1. Proceso de Sinterizado

El sinterizado es un proceso de fabricación de objetos mediante el prensado de polvo metálico (o de otro material) muy fino en moldes adecuados, seguido de un calentamiento por debajo de su temperatura de fusión. Se pueden emplear polvos de materiales metálicos ferrosos y no ferrosos.

Pasos del Sinterizado:

1. Obtención de polvos: Se logra a través de molidos o pulverización mecánica del material (metálico, cerámico, etc.).
2. Compresión en frío de los polvos: Los polvos se comprimen dentro de moldes especiales (matrices) de acero templado, utilizando prensas hidráulicas o mecánicas. Se suelen añadir lubricantes sólidos para facilitar la soldadura de los granos de polvo durante la compresión.
3. Sinterizado de las piezas: Las piezas preformadas se calientan hasta lograr una soldadura total de la masa, sin exceder el punto de fusión.
4. Acabado de la pieza: Las piezas se someten a tratamientos térmicos superficiales y mecánicos según el material utilizado.

Las propiedades obtenidas en el sinterizado incluyen la reducción del grano, la compactación y la obtención de materiales más densos. También es posible obtener objetos muy porosos con mayor resistencia a la fricción.

2. Métodos de Colada en la Fabricación por Moldeo

Colada por Gravedad:

El metal fundido se vierte en un molde y lo llena por su propio peso.

• Colada sobre moldes de arena: Se utiliza arena de sílice mezclada con arcilla y agua. Es un proceso económico, apto para altas temperaturas y todo tipo de metales, pero requiere un molde por cada pieza.
• Colada por coquilla: Emplea moldes metálicos permanentes (acero o fundición gris). Permite obtener un gran número de piezas iguales con el mismo molde. Las coquillas son más caras, pero rentables para grandes series. El enfriamiento es más rápido y la precisión de las piezas es mayor.
• Colada por cera perdida: Se utiliza para fabricar objetos artísticos o de forma muy compleja y pequeña.

Colada por Presión o Inyección:

El metal fundido se introduce forzadamente en el molde, que es permanente. El metal se inyecta mediante una máquina (generalmente un émbolo). Permite fabricar piezas de formas complicadas de manera económica y con alta precisión.

Colada Centrífuga:

El molde gira alrededor de un eje, y la fuerza centrífuga obliga al metal fundido a rellenar todas las cavidades. Se emplea para piezas de revolución (tubos) sin necesidad de machos. El espesor del tubo depende de la cantidad de metal colado.

Colada Continua:

Se llena un molde con metal fundido. El metal se solidifica al caer por un orificio, obteniendo una tira continua de sección similar a la del molde. Esta tira se corta posteriormente.

3. Pasos para Fabricar una Pieza por Moldeo

• Diseño de la pieza: Estudio de la forma y creación de un modelo.
• Fabricación del molde: Construcción del molde a partir del modelo, utilizando materiales adecuados (arena, metal) para soportar altas temperaturas.
• Vertido del material líquido (Colada): Se vierte el material fundido en el molde mediante gravedad, centrifugación, presión o colada continua.
• Extracción de la pieza: Una vez enfriada y solidificada, la pieza se retira del molde.
• Limpieza: Eliminación de posibles imperfecciones.
• Terminación: Mecanizado de la superficie (pulido, roscado, taladrado, fresado, lijado) según sea necesario.

4. Fabricación de una Pieza mediante Moldes de Arena

1. Realizar un modelo: Crear un modelo de la pieza a obtener (madera, metal, plástico, cera).
2. Elaborar el molde: Compactar una mezcla de arena, arcilla y agua alrededor del modelo en la caja de moldeo. El molde debe tener dos o más partes para facilitar la extracción del modelo. Se utiliza el moldeo mecánico para la compactación automática.
3. Colocación del macho o corazones: Si la pieza es hueca, se colocan machos para evitar que el metal fundido rellene esas cavidades. Se unen las caras del molde y se sujetan.
4. Colada: Vertido del material fundido a través del bebedero y canales de alimentación.
5. Enfriamiento y solidificación: Etapa crítica para evitar tensiones o grietas en la pieza.
6. Desmolde: Rotura del molde y extracción de la pieza, retirando también la arena del macho. La arena se recicla.
7. Desbarbado: Eliminación de los conductos de alimentación.
8. Acabado y limpieza: Eliminación de restos de arena y posterior mecanizado si es necesario.

5. Moldeo a la Cera Perdida

Este procedimiento se utiliza para obtener piezas de formas muy complejas. Consiste en crear un modelo en cera, cubrirlo con arena cerámica especial o yeso para formar un molde. Una vez seco, se calienta para extraer la cera fundida, dejando el molde listo para verter el material fundido. Tras la solidificación, se rompe el molde y se extrae la pieza.

Aplicaciones: Joyería, pequeñas piezas para mecanismos de máquinas de coser, racores, codos, etc.

6. Coquillas vs. Moldes de Arena

Las coquillas son moldes metálicos permanentes que permiten obtener un gran número de piezas iguales (hasta miles). Son más caras que los moldes de arena, pero rentables para grandes series. Ofrecen mayor velocidad de enfriamiento, mayor precisión y mejores acabados superficiales. Sin embargo, no son ideales para moldear piezas pequeñas.

Los moldes de arena son más económicos para series cortas y piezas únicas, pero requieren la fabricación de un molde por cada pieza.

7. Productos Obtenidos mediante Laminación en Caliente

• Chapas: De diversos espesores, presentadas en bobinas si son finas.
• Perfiles laminados: Barras con formas normalizadas (IPN, IPE, UPN, L, LD, HEB…).
• Tubos: Piezas huecas de sección cuadrada, rectangular o circular.

8. Diferencias entre Laminado en Frío y en Caliente

Laminado en caliente: El metal se calienta y se presiona a través de rodillos. El metal caliente es más maleable, facilitando el trabajo. Se utiliza para lograr superficies, espesores y propiedades mecánicas uniformes, así como acero de calidad estructural y de media/alta resistencia.

Laminado en frío: El acero laminado en caliente se deja enfriar antes de enrollarlo. Está disponible en menos formas y tamaños debido a que la manipulación a temperatura ambiente afecta la durabilidad. No requiere decapado para evitar la oxidación.

9. Proceso de Trefilado

El trefilado consiste en hacer pasar una varilla, tirando de ella, a través de una serie de orificios (hileras) de diámetro decreciente hasta alcanzar el tamaño deseado. Esta operación se realiza en frío, generando acritud. El producto se calienta y enfría al aire para eliminar tensiones internas.

Productos obtenidos: Alambre.

10. Doblado vs. Curvado

• Doblado: Crea un pliegue para formar un ángulo sobre una línea de doblez. El radio de curvatura es relativamente pequeño.
• Curvado: Da a la pieza la forma de una línea curva. El radio de curvatura es relativamente grande.

El radio de curvatura mide la curvatura de una línea o superficie.

11. Ventajas e Inconvenientes del Troquelado

Ventajas:

• Operación rápida, ahorrando tiempo.
• Menor coste por pieza comparado con métodos de arranque de viruta.
• Buen acabado y dimensiones precisas.
• Las piezas obtenidas son resistentes, ya que la estructura interna del material no se altera.

Desventajas:

• Las herramientas son costosas, resistentes y específicas para cada modelo de pieza.
• Se desecha una gran cantidad de material sobrante (recortes).

12. Realizar un Agujero Roscado en una Pletina de Acero

1. Marcar el centro del agujero en la pletina.
2. Realizar un taladro de diámetro menor al del agujero roscado final.
3. Tallar la rosca con machos de roscar (desbaste, intermedio, acabado). Los machos son herramientas de corte que fabrican la rosca mediante arranque de viruta. Se gira el macho aplicando presión y lubricando la zona de corte con aceite.

13. Paso y Triscado en una Sierra

• Paso: Es la distancia entre dos dientes consecutivos. Los pasos grandes se usan para materiales blandos y los pequeños para materiales duros. Un paso pequeño produce un mejor acabado. Se mide en dientes/pulgada.
• Triscado: Inclinación lateral de los dientes de la sierra para ensanchar el corte y evitar que la hoja se atasque durante el aserrado.

14. Características de una Rosca

Una rosca es una ranura helicoidal sobre un cilindro o cono. Un agujero con rosca se llama terraja y una barra roscada, tornillo. El conjunto tornillo-tuerca se denomina sistema roscado.

• Diámetro nominal (D): Diámetro mayor originado por la ranura helicoidal.
• Número de hilos: Cantidad de ranuras helicoidales idénticas que se intercalan. Se determina contando las entradas.
• Sentido de la hélice: Puede ser a derechas (penetra girando de izquierda a derecha) o a izquierdas (lo contrario).
• Perfil de rosca: Sección obtenida al cortar la rosca por un plano que contiene la generatriz y el eje del cilindro o agujero.

15. Clasificación de Roscas por Aplicación

• Roscas para uniones desmontables: Perfil del filete triangular.
• Roscas para transmisión de movimiento: Perfil cuadrado o trapezoidal.
• Roscas para ambientes polvorientos: Perfil redondo (ej. casquillas de lámparas).

16. Sistemas de Roscas Más Empleados

• Rosca métrica:
  • Dimensiones en el sistema métrico decimal.
  • Ángulo de los flancos del filete: 60°.
  • Vértice del filete truncado y fondo redondeado.
  • Diámetros nominales y pasos normalizados.
• Rosca Whitworth:
  • Dimensiones en unidades inglesas (pulgadas).
  • Ángulo de los flancos de los filetes: 55°.
  • Cresta y fondo del filete redondeados, sin juego.
  • Paso indicado en hilos por pulgada.

17. Terraja (o Tarraja de Roscado)

Una terraja es una herramienta manual de corte utilizada para el roscado manual de pernos y tornillos. El material es acero rápido (HSS). Sus características principales son el diámetro exterior o nominal y el paso de la rosca.

Se emplea también para realizar roscas en caños o tubos para construir conductos (ej. para agua).

18. Movimientos Fundamentales en el Torneado

Los movimientos fundamentales en el torneado son:

• Avance: Desplazamiento de la herramienta en el sentido longitudinal de la pieza.
• Penetración: Desplazamiento de la herramienta perpendicular al eje longitudinal de la pieza.
• Corte: Movimiento que arranca la viruta, resultado de la rotación de la pieza y el rozamiento de la herramienta.

Piezas o formas obtenibles por torneado: Piezas de revolución cilíndricas o cónicas, formas torneadas, ranuras, roscas, piezas cónicas.

19. Tipos de Fresado

• Fresado cilíndrico: El eje de la fresa es paralelo a la superficie a fresar. Se utiliza para obtener superficies planas, ranuras y engranajes.
• Fresado frontal: El eje de la fresa es perpendicular a la superficie a fresar. Ofrece un corte más uniforme y mejor acabado. Se usa para superficies planas, ranuras, biselados, contornos y huecos.

20. Corte mediante Hilo Caliente

Consiste en cortar materiales sensibles al calor utilizando una sierra con un alambre de nicrom (aleación de níquel, cromo y hierro) calentado por corriente eléctrica. El alambre derrite las zonas por donde pasa.

Materiales empleados: Goma espuma, poliestireno y látex.

Etiquetas: colada, laminación, mecanizado, moldeo, roscado, sinterizado, trefilado