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es un mecanizado quimico para los que tengas fundamentos vale
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Departamento de Ingeniería MecánicaIngeniaritza Mekanikoa Saila
ÓAMPLIACIÓN DE MECANIZADO NO CONVENCIONAL
1. Ampliación de mecanizado por laser
2. Ampliación de mecanizado electrolítico
3. Ampliación de mecanizado químico
4. Otros procesos no convencionales de mecanizado
5. Generalidades sobre mecanizado no convencional
BIBLIOGRAFIA1. Fundamentals of Modern Manufacturing. M. P. Groover. Prentice Hall, 19962. Metals Handbook, 9th edition, Vol. 16, Machining. ASM International, 1989
Técnicas Avanzadas de Mecanizado y Medida (Ingeniería Industrial / Ingeniería de Fabricación)
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MECANIZADO POR LASER
Luz laser : Herramienta de mecanizado
onen
tes
• Numerosas longitudes de
or: C
ompo
longitudes de onda
• Incoherente
• Radiación en
Gen
erad
oRadiación en todas direcciones
• Monocromática
• Coherente• Coherente
• Unidireccional
• Fácil de transportar
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MECANIZADO POR LASER
Capacidades y limitaciones• Agujeros de 0 025 mm deAgujeros de 0,025 mm de
diámetro
• Daño térmico poco profundo
• Cortar: e < 20 mmCortar: e < 20 mm
• Todos los materiales (absorción)
• Peligro / luz invisible de alta energía: cubrir el rayoenergía: cubrir el rayo
• Bajo rendimiento energético (~10%): refrigeración, funcionamiento a impulsos, desajustes
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LASERES PARA MECANIZADO
• De estado sólido: Granate de ytrio y • De CO2 Trumpf Lasery yaluminio, dopado con iterbio: Yb-YAG
- 1,06 m (infrarrojo)- 20 w a 16 Kw
- 10,6 m (infrarrojo)- Hasta 200 Kw- Refrigeración
Trumpf LaserRofin LaserIPG PhotonicsEwag Laser
- Refrigeración- De disco- De fibra
Refrigeración- Slab- Ventilación forzada
g
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FACTORES IMPORTANTES EN EL MECANIZADO POR LASER
• Focalización:Focalización: - lentes de vidrio para YAG - especiales para CO2 (selenuro de zinc/arsenuro de
galio)galio)
• Chorro coaxial de gas: - Arrastre de viruta y refrigeración
P t ió A N H- Protección: Ar, N, He- Oxidación, aporte de calor: aire, CO2, O2
• Calidad del rayo (TEM…)y ( )
• Absorción:- Pieza: índice de refracción, rugosidad,
recubrimiento temperatura superficialrecubrimiento, temperatura superficial- Laser: longitud de onda, polarización, longitud del
foco, calidad del rayo, intensidad luminosa- Pieza-Laser: ángulo de incidencia
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Pieza Laser: ángulo de incidencia
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FACTORES IMPORTANTES EN EL MECANIZADO POR LASER
Calidad del rayo Diámetro y profundidad del focoCalidad del rayoTraverse Electric Mode (TEM)
Diámetro y profundidad del foco
TEM 00
TEM 01TEM 01
Multimodo
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FACTORES IMPORTANTES EN EL MECANIZADO POR LASER
Beam Quality Factor, M2 02wBPP
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Coherent inc.Beam Parameter Product, BPP BPP
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ÁMÁQUINAS PARA EL MECANIZADO POR LASER
Transporte del rayoCO2 : Espejos de cobre y de cobre-oro y
conductos extensibles de protecciónYAG : Fibra óptica
S id d!
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¡Seguridad!
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MECANIZADO QUÍMICO1. Variantes del proceso y aplicaciones (i-v)
2. Agentes químicos y velocidades de mecanizado
3. Integridad superficial (i-ii)
¡¡Visitar "https://pcmi org/" y ver video (darle voz)!! Ver también empresas citadas
Técnicas Avanzadas de Mecanizado y Medida (Ingeniería Industrial / Ingeniería de Fabricación)
¡¡Visitar https://pcmi.org/ y ver video (darle voz)!! Ver también empresas citadas en PCMI
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MECANIZADO QUÍMICO Variantes del proceso y aplicaciones i
SEGÚN EL ENMASCARADO1. Recortar y despegar
SEGÚN EL TIPO DE PIEZA Y OPERACIÓN1. Fresado químico
MECANIZADO QUÍMICO. Variantes del proceso y aplicaciones i
1. Recortar y despegar2. Con red y pantalla3. Fotoquímico
1. Fresado químico2. Punzonado químico3. Grabado químico4. Mecanizado fotoquímico4. Mecanizado fotoquímico
RECORTAR Y DESPEGAR (“CUT AND PEEL”)
1. Recubrimiento de toda la superficie• Inmersión, pintado, rociado
2 Endurecimiento Piezas grandes lotes pequeños
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2. Endurecimiento3. Recortar y despegar manualmente (plantillas)
Piezas grandes, lotes pequeños
Tolerancias > 0,125 mm
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MECANIZADO QUÍMICO Variantes del proceso y aplicaciones iiMECANIZADO QUÍMICO. Variantes del proceso y aplicaciones ii
Paneles de aviones: oquedades para reducción de peso
FRESADO QUÍMICOq p p
Daño superficial muy pequeñoEnmascarado: recortar y despegar
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MECANIZADO QUÍMICO. Variantes del proceso y aplicaciones iii
CON PANTALLA (“SCREEN RESIST”)1. Pantalla: Red de acero inoxidable o seda + patrón no-pieza2. Recubrimiento por pintado3 Separación de la pantalla3. Separación de la pantalla4. EndurecimientoTamaños de pieza y lote mediosTolerancias: ±0,075 mm
GRABADO QUÍMICOEn relieve y en bajorelieveSin daño superficialSin daño superficialRellenado: recubrimiento de resalte de la zona atacada
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MECANIZADO QUÍMICO. Variantes del proceso y aplicaciones iv
PUNZONADO QUÍMICO
MECANIZADO QUÍMICO. Variantes del proceso y aplicaciones iv
• Corte de chapas muy delgadas(0,025 a 1 mm)
• Geometrías muy complejas
Enmascarado• Método de red y patrón• Piezas muy pequeñas y/o
• Sin rebabas• Dificultad de coincidencia de
ambas caras
Piezas muy pequeñas y/o geometrías complejas: método fotográfico
Tolerancias: 0,0025 mm en espesores de 0 025 mm
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• Materiales frágiles o endurecidos espesores de 0,025 mm (método fotográfico)
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MECANIZADO QUÍMICO Variantes del proceso y aplicaciones v
MECANIZADO FOTOQUÍMICO
MECANIZADO QUÍMICO. Variantes del proceso y aplicaciones v
Dibujo ampliado de la pieza
Fotografías del dibujo-pza
http://conardcorp.com/favicon.icoThe CONARD Corp.
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MECANIZADO QUÍMICO A t í i l id d d i dMECANIZADO QUÍMICO. Agentes químicos y velocidades de mecanizado
Selección del agenteMaterial de pieza• Material de pieza
• Profundidad de ataque (0,01-12 mm)
• Caudal de viruta• Acabado superficial• Material de máscara
u
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dduFe
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ÍMECANIZADO QUÍMICO. Integridad superficial i
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ÍMECANIZADO QUÍMICO. Integridad superficial ii
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ÍMECANIZADO ELECTROQUÍMICO
CIZ
Velocidad de avance
ACI
AZV w
f
IRE Ley de Ohm:CIQw
Caudal de virutaLeyes de Faraday
y
Con g : holgurar : resistividad
Qw
C : caudal específico de viruta
• peso atómico
g
A
AgrR
grCEV f
peso atómico• valencia• densidad
I : intensidad de corriente A
Fl j g : 0,075-0,75 mm
g
E - cortocircuitos
I : intensidad de corriente
Rendimiento del 90 al 100%
Flujo• viruta• calor
hid ó Velocidad Fuerza
g , ,control importante
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• hidrógeno
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ÍMECANIZADO ELECTROQUÍMICO
Propiedades relativas de materiales para herramienta (electrodo)
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ÍRECTIFICADO ELECTROQUÍMICO
ECG Electrochemical grinding
Herramienta: muela de aglomerante conductor• Aglomerante metálico: diamante• Resina con partículas metálicas: óxido de aluminioResina con partículas metálicas: óxido de aluminio
Los granos activos…• Definen la holgura• Eliminan sales metálicasEliminan sales metálicas
Caudal de viruta: 95% electrolisis, 5% rectificado
Ventajas y Aplicaciones
Bajo desgaste de muela, pocos reavivados
Sin fuerzas de corte ni temperaturas importantesSin fuerzas de corte ni temperaturas importantes
Rectificado de piezas delicadas o frágiles
• Tubos de pared estrecha (ej.: agujas hipodérmicas)
Afil d d h i t d t l d
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• Afilado de herramientas de metal duro
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ÍECD Electrochemical deburring
Geometría de la herramienta
REBABADO ELECTROQUÍMICO
focalización de la disolución anódica
Operación rápida
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MECANIZADO POR HAZ DE ELECTRONES
EBM Electron beam machining
Velocidad: ¾ luz
Foco de 0,025 mm
E i / li i l lé l d l iEn vacio / colisiones con las moléculas del aire
Alta precisión, micromecanizado
• Agujeros de
• Ranuras de 0,025 mm
0,05 mmL > 100
Ranuras de 0,025 mm
• Corte de piezas de espesor, 0,25 a 6 mm
Sin fuerzas de corte ni desgaste de hta.
Elevado consumo, equipo costoso
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CORTE POR PLASMA
PAC Plasma arc cuttingg
Corte por arco eléctrico
10.000 a 14.000ºC
Boquilla refrigerada por agua
Corte de espesores metálicos de hasta 150 mm
Gas (plasma): Nitrógeno, Argon-hidrógeno, mezclas
Gas secundario: confinar el arco y arrastrar metal fundido
Materiales (conductores):Materiales (conductores):
• Aceros comunes, acero inoxidable, aluminio
Alta productividad, pobre acabado y elevado daño superficial
Operación manual o bajo C.N.
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MECANIZADO POR CHORRO ABRASIVO
AJM Abrasive jet machining
Operación manual
Aplicaciones:
• Operaciones de acabado: desbarbado limpieza pulido• Operaciones de acabado: desbarbado, limpieza, pulido
• Corte de piezas planas y delgadas…
de materiales duros y frágiles (vidrio, silicio, mica, cerámicas)cerámicas)
Gas: aire seco, nitrógeno, dióxido de carbono, helio
Abrasivo:Boquillas: 0,0751 mm
Presión: 0,21,4 MPa
Abrasivo:
• Óxido de aluminio: aluminio, latón
• Carburo de silicio: acero inoxidable, cerámicas
Velocidad: 2,55 m/s• Bolitas de vidrio: operaciones de pulido
• Tamaño de grano: 15 a 40 m y uniforme
No reciclable
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No reciclable
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OFC Oxifuel cutting
OXICORTE
g
Combustión + Oxidación
Materiales ferrosos y no ferrosos
No ferrosos
• Mayor importancia de la combustión
• Uso de fundentesUso de fundentes
Combustibles: acetileno y otros
Operaciones manuales de mínima precisión: reparaciones, corte de chatarra, etc.
Operaciones a máquina y por C.N.: corte de chapas
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MECANIZADO NO CONVENCIONAL. GENERALIDADES• Caudales de viruta bajos y energías específicas elevadas• Gran número de procesos muy diferentes entre síGran número de procesos muy diferentes entre sí
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MECANIZADO NO CONVENCIONAL.APLICACIONESMétodos convencionales no viables o no económicos
Necesidad de mecani arNecesidad de mecanizar...· geometrías difíciles· nuevos materiales· sin daño superficial (algunos procesos) sin daño superficial (algunos procesos)
Geometrías difíciles
ECM EDMMicromecanizado: WEDM, PCM, LBM, EBM
a) Agujeros de diámetro inferior a 0,125 mm
EBM, LBM
ECM, EDM
ECM, EDM WEDM, LBM
b) Agujeros profundos
c) Agujeros no redondos
d) Cortes de ranurasd) Cortes de ranurasestrechas y/o complejas
e) Cajeras poco profundas y detalles superficiales
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f) Moldes y matrices USM, CHM EDM, ECM
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MECANIZADO NO CONVENCIONAL Y MATERIALES DE PIEZA
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