Repblica Bolivariana de Venezuela

Universidad Nacional Experimental Politcnica

Antonio Jos de Scre

Vice-rectorado Barquisimeto

Integrantes:

- David Carao

- Miguel Garca

- Alcides Quiroz

- Angel Alvarado

Maquinado

Ultrasnico

Maquinado con

Chorro de Agua

Maquinado con

Chorro de Agua

y Abrasivos

Maquinado con

Chorro de Abrasivos

Es un mecanizado no tradicional que remueve material de la pieza dejando una

forma especfica en ella, esto ocurre cuando la herramienta vibra a una baja

amplitud (25-100 micras) y alta frecuencia (15-30 kHz).

Al penetrar la pieza a altas frecuencias en un medio abrasivo bajo condiciones

controladas, el impacto de las partculas desarrolla una fuerza suficientemente

concentrada para realizar operaciones como corte de pequeos orificios,

ranuras o patrones intrincados en materiales metlicos y no metlicos muy

duros o frgiles, y limpieza general de componentes con superficies irregulares.

Movimiento vibratorio de la herramienta de baja amplitud (p.ej. 0,1 mm) y alta frecuencia ( p.ej. 20.000 Hz )

Materiales de herramienta: acero al carbono, acero inoxidable

Relacin de desgaste de material vs herramienta: 100:1 para vidrio, 1:1 acero inoxidable

Aplicable a materiales duros y frgiles como cermica, vidrio, carburos cementados

Se tiene un acabado superficial de 0.25-0.75 micras.

Caractersticas

1. Generador senoidal de alta frecuencia: Esta

unidad convierte la baja frecuencia (60 Hz) en

potencia elctrica de alta frecuencia (20 kHz).

2. Transductor: La seal elctrica de alta

frecuencia es transmitida por el transductor para

convertirla en vibracin de alta frecuencia pero

baja amplitud. Es decir, el transductor convierte la

energa elctrica en vibracin mecnica.

3. Porta herramienta: Es la unin entre el

transductor y la herramienta. El porta herramienta

transmite la energa pero en algunos casos tambin

amplifica la amplitud de la vibracin. Sus

materiales presentan buenas propiedades acsticas

y sobretodo resistencia a la fatiga. Los materiales

ms comunes para su fabricacin son monel,

titanio y acero inoxidable.

4. Herramienta: Estn hechas de materiales

dctiles y los ms comunes son: latn, aceros

dulcese inoxidables.

Partes del Maquinado Ultrasnico

Consideraciones

La forma de la herramienta es importante para que no recoja energa, la punta nunca toca la pieza que suele ser de materiales dctiles.

El material abrasivo (contenido en una pasta) es el que realmente se come el material, normalmente las partculas de abrasivo suelen ser duras, como

por ejemplo diamante, nitruro cbico de boro, carburo de boro, carburo de

silicio y xido de aluminio, de esto el ms usado es el carburo de boro.

Es adecuado para materiales duros o frgiles, y as obtengan un

mecanizado preciso.

No se producen alteraciones trmicas ni qumicas de la

superficie de la pieza.

Proceso independiente de la conductividad de la pieza.

Tiene una tasa de remocin de material baja.

La herramienta se desgasta muy rpido.

El rea de mecanizado y profundidad es moderado.

El proceso es costoso.

Ventajas Desventajas

Aplicaciones

Operaciones de pulido

Agujeros y cavidades de forma en materiales frgiles.

En la industria ptica: para mecanizar lentes cncavas y convexas.

En la industria automotriz: pulidos de discos de frenos.

En la industria odontolgica: prtesis dentales.

El corte por chorro de agua es un proceso de ndole mecnica, mediante el

cual se consigue cortar un material, haciendo impactar sobre ste un chorro de

agua a gran presin y velocidad el cual produce el corte y acabado deseado.

Tambin se emplea el nombre de maquinado hidrodinmico para este proceso,

pero el corte por chorro de agua es el trmino de uso ms frecuente en la

industria.

El nombre de la pieza en ingles (WJC: Water Jet Cutter)

Caractersticas

Se usan aberturas de boquilla de dimetros de 0.004 a 0.016 In (0.1 a 0.4 mm)

Se usan presiones hasta de 60 000 lb/in (400 Mpa) El chorro alcanza velocidades hasta de 3000 pies/seg

(900 m/seg). Los fluidos de corte en ese sistema son soluciones de polmeros, las

cuales se prefieren debido a que tienden a producir una corriente coherente.

Algunos tipos de materiales que se pueden cortar con este proceso son: caucho, tapizado de vehculos, polipropileno, cartn, papel, goma, espuma, fibra de vidrio, cualquier material que no sea metlico.

El chorro de agua abrasivo difiere del chorro de agua pura slo en algunos

aspectos. En el chorro de agua pura, el chorro erosiona el material. En el chorro

de agua abrasivo, el chorro de agua acelera las partculas abrasivas y estas

partculas, no el agua, erosionan el material.

El chorro de agua abrasivo es cientos, si no miles de veces ms potente que el

chorro de agua pura.

Los abrasivos son mezclas de arcilla y vidrio. Los factores a tomar en cuenta para la

seleccin de estos son: buena estructura, una dureza adecuada, un buen comportamiento

mecnico y tener un grano de forma y distribucin adecuadas.

Para cortar materiales, como acero por ejemplo, son adecuados abrasivos con granos

duros y de formas afiladas y para materiales como aluminio son preferibles los de

granos ms blandos y no de gran calidad, lo que lo hace ms econmico.

Los abrasivos ms utilizados son: Granate, Olivino (ambos minerales), Oxido de

Aluminio, Arena Silica, entre otros. El Granate tipo Almandino es el que presenta

caractersticas ms estables y que permite ser empleado sobre gran cantidad de

materiales, por lo que es el ms popular a nivel mundial

Abrasivos

Caractersticas

El chorro puede tener diametros que van desde 0,02 0,05 pulgadas. Puede alcanzar presiones que van desde 344 MPa hasta 690 MPa en

los equipos mas modernos.

Corta materiales mucho mas duros que los que se cortan con el chorro de agua puro (Kevlar, vidrio, cermica, marmol, titanio, granito,

aluminio, acero, acero inoxidable, acero templado entre otros)

Corte de grosores de hasta 10 pulgadas

1. Alta presin de agua

2. Enfoque

3. Cmara de mezcla

4. Tapa

5. Salpicaduras

6. Pieza de trabajo

7. Pieza de red permanente

8. Agua

9. Parte de la pieza de trabajo cortada

10. Boquilla

El soporte est hecho de acero inoxidable y la boquilla de Zafiro, rub o diamante.

El diamante dura ms, pero es el de mayor costo.

Consideraciones

La distancia de separacin: es la abertura entre la boquilla y la superficie de trabajo, en general, se prefiere que sea mnima para reducir la dispersin de la

corriente del fluido antes de que golpee la superficie. Una distancia de separacin

normal es de 1/8 de In (3.2 mm).

Velocidad de avance: se refiere a la velocidad a la que se mueve la boquilla a lo largo de la trayectoria de corte. La velocidad de avance tpica vara desde 12

in/min (5mm/seg) hasta 1200 in/min (500mm/seg), dependiendo del material de

trabajo y su grosor.

Tamao del orificio de la boquilla: este afecta la precisin del corte; las aberturas ms pequeas se usan para cortes ms finos sobre materiales ms delgados. Para

cortar materia prima ms gruesa se requieren corrientes de chorro ms densas y

mayores presiones.

Equipos a utilizar

PC de oficina PC de taller Balsa de agua Boquilla Centro de Refrigeracin Deposito de abrasivos Descalcificador Depuradora de abrasivos

La PC de oficina se encuentra en la oficina tcnica y es donde se realiza el diseo de la

pieza.

La PC de taller, centro logstico donde se reciben las rdenes del PC de oficina y aqu es

donde se ejecuta la orden de trabajo directamente sobre la mquina de corte por agua.

Balsa de agua, lugar donde se realiza el trabajo de mecanizado, generalmente de unas dimensiones

aproximadas de cuatro metros de largo por tres metros de ancho.

Boquilla por la que sale el chorro de agua.

Centro de refrigeracin, se utiliza para que todo este sistema mecnico utilizado para realizar el

mecanizado no sufra de sobrecalentamiento, ya que sin este elemento la mquina se quemara.

La bomba que tiene a la izquierda mueve el refrigerante almacenado en los dos depsitos

contiguos.

Depsito de abrasivos, es un depsito exterior desde el cual se aade el abrasivo al agua, ya

que sin este no se podra realizar el corte.

Descalcificador, se utiliza para evitar la obstruccin de las tuberas.

Depuradora de abrasivos, una vez el fluido de corte mecaniza la pieza y se deposita en la balsa, es

necesario de una depuradora situada en la base de la balsa que separa el abrasivo del agua,

almacenndolo en este gran saco situado al lado de la balsa, para poder ser reutilizado de nuevo y de esta

manera reducir los costes.

Ventajas

No altera las propiedades del material.

Perdida de material, mnima (reduce contaminacin).

Fcil de automatizar.

Al no haber herramientas de corte, no existe el problema de desgaste

de la misma.

Corte de excelente calidad, en la mayora de casos no se necesita un

acabado posterior.

Universal, ya que la misma maquina puede cortar una enorme

variedad de materiales.

Desventajas

No existen muchas, pero por destacar alguna se podra decir que el

agua en comparacin al corte por plasma es ms lento. El corte por

agua solo puede trabajar en dos dimensiones, impidiendo de esta forma

el trabajo en ms ejes.

No es recomendable para materiales frgiles como el vidrio.

Aplicaciones

Industria aeroespacial: Mecanizado de chapas de aleaciones de aluminio de alta resistencia y aleaciones de titanio. Suele ser ms econmico que el fresado por

necesitar sistemas de sujecin ms sencillos.

Se utiliza para la preparacin de superficies, como por ejemplo la limpieza de cascos de barcos y pintura automotriz.

Industria automovilstica: Corte de los paneles interiores de las puertas conformados por fibra de madera, realizados por robots. Tambin se aplica al

corte de zapatas de freno.

Industria txtil: Se utiliza para cortar moquetas.

Industria cermica: Para el corte de materiales cermicos donde el uso de herramientas de metal sufre un gran desgaste.

Industria de mecanizado: Se utilizar para el mecanizado de piezas de todo tipo, desde arandelas, a laminas.

Industria del calzado: Se comienza a emplear para recortar tejidos, cueros y pieles, y materiales sintticos como los cauchos empleados en

las suelas y en otras partes.

Aplicaciones

Este maquinado es un proceso que se utiliza tanto para dar un acabado

superficial especfico como tambin para el corte de materiales duros y

quebradizos.

Esto es similar a una rfaga de arena, utilizando pequeas partculas de

abrasivo muy finas y control de cierre a baja velocidad. Por medio de gases

se llevan partculas abrasivas que chocan en la pieza a velocidades alrededor

de 900 a 18000 m/min.

Caractersticas

El gas que se aade es seco (baja oxidacin)

Las presiones van de 25 200 PSI.

La velocidad va de 152,4 a 30,48 m/s

Los gases incluyen el aire seco, nitrgeno, dixido de carbono y helio.

Este proceso puede realizarse tanto manualmente por parte de un operador en el caso de usarse para acabados superficiales como

tambin se puede automatizar en el caso de usarse para cortes.

La estacin de trabajo debe contar con una excelente ventilacin.

Abrasivos mas utilizados

Granates: minerales comnmente

usados como abrasivos Granate almandino xido de Aluminio o Alumina:

componente bastante duro y soporta

altas temperaturas

Abrasivos mas utilizados

Carburo de Silicio:

material extremadamente duro,

casi como el diamante, no se

funde.

Olivino:

mineral rico en

magnesio con una alta

dureza

Perla de Vidrio

(micro esfera de vidrio):

Material con alta dureza, redondez

y finura, muy bueno para

limpiados.

Mantiene las caractersticas del material mecanizado gracias al

despreciable diferencial de calor

entre la pieza y el chorro.

Puede servir para limpiar y pulir piezas

Ventajas Desventajas

El mtodo de corte con chorro abrasivo tiende a redondear las

aristas agudas en las esquinas

Alto riesgo por partculas abrasivas suspendidas en el aire

Aplicaciones

Remocin de virutas

Corte de materiales

Retiro de rebabas

Limpieza y pulido de piezas