Sinterizado

Objetivo: Obtención de piezas de gran precisión a partir de polvos de materiales comprimiéndolos en un molde a altas presiones y temperatura próxima a la de fusión.

1. Obtención de polvos: Mediante molido o atomizado se consiguen las partículas.
2. Prensado: Se comprime el polvo dentro de matrices de acero templado en frío a gran presión.
3. Sinterizado: Se calienta la pieza a una temperatura próxima a la de fusión y se somete a grandes presiones.
4. Acabado de la pieza: Mediante un proceso de laminación o mecanizado.

Ensamblado

Unión de dos o más piezas directamente sin emplear ningún otro material intermedio.

Tejidos

Productos finales obtenidos a través de un conjunto de operaciones realizadas en el telar y denominadas texturas, empleando hilos textiles:

• De urdimbre: longitudinales.
• De trama: transversales, dispuestos entre los de urdimbre.

Proceso de fabricación: El proceso básico consiste en pasar los de trama por encima y por debajo de los de urdimbre, entrecruzados con ellos.

Clases de tejidos:

• Tafetán: Los de trama pasan, de manera alterna, por encima y debajo de los de urdimbre.
• Sarga: Quedan los mismos de urdimbre debajo que encima.
• Raso/Satén: El número de urdimbres que quedan por encima y por debajo no es regular.

Colada por Gravedad sobre Moldes de Arena

Preparación de arena de moldeo: Consiste en mezclar arena de sílice (75%) y arcilla (20%) con agua (5%) hasta formar una masa pastosa, después se introduce en el molde y se deja secar.

Preparación del molde

1. Disponer de un modelo de la pieza que se desea obtener. En muchos casos puede estar partido a la mitad o en más partes para que se pueda extraer del molde con facilidad antes de verter el líquido en su interior.
2. Disponer de una caja sin tapadera ni base, luego colocar media caja en el suelo y añadirle una capa de arena de moldeo.
3. Introducir el modelo en la caja encima de la arena y rodearlo de más arena. La mitad del modelo debe quedar cubierto y la otra mitad fuera del ras de la caja.
4. Colocar la otra parte de la caja y llenarla de arena, fuertemente apisonada, para que no se desmorone al extraer el modelo. Es necesario dejar dos agujeros, uno por donde se introducirá el metal fundido y otro por donde saldrá el aire.
5. Abrir las dos mitades y extraer el modelo y la pieza procurando que no se desmorone nada de arena.

Proceso de colada de una pieza

1. Calentar el material en un horno adecuado hasta que se encuentre en estado líquido.
2. Preparar un molde con la forma que va a tener el objeto que se quiere construir.
3. Verter el material líquido en el interior del molde. El agujero de la derecha (mazarota) permite la salida del aire.
4. Dejar enfriar hasta que se solidifique o hasta que se encuentre a temperatura ambiente.
5. Romper el molde y extraer la pieza fabricada. En muchos casos es necesario recurrir a un mecanizado posterior de la pieza obtenida para mejorar el acabado.

Colada por Gravedad sobre Moldes Permanentes

Se fabrican de acero o fundición gris. Se suelen utilizar para vaciados o coladas a temperaturas inferiores a 1000ºC. Ventaja: pueden utilizarse muchísimas veces sin deteriorarse. Inconveniente: resultan caros. Antes del proceso de colada, los moldes se calientan para conseguir que el material no se enfríe con rapidez al entrar en contacto con ellos, ya que podría provocar una mala distribución del material líquido.

Colada a la Cera Perdida

Se utiliza para la obtención de objetos artísticos y decorativos en los que el modelo que se quiere obtener es muy complejo y, por tanto, resultaría difícil su extracción.

Fabricación de moldes

1. Pieza que se quiere obtener.
2. Construimos mediante moldes especiales las distintas partes que configuran el modelo de cera que vayamos a fabricar.
3. Mediante una espátula caliente soldamos cada una de las partes que lo forman.
4. Recubrimos el modelo de cera mediante arena cerámica especial en estado líquido o yeso.
5. Se invierte el molde y se calienta hasta unos 90ºC, la cera se derrite y sale del molde por los agujeros.

Colada en Molde que Gira

Muy adecuado para la fabricación de tubos o piezas huecas de forma redonda. Consiste en verter el material fundido en el interior de una pieza hueca. Gracias a la fuerza centrífuga el material se pega a los laterales enfriándose y tomando la forma del molde. Así se pueden fabricar piezas o tubos con capas de distintos materiales.

Colada por Inyección

Inyectar a gran presión el material fundido dentro del molde. Se suele emplear en la conformación de piezas de aleaciones ligeras como aluminio, aleaciones de bajo punto de fusión o pequeñas piezas metálicas cuya obtención resulta difícil por gravedad. Las piezas obtenidas tienen un gran acabado superficial.

Colada Continua sobre Moldes Permanentes

Ir llenando un recipiente de metal fundido procedente de uno de los hornos de fundición. El metal cae por un orificio refrigerado, se solidifica y se obtiene una tira continua de sección parecida a la del molde. Esta cae en vertical y, al apoyarse sobre unos cilindros a medida que avanza, se va colocando horizontalmente para ser cortada mediante sopletes que se mueven a la misma velocidad que la plancha.

Laminación

Hacer pasar entre dos o más rodillos un lingote de un metal caliente o a temperatura ambiente, generalmente acero. A través de sucesivas pasadas se reduce su espesor y se adapta su forma para obtener planchas, barras o perfiles. Puede ser en caliente, si el lingote está caliente, o en frío, si la deformación se produce a temperatura ambiente. Los trenes de laminación están compuestos por rodillos, al pasar por ellos la pieza va deformándose.

Forja

Golpear un metal con un martillo o prensa para darle la forma deseada. Se realiza en caliente. Se calienta el metal hasta una temperatura próxima al 60% de la de fusión; a esta temperatura su plasticidad aumenta, por lo que se puede deformar con facilidad sin riesgo de que se rompa.

Técnicas

• Estirado.
• Recalcado: Disminuir longitud.
• Estampado: Calentar un tocho de metal a una temperatura próxima a la de fusión y hacerlo pasar por medio de presión por un agujero de forma determinada.
• Doblado/Curvado: Si el radio de doblez es pequeño se denomina doblado, si es grande se denomina curvado.
• Embutición: Deformar una chapa para que adquiera una forma determinada.
• Trefilado: Pasar un alambre por un agujero cuyo diámetro va disminuyendo progresivamente, reduciendo su sección y aumentando su longitud.

Fabricación Mediante Corte

Corte

El más sencillo, se realiza sobre materiales blandos y de pequeño espesor.

Cizalladura

Dos cuchillas en las que una de ellas se desplaza en dirección contraria, quedando el material entre ambas y cortándolo en dos piezas.

Troquelado

Separar de una pieza delgada una porción de material con una forma determinada mediante un golpe de prensa.

Aserrado

Cortar un material utilizando una sierra.

• Paso: Distancia entre dos dientes consecutivos.
• Triscado: Inclinar alternativamente a derecha e izquierda cada uno de los dientes.
• Longitud: En pulgadas.
• Espesor: En pulgadas.

Limado

Arrancar pequeñas virutas de un material mediante limas y escofinas.

Características

• Picado: Forma que tienen los dientes para arrancar el material. Puede ser sencillo, tallado en un sentido, o doble, dos tallados oblicuos.
• Paso: Distancia existente entre dos picados.
• Longitud de lima: Representa la longitud del cuerpo.
• Forma de la lima: Sección transversal del cuerpo de la lima o parte cortante.

Roscado

Elaborar una hélice sobre un cilindro con un perfil concreto para obtener un tornillo o tuerca.

Características

• Paso: Distancia entre dos filetes consecutivos.
• Avance: Distancia que avanza la tuerca al girarla una vuelta sobre el tornillo.
• Perfil: Forma de la sección transversal del filete.
• Sentido de la hélice: A derechas, girar en sentido de las agujas del reloj avanza; a izquierdas, sentido contrario avanza.
• Diámetro nominal: Con el que se designa una rosca.
• Sistemas:
  • Métrico: Medidas en milímetros y ángulo que forman los flancos del filete es de 60º.
  • Whitworth: Medidas en pulgadas y ángulo de 55º.

Taladradora

Permite la realización de agujeros redondos en materiales metálicos y no metálicos.

Determinación del número de revoluciones

N = (Vc * 1000) / (π * D)

• N = Número de rpm de la broca.
• Vc = Velocidad de corte (m/min).
• D = Diámetro de la broca (mm).

Torno

Permite fabricar piezas cuya sección transversal tiene forma circular. Girar la pieza que hay que fabricar sobre un eje de rotación al mismo tiempo que la herramienta de corte avanza longitudinal y transversalmente.

Cálculo del número de revoluciones con que gira la pieza

Igual que en la taladradora.

Oxicorte/Corte por Soplete

Calentar un metal e inyectarle una corriente de O2 puro provocando una combustión, que si se aplica en un punto del metal podemos hacer un corte limpio.

Corte por Plasma de Arco

Un chorro de plasma se obtiene cuando un gas es fuertemente calentado por un arco voltaico de corriente continua. Este es aprovechado por un soplete que puede fundir piezas metálicas.

Motor de 4 Tiempos

1. Admisión: El pistón se encuentra inicialmente en el PMS. Se abre la válvula de admisión (VA) y realiza una carrera descendente (CD) llenando el cilindro de aire comprimido.
2. Compresión: Se cierra la VA y el pistón realiza una carrera ascendente (CA) hasta el PMS. La temperatura y la presión de la mezcla aumentan mucho.
3. Explosión-Expansión: Salta la chispa en la bujía provocando la detonación de la mezcla, aumentando mucho la presión y la temperatura, lo que obliga al pistón a realizar una CD. La energía es transmitida a través de la biela al cigüeñal, obteniendo energía útil. Es el único tiempo útil del ciclo.
4. Escape: Cuando el pistón está a punto de llegar al PMI se abre la válvula de escape (VE) liberando los gases de combustión. El pistón realiza una CA barriendo el resto de los gases de combustión. Al llegar al PMS se cierra la VE y se reinicia el ciclo.

Ciclo Diésel

1. El pistón realiza una CD desde el PMS hasta el PMI llenando el cilindro de aire.
2. El inyector comienza a inyectar combustible y se produce la autoinflamación del mismo.
3. Combustión-Expansión: El pistón llega al PMS y comienza una CD. El inyector sigue suministrando combustible durante la primera parte de la misma. La temperatura y presión alcanzados, fruto de la combustión, se mantienen altas y obligan al pistón a bajar, transmitiendo su energía al cigüeñal. Se corta la inyección y el pistón termina la CD, los gases siguen expandiéndose. Este es el único tiempo útil del ciclo.
4. Al llegar al PMI se abre la VE y el pistón realiza una CA barriendo los gases de combustión. Al llegar al PMS se cierra la VE y se reinicia el ciclo.

Motor de Explosión de 2 Tiempos

1. Expansión-Escape: Partimos del PMS y ya se ha producido la explosión de la mezcla aire-gasolina. La presión de los gases de explosión obliga al pistón a realizar una CD.
2. Admisión-Compresión-Explosión: El pistón realiza una CA, según sube abre la lumbrera de admisión (LA) y aspira aire, aceite y gasolina debido al vacío. Mientras tanto, el pistón continúa subiendo y cierra la lumbrera del cárter (LC) y la lumbrera de escape (LE), y finalmente, tras llegar al PMS, se produce la explosión de gasolina, aire y aceite. Parte del aceite se filtra sobre el pistón y lo lubrica.

Central Térmica de Carbón

Aprovechamiento térmico del combustible

• Alimentador: Se encarga de proporcionar el combustible que se va a quemar. Existen centrales térmicas mixtas que pueden funcionar con carbón, fuelóleo o gas.
• Hogar: Es un recinto cerrado donde se quema el combustible. Dispone de canalizaciones que controlan el aporte de aire y regulan la combustión.
• Conducto de humos: Conduce los humos hacia el exterior y los expulsa a través de la chimenea. La energía térmica que conservan los humos se aprovecha para recalentar el vapor obtenido o para precalentar el agua que se suministra a la caldera.

Ciclo de vapor

• Calderas: Contienen el agua que se transformará en vapor. Las más empleadas son las de circulación natural a través de tubos.
• Recalentadores primarios: Evaporan las partículas líquidas que aún salen de la caldera arrastradas por el vapor. Así se consigue el vapor sobrecalentado.
• Turbinas de alta presión: Aprovechan la energía cinética del vapor recalentado que se transforma en energía mecánica de rotación. Parte del vapor utilizado se recicla hacia los recalentadores secundarios que aprovechan la energía térmica de los humos de la caldera y envían vapor hacia las turbinas de media presión.

Circuito de refrigeración

Una bomba proporciona agua al condensador y la hace circular para enfriar el vapor que sale de la turbina de baja presión. Si no se dispone de agua abundante, esta circula por un circuito cerrado y se enfría mediante torres de refrigeración.

Generación de energía eléctrica

Al ser todas las turbinas solidarias con el mismo eje, la energía mecánica generada en cada una se suma a la generada en las otras. Esta se transmite a un turboalternador que es el responsable de la producción de corriente alterna trifásica. Solidario a él existe una excitatriz, que suministra la corriente de excitación para que se produzca la fuerza electromotriz.