MAPAS CONCEPTUALES METALES

MAPA CONCEPTUAL METALES

MAPA CONCEPTUAL TIPOS DE PROCESOS

MAPA CONCEPTUAL ENSAMBLES MECÁNICOS

MAPA CONCEPTUAL SOLDADURA

ORGANIZADOR METÁLICO- LAMINAS COLD ROLLED

Organizador metálico

Para llevar a cabo este ejercicio, debíamos re diseñar un organizador, con la realización de bocetos y planos. Una vez estos listos se proseguía a comprar los materiales teniendo en cuenta medidas para evitar el desperdicio de materiales.  

Secuencia de la actividad: una vez listos los planos, empecé a trabajar en el taller, las dimensiones escogidas para el organizador fueron de 1/4. La lámina comprada tenia una dimensión de 1x2 , lo que se se consideró un desperdicio de material para sacar 3/4 partes de la lamina. 

- Corte de la lamina: con un rayador y una reglar se marco en la lamina los 3/4 de laminas para el organizador, una vez marcadas se prosiguió a cortarlas en la máquina sin fin, se prefirió no cortar la lámina justa, los pedazos no justos que era muy grandes se retiraron con caladora y otros se limaron. 

-Doblar las laminas: el pie de las 3 láminas de doblo a 90°, ahí se iba a remachar la lámina-

Curvado: el diseño de las láminas era curvado en la parte superior y en la base, para poder curvar las laminas se necesito un tubo metálico, que fue el que se encuentra en la parte inferior de las maquinas y se ejercía presión, otro modo de curvar fue martillando sobre un tubo metálico ajustado a una prensa. 

- Limada y lijada de láminas: antes de remachar, se limaron y lijaron muy bien la rebaba de las laminas y  las puntas de las esquinas de la lamina se redondearon. 

-Perforado: antes de remachar se midió  donde se perforaría la lámina, esto se hizo con ayuda de un rayado, reglar, un centro punto y martillo, una ve centropunteado el lugar de la perforación, se sostenian las laminas con dos hombres solos, pues la perforacion era doble. Se perforó con un taladro electromanual.

-Remache: una vez perforados los orificios se prosiguio a remachar. 

- Pintura electroestática: por ultimo se mando a pintar.

PLANOS

Proceso de construcción:

                   

           

Análisis general de las actividades: Durante este proceso, aprendí como cortar, doblar, curvar metales con maquinas mecánicas y manuales. Aprendí a perforar metal y a remachar. A la vez aprendí los nombre de muchos de los instrumentos que son necesario para manejar metales y para hacer procedimientos con estos. 

Durante ésta actividad tuve problemas a " futuro con el organizador" pues iba a ser para pared, pero durante el proceso de construcción caí en cuenta de errores que no había previsto al hacer los planos, como lo fue la dimensión de las 3 láminas, pues eran muy grandes para ser de pared y toco recurrir a que fuera de piso , pues ya era muy tarde y complicado desdoblaras y cortarlas.  También tuve problemas estéticos con el organizador pues al momento de ensamblar la última pieza, no se veía bien estéticamente  por lo que recurrí a improvisar y doblar la ultima pieza de formas diferente. Por haber martillado de mal manera las laminas, al momento de pintarlas, tocó escoger pintura con textura para que disimulara los golpes en las laminas. 

FUNDICIÓN EN ALUMINIO POR MOLDE DE ARENA

Para este trabajo escogí como figura mi mano, a la cual se le saco un molde, con la función de colgar o poner las llaves en esta. Los pasos para la elaboración de la mano fueron los siguientes: 

• Materiales para el molde de la mano en yeso:
• bandas de yeso
• vaselina
• 2 kilo de yeso en polvo
• recipiente para agua
• Proceso: el molde de la mano se hizo en dos pasos, primero sacar el molde de la parte superior y luego de la parte inferior de la mano. Las bandas de yeso se cortaron de diferentes tamaños. El profesor Carlos ...ayudo en el proceso de construccion del molde, dicho proceso es el siguiente: unte mi mano muy bien de vaselina, las banditas de yeso recortadas se sumergen en agua y se escurre un poquito y se empieza a poner en la mano, hasta cubrirla muy bien, se deja que el yeso frague y se seque y se prosigue con el otro lado de la mano, donde se lleva a cabo el mismo procedimiento y se une con el molde ya seco. Una vez seco el molde se prosigue a sacar la mano, para esto hay que cortar un poco los lados del molde con cuidado y hacer un poco de fuerza hasta que salga la mano. 
• El segundo paso es hacer un vaseado de yeso dentro del molde, con el cual tuve varios inconvenientes, pues cuando vasee el eso este se regó porque el molde no estaba bien cubierto de yeso y en el momento de sacar el yeso, éste estaba muy pegado a el molde entones se partieron los dedos. 

Proceso de fundición por molde de arena

Medidas de la fundición: 

• Atura: 18 cm
• Ancho muñeca: 58,6 mm - grosor: 46,1 mm
• Ancho palma baja: 71,1 mm- grosor: 43,1 mm- lado derecho 48 mm
• Palma superior grosor: 33,5 mm
• Ancho palma superior: 71,3 mm
• Dedo chiquito: ancho 13,5 mm- altura: 56,7 mm
• Dedo gordo : ancho 18,3 mm- altura: 54 mm

METALES

Propiedades generales de los metales

 Se llama metales a los elementos químicos caracterizados por ser buenos conductores del calor y la electricidad. Poseen alta densidad y son sólidos en temperaturas normales (excepto el mercurio); sus sales forman iones electropositivos (cationes) en disolución.

Los metales poseen ciertas propiedades físicas características, entre ellas son conductores de la electricidad. La mayoría de ellos son de color grisáceo, pero algunos presentan colores distintos; el bismuto (Bi) es rosáceo, el cobre (Cu) rojizo y el oro (Au) amarillo. En otros metales aparece más de un color; este fenómeno se denomina policromismo.

Otras propiedades serían:

• Maleabilidad: capacidad de los metales de hacerse láminas al ser sometidos a esfuerzos de compresión.
• Ductilidad: propiedad de los metales de moldearse en alambre e hilos al ser sometidos a esfuerzos de tracción.
• Tenacidad: resistencia que presentan los metales al romperse o al recibir fuerzas bruscas (golpes, etc.)
• Resistencia mecánica: capacidad para resistir esfuerzo de tracción, compresión, torsión y flexión sin deformarse ni romperse.

Suelen ser opacos o de brillo metálico, tienen alta densidad, son dúctiles y maleables, tienen un punto de fusión alto, son duros, y son buenos conductores (calor y electricidad).

La ciencia de materiales define un metal como un material en el que existe un traslape entre la banda de valencia y la banda de conducción en su estructura electrónica (enlace metálico). Esto le da la capacidad de conducir fácilmente calor y electricidad, y generalmente la capacidad de reflejar la luz, lo cual le da su peculiar brillo.

• Aluminio: es un elemento químico de símbolo Al y número  atómico 13. Es el tercer elemento mas común encontrado en la corteza terrestre y es un metal no ferromagnético.Los compuestos de aluminio forman el 8% de la corteza de la tierra y se encuentran en la mayoría de las rocas, vegetación y animales. En estado natura se encuentra en silicatos que son el grupo de minerales más abundantes en la tierra, pues contienen el 95% de la corteza terrestre. Como metal se extrae únicamente del mineral bauxita, por transformación primero en alúmina ( óxido de aluminio) mediante el proceso Bayer y luego en aluminio metálico mediante electrolisis. - es un metal ligero, con un punto de fusión bajo, su color es blanco, es buen conductor electrico y termico. 

• Acero carbono: constituye una proporción importante de los aceros producidos en las plantas siderúrgicas. Con esa denominación se incluye a aquellos aceros en los que su propiedad fundamental es la resistencia a distintas solicitaciones (fuerzas tanto estáticas como dinámicas). De esta forma se los separa respecto a los aceros inoxidables, a los aceros para herramientas, a los aceros para usos eléctricos o a los aceros para electrodomésticos o partes no estructurales de vehículos de transporte.

• Latón:El latón es una aleación de cobre y zinc. En los latones industriales el porcentaje de Zn se mantiene siempre inferior al 20%. Su composición influye en las características mecánicas, la fusibilidad y la capacidad de conformación por fundición, forja, troquelado y mecanizado. En frío, los lingotes obtenidos pueden transformarse en láminas de diferentes espesores, varillas o cortarse en tiras susceptibles de estirarse para fabricar alambres.La densidad depende de su composición.Su color amarillo brillante, con gran parecido al oro, se utiliza mucho en joyería y elementos decorativos. Otras aplicaciones desde el armamento, calderería, soldadura, hasta la fabricación de alambres, tubos de condensador, terminales eléctricas y también la elaboración de dinero moneda , como también varios instrumentos musicales como el saxofon .

• Cobre (Cu): Se trata de un metal de transición de color rojizo y brillo metálico que, junto con la plata y el oro, forma parte de la llamada familia del cobre, se caracteriza por ser uno de los mejores conductores de electricidad (el segundo después de la plata). Gracias a su alta conductividad eléctrica, ductilidad y maleabilidad, se ha convertido en el material más utilizado para fabricar cables eléctricos y otros componentes eléctricos y electrónicos.

• Cinc (Zn): La principal aplicación del cinc —cerca del 50% del consumo anual— es el galvanizado del acero para protegerlo de la corrosión, protección efectiva incluso cuando se agrieta el recubrimiento ya que el cinc actúa como ánodo de sacrificio. Otros usos incluyen
• Baterías de Zn-AgO usadas en la industria aeroespacial para misiles y cápsulas espaciales por su óptimo rendimiento por unidad de peso y baterías cinc-aire para computadoras portátiles.
• Piezas de fundición inyectada en la industria de automoción.
• Metalurgia de metales preciosos y eliminación de la plata del plomo.
• Utilizado en fabricación de pinturas al óleo, para fabricar el color blanco de cinc, utilizado para crear transparencias en la pintura.
• Aleaciones: latón, alpaca, cuproníquel-cinc, aluzinc, virenium, tombac, etc.

Trabajo de los metales

•    Laminado (cold rolled, hot rolled):  El laminado es un proceso de deformación volumétrica en el que se reduce el espesor inicial del material trabajado, mediante las fuerzas de compresión que ejercen dos rodillos sobre la pieza/material de trabajo. Los rodillos giran en sentidos opuestos para que fluya el material entre ellos, ejerciendo fuerzas de compresión y de cizallamiento, originadas por el rozamiento que se produce entre los rodillos y el metal. Los procesos de laminado requieren gran inversión de capital; debido a ello los molinos de laminado se usan para la producción de grandes cantidades de productos estándar (laminas, placas, etc.).

                      Aplicaciones

• Industria automotriz y carrocerías
• Fabricación de electrodomésticos
• Industria metalmecánica
• Ornamentación
• Carpintería metálica
• Autopartes

• 
  
•       Extrusión (varillas y tubos):

e    Es un proceso 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. Ejemplos de este proceso son secciones huecas, como tubos, y una variedad de formas en la sección transversal.

Los tipos de extrusión dependen básicamente de la geometría y del material a procesar. Existe el proceso de extrusión directa, extrusión indirecta, y para ambos casos la extrusión en caliente para metales (a alta temperatura). En la extrusión directa, se deposita en un recipiente un lingote en bruto llamado tocho, que será comprimido por un pistón, al ser comprimido, el material se forzará a fluir por el otro extremo adoptando la forma que tenga la geometría del dado. 

·         Estirado de alambres y barras: 

  Es una operación donde la sección transversal de una barra, varilla o alambre se reduce al tirar del material a través de la abertura de un dado. Las características generales del proceso son similares a

la extrusión, la diferencia es que en el estirado el material de trabajo se jala a través del dado, mientras que en la extrusión se empuja a través del dado. Aunque la presencia de esfuerzos de tensión es obvia en el estirado, la compresión también juega un papel importante ya que el metal se comprime al pasar a través de la abertura del dado.La diferencia básica entre el estirado de barras y el estirado de alambre es el diámetro del material que se procesa. El estirado de barras se refiere al material de diámetro grande, mientras que el estirado de alambre se aplica al material de diámetro pequeño. En el proceso de estirado de alambres se pueden alcanzar diámetros hasta de 0.03 mm. La modificación del diámetro del material de trabajo se da de la siguiente manera.

r= Ao - Af / Ao 

r: reducción del área en el estirado.

Ao: área original de trabajo (mm2)

Af: área final de trabajo (mm2)

·Fundición (esmelter):

      proceso de fabricación de piezas, comúnmente metálicas pero también de plástico, consistente en fundir un material e introducirlo en una cavidad, llamada molde, donde se solidifica. El proceso más común es la fundición en arena, por ser ésta un material refractario muy abundante en la naturaleza y que, mezclada con arcilla, adquiere cohesión y moldeabilidad sin perder la permeabilidad que posibilita evacuar los gases del molde al tiempo que se vierte el metal fundido.Para la fundición con metales como el hierro o el plomo, que son significativamente más pesados que el molde de arena, la caja de moldeo es a menudo cubierta con una chapa gruesa para prevenir un problema conocido como "flotación del molde", que ocurre cuando la presión del metal empuja la arena por encima de la cavidad del molde, causando que el proceso no se lleve a cabo de forma satisfactoria.

Ensambles mecánicos:

         Sujetadores roscados: 

•        Pernos (esparrago): es una pieza metálica larga de sección constante cilíndrica, normalmente hecha de acero o hierro. Está relacionada con el tornillo pero tiene un extremo de cabeza redonda, una parte lisa, y otro extremo roscado para la chaveta, tuerca, o remache, y se usa para sujetar piezas en una estructura, por lo general de gran volumen.

•       Tornillos:  elemento u operador mecánico cilíndrico con una cabeza, generalmente metálico, aunque pueden ser de madera o plástico, utilizado en la fijación temporal de unas piezas con otras, que está dotado de una caña roscada con rosca triangular, que mediante una fuerza de torsión ejercida en su cabeza con una llave adecuada o con un destornillador, se puede introducir en un agujero roscado a su medida o atravesar las piezas y acoplarse a una tuerca.
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       Remaches

•         Pop ( compresión uniforme):  consta del cuerpo del remache (perno, pieza hueca) y una pieza alargada llamada vástago o espiga (maciza, en el interior del perno). Es un artefacto diseñado para unir o sujetar firmemente piezas (principalmente en forma de lámina) entre sí.La cabeza se coloca en un agujero taladrado previamente en las partes a unir y se tira del vástago de modo que pase a través del cuerpo del remache (cabeza), para que éste se expanda.Este proceso requiere de una herramienta denominada remachadora.

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•        percusión impacto:  Remachado de impacto son máquinas donde se coloca el remache por la conducción de los remaches hacia abajo, a través de los materiales a unir y en una herramienta de conformación. Esta acción hace que el extremo del remache a darse la vuelta en el juego de rodillos  hace que el extremo del remache  se ensanchen y por lo tanto unirse a los materiales juntos.Las  máquinas de remachar de impacto son muy rápidas y remachan en un tiempo de 0,5 segundos.

Soldadura:  

• Es un proceso de fabricación en donde se realiza la unión de dos materiales, (generalmente metales o termoplásticos), usualmente logrado a través de la coalescencia (fusión), en la cual las piezas son soldadas fundiendo ambas y pudiendo agregar un material de relleno fundido (metal o plástico), para conseguir un baño de material fundido (el baño de soldadura) que, al enfriarse, se convierte en una unión fija.

• Eléctrica de aporte: El sistema de soldadura eléctrica con electrodo recubierto se caracteriza por la creación y mantenimiento de un arco eléctrico entre una varilla metálica llamada electrodo y la pieza a soldar.  Para realizar una soldadura por arco eléctrico se induce una diferencia de potencial entre el electrodo y la pieza a soldar, con lo cual se ioniza el aire entre ellos y pasa a ser conductor, de modo que se cierra el circuito. El calor del arco funde parcialmente el material de base y funde el material de aporte, el cual se deposita y crea el cordón de soldadura.

• Soldadura de punto:  es un método de soldadura por resistencia que se basa en presión y temperatura, en el que se calienta una parte de las piezas a soldar por corriente eléctrica a temperaturas próximas a la fusión y se ejerce una presión entre las mismas. Generalmente se destina a la soldadura de chapas o láminas metálicas, aplicable normalmente entre 0,5mm y 3mm de espesor.

         Corte

• Cizallado:  es la operación de corte de una lámina de metal a lo largo de una línea recta entre dos bordes de corte. El cizallado se usa típicamente para reducir grandes láminas a secciones mas pequeñas para operaciones posteriores de prensado. Se ejecuta en una máquina llamada cizalla de potencia o cizalla recta. La cuchilla superior de la cizalla de potencia está frecuentemente sesgada para reducir la fuerza requerida de corte.
• 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. La parte que se corta es el producto deseado en la operación y se designa como la parte o pieza deseada.
• Perforado: es muy similar al punzonado, excepto que la pieza que se corta se desecha y se llama pedacería. El material remanente es la parte deseada. 

Doblado

El doblado es uno de los procesos de la manipulación del metal, en el cual la fuerza es aplicada a una lámina de metal, haciendo que se doble en el ángulo y la forma deseada. Por lo general el doblado se hace en un solo eje.En el trabajo de láminas metálicas el doblado se define como la deformación del metal alrededor de un eje recto. Durante la operación de doblado, el metal dentro del plano neutral se comprime, mientras que el metal por fuera del plano neutral se estira. El metal se deforma plástica-mente así que el doblez toma una forma permanente al remover los esfuerzos que lo causaron. El doblado produce poco o ningún cambio en el espesor de la lámina metálica.

      Tipos de doblado: 

•        Doblado en V:  la lámina de metal se dobla entre un punzón y un dado en forma de V, los ángulos van desde los muy obtusos hasta los muy agudos. El doblado en V se usa generalmente en operaciones de baja producción y se realizan frecuentemente en una prensa de cortina, los correspondientes dados en V son relativamente simples y de bajo costo.

•      Doblado de bordes: involucra una carga voladiza sobre la lámina de metal. Se usa una placa de presión, que aplica una fuerza de sujeción Fh para sujetar la lámina contra el dado, mientras el punzón fuerza la parte volada para doblarla sobre el borde del dado.
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•     Doblado por compresión: La pieza de trabajo se sujeta y dobla alrededor de un dado estacionario con la ayuda de un bloque o un rodillo seguidor. Hay algo más de fuerza de compresión que elongación sobre la pieza de trabajo.El doblado por compresión es un método común, que con frecuencia se realiza a mano, sobre tubos u otros perfiles de mayores espesores de pared y radios de doblado más grandes. 
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•         Doblado por arrastre:  la pieza de trabajo se sujeta contra un dado que tiene la
  forma del doblez, como en el doblado por compresión; pero ahora el dado gira jalando la pieza de trabajo por una matriz de presión y, en muchos casos, sobre un mandril.Este método es adecuado para tubos de pared delgada, en especial cuando se doblan en radios pequeños, permite un control más estrecho sobre la pieza de trabajo que cualquier otro método de doblado.

•      Doblado por prensado de cabezal: Con este método, la pieza de trabajo se coloca entre dos soportes y se presiona contra un dado redondo (cabeza o punzón) como se muestra en la figura (c). Los dos soportes giran sobre un pivote conforme el cabeza se mueve hacia adelante manteniendo el soporte de la pieza de trabajo.
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Curvado

       El doblado es un proceso de conformado sin separación de material y con deformación plástica utilizado para dar forma a chapas. Se utiliza, normalmente, una prensa que cuenta con una matriz –si es con estampa ésta tendrá una forma determinada- y un punzón -que también puede tener forma- que realizará la presión sobre la chapa. En el proceso, el material situado a un lado del eje neutro se comprimirá –zona interior- y el situado en el lado opuesto –zona exterior- será traccionado como consecuencia de los esfuerzos aplicados. Esto provoca también un pequeño adelgazamiento en el codo de la chapa doblada, cosa que se acentúa en el centro de la chapa.A consecuencia de este estado de tracción-compresión el material tenderá a una pequeña recuperación elástica. Por tanto, si queremos realizar un doblado tendremos que hacerlo en un valor superior al requerido para compensar dicha recuperación elástica.

 

Esmerilados y abrasivos

Un abrasivo es una sustancia que tiene como finalidad actuar sobre otros materiales con diferentes clases de esfuerzo mecánico —triturado, molienda, corte, pulido—. Es de elevada dureza y se emplea en todo tipo de procesos industriales y artesanos. Los abrasivos, que pueden ser naturales o artificiales, se clasifican en función de su mayor o menor dureza. Entre los abrasivos se encuentran el óxido de aluminio (alúmina), la arena, el carburo de silicio, el nitruro de boro cúbico, y el diamante.

Otro tipo de abrasivo es el esmeril con el cual se fabrican diversas ruedas y discos para el desbaste y corte de materiales como piedra y metal. Los elementos básicos que afectan en la operación de corte y rendimiento de las ruedas de esmeril son: tipo y tamaño de grano, liga o aglutinante, la dureza y su estructura.El grano es el elemento que efectúa el trabajo de corte y desbaste.

Acabados superficiales: recubrimientos y deposición

• Limpieza: Los alcoholes minerales (también denominados disolventes de Stoddard) se compra en la ferreteria. Es un solvente que puedes utilizar para limpiar el metal. Esta solución va a deshacerse de la grasa y limpiar la superficie del metal.
• Pintura: para pintar metal hay que 1) limpiar el metal; 2) limpiar el metal con alcoholes minerales; 3) Quitar el oxido; 4) Utilizar papel lija; 5) Lavar con jabón suave y agua; 6) Quitar el brillo; 7 ) Pintar la pieza de metal ( con base para metales y pintura en aerosol).
• Electrostática:es un tipo de recubrimiento que se aplica como un fluido, de polvo seco, suele ser utilizado para crear un acabado duro que es más resistente que la pintura convencional. El proceso se lleva a cabo en instalaciones equipadas que proporcionen un horno de curado, cabinas para la aplicación con pistolas electrostáticas y por lo general una cadena de transporte aéreo, donde se cuelgan las partes, por lo general electrodomésticos,partes de automóviles y bicicletas donde se cubren con una pintura en «polvo».
• Cromado- Cincado:
• cromado: la técnica de depositar mediante galvanoplastia una fina capa de cromo sobre un objeto de otro metal o de plástico. La capa de cromo puede ser simplemente decorativa, proporcionar resistencia frente a la corrosión, facilitar la limpieza del objeto, o incrementar su dureza superficial. En ocasiones para propósitos meramente estéticos se emplea una imitación del cromo más barata que éste. Un elemento que se desee cromar debe pasar por las siguientes fases: 1) desengrasado para retirar la suciedad superficial; 2) limpieza manual para retirar todas las trazas restantes de suciedad e impurezas superficiales; 3) varios pretratamientos dependiendo del sustrato; 4) introducción en el vaso de cromado, donde se calienta hasta la temperatura de la disolución; y 5) aplicación de la corriente galvánica, bajo la que se deja el componente durante el tiempo que se requiera para que se deposite sobre él el espesor de cromo requerido.

• cincado: es el recubrimiento de una pieza de metal con un baño de cinc para protegerla de la oxidación y de la corrosión, mejorando además su aspecto visual.