Procesos Fabriles

Un proceso fabril, se llama a los a los procesos que se usan en la fabricación de un objeto. Se llama proceso fabril a la serie de cambios y transformaciones a que se somete a la materia prima desde su llegada a la planta de producción hasta convertirse en producto acabado o elaborado.

Todas las plantas o industrias que producen algo a partir de una materia prima sometida a cambios, desarrollan un proceso fabril.

1. Caldeleria (Boiler Works )

La calderería es una especialidad profesional de la fabricación mecánica, corresponde a una rama de la metalurgia, que tiene como función principal la construcción de depósitos aptos para el almacenaje y transporte de sólidos en forma de granos o áridos, líquidos y gas; así como todo tipo de construcción naval y estructuras metálicas. Muchos de estos depósitos reciben el nombre de silos y cisternas.

El material más común que se trabaja en calderería es el acero laminado y vigas en diferentes aleaciones, formas y espesores.

Entre los instrumentos que se utilizan para esta disciplina encuentras soldadoras, sopletes, prensas, cizallas, remachadoras y máquinas de rodillos.

• Ejemplos significativos de construcción en calderería: la Torre Eiffel, el puente colgante de Vizcaya, la estructura que sustenta el Museo Guggenheim Bilbao, etc. Y en construcción naval: petroleros, gaseros, etc.

http://www.youtube.com/watch?v=5XV70l5uPQ8

2. Conformado en frio ( Cold working )

El concepto del conformado en frío comprende todos los métodos de fabricación que permiten deformar plásticamente (a temperatura ambiente y ejerciendo una presión elevada) metales o aleaciones de metales tales como cobre, aluminio o latón, pero sin modificar el volumen, el peso o las propiedades esenciales del material.

Durante el conformado en frío la materia prima recibe su nueva forma mediante un proceso que consta de diferentes etapas de deformación. De tal manera se evita que se exceda la capacidad de deformación del material y por lo tanto su rotura

En la actualidad es muy común que la estructura principal de los edificios altos esté formada por perfiles pesados laminados en caliente; en cambio, los elementos secundarios como viguetas, paneles o cubiertas y entrepisos generalmente lo componen miembros conformados en frío.

• Ejemplos significativos de construcción en conformado en frio: El conformado en frío es empleado a nivel mundial para fabricar los productos más diversos. Clavos, tornillos, bulones, tubos de cobre, botellas de aluminio etc. También la mayoría de los objetos metálicos de uso doméstico se producen mediante este método: mangos, bisagras, elementos de unión, listones y utensilios de cocina.

http://www.youtube.com/watch?v=iyHsB5XZmo4

3. Estampación metal (stamping)

La estampación es un tipo de proceso de fabricación por el cual se somete un metal a una carga de compresión entre dos moldes. La carga puede ser una presión aplicada progresivamente o una percusión, para lo cual se utilizan prensas y martinetes. Los moldes, son estampas o matrices de acero, una de ellas deslizante a través de una guía (martillo o estampa superior) y la otra fija (yunque o estampa inferior).

Si la temperatura del material a deformar es Mayor a la temperatura de recristalización, se denomina Estampación en Caliente, y si es menor se denomina estampación en frío.

• Ejemplos significativos de construcción en estamapación de metal: fabricación de paneles de vehículos (puertas, techos, capó, laterales, etc.)

http://www.youtube.com/watch?v=h48l0tCmT2U

http://www.youtube.com/watch?v=0fWpORx9zz0

  

4. Extrusión  (Extrusion)

La extrusión es un proceso utilizado para crear objetos con sección transversal definida y fija. El material se empuja o se extrae a través de un troquel de una sección transversal deseada. Las dos ventajas principales de este proceso por encima de procesos manufacturados son la habilidad para crear secciones transversales muy complejas y el trabajo con materiales que son quebradizos, porque el material solamente encuentra fuerzas de compresión y de cizallamiento. También las piezas finales se forman con una terminación superficial excelente.

La extrusión puede ser continua (produciendo teóricamente de forma indefinida materiales largos) o semicontinua (produciendo muchas partes). El proceso de extrusión puede hacerse con el material caliente o frío.

Los materiales extruidos comúnmente incluyen metales, polímeros,  cerámicas,  hormigón y productos alimenticios.

El proceso comienza con el calentamiento del material. Éste se carga posteriormente dentro del contenedor de la prensa. Se coloca un bloque en la prensa de forma que sea empujado, haciéndolo pasar por el troquel. Si son requeridas mejores propiedades, el material puede ser tratado mediante calor o trabajado en frío.

• Ejemplos significativos de construcción en extrusión  son puertas y ventanas de aluminio, tubos sin soldadura, pasamanos, lámparas, etc. En general, piezas de forma alargada, de sección constante y que puedan ser fabricadas con metales o aleaciones de bajo punto de fusión.

http://www.youtube.com/watch?v=iiGlq7408ME

    5.Forjado (wrought)

En construcción, se denomina forjado a un elemento estructural, generalmente horizontal, capaz de transmitir las cargas que soporta, así como su propio peso, a los demás elementos de la estructura (vigas, pilares, muros...) hasta que todas las cargas llegan a la cimentación, que descansa sobre el terreno.

Forma parte de la estructura horizontal de las diferentes plantas de un edificio, siendo capaz de solidarizar horizontalmente los diversos elementos estructurales, permitiendo, por tanto, no solo transmitir cargas verticales sino también horizontales. Ello contribuye a reducir la traslacionalidad del edificio y le aporta rigidez en ese plano horizontal.

Solo señalar los tipos de forjado y materiales , sin meternos en detalle:

Tipos de forjado

- Forjados unidireccionales

- Forjados bidireccionales

Materiales de construcción

-Forjados de hormigón armado

-Forjados mixtos de acero y hormigón

- Forjados de madera

• Ejemplos significativos de construcción en forjado; vigas, pilares, muros,...

http://www.youtube.com/watch?v=E62RE7IKX6I

           6.Fundicón (smelting)

Se denomina fundición y también esmelter (del inglés smelter, ‘fundidor’) al 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.

Se llama fundición a aquellas aleaciones de hierro y carbono, el porcentaje se encuentra entre el 2% y el 6%.

Las fundiciones no son buenas conductoras de la electricidad y el calor.

Propiedades

• Buena resistencia a la comprensión
• Baja resistencia a la tracción
• Resistencia a las vibraciones
• Fragilidad
• Moldeabilidad en caliente
• Resistencia al desgaste.

• Ejemplos significativos de construcción en fundición: Debido a sus propiedades, las fundiciones suelen utilizarse para la realización de bloques, bancadas de máquinas, herramientas, soportes, bloques de motores, cuerpos de bombas etc.

http://www.youtube.com/watch?v=XxmVlHY4evU

       7. Inyección (injection moulding)

En ingeniería, el moldeo por inyección es un proceso semicontinuo que consiste en inyectar un polímero, cerámico o un metal en estado fundido, en un molde cerrado a presión y frío, a través de un orificio pequeño llamado compuerta. En ese molde el material se solidifica, comenzando a cristalizar en polímeros semicristalinos. La pieza o parte final se obtiene al abrir el molde y sacar de la cavidad la pieza moldeada.

Se utiliza un molde de metal, pero esta vez el resultado no es hueco sino plástico sólido. Éste tipo de molde no gira, pero los polímeros son calentados en un rango predeterminado y temperatura. Después son vertidos dentro del molde y enfriados. Una cierta cantidad de precisión debe de ser utilizada con este tipo de proceso de moldeo porque si el plástico se vierte demasiado lento, se secará demasiado rápido. Si se vierte demasiado rápido, el resultado no será una configuración uniforme del plástico. Si se hace apropiadamente, el resultado es una silla de plástico sin uniones, moldeada en una sola pieza.

La popularidad de este método se explica con la versatilidad de piezas que pueden fabricarse, la rapidez de fabricación, el diseño escalable desde procesos de prototipos rápidos, altos niveles de producción y bajos costos, alta o baja automatización según el costo de la pieza, geometrías muy complicadas que serían imposibles por otras técnicas, las piezas moldeadas requieren muy poco o nulo acabado pues son terminadas con la rugosidad de superficie deseada, color y transparencia u opacidad, buena tolerancia dimensional de piezas moldeadas con o sin insertos y con diferentes colores.

 el moldeo por inyección es un proceso ambientalmente más favorable comparado con la fabricación de papel, la tala de árboles o cromados. Ya que no contamina el ambiente de forma directa, no emite gases ni desechos acuosos, con bajos niveles de ruido.

•  Un ejemplo de productos fabricados por esta técnica son los famosos bloques interconectables LEGO y juguetes Playmobil, así como una gran cantidad de componentes de automóviles, componentes para aviones y naves espaciales,radiadores de aluminio, pomos de puertas, tiradores de cajones, lámparas, carcasas de máquinas, llantas de automóvil, sartenes, etc. En definitiva, cualquier pieza que tenga una forma complicada.

http://www.youtube.com/watch?v=4kVGXWtnXGM

http://www.youtube.com/watch?v=YQwCcFnDjHQ

      8. Laminado (Laminated)

La laminación o laminado es un proceso de conformación plástica en el que el metal fluye de modo continuo y en una dirección preferente, mediante fuerzas de compresión.

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.

• Ejemplos significativos de construcción en laminado: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.).

http://www.youtube.com/watch?v=tKbTCZ3jkKA

 

    9. Mecanizado con arranque de viruta (Machining)

El mecanizado es un proceso de fabricación que comprende un conjunto de operaciones de conformación de piezas mediante la eliminación de material, ya sea por arranque de viruta o por abrasión.

Se realiza a partir de productos semielaborados como lingotes, tochos u otras piezas previamente conformadas por otros procesos como moldeo o forja. Los productos obtenidos pueden ser finales o semielaborados que requieran operaciones posteriores.

El material es arrancado o cortado con una herramienta dando lugar a un desperdicio o viruta. La herramienta consta, generalmente, de uno o varios filos o cuchillas que separan la viruta de la pieza en cada pasada. En el mecanizado por arranque de viruta se dan procesos de desbaste (eliminación de mucho material con poca precisión; proceso intermedio) y de acabado (eliminación de poco material con mucha precisión; proceso final cuyo objetivo es el de dar el acabado superficial que se requiera a las distintas superficies de la pieza).

• Ejemplos significativos de construcción en mecanizado con arranque de viruta:

http://www.youtube.com/watch?v=9AHsqXsd4mc

        10. Sintetizado (Sinter)

Se usa para obtener cuerpos sólidos compactando polvos metálicos o cerámicos, y aún más recientemente, para obtener algunas formas de polímeros a partir de sus partículas. La sinterización es el proceso que consigue obtener productos metálicos o cerámicos con formas y propiedades prefijadas a partir del polvo o triturado elemental.

Fases de la Sinterización:

Para la fabricación de una pieza mediante sinterizado se siguen las siguientes etapas:

• Obtención del polvo
• Preparación del polvo
• Compactación
• Sinterización
• Acabado de la sinterización

• Ejemplos significativos de construcción en sinterizado: Chapas y bandas de metales sinterizados,alambre de metales sinterizados,barras de metales sinterizados,imanes sinterizados,imanes permanentes sinterizados,casquillos de metal sinterizado

http://www.youtube.com/watch?v=Mg3xBZiePpw

 

      11. Tratamientos térmicos (heat treatment)

Se trata de variar la temperatura del material pero sin variar la composición química.

Objetivo: Mejorar las propiedades de los metales y aleaciones, por lo general, de tipo mecánico. En ocasiones se utiliza este tipo de tratamientos para, posteriormente, conformar el material.

Se conoce como tratamiento térmico al conjunto de operaciones de calentamiento y enfriamiento, bajo condiciones controladas de temperatura, tiempo de permanencia, velocidad, presión, etc., de los metales o las aleaciones en estado sólido, con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas, especialmente la dureza, la resistencia y la elasticidad. Los materiales a los que se aplica el tratamiento térmico son, básicamente, el acero y la fundición, formados por hierro y carbono. También se aplican tratamientos térmicos diversos a los cerámicos.

Las características mecánicas de un material dependen tanto de su composición química como de la estructura cristalina que tenga. Los tratamientos térmicos modifican esa estructura cristalina sin alterar la composición química, dando a los materiales unas características mecánicas concretas, mediante un proceso de calentamientos y enfriamientos sucesivos hasta conseguir la estructura cristalina deseada.

Entre estas características están:

• Resistencia al desgaste
• Tenacidad
• Maquinabilidad
• Dureza

http://www.youtube.com/watch?v=Dqj10ugq9Hs

http://www.youtube.com/watch?v=af5HbapTgH0

      12. Trefilado (drawing)

Se entiende por trefilar a la operación de conformación en frío consistente en la reducción de sección de un alambre o varilla haciéndolo pasar a través de un orificio cónico practicado en una herramienta llamada hilera o dado. Los materiales más empleados para su conformación mediante trefilado son el acero, el cobre, el aluminio y los latones, aunque puede aplicarse a cualquier metal o aleación dúctil.

Las ventajas que aporta el trefilado propias del conformado en frío son las siguientes: buena calidad superficial, precisión dimensional, aumento de resistencia y dureza, y por supuesto la posibilidad de producir secciones muy finas.

Las diferentes operaciones que se realizan durante este proceso son:

-Patentado: tratamiento térmico que consiste en calentar el alambre hasta 950 °C, y una vez alcanzada dicha temperatura; enfriarlo bruscamente en un baño de plomo a 500 °C. Este tratamiento tiene por objeto dar al alambre una estructura dúctil que permite el trefilado.

-Decapado: consiste en preparar y limpiar el material, eliminando el óxido que puede haberse formado en las superficies del material, en laminaciones anteriores. Normalmente se hace mediante ataques químicos y posteriormente se realiza una limpieza con agua a presión.

-Trefilado: los lubricantes y diferentes máquinas son los factores principales. Se suele utilizar de lubricantes la parafina y el grafito en solución coloidal o finamente dividido.

-Acabado: una vez que ya ha salido el material de la hilera, se le somete a operaciones de enderezamiento, eliminación de tensiones y, a veces, algunos tratamientos isotérmicos para conseguir mejoras en las características mecánicas del producto.

• Ejemplos significativos de construcción en trefilado: latas, ollas y otros objetos circulares.

http://www.youtube.com/watch?v=Az7iMHdhOTA

13 Embutición (cram)

La embutición es una de las técnicas más utilizadas en la industria para fabricar piezas cóncavas o huecas. Es un proceso de conformación en frío que consiste en presionar una chapa metálica con un molde, que recibe el nombre de punzón de embutir. La presión obliga a la chapa a estirarse y deformarse hasta coger la forma del molde.

• Ejemplos significativos de construcción en  embutición se fabrican todo tipo de piezas metálicas huecas o cóncavas. Algunos ejemplos son: ollas, sartenes, cazos, vasos, etc.

          14  Troquelado o Punzonado ( die cut o hallmarks)

El troquelado se usa para recortar piezas de una lámina de material delgado, normalmente metal, plástico, cartón o cuero. El corte de hace de golpe, presionando fuertemente el material a cortar entre dos herramientas, el punzón y la matriz, que tienen la forma que se desea obtener. Se utiliza esta máquina llamada troqueladora

15 Soldadura ( weld) La soldadura eléctrica manual por arco voltaico permite la unión de piezas de acero mediante la fusión de una varilla metálica (electrodo) sobre las piezas que se quieren unir. El calor necesario lo produce la corriente eléctrica que circula entre el electrodo y las piezas a soldar. Al estar ligeramente separados, el paso de la electricidad se produce en forma de arco voltaico, es decir, como una descarga eléctrica muy luminosa.