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Reporte de Tecnologias Duras

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Page 1: Reporte de Tecnologias Duras

Instituto Tecnológico Superior de

Alvarado Campus Tlalixcoyan

MATERIA

SISTEMAS DE MANUFACTURA

CARRERA:

INGENIERÍA INDUSTRIAL

PROFESOR:

LUIS MANUEL GONZALES COS ALCOCER

PRESENTA:

JOEL SANCHEZ LARA

TRABAJO:

REPORTE UNIDAD III

TLALIXCOYAN, VER SEPTIEMBRE 15 DEL 2012

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3. TECNOLOGÍAS DURAS

3.1 El uso de los materiales “plástico, polímeros y aleaciones ligeras, para la búsqueda de la competitividad.

El uso de platicos polímeros y aleaciones ligeras son de mucha importancia ya que por las propiedades de estos productos que permiten ser utilizados para diversas actividades, forman un grupo de materiales de vital importancia en el mercado por su bajo costo.

¿Qué son los Plásticos?

El término Plástico, en su significación mas general, se aplica a las 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. Es por esto que son muy importantes en el mercado porque de los plásticos se pueden obtener gran número de materiales que se utilizan en la vida diaria gracias a que permiten cambiar de forma y tamaño por sus propiedades de elasticidad.

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 termoendurecibles (se endurecen con el calor). Estas características de los plásticos es lo que permite que sean de gran utilidad para diversos materiales en la industria y en manufactura ya que muchas piezas y productos están hechos de plásticos o de algunos de sus derivados.

Cubren una gran necesidad en las empresas y en los mercados por su utilidad y su bajo costo.

Los polímeros pueden ser de tres tipos:

a. Polímeros naturales: provenientes directamente del reino vegetal o animal. Por ejemplo: celulosa, almidón, proteínas, caucho natural, ácidos nucleicos, etc.

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b. Polímeros artificiales: son el resultado de modificaciones mediante procesos químicos, de ciertos polímeros naturales. Ejemplo: nitrocelulosa, atónita, etc.

c. Polímeros sintéticos: son los que se obtienen por procesos de polimerización controlados por el hombre a partir de materias primas de bajo peso molecular. Ejemplo: nylon, polietileno, cloruro de polivinilo, poli metano, etc.

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.

Tipos de Polímeros Más Comunes

El consumo de polímeros o plásticos ha aumentado en los últimos años. Estos petroquímicos han sustituido parcial y a veces totalmente a muchos materiales naturales como la madera, el algodón, el papel, la lana, la piel, el acero y el cemento. Los factores que han favorecido el mercado de los plásticos son los precios competitivos y a veces inferiores a los de los productos naturales, y el hecho de que el petróleo ofrece una mayor disponibilidad de materiales sintéticos que otras fuentes naturales. La crisis petrolera de 1974 también influyó en el aumento del consumo de los plásticos, sobre todo en la industria automotriz. Los plásticos permitían disminuir el peso de los vehículos, lo cual repercutía en un ahorro en el consumo de combustible por kilómetro recorrido. Entre los polímeros usados para reducir el peso de los automóviles se encuentran los poliésteres, polipropileno, cloruro de polivinilo, poliuretanos, polietileno, nylon y ABS (acrilonitrilo-butadienoestireno). Sin embargo, el mercado más grande de los plásticos es el de los empaques y embalajes.

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Cebe destacar qué los polímeros derivados del petróleo constituyen una parte muy importante de nuestra vida. Los encontramos en nuestros alimentos, medicinas, vestidos, calzado, casas, edificios, escuelas, oficinas, campos, fábricas y en todos los vehículos usados como medios de transporte.

POLÍMEROS TERMOPLÁSTICOS:

Polietileno

Éste es el termoplástico más usado en nuestra sociedad. Los productos hechos de polietileno van desde 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.

RESINAS TERMOFIJAS:

Poliuretanos: El uso más importante del poliuretano flexible es el relleno de colchones. Antes en la industria automotriz, los paragolpes de los autos se hacían de metal; actualmente se sustituyeron por uretano elastomérico moldeado, el mismo material usado para los volantes, defensas y tableros de instrumentos, puesto que resiste la oxidación, los aceites y la abrasión.Otros usos: bajo alfombras, recubrimientos, calzado, juguetes y fibras. Por su resistencia al fuego se usa como aislante de tanques, recipientes, tuberías y aparatos domésticos como refrigeradores y congeladores.

Urea, resinas y melanina: Se usan principalmente como adhesivos para hacer madera aglomerada, gabinetes para radio y botones. 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: Tienen excelentes propiedades aislantes y se pueden usar continuamente hasta temperaturas de 150'C. Se usan para producir controles, manijas, aparatos, pegamentos, adhesivos, material aislante., laminados para edificios, muebles, tableros y partes de automóviles. Estas resinas son las más baratas y las más fáciles de moldear. Pueden reforzarse con aserrín de madera, aceites y fibra de vidrio. Las tuberías de fibra de vidrio con resinas fenólicas pueden operar a 150'C y presiones de 10 kg/cm²

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CONCLUSIÓNLuego de haber confeccionado el presente trabajo, estoy en condiciones de apreciar que los polímeros son un material imprescindible en nuestra vida, el cual se encuentra presente en un sinfín de objetos de uso cotidiano. Por sus características y su bajo costo, podríamos decir que es un material prácticamente irremplazable, del cual difícilmente podríamos prescindir.Es aquí donde debemos tomar conciencia de que este material tan práctico, útil y barato puede, y de hecho lo esta haciendo, causar estragos a nuestro planeta. Al ser la mayoría materiales derivados del petróleo, su biodegradabilidad esta bastante comprometida y al arrojarlo junto con los residuos domiciliarios de todos los días, contribuimos en mayor o menor grado a la contaminación del planeta.Afortunadamente algunas personas del mundo, principalmente los habitantes de países desarrollados, han comenzado a tomar conciencia de los riesgos que puede acarrear el uso descontrolado de este tipo de materiales; concientizados han comenzado a remplazar las bolsas plásticas por unas prácticas bolsas de papel madera, prefieren comprar envases de vidrio reciclables en vez de los molestos envases plásticos que, una vez consumido el contenido, resultan inútiles.

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3.2 STL, EDM, MOLDES Y TROQUELES, CNC, SU RELACIÓN Y USO EN LOS SISTEMAS DE MANUFACTURA

Biblioteca Estándar de Plantillas (STL)La biblioteca estándar de la plantilla, o STL, es una biblioteca de C++ de las clases, de los algoritmos, y de los iterators del envase; proporciona muchas de las estructuras de los algoritmos básicos y de datos de la informática. El STL es una biblioteca genérica, significando que sus componentes están dados parámetros pesadamente: casi cada componente en el STL es una plantilla. Usted debe cerciorarse de que usted entienda cómo las plantillas trabajan en C++ antes de que usted utilice el STL.Los lenguajes de programación suelen tener una serie de bibliotecas integradas para la manipulación de datos a nivel más básico. En C++, además de poder usar las bibliotecas de C, se puede usar la nativa STL (Standard Template Library), propia del lenguaje. Proporciona una serie de clases parametrizadas plantillas) que permite efectuar operaciones sobre el almacenado de datos, procesado y flujos de entrada/salida. La STL es más que una biblioteca un conjunto de ellas. De esta forma únicamente se incluyen en el fichero ejecutable final aquellas que sean necesarias para la aplicación que se esté programando, reduciendo drásticamente el uso innecesario de memoria La biblioteca estándar de la plantilla (STL) provee del programador de C++ muchos envases genéricos independientesdel tipo útil, tales como vectores, ligar-listas y coletas. Si usted es programador de C++ y no ha descubierto el STL, recomiendo altamente el aprender de cómo utilizarlo. Una vez que usted haya utilizado STL, usted nunca deseará cifrar sin él. Hay dos razones por las que las clases del envase de STL son tan atractivas. El primer es que él es tipo independiente. Esto significa que usted puede crear vectores de carbones, de ints, de dobles o de cualquier otra clase o tipo definida usuario. En segundo lugar, las clases del envase son independientes del modelo de la memoria. Esto mantiene el código portable a través de los modelos numerosos de la memoria encontrados en los varios sistemas operativos.

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Maquinado por electro descarga (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. Un buen acabado requiere chispas débiles que dejen cráteres pequeños. La cantidad de corriente depende del número de transistores activados en el banco y de la duración del pulso (chispa) por el ajuste del temporizador para encender y apagar los transistores. Cuando un par de puntos se arrancan por el arco, en otro par se vuelven lo más cercanos y el siguiente pulso envía una chispa entre ellos y así sucesivamente.En algunos sistemas la herramienta se mueve en pulsos para evitar que el arco permanezca en un punto demasiado tiempo y ayuda a expulsar el ruido. Esto permite el uso de más corriente y una cantidad más alta de remoción de metal, hasta de cuatro veces más como se observó en un caso. En lugar de alimentarse en línea recta como es lo común, la herramienta puede orbitarse en algunas máquinas; esto es, la herramienta se gira sobre un excéntrico bajo control servo para barrer una forma más grande que ella misma, cortar conos hacia abajo o hacia arriba, y realizar cortes socavados u otros perfiles. En algunas máquinas las herramientas pueden moverse en trayectorias cuadradas o rectangulares o en líneas rectas conforme se alimentan en el trabajo.El baño de fluido que alimenta la herramienta y la pieza de trabajo realizan varias funciones. Como un dieléctrico, soporta el voltaje para asegurar una alta acumulación de energía para cada descarga. Entonces el fluido y las impurezas que contiene suministran iones para la trayectoria del arco. El calor de la chispa vaporiza instantáneamente y descompone el fluido en su trayectoria. La inercia del fluido resiste la expansión rápida y causa una alta presión en la columna de descarga que intensifica el arco, donde se informa que alcanzan temperaturas de decenas de miles de grados, y expulsa el metal fundido. Entonces el fluido sirve para enfriar, solidificar, arrastrar el desperdicio, enfriar la herramienta y la pieza de trabajo.

MOLDES Y TROQUELES

Moldes temporalesLos 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

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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.

Ventajas de los modelos desechables1. Para la fabricación de moldes sin máquinas de moldeo se requiere menos tiempo.2. No requieren de tolerancia especiales.3. El acabado es uniforme y liso.4. No requiere de piezas sueltas y complejas.5. No requiere de corazones6. El moldeo se simplifica notablemente.

Desventajas de los modelos desechables

1. El modelo es destruido en el proceso de fundición.2. Los modelos son más delicados en su manejo.3. No se puede utilizar equipo de moldeo mecánico.4. No se puede revisar el acabado del molde.

Partes de un molde

Vasija de vaciado. Entrada del metal fundido al molde.1. Bebedero. Conducto por el cual baja el metal fundido para la alimentación del metal al molde.2. Corredor alimentador. Vasija inferior que permite la entrada del material a la cavidad. En algún caso se coloca un rebosadero antes del corredor alimentador para que se atrape la escoria o partículas extrañas del metal fundido.3. Rebosaderos. Son espacios que pueden ser ciegos o abiertos y que sirven para permitir que la escoria del material fundido flote y sea atrapada. También sirven para conocer si el material llenó en su totalidad la cavidad del molde.Tolerancias en los modelos

En el diseño de los modelos que se utilizan para construir un molde es necesario tener en consideración varias tolerancias.

1. Tolerancia para la contracción. Se debe tener en consideración que un material al enfriarse se contrae dependiendo del tipo de metal que se esté utilizando, por lo

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que los modelos deberán ser más grandes que las medidas finales que se esperan obtener.2. Tolerancia para la extracción. Cuando se tiene un modelo que se va a remover es necesario agrandar las superficies por las que se deslizará, al fabricar estas superficies se deben considerar en sus dimensiones la holgura por extracción.3. Tolerancia por acabado. Cuando una pieza es fabricada en necesario realizar algún trabajo de acabado o terminado de las superficies generadas, esto se logra puliendo o quitando algún material de las piezas producidas por lo que se debe considerar en el modelo esta rebaja de material.4. Tolerancia de distorsión. Cuando una pieza es de superficie irregular su enfriamiento también es irregular y por ello su contracción es irregular generando la distorsión de la pieza, estos efectos deberán ser tomados en consideración en el diseño de los modelos.5. Golpeteo. En algunas ocasiones se golpean los modelos para ser extraídos de los moldes, acción que genera la modificación de las dimensiones finales de las piezas obtenidas, estas pequeñas modificaciones deben ser tomadas en consideración en la fabricación de los modelos.

DEFINICION DE TROQUELESMolde empleado en la acuñación de monedas, medallas, etc.; es un tocho de acero dulce, en una de cuyas caras se imprime en hueco, a presión, el relieve figuras e inscripciones. Instrumento o maquina de bordes cortantes para recortar o estampar, por presión, planchas, cartones, cueros, etc.Se denomina troquel a la perforación en línea recta que permite desprender parte del formulario. Utilizado mucho en chequeras, recibos, etc.Definiciones de troquel seco en la Web: (Blind emboss): Técnica de impresión (o, más bien, de "acabado") que consiste en imprimir letras o imágenes mediante presión con un troquel y contra troquel sin tinta ni barniz (por eso es "seco") sobre una superficie para dejar una marca en relieve (bajorrelieve o altorrelieve, dependiendo de la disposición de las piezas). En algunos casos, se añade a la vez calor. Definiciones de troquel o cuño en la Web:Llamado también matriz aunque impropiamente, es una pieza de acero que tiene grabada en hueco la figura de la moneda que se ha de acuñar.

CONTROL NUMÉRICO POR COMPUTADORA

Definición general: Se considera control numérico a todo dispositivo capaz de dirigir posicionamientos de un órgano mecánico móvil, en el que las órdenes relativas a los desplazamientos del móvil son elaboradas en forma totalmente automática a partir de informaciones numéricas definidas, bien manualmente o por medio de un programa.

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VENTAJAS DEL CONTROL NUMÉRICO:

Las ventajas, dentro de los parámetros de producción explicados anteriormente son:Posibilidad de fabricación de piezas imposibles o muy difíciles. Gracias al control numérico se han podido obtener piezas muy complicadas como las superficies tridimensionales necesarias en la fabricación de aviones.Seguridad. El control numérico es especialmente recomendable para el trabajo con productos peligrosos.Precisión. Esto se debe a la mayor precisión de la máquina herramienta de control numérico respecto de las clásicas.Aumento de productividad de las máquinas. Esto se debe a la disminución del tiempo total de mecanización, en virtud de la disminución de los tiempos de desplazamiento en vacío y de la rapidez de los posicionamientos que suministran los sistemas electrónicos de control.Reducción de controles y desechos. Esta reducción es debida fundamentalmente a la gran fiabilidad y repetitividad de una máquina herramienta con control numérico. Esta reducción de controles permite prácticamente eliminar toda operación humana posterior, con la subsiguiente reducción de costos y tiempos de fabricación.El objeto del control numérico es lograr la automatización en la fabricación de piezas. Deberá tenerse en consideración que la automatización no implica producción masiva, la automatización debe observarse como la manufactura de piezas que cumplen con especificaciones rigurosas y en las que para su fabricación intervino poco la mano del hombre.El objeto de las máquinas automáticas es poder reproducir las piezas diseñadas el número de veces que sea necesario y disminuir al máximo la intervención del hombre en la operación de la máquina.Con las máquinas automáticas se logra lo siguiente:• Reproducción de las piezas con gran similitud• Alta calidad en los acabados y en las medidas• Poca participación de los operadores de las máquinas• Control de la producciónEn las operaciones de automatización se pueden incluir las siguientes acciones:• Alimentación del material a procesar• Procesamiento del material de acuerdo a las necesidades• Transferencia de productos de unas máquinas a otras• Inspección de trabajos• Expulsión de trabajos terminados

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La automatización implica auto corrección, esto significa que para lograr la automatización de una máquina herramienta no sólo es necesario la coordinación de las partes de la máquina, sino que también deberá incluirse que la máquina debe inspeccionar y con los servomecanismos adecuados, corregir las deficiencias o variaciones detectadas.Cuando una máquina puede recibir sus instrucciones por medio de un código numérico se dice que la máquina es de control numérico. Por lo regular estos códigos son aceptados por las máquinas herramientas por medio de tarjetas, cintas o programas de computadora.Es importante no confundir a una máquina automática con un centro de maquinado.Una máquina automática con o sin control numérico es una máquina que permite la fabricación, de manera repetida, de piezas con muy poca participación del hombre en la operación de la máquina. Su objeto no es fabricar muchas piezas sino fabricarlas sin que el hombre se preocupe por su operación.Los centros de maquinado CNC son máquinas totalmente automáticas en las que su objetivo es la producción a gran velocidad de muchas piezas u objetos. En la operación de estas máquinas tampoco participa el hombre.

CONCLUSION

Podemos concluir que estos temas son importantes para nuestra formación como ingenieros industriales y así ponerlos en práctica en el ámbito laboral y empresarial cuando estos lo soliciten.Lo anterior sirvió de gran ayuda para conocer más de estos temas, comprobando así un resultado del desarrollo educativo que el alumno va adquiriendo al momento de estar realizando estos tipos de investigación.Fue tan útil explicar con base a la investigación de los fuentes en la cual se deriva dicho trabajo, para ello se clasifican en varios subtemas y se darán cuenta de que las fuentes de investigación, con esto se intenta dar a conocer a los compañeros de clase y de carrera lo sumamente importante que son estos temas para nosotros.También hay que recalcar que al adquirir estos nuevos conocimientos y poder comprenderlos, nos damos una idea de cómo es realmente el trabajo de un ingeniero industrial en una empresa manufacturera, que por lo general las utilizan para poder realizar productos.