MATERIALES UTILIZADOS EN LA INDUSTRIA AUTOMOTRIZ

ACERO

En los vehículos, la mayoría del peso de un vehículo proviene del acero. En promedio un auto puede contener 1,350 kilógramos de acero, mientras que una camioneta lograría poseer alrededor de 1,800 Kg.

En los autos el acero se usa para crear el chasis subyacente o la caja debajo del cuerpo que forma el esqueleto del vehículo y te protege en caso de un accidente. Puertas, techo y paneles de la carrocería son formados de acero. Algunas partes para acomodar el motor e instalar otras piezas contienen este material, incluso los escapes son creados de acero inoxidable.

En la actualidad los fabricantes pueden crear diversos tipos de acero para las diferentes áreas de un vehículo. Pueden hacerlos rígidos o que se puedan arrugar para absorber impactos.

PLÁSTICO

Actualmente el plástico se utiliza mayormente en la manufactura de autos. Según señala el American Chemistry Council en EUA componen cerca del 50% de la construcción de vehículos nuevos. Esto es porque es durable, barato de fabricar y puede moldearse prácticamente en cualquier forma.
Los instrumentos, medidores, interruptores, las ventilas del aire acondicionado, manijas, tapetes, bolsas de aire entre otras partes –incluidas en el motor- están fabricadas de diferentes tipos de plásticos.

ALUMINIO

El aluminio es un material ciertamente “nuevo” en la manufactura de vehículos. Se empezó a usar en la industria automotriz por ser liviano y su natural resistencia. En 2009, los componentes de aluminio conformaban cerca del 9% del peso de un vehículo, comparado con el 5 por ciento en 1990 y sólo el 2% en 1970.

El aluminio ya es usado en la industria automotriz para crear paneles de carrocería y poder obtener un vehículo más ligero con mejor un desempeño. Entre estos autos están el Acura NSX que se creó a principios de los 90s o qué decir del actual Audi R8.
Adicionalmente el aluminio lo vemos en los rines de autos y en ciertos motores. Diversos fabricantes están cambiando de manufacturar bloques de propulsores de hierro a aluminio. Suelen ser igual de durables, pero mucho más ligeros, lo que se ve reflejado en un mejor desempeño.

CAUCHO

El hule es un elemento vital para los autos y esto es porque los neumáticos están hechos de este material. Cerca del 75% de la producción mundial de hule se usa para fabricar las llantas de los vehículos.

Las ruedas son básicas para un auto ya que además de permitir que un vehículo circule, si se mantienen en buenas condiciones, ayudan a ahorrar combustible e ir seguros en el camino.

Además de las llantas, el hule lo podemos encontrar en los limpiaparabrisas, molduras del motor, sellos, mangueras y bandas. Al igual que el plástico, es muy durable, económico y flexible por lo que tiene un amplio abanico de usos en los autos.

VIDRIO

De los 5 materiales el que menos se usa en un vehículo es el vidrio, pero no por eso deja de ser importante.


El uso primario que se le da al vidrio, obviamente son los parabrisas –ventanas y medallones- que además de permitirte ver claramente al momento de manejar, te mantiene seguro de objetos, ya sea insectos, piedras o basura. También es usado para fabricar los espejos laterales, así como el retrovisor. Además de lo anterior una variante de éste -la fibra de vidrio- es común para utilizarse en los automóviles como elemento de insolación.


No obstante, conforme la tecnología avanza, el vidrio se usa para las pantallas de dispositivos de navegación o para los lentes de cámaras de reversa, que permiten a los usuarios tener una mejor vista de lo hay detrás del vehículo.

ACTIVIDADES EN EL MODULO DE METALMECANICADEL 20 AL 24 DE ABRIL

1. Leer y analizar el documento
2. Mirar el video
3. Realizar un organizador grafico donde esquematice el contenido de este tema

EL CONFORMADO DE MATERIALES EN LA INDUSTRIA AUTOMOTRIZ

PROCESOS INDUSTRIALES DE CONFORMADO 

Los procesos de conformado de metales comprenden un amplio grupo de procesos de
manufactura, en los cuales se usa la deformación plástica para cambiar las formas de las piezas metálicas. En los procesos de conformado, las herramientas, usualmente dados de conformación, ejercen esfuerzos sobre la pieza de trabajo que las obligan a tomar la forma de la geometría del dado.

Curva de Esfuerzo vs Deformación

Debido a que los metales deben ser conformados en la zona de comportamiento plástico, es necesario superar el límite de fluencia para que la deformación sea permanente.

Por lo cual, el material es sometido a esfuerzos superiores a sus límites elásticos, estos límites se elevan consumiendo así la ductilidad.

Propiedades metálicas en los procesos de conformado

Al abordar los procesos de conformado es necesario estudiar una serie de propiedades metálicas influenciadas por la temperatura, dado que estos procesos pueden realizarse mediante un trabajo en frío, como mediante un trabajo en caliente.

Trabajo en frío

Se refiere al trabajo a temperatura ambiente o menor. Este trabajo ocurre al aplicar un esfuerzo mayor que la resistencia de cedencia original de metal, produciendo a la vez una deformación.

Características

·         Mejor precisión

·         Menores tolerancias

·         Mejores acabados superficiales

·         Mayor dureza de las partes

·         Requiere mayor esfuerzo

Trabajo en caliente

Se define como la deformación plástica del material metálico a una temperatura mayor que la de recristalización. La ventaja principal del trabajo en caliente consiste en la obtención de una deformación plástica casi ilimitada, que además es adecuada para moldear partes grandes porque el metal tiene una baja resistencia de cedencia y una alta ductilidad.

Características

·         Mayores modificaciones a la forma de la pieza de trabajo

·         Menores esfuerzos

·         Opción de trabajar con metales que se fracturan cuando son trabajados en  frío

Clasificación de los procesos de conformado

Proceso de cizallado

El proceso de cizallado es una operación de corte de láminas que consiste en disminuir la lámina a un menor tamaño. Para hacerlo el metal es sometido a dos bordes cortantes.

EJEMPLO DE CIZALLADO

Proceso de troquelado

El proceso de troquelado es una operación en la cual se cortan láminas sometiéndolas a esfuerzos cortantes, desarrollados entre un punzón y una matriz, se diferencia del cizallado ya que este último solo disminuye el tamaño de lámina sin darle forma alguna. El producto terminado del troquelado puede ser la lámina perforada o las piezas recortadas.

Los bordes de herramientas desafilados contribuyen también a la formación de rebabas, que disminuye si se aumenta la velocidad del punzón.

Partes de una troqueladora

Cálculo de la fuerza de troquelado ejercida por el punzón

La fuerza máxima del punzón, FT, se puede estimar con la ecuación:

Donde:

t: es el espesor de la lámina

l: es la longitud total que se recorta (el perímetro del orificio)

Sult: es la resistencia última a la tensión del material, y

k: es un factor para aumentar la fuerza teórica requerida debida al empaquetamiento de la lámina recortada, dentro de la matriz. El valor de k suele estar alrededor de 1.5.

 EJEMPLO DE TROQUELADO 

Proceso de doblado

El doblado de metales es la deformación de láminas alrededor de un determinado ángulo. Los ángulos pueden ser clasificados como abiertos (si son mayores a 90 grados), cerrados (menores a 90°) o rectos. Durante la operación, las fibras externas del material están en tensión, mientras que las interiores están en compresión. El doblado no produce cambios significativos en el espesor de la lámina metálica.

Doblado entre formas

En este tipo de doblado, la lámina metálica es deformada entre un punzón en forma de V u otra forma y un dado. Se pueden doblar con este punzón desde ángulos muy obtusos hasta ángulos muy agudos. Esta operación se utiliza generalmente para operaciones de bajo volumen de producción.

Doblado deslizante

En el doblado deslizante, una placa presiona la lámina metálica a la matriz o dado mientras el punzón le ejerce una fuerza que la dobla alrededor del borde del dado. Este tipo de doblado está limitado para ángulos de 90°.

Cálculo de la fuerza para doblado de láminas

La fuerza de doblado es función de la resistencia del material, la longitud L de la lámina, el espesor T de la lámina, y el tamaño W de la abertura del dado. Para un dado en V, se suele aproximar la fuerza máxima de doblado, FD, con la siguiente ecuación:

EJEMPLO DE DOBLADO

Proceso de embutido

El proceso de embutido consiste en colocar la lámina de metal sobre un dado y luego presionándolo hacia la cavidad con ayuda de un punzón que tiene la forma en la cual quedará formada la lámina.

El número de etapas de embutición depende de la relación que exista entre la magnitud del disco y de las dimensiones de la pieza embutida, de la facilidad de embutición, del material y del espesor de la chapa. Es decir, cuanto más complicadas las formas y más profundidad sea necesaria, tanto más etapas serán incluidas en dicho proceso.

EJEMPLO DE EMBUTIDO 

Proceso de laminado

El laminado es un proceso en el que se reduce el espesor de una pieza larga a través de fuerzas de compresión ejercidas por un juego de rodillos, que giran apretando y halando la pieza entre ellos.

El resultado del laminado puede ser la pieza terminada (por ejemplo, el papel aluminio utilizado para la envoltura de alimentos y cigarrillos), y en otras, es la materia prima de procesos posteriores, como el troquelado, el doblado y la embutición.

PROCESO DE LAMINADO DE ACERO 

EJEMPLO DE LAMINADO 

Proceso de forjado

El proceso de forjado fue el primero de los procesos del tipo de compresión indirecta y es probablemente el método más antiguo de formado de metales. Involucra la aplicación de esfuerzos de compresión que exceden la resistencia de fluencia del metal. En este proceso de formado se comprime el material entre dos dados, para que tome la forma deseada.

La mayoría de operaciones de forjado se realiza en caliente, dada la deformación demandada en el proceso y la necesidad de reducir la resistencia e incrementar la ductilidad del metal. Sin embargo este proceso se puede realizar en frío, la ventaja es la mayor resistencia del componente, que resulta del endurecimiento por deformación.

EJEMPLO DE FORJADO 

Proceso de extrusión

La extrusión 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.

Existe el proceso de extrusión directa, extrusión indirecta, y para ambos casos la extrusión en caliente para metales (a alta temperatura).

Extrusión directa

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.

Extrusión indirecta

La extrusión indirecta o inversa consiste en un dado impresor que está montado directamente sobre el émbolo. La presión ejercida por el émbolo se aplica en sentido contrario al flujo del material. El tocho se coloca en el fondo del dado contenedor.

Abrir la siguiente presentación conformado metales AQUÍ:

Abrir la presentación de conformado plasticos AQUÍ:

ACTIVIDADES A REALIZAR EN EL MODULO DE METALMECANICA 1A DEL 13 AL 17 DE ABRIL 

1. ANALIZAR EL DOCUMENTO 
2. MIRAR LOS VIDEOS
3. ABRIR Y ANALIZAR LAS PRESENTACIONES 
4. REALIZAR UN MAPA CONCEPTUAL DEL TEMA EXPUESTO CUADERNO EN MATERIA 
5. REALIZAR UN CUESTIONARIO CON 20 PREGUNTAS CON EL TEMA DE LAS PRESENTACIONES CONFORMADO EN PLÁSTICOS Y EN METALES 

EL CINCELADO Y EL BURILADO

El cincelado y burilado son procesos que tienen la finalidad de eliminar el material sobrante de una pieza. Este proceso se realiza por medio de herramientas de corte sobre las que se golpea con la ayuda de un martillo.

Cincelado








El cincelado se realiza con una herramienta llamada cincel o cortafríos, tiene por objeto la eliminación del material sobrante, por medio de la aplicación de golpes en la herramienta con un martillo.



1. .La cabeza está situada en un extremo en forma cónica y algo bombeada para evitar rebabas y concentrar más el golpe del martillo.



2. .El cuerpo es rectangular, aunque puede ser cuadrado o hexagonal. Es la parte por la que se agarra la herramienta.



3. .La punta o boca, es paralela a la parte más ancha de cuerpo y tiene forma de cuña, está endurecida mediante temple para presentar la dureza necesaria y poder trabajar sobre los materiales a los que se realiza el arranque virtual.



4. .El filo es la parte que más entretenimiento requiere, ya que es la más activa de la herramienta. Está formada por dos caras afiladas con un ángulo llamado corte.



Los ángulos de corte más comunes son:

-Para metal blando 30º

-Para bronce y cobre 50º

-Para hierro y acero 60º

-Para fundiciones 70º






El proceso del cincelado








Para cincelar se debe coger el cincel con la mano izquierda por el cuerpo y en la mano el martillo, colocar la posición correcta del cincel en función del material y del trabajo a realizar y golpear con el martillo.

Para trabajos de materiales blandos se coloca la posición del cincel inclinada sobre la pieza a cincelar y el filo con un ángulo de incidencia de aproximadamente 8º y se golpea con el martillo en la cabeza del cincel, atacando el material de forma progresiva y con un arranque de viruta de entre 2 y 4 mm de espesor.

Para trabajos de material duro, se coloca la posición del cincel con un ángulo más cerrado, hasta que el filo describa un ángulo de incidencia de unos 5º aproximadamente, en este proceso el arranque de viruta será de entre 1 y 2 mm de espesor.

Es necesario que se cumplan las medidas de seguridad en este tipo de proceso destinado una zona para realizar los trabajos de cincelados, donde los operarios deben llevar una ropa de trabajo específica.

Burilado






Se emplea el buril, esta herramienta de corte es como un cincel pero con forma especial, cuya diferencia principal radica en que el filo es transversal al cuerpo y más estrecho.

Se fabrican de acero forjado al cromo vanadio y tratado en alta dureza. Su longitud oscila entre 150 y 250 mm y su grosor entre 6 y 12 mm.

Se emplea principalmente para preparar las piezas abriendo canales, facilitando así el trabajo posterior del cincelado y para realizar ranuras y chaveteros en los materiales.

Las partes son las mismas que en el caso del cincel o cortafríos.



El proceso del cincelado a máquina

El cincelado se realiza sobre una plancha de metal algo dúctil y no demasiado dura, de algunas décimas de milímetro de espesor, generalmente cobre (0,8mm), alpaca (0,3mm) y en trabajos de calidad, plata (0,5mm) (las medidas son ejemplos). Para ser trabajado el metal se corta en planchas aproximadamente del tamaño deseado, y se lo pega en un preparado de resina vegetal o lacre con el que se ha cubierto totalmente el recipiente. De esta manera la resina amortiguará los golpes que se otra manera lastimarían mucho el material, además de permitir que la pieza pueda ser trasladada cómodamente. El cincelado no es una artesanía que requiera mucho espacio. En piezas de formas especiales, como cuchillos, mates y demás, la chapa es doblada y soldada antes de ser cincelada, y una vez dada la forma definitiva se la pega en la resina. El cincelado se trabaja "de arriba", es decir que, al contrario del repujado, el artesano trabaja sobre la superficie que quedará a la vista cuando la pieza esté terminada.

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ACTIVIDADES EN EL MÓDULO DE METALMECÁNICA DEL 06 DE ABRIL AL 10 DE ABRIL

1. Analizar el documento 
2. Mirar los vídeos 
3. Analizar las presentaciones del enlace
4. Realizar un mapa conceptual en el cuaderno de materia 
5. Realizar en una hoja A4 un dibujo libre aplicando técnica de puntillismo con el lápiz HB se puede ayudar revisando el libro de cultura estética de Octavo.

EL ASERRADO TÉCNICA DE ARRANQUE DE VIRUTA

Técnicas de corte con arranque de viruta. Aserrado

El aserrado El aserrado es una operación de desbaste que permite quitar de manera rápida el material  sobrante de una pieza. Se realiza mediante sierras de mano, que están compuestas por la hoja y el arco. La hoja de la sierra está formada por una lámina de acero flexible a la que se le suelda la  parte con los dientes, de alta resistencia. Así es flexible y con dientes muy duros El paso del dentado es la distancia entre dos dientes consecutivos. Para cortar materiales  duros como el hierro o el acero, se usan hojas con un paso grueso (18 DPP - dientes por  pulgada). En cambio, si hay que cortar materiales blandos como chapas finas, el paso  deberá ser fino (32 DPP). Los dientes no están dispuestos en línea, si no que van en zig-zag o haciendo curvas  (triscado). De esta forma, el corte siempre es unas décimas de mm más ancho que la sierra y  así ésta no roza con las paredes del corte, evitándose el agarrotamiento. El arco es el elemento portador de la hoja de la sierra. Tiene forma de “U” y en un extremo  tiene la empuñadura y en el otro el tensor de tornillo para fijar las hojas firmemente y evitar  los alabeos. Técnica del aserrado: 1) Trazar sobre la pieza la línea de corte 2) Elegir la hoja con el paso adecuado según el material a cortar 3) Mantener presión moderada en el avance y liberar en el retroceso, basculando la sierra para  facilitar el despegue de los dientes. 4) Sujetar la pieza a cortar para evitar movimientos 5) Utilizar toda la longitud de la hoja en el movimiento de avance. 6) El corte debe aproximarse, sin tocar, a la línea de corte trazada, con el fin de permitir una terminación precisa mediante el limado. 7) Si se cortan tubos, ir girándolos a medida que avanza el corte. 8) Si la pieza a cortar es delgada, inclinar ligeramente la sierra hacia adelante hasta conseguir iniciar el corte. Cuidados de la hoja: 1) No presionar excesivamente al cortar. 2) Impregnar las hojas en aceite para evitar que se oxiden. 3) Sujetar bien la pieza al banco para evitar la rotura. Sierras HSS Acero super-rapido de volframio-molibdeno (molibdeno al 5%). Estos elementos brindan características mecánicas elevadas, manteniendo una óptima tenacidad. El primer tipo de acero es caracterizado por la baja fragilidad y favorece la formación de un grano marten sitico muy fino, aumenta el límite de deformación elástica y la resistencia mecánica; obteniendo un mejoría del corte. Aumenta la resistencia a la tracción y sobre todo la resistencia al desgaste a temperaturas de trabajo elevadas. Estas sierras se utilizan en las máquinas manuales, semiautomáticas y automáticas del corte de perfiles de sección abierta, los  productos redondos y cuadrados, y los perfiles rectos y doblados de varios tamaños hasta un máximo de 160 milímetros. Sierra de Mano La herramienta completa que consta de arco de sierra (que sirve para sujetar y tensar la hoja de sierra) y la hoja de sierra que es la parte activa de la operación, reciben el nombre de sierra de  mano. La hoja de sierra es una lámina de acero flexible provista de dientes triangulares que actúan Como herramientas cortantes. Las características principales de una hoja de sierra son: el tamaño,  la disposición de los dientes, el grado de corte y el material. El Tamaño: Es la distancia que hay entre los centros de los taladros de la hoja de sierra. Los tamaños  más empleados son: 250, 275, 300 y 350 mm, pero el más empleado es de 300 mm o de 12” = 305 mm. Disposición de los Dientes: Para evitar que las caras laterales de la sierra rocen contra la pieza, los dientes están triscados , o sea, doblados alternativamente a derecha e izquierda, para que abran una ranura más ancha que el espesor de la sierra. También puede lograrse lo mismo dando una pequeña ondulación al borde de la sierra, donde estén los dientes Los ángulos varían según la clase de material a trabajar Hojas de Sierra Sable Bi-Metal Hojas de Sierra Sable Bi-Metal y con Carburo de Tungsteno Las Hojas de sierra Sable Bi-Metal están fabricadas en acero rápido bi-metal con dientes regulares, paso constante y paso variable, en los tamaños de 100, 150, 200, 230 y 300mm de longitud en los modelos paralela, afilada y scroll. Como las Hojas de Sierra de Calar Starrett, las hojas Sable Bi-Metal son resistentes y capaces de absorber impactos, proporcionando vida larga a la hoja y seguridad al usuario. Las hojas Sable con  paso variable permiten acción rápida de corte en gran variedad de materiales y espesores. Las hojas de sierra Sable están disponibles con varios dentados, que permiten cortar todo tipo de material: acero, metal no ferroso, madera, plástico y otros. Las Hojas de Sierra Sable con carburo de tungsteno, fabricadas en acero de aleación especial con  revestimiento de carburo de tungsteno en la arista de corte, son indicadas para corte de material cerámico, abrasivo, etc. Características ◆ Acero rápido bi-metal y acero de aleación con carburo de tungsteno. ◆ Amplio rango de tamaños y formatos. ◆ Dientes: Regular, Bearcat y en “V”. ◆ Pasos: constante y variado. Ventajas ◆ Un modelo de hoja de sierra para cada tipo de trabajo. ◆ Corte en banco y/o fuera de él. ◆ Corte en lugares de difícil acceso. ◆ Elija en las tablas de las páginas siguientes la longitud de hoja de sierra que usted precise y el número de dientes por 25,4mm, en función del espesor del material. Aplicaciones ◆ Desde láminas finas hasta vigas gruesas de madera; en piezas de acero, plástico, madera, etc. ◆ Para cualquier tipo de material, en una gran variedad de espesores. ◆ Corte en lugares de difícil acceso. La tabla al debajo, indica el número adecuado de dientes por 25,4mm, de tal modo de que por lo menos dos dientes estén siempre en contacto con el material. En general, material fino requiere mayor número de dientes por 25,4mm; material grueso requiere menor número de dientes por 25,4mm. Para mirar el video CLIC AQUI: ACTIVIDADES DEL 30 DE MARZO AL 03 DE ABRIL MODULO DE METALMECANICA Leer el documento  Mirar el video  Realizar un análisis en el cuaderno parte de materia sobre el aserrado  Realizar una comparación entre los diferentes técnica para mecanización con arranque de viruta en el cuaderno parte deberes  Realizar el ejercicio del proceso del aserrado con sierra manual