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• Carlos Efraín Quintero Mármol Ramón

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PROCESOS DE MANUFACTURA I Procesos para formado y moldeado Mtro. Gerson Beristain Martínez

Objetivo

Comprender y dar un panorama más amplio de la importancia de los procesos de formado y moldeado, y su utilización en la industria.

Mtro. Gerson Beristain Martínez

Introducción Tomemos en cuenta el nombre del tema «formado y moldeado» y hagamos una distinción entre las dos palabras. Por lo general el formado indica «cambiar» la forma de un cuerpo sólido existente. El moldeado incluye el moldeo y la fundición de materiales blandos o fundidos y el producto terminado casi adquiere la forma deseada.

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En los procesos de formado al material inicial comúnmente se le conoce como pieza de trabajo, tocho o pieza bruta, y puede tener la forma de una placa, lámina, barra, varilla, alambre, o tubo de diferentes secciones transversales. Por ejemplo, si se desea fabricar un gancho de alambre ordinario para colgar ropa, se da forma a una pieza recta de alambre doblándolo y retorciéndolo.

Los procesos de moldeado como ya se menciono incluyen el moldeo y la fundición de materiales blandos casi adquiriendo la forma deseada. Quizá requiera pocas o ninguna operación de acabado. Por ejemplo, un gancho de plástico para colgar ropa se fabrica confinando plástico fundido en un molde de dos placas con cavidad en forma de gancho.

Características generales Laminado

Forjado Extrusión Formado y Moldeado

Estirado

Formado de hojas metálicas Metalurgia de polvos Procesamiento de plásticos y materiales compósitos

Formado y moldeado de cerámicos Mtro. Gerson Beristain Martínez

Laminado Plano Producción de placas planas, hojas y hojas delgadas a altas velocidades; buen acabado superficial, en especial el laminado en frío; inversión de capital muy elevada; costo de mano de obra baja a moderada. De forma

Producción de varias formas estructurales como vigas y rieles a altas velocidades; incluye laminado de roscas; requiere rodillos de forma y equipos costosos; costo de mano de obra bajo a moderado; habilidad moderada del operador. Mtro. Gerson Beristain Martínez

Forjado Producción de partes discretas con un juego de matrices; generalmente se requieren algunas operaciones de acabado; por lo común se realizan a temperaturas elevadas, pero también en frío para partes más pequeñas, los costos de matrices y equipo son elevados; costo de mano de obra de moderado a elevado; habilidad moderada a alta del operador.

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Extrusión Producción de tramos largos de formas sólidos o huecas con sección transversal constante; después se corta el producto a las longitudes deseadas, por lo general se realiza a temperaturas elevadas; la extrusión en frío tiene similitudes con el forjado y se utiliza para realizar productos discretos; costo de matrices y equipo de moderado a elevado; costo de mano de obra de bajo a moderado; habilidad baja a moderada del operador.

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Estirado Producción de barra y alambre largos con diferentes secciones transversales; buen acabado superficial; costos de matrices, equipo y mano de obra de bajo a moderado; habilidad baja a moderada del operador.

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Formado de hojas metálicas Producción de una gran variedad de formas con paredes delgadas y con geometrías simples y complejas; por lo general, costo de matrices, equipo de mano de obra de bajo a moderados; habilidad baja a moderada del operado.

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Metalurgia de polvos Producción de formas simples o complejas mediante compactado y sinterizado de polvos metálicos; costo moderado de matrices y equipo; costo bajo de mano de obra y baja habilidad del operador.

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Procesamiento de plásticos y materiales compósitos Producción de una amplia variedad de productos continuos o discretos mediante los procesos de extrusión, moldeado, fundición y fabricación; costos moderados por matrices y equipo; alta habilidad del operador en el procesamiento de materiales compósitos .

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Formado y moldeado de cerámicos Producción de productos discretos mediante diferentes procesos de moldeado, secado y cocción; costo de matrices y equipo de bajo a moderado; habilidad moderada a alta del operador.

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Laminado El laminado es un proceso de deformación en el cual el espesor del material de trabajo se reduce mediante fuerzas de compresión ejercidas por rodillos opuestos.

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Los diferentes perfiles y productos que pueden ser obtenidos mediante el laminado ya sea en frío o en caliente.

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Varias configuraciones de molinos de laminación: a) Dos rodillos

b) Tres rodillos

c) Cuatro rodillos

d) De conjunto

e) Tándem.

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Laminado para reducir el espesor y aumentar el diámetro.

Laminado para la fabricación de tornillos

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Perforado de rodillos Proceso utilizado para la fabricación de tuberías sin costura de paredes gruesas. Los rodillos controlan el diámetro exterior mientras que el mandril el diámetro interior del tubo. Las tuberías son utilizadas para la conducción de gases o fluidos altamente volátiles y peligrosos.

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Forjado El forjado es un proceso de deformación en el cual se comprime el material de trabajo entre dos dados, usando impacto o presión gradual para formar la pieza.

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En el forjado con dado impresor podemos enumerar la siguiente secuencia:

1) Inmediatamente antes del contacto inicial con la pieza de trabajo en bruto. 2) Compresión parcial.

3) Cerradura final de los dados formando rebaba.

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Operaciones de dado abierto.

a) Dados convexos

b) Dados cóncavos

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c) Por secciones

Forjado sin rebaba.

1) Inmediatamente antes del contacto inicial con la pieza de trabajo 2) Compresión parcial

3) Final de la carrera del punzón

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Los dados de forjado junto con las prensas son los elementos fundamentales para la creación de las piezas forjadas.

Los dados transmiten la forma de la pieza final mediante la presión ejercida por la presa que los sostiene.

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Estampado El estampado o forjado radial es el proceso de reducción del diámetro de un tubo y barra sólida mientras esta se encuentra girando. a) Reducción de material sólido. b) Ahusado de un tubo c) Estampado para formal un canal. d) Afilado de un tubo e) Estampado de cuello Mtro. Gerson Beristain Martínez

Forjado con rodillos Es un proceso de deformación que se usa para reducir la sección transversal de una pieza de trabajo cilíndrica al pasar a través de una serie de rodillos opuestos que igualan la forma requerida por la parte final.

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Extrusión Proceso de formado por compresión en el cual el metal de trabajo es forzado a fluir a través de la abertura de un dado para darle forma a su sección transversal.

a) Extrusión directa para producir una sección transversal hueca. b) Sección hueca. c) Sección semihueca.

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ESTIRADO O TREFILADO Operación donde la sección transversal de una barra, varilla ó alambre se reduce al tirar del material a través de la abertura de un dado. La diferencia básica entre el estirado de barras y el estirado de alambre es el tamaño del material que se procesa.

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LÁMINAS - CORTE El corte de lámina se realiza por una acción de cizalla entre dos bordes afilados de corte. El cizallado es el corte de una lámina de metal a lo lardo de una línea recta entre dos bordes de corte.

El punzonado implica el corte de una lámina de metal a lo largo de una línea cerrada en un solo paso para separar la pieza del material circundante. El perforado es muy similar al punzonado excepto que la pieza que se corta se desecha y el material remanente es la parte deseada.

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LÁMINAS - DOBLADO El doblado se define como la deformación del metal alrededor de un eje recto. Existe el doblado en V y el doblado de bordes.

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a) Doblado de canal. b) Doblado en U

c) Doblado al aire. d) Doblado escalonado. e) Corrugado f) Formado de tubo.

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LÁMINAS - EMBUTIDO El embutido es una operación de formado de láminas metálicas que se usa para hacer piezas de forma acopada, de caja y otras formas huecas más complejas. 1) El punzón entra en contacto. 2) Doblado. 3) Enderezado. 4) Fricción y compresión 5) Forma final de la copa.

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Embutido inverso. La parte embutida se coloca hacia abajo y una segunda operación de embutido genera la forma deseada. Embutido sin sujetador. El sujetador impide el arrugado de la pieza pero hace el dispositivo mucho más costoso. Un embutido sin sujetador reduce dicho costo y es recomendable para piezas que no requieren de un control extremo de dimensiones. Mtro. Gerson Beristain Martínez