rigidez baja, densidad alta; costo relativamente economico; los tipos de usocomun son el E (aluminioborosilicato de calcio) y S (aluminiosilicato de magnesiodisponible como de modulo alto o de elevada resistencia; costo bajo; menos denso que el vidrioresistencia y rigidez alta; la maxima densidad, elcosto mas alto; tiene un filamento de tugsteno en su centro

nylon, carburo de silicio, nitruro de silicio, oxido de aluminio, carburo de boro, nitruro de boro, carburo de tantalio, acero, tugsteno, molibdeno

epoxico y poliester utilizandose mas el primero; otros son los fenolicos, los fluorocarbonos, poliestersulfona, el silicio y las poliamidaspolieteretercetona; mas tenaz que los termoestables pero con una menor resistencia a la temperaturaaluminio, aluminio-litio, magnesio y titanio; las fibras son de grafito, oxido de aluminio, carburo de silicio y boro

carburo de silicio, nitruro de silicio, oxido de aluminio y ulita; las fibras son varias ceramicas

relacion resistencia /peso lamas elevada de todas; costo alto


1A 2A 3A

4A 5A 6A 7A8A

9A 10A 11A


1B

5’B

2B 3B

4B 5B 6B


1C

2C

3C


1D


1E


1F


1G

!


1H

2H


1I


OBSERVACIONES:

permanente desechablematerialtolerancia/contracciónterminación superficial geometrialinea de partición unica multiples ejes de simetria cara ciega aristas otracanal de colada incluido en el modelomontante/mazarota dimensiones ubicaciónangulo de salida (en grados): malo aceptable bueno exelente material denominacióncaracteristicas

noyosi nopermanente desechableubicación de las portadasestabilidad en moldematerialm

od

elo

si no

Plano :

UNAM-Obera

CORRECCION PIEZA MOLDEADA

dibujorevisoaprobo

FirmaNombreFecha

Escala:

Medidasen mm

TOLERANCIADIMENSIONAL TOLERANCIADE FORMA ARISTAS R:

TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES Y PROCESOS/DISEÑO INDUSTRIAL


OBSERVACIONES:

permanente desechablematerialtolerancia/contracciónterminación superficial geometrialinea de partición unica multiples ejes de simetria cara ciega aristas coincide con modelocanal de colada centrado en cara en vertice en arista otroangulo de salida (en grados): malo aceptable bueno exelente material denominacióncaracteristicas

duraciónciclo de uso alto medio bajoexprese en cantidad

mo

lde

si no si no

Plano :

UNAM-Obera


dibujorevisoaprobo

FirmaNombreFecha

Escala:

Medidasen mm




PIE

ZA

si no si no

OBSERVACIONES:

materialcaracteristicas formales

tolerancia/contracciónterminación superficial mala aceptable buena exelentedimensiones cota-largo total cota-ancho total cota-altura total cota cota cota cota cota cota cota cota cota cotadefectos rechupe contracción sopladura llenado incompleto junta fria microporosidad desgarramiento

sopladuras desprendimientos en el molde grieta de molde desplazamiento del noyo corrimiento del molde penetración del material en el molde

Plano :

UNAM-Obera


dibujorevisoaprobo

FirmaNombreFecha

Escala:

Medidasen mm




compuestosPlano :

UNAM-Obera

CROQUIS

dibujorevisoaprobo

GRUPO05/0905/0905/09

FirmaNombreFecha

Escala:

Medidasen mm

TOLERANCIADIMENSIONAL TOLERANCIADE FORMA ARISTAS R:mm



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