jueves, 10 de abril de 2008

Cuestionario U3 - "Tecnologias Duras"

1.- Realizar un mapa mental conceptual que ilustre los conceptos básicos de las tecnologías duras.

2.-Explica ampliamente los siguientes procesos: Moldeado, troquelado, fresado y torneado.
Moldeado: Un molde es una pieza, o un conjunto de piezas acopladas, interiormente huecas o conteniendo un material fácilmente fundible (cera), con la forma del futuro sólido que se desea obtener.
En su interior se vierte la materia fundida, fluida o plástica, como el metal, hormigón, etc., que cuando se solidifica adquiere la forma del molde que lo contiene. Una vez retirado el molde se procede a repasar la pieza obtenida, corrigiendo las posibles imperfecciones en las zonas de acoplamiento, de los orificios realizados para introducir la materia fundida, de los orificios de salida de la cera, etc.
Se emplea profusamente para obtener piezas moldeadas, tanto en la industria, como en la construcción y el arte.
En la industria, al molde en que se funden objetos de metal se le llama matriz.
Troquelado: Troquelado puede referirse a:
  • Molde 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 de figuras e inscripciones.
  • Para imprimir y estampar planchas de chapa se utilizan troqueles especiales de gran tamaño.
  • Troquel, instrumento o máquina de bordes cortantes para recortar por presión planchas, cartones, cueros, etc.
Fresado: El fresado consiste principalmente en el corte del material que se mecaniza con una herramienta rotativa de varios filos, que se llaman dientes, labios o plaquitas de metal duro, que ejecuta movimientos de avance programados de la mesa de trabajo en casi cualquier dirección de los tres ejes posibles en los que se puede desplazar la mesa donde va fijada la pieza que se mecaniza.
Tipos de fresado
En las fresadoras universales utilizando los accesorios adecuados o en las fresadoras de control numérico se puede realizar la siguiente relación de fresados:
  • Planeado. La aplicación más frecuente de fresado es el planeado que tiene por objetivo conseguir superficies planas. Para el planeado se utilizan generalmente fresas de planear de plaquitas intercambiables de metal duro, existiendo una gama muy variada de diámetros de estas fresas y del número de plaquitas que monta cada fresa. Los fabricantes de plaquitas recomiendan como primera opción el uso de plaquitas redondas o con ángulos de 45º como alternativa.
  • Fresado en escuadra. El fresado en escuadra es una variante del planeado que consiste en dejar escalones perpendiculares en la pieza que se mecaniza. Para ello se utilizan plaquitas cuadradas situadas en el portaherramientas de forma adecuada.
  • Cubicaje. La operación de cubicaje es muy común en fresadoras verticales u horizontales y consiste en preparar los tarugos de metal u otro material como mármol o granito en las dimensiones cúbicas adecuadas para operaciones posteriores. Este fresado también se realiza con fresas de planear de plaquitas intercambiables.
  • Corte. Una de las operaciones iniciales de mecanizado que hay que realizar consiste muchas veces en cortar las piezas a la longitud determinada partiendo de barras y perfiles comerciales de una longitud mayor. Para el corte industrial de piezas se utilizan indistintamente sierras de cinta o fresadoras equipadas con fresas cilíndricas de corte. Lo significativo de las fresas de corte es que pueden ser de acero rápido o de metal duro. Se caracterizan por ser muy delgadas (del orden de 3 mm aunque puede variar), tener un diámetro grande y un dentado muy fino. Un ejemplo de las características de una fresa de corte sería el siguiente: diámetro de 200 mm, espesor de 3 mm, diámetro del agujero de 32 mm y 128 dientes: Fina 128, Gruesa 64.
  • Ranurado recto. Para el fresado de ranuras rectas se utilizan generalmente fresas cilíndricas con la anchura de la ranura y a menudo, para aumentar la producción, se montan varias fresas en el eje portafresas permitiendo aumentar la productividad de mecanizado. Al montaje de varias fresas cilíndricas se le denomina tren de fresas o fresas compuestas. Las fresas cilíndricas se caracterizan por tener tres aristas de corte: la frontal y las dos laterales. En la mayoría de aplicaciones se utilizan fresas de acero rápido ya que las de metal duro son muy caras y por lo tanto solo se emplean en producciones muy grandes.
  • Ranurado de forma. Se utilizan fresas de la forma adecuada a la ranura, que puede ser en forma de T, de cola de milano, etc.
  • Ranurado de chaveteros. Se utilizan fresas cilíndricas con mango, conocidas en el argot como bailarinas, que pueden cortar tanto en dirección perpendicular a su eje como paralela a este.
  • Copiado. Para el fresado en copiado se utilizan fresas con el perfil de plaquita redondo a fin de poder realizar operaciones de mecanizado en orografías y perfiles de caras cambiantes. Existen dos tipos de fresas de copiar: las de perfil de media bola y las de canto redondo o tóricas.
  • Fresado de cavidades. En este tipo de operaciones se aconseja realizar un taladro previo y a partir del mismo y con fresas adecuadas abordar el mecanizado de la cavidad teniendo en cuenta que los radios de la cavidad deben ser al menos un 15% superior al radio de la fresa.
  • Torno-fresado. Este tipo de mecanizado utiliza la interpolación circular en fresadoras de control numérico y sirve tanto para el torneado de agujeros de precisión como para el torneado exterior. El proceso combina la rotación de la pieza y de la herramienta de fresar siendo posible conseguir una superficie cilíndrica. Esta superficie puede ser concéntrica respecto a la línea central de rotación de la pieza, o puede ser excéntrica si se desplaza el fresado hacia arriba o hacia abajo. Con el desplazamiento axial es posible alcanzar la longitud requerida.
  • Fresado de roscas. El fresado de roscas requiere una fresadora capaz de realizar interpolación helicoidal simultánea en dos grados de libertad: la rotación de la pieza respecto al eje de la hélice de la rosca y la traslación de la pieza en la dirección de dicho eje.
  • Fresado frontal. Consiste en el fresado que se realiza con fresas helicoidales cilíndricas que atacan frontalmente la operación de fresado. En las fresadoras de control numérico se utilizan cada vez más fresas de metal duro totalmente integrales que permiten trabajar a velocidades muy altas.
  • Fresado de engranajes. El fresado de engranajes apenas se realiza ya en fresadoras universales mediante el plato divisor, sino que se hacen en máquinas especiales llamadas talladoras de engranajes y con el uso de fresas especiales del módulo de diente adecuado.
  • Taladrado, escariado y mandrinado. Estas operaciones se realizan habitualmente en las fresadoras de control numérico dotadas de un almacén de herramientas y utilizando las herramientas adecuadas para cada caso.
  • Mortajado. Consiste en mecanizar chaveteros en los agujeros, para lo cual se utilizan brochadoras o bien un accesorio especial que se acopla al cabezal de las fresadoras universales y transforma el movimiento de rotación en un movimiento vertical alternativo.
  • Fresado en rampa. Es un tipo de fresado habitual en el mecanizado de moldes que se realiza bien con fresadoras copiadoras o bien con fresas de control numérico.
Torneado: Se llama tornear a la operación de mecanizado que se realiza en cualquiera de los tipos de torno que existen. El torneado consiste en los mecanizados que se realizan en los ejes de revolución u otros componentes que tengan mecanizados cilíndricos concéntricos o perpendiculares a un eje de rotación tanto exteriores como interiores. Para efectuar el torneado los tornos disponen de accesorios adecuados para fijar las piezas en la máquina y de las herramientas adecuadas que permiten realizar todas las operaciones de torneado que cada pieza requiera.

Operaciones de torneado

En un torno paralelo universal se pueden realizar las siguientes operaciones de torneado:
  • Torneado exterior:Cilindrado, Refrentado, Ranurado, Roscado, Moleteado, Cilindrado cónico, Cilindrado esférico, Segado, Chaflanado. Espirales
  • Torneado interior:Taladrado, Mandrinado , Ranurado, Mandrinado cónico, Mandrinado esférico, Roscado, Refrentado interior, Chaflanado interior.
3.- Define en que consiste el prototipado rápido de un producto y explique para que sirve.
El prototipado modela el producto final y permite efectuar un test sobre determinados atributos del mismo sin necesidad de que está disponible. Se trata, simplemente, de testear haciendo uso del modelo. De acuerdo con las características del prototipo en cuanto a interfaz, funcionalidad, posibilidades de ampliación,... tenemos variadas posibilidades. En muchas ocasiones se dirá que Cuanto más próximo se encuentre el prototipo al producto real, mejor será la evaluación, pero veremos que esto no tiene por qué ser así.

El Prototipado rapido se describe como un método basado en ordenador que pretende reducir la iteraciones en el ciclo de diseño. Habitualmente se desarrollan prototipos que son rápidamente reemplazados o modificados como consecuencia de los datos proporcionados por continuos experimentos. Efectivamente es pues un método caracterísitico del software (esta filosofía se plantea posible para el hardware, pero requiere más medios) y la participación del usuario se relega al test del prototipo. Dos casos particulares son:

RAD (Rapid Application Development o Desarrollo Rápido de Aplicaciones)
JAD (Joint Application Development o Desarrollo Conjunto de Aplicaciones)

4.- Define los conceptos CAD- CAM- CAE y explica ampliamente su interacción dentro de los procesos de manufactura modernas.
CAD/CAM
(Computer-Aided Design/Computer-Aided Manufacturing, Dise-ño Asistido por Computadora/Manufactura Asistida por Computadora): basados en la simplificación y racionalización de los puestos de trabajo (constituyen fases previas al CIM).El diseño asistido por computador remoto (o computadora u ordenador), abreviado como DAC(diagrama de analisis co=0) o DAO(diseño asistimo por computador c=0 pero más conocido por las siglas inglesas CAD (Computer Aided Design remote), es el uso de una amplio rango de herramientas computacionales que asisten a ingenieros, arquitectos y a otros profesionales del diseño/ en sus respectivas actividades. También se llega a encontrar denotado con una adicional "Dc=0" en las siglas CADD, diseño y bosquejo asistido por computadora (Computer Aided Drafting and Design).El diseño asistido por computadora remoto es, además, la herramienta principal para la creación de entidades geométricas e isometricas variables enmarcadas dentro de procesos de administración del ciclo de vida de productos (Product Lifecycle Management), y que involucra software y algunas veces hardware especiales.Los usos de estas herramientas varían desde aplicaciones basadas en vector trigodimensional c=0 baso en teorias elicoeficientes vecotrales dobleses y sistemas de dibujo en 2 dimensiones (2D) hasta modeladores en 3 dimensiones (3D) a través del uso de modeladores de sólidos y balandos superficies paramétricas. Se trata básicamente de una base de datos de entidades geométricas (puntos, líneas, arcos, etc.) con la que se puede operar y accionar a través de una interfaz gráfica y variable. Permite diseñar en dos o tres dimensiones c=0 mediante geometría y trigonometria alámbrica; esto es, puntos, líneas, arcos,redondeles,serpentinas splines, superficies y sólidos, para obtener un modelo loxc=0La base de datos asocia a cada entidad una serie de propiedades como color usuario, capa, estilo de línea, nombre, definición geométrica, etc., que permiten manejar la información de forma lógica y vectoral. Además pueden asociarse a las entidades o conjuntos de éstas otro tipo de el costepropiedades como , material, etc., que permiten enlazar el CAD a los sistemas de gestión y produccíon.De los modelos pueden obtenerse planos con cotas y anotaciones para generar la documentación técnica específica de cada proyecto.
CAE
Ingeniería asistida por computadora o por ordenador (CAE, del inglés Computer Aided Engineering) es el conjunto de programas informáticos que permiten analizar y simular los diseños de ingeniería realizados con el ordenador, o creados de otro modo e introducidos en el ordenador, para valorar sus características, propiedades, viabilidad y rentabilidad. Su finalidad es optimizar su desarrollo y consecuentes costos de fabricación y reducir al máximo las pruebas para la obtención del producto deseado.La mayoría de ellas se presentan como módulos o extensiones de aplicaciones CAD, que incorporan:Análisis cinemático.Análisis por el método de elementos finitos (FEM, Finite Elements Method).Maquinado por control numérico CNC (Computered Numeric Control).De exportación de ficheros "Stl" (Estereolitografía) para máquinas de prototipado rápido.

5.- Clasifique los diferentes materiales que se utilizan en los procesos modernos de manufactura y describa los procesos de transformación que se pueden realizar en ellos.
1.- Materiales metalicos (acero, Hierro, fundicion, aluminio, estaño, plomo)
2.- Materiales petreos y ceramicos
a.- No aglomerantes
i. Rocas (mármol, granito,pizarra)ii. Arenaiii. Grava
b.- Aglomerantes( cemento, yeso,mortero, hormigón)
c.- Ceramicos (arcilla,barro,loza, refractario,gres y porcelana)
d.- Vidrio

3.- Fibras textiles
a. Vegetal
b. Animal
c. Mineral
d. Sinteticas

4.- Madera
a. Dura
b. Blanda
c. Prefabricadas
d. Celulosicos
e. Corcho

5.- Materiales Plasticos
a. Termoplásticos
b. Termoestables
c. Elastómeros
6.- Materiales compuestos
a. Fibra de vidrio
b. Ablativo

6.- Describa 5 equipos de manufactura que se utilizan actualmente en las empresas de clase mundial que permiten elevar la produccion y calidad de las mismas.
Los equipos mencionados son equipos CNC.
Torneado:
Torno.- El torno es una maquina, la cual suministra la potencia para tornear la parte a una velocidad de rotación determinada con avance de la herramienta y profundidad de corte especificado
Taladrado:
Taladro prensa.- Hay disponibles varias herramientas de corte para hacer agujeros, pero la broca helicoidal es con mucho la más común. Sus diámetros fluctúan desde 0.006 pulg. Hasta brocas tan grandes como 3.0 pulg. Las brocas helicoidales se usan ampliamente en la industria para producir agujeros en forma rápida y económica.
Aserrado:
Segueta.- El corte de segueta involucra un movimiento lineal de vaivén de la segueta contra el trabajo. El Aserrado con cinta implica un movimiento lineal continuo que utiliza una sierra cienta hecha de foma de banda flexible sin fin con dientes en una de sus bordes. La sierra circular usa una sierra circular giratoria para suministrar el movimiento continuo de la herramienta frente al trabajo.
Rectificado:
Rectificadora.- El movimiento del equipo es una combinación de rotación y oscilación lineal, regulada de tal manera que un punto dado de la barra abrasiva, no repite la misma trayectoria

Fresado:
Fresadora.- La clasificación de los cortadores para fresadoras o fresas como se les conoce comúnmente, está muy asociada con las operaciones de fresado que acabamos de describir.

7.- Describa el “layout” de un proceso de manufactura indicando los puntos donde se aplican equipos modernos de manufactura.