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LOS PROCESOS DE FABRICACIÓN

Procesos de manufactura no tradicional

UNIVERSIDAD DEL BIO-BIO

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Por desarrollo de nuevos materiales y mediante procesos totalmente nuevos tanto para su elaboración como manipulación.

Procesos avanzados de mecanizado (eliminación de masa) Procesos de depósito de material (aumento de masa).

PROCESOS DE MANUFACTURA NO TRADICIONAL

Los PROCESOS DE MANUFACTURA NO TRADICIONALES se han desarrollado debido al incremento de necesidades cada vez más complejas de la sociedad moderna.

Por desarrollo de procesos tradicionales que han buscado y desarrollado unos conceptos básicamente nuevos y flexibles de procesos ya existentes

Procesos tradicionales desarrollados

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PROCESOS TRADICIONALES DESARROLLADOS

Embutición mediante estampas fluidasdesarrollo de la embutición profunda en piezas complejas

Fundición de metal semisólidodesarrollo de la fundición a presión por inyección.

Tecnología de la adhesióndesarrollo de los procesos de unión.

Tecnología de los plásticosprocesos de manufactura sobre polímeros

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PROCESOS AVANZADOS DE MECANIZADO.

La industria aeroespacial ha exigido mejoras en los materiales para hacer frente a las demandas de motores más potentes y fuselajes resistentes a la temperatura.

Nuevos materiales:- compuestos de matriz metálica, - compuestos cerámicos y monolíticos, - aluminiuros y

- polímeros de alto desarrollo.

Los nuevos materiales son de difícil mecanizado, en ocasiones, IMPOSIBLE por los métodos convencionales.

A lo largo de los últimos 60 años:- la temperatura operativa de los motores ha aumentado en más del 1100%, - la temperatura operativa a soportar por el fuselaje por motivo de la fricción que produce las altas velocidades del aire es un 2500% superior.

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PROCESOS AVANZADOS DE MECANIZADO.

La dificultad en el mecanizado proviene de:- su alta dureza y fragilidad, - su alta refractabilidad, - pobres propiedades térmicas, - reactividad química con las herramientas cortantes y - micro estructuras heterogéneas.

En algunos casos, la única forma de mecanizar estos materiales es por métodos totalmente nuevos y de avanzada tecnología.

Se clasifican atendiendo a la forma de la energía suministrada.

- Procesos mecánicos, - Procesos eléctricos, - Procesos térmicos,- Procesos químicos, y- Procesos fotónicos.

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PROCESOS MECANICOS.

Eliminan material por abrasión directa mediante acciones mecánicas.

Se aplican a materiales que presentan dificultad a ser mecanizados por técnicas tradicionales a causa de su dureza, fragilidad o tenacidad.

Las cerámicas, los materiales compuestos y materiales orgánicos son particularmente buenos candidatos para el mecanizado mecánico ya que no son conductores (requisito necesario para el procesado por métodos eléctricos) y resultan dañados por combustión, carbonización o fisuración, cuando se aplican procesos térmicos.

AJM Mecanizado mediante chorro abrasivoAFM Mecanizado mediante flujo abrasivo WJM Corte por chorro de aguaAWJM Corte por chorro de agua y abrasivosUSM Mecanizado por ultrasonidos

Se incluyen en este grupo:

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PROCESOS ELECTRICOS.

Eliminan material mediante acciones eléctricas.

Se limitan a materiales de piezas que sean conductores.

Numerosas aplicaciones son seleccionadas a causa de la capacidad de los procesos eléctricos para producir formas complejas en una única operación de la herramienta y para procesos sin desgaste de herramienta (con la excepción de rectificado y pulimentado eléctrico).

ECM Mecanizado electroquímico ECG Rectificado electroquímico ECDG Rectificado electroquímico descarga ES Taladrado por flujo eléctrico CD Taladrado capilar STEM Mecan. electrolítico en forma de tubo

Se incluyen en este grupo:

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PROCESOS TERMICOS.

Realizan el mecanizado mediante acciones de calentamiento por descargas eléctricas y equipos láser. Existe gran diversidad de recursos energéticos empleados en esta categoría

(electrones, protones, chispas eléctricas, ...) Son los de mayor crecimiento,

Es difícil establecer una aplicación concreta para estos procesos, ya que los procesos térmicos no están generalmente afectados por la propiedades físicas de los materiales.

EDM Mecanizado por descarga eléctrica EDWC Corte por hilo por descarga eléctrica EDG Rectificado mediante descarga eléctrica EBM Mecanizado por descarga de electronesLBM Procesado de materiales por láserTEM Rebarbado por energía térmica

Se incluyen en este grupo:

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PROCESOS QUIMICOS.

Realizan el mecanizado mediante acciones químicas.No existen fuerzas de acción sobre las piezas por lo que no se produce distorsión ni otros daños. La acción del mecanizado se produce en todas las superficies de la pieza de forma simultánea, el recipiente de actuación debe ser extremadamente grande, obteniendo una alta cadencia de producción del proceso comparable con la de otros como punzonado y estampado

Los métodos químicos, se emplean en procesos para la fabricación de elevados volúmenes de producción, como resortes, piezas estampadas para motores eléctricos y pantallas de televisión También son aplicados a pequeñas series o también a series unitarias a causa del bajo coste inicial del utillaje necesario para realizar la operación

CM Fresado químico PCM Mecanizado fotoquímico

Se incluyen en este grupo:

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PROCESOS FOTONICOS.

Realizan el mecanizado mediante reacciones fotoquímicas realizadas por rayos láser ultravioletas.

Micromecanizado por rayo láser U.V.Se incluyen en este grupo:

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PROCESOS DE DEPOSITO DE MATERIAL.

Son procesos de depósito de material cuyo objetivo es elaborar una pieza compleja a partir del diseño CAD, con ayuda de programas informáticos, sin necesidad de diseñar ni construir utillajes ni moldes.

Están incluidos en el capítulo de PROTOTIPADO RAPIDO.

Representa un abaratamiento de tiempo y de costo en el caso de prototipos para nuevas series.

Se incluyen en este grupo:

Depósito por electrolisis (proceso térmico)Depósito químico (proceso químico)Stereolitografía (proceso fotónico)Bombardeo iónico (proceso iónico)

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PROCESOS DE MANUFACTURA NO TRADICIONAL

MECANICOS. Mecanizado mediante chorro abrasivo (AJM)Mecanizado mediante flujo abrasivo (AFM)Corte por chorro de agua (WJM)Corte por chorro de agua y abrasivos (AWJM)Mecanizado por ultrasonidos (USM)

ELECTRICOS. Mecanizado electroquímico (ECM)Rectificado electroquímico (ECG)Rectificado electroquímico mediante descarga (ECDG)Taladrado por flujo eléctrico (ES)Taladrado capilar (CD)Mecanizado electrolítico en forma de tubo (STEM)

TERMICOS. Mecanizado por descarga eléctrica (EDM)Corte por hilo por descarga eléctrica (EDWC)Rectificado mediante descarga eléctrica (EDG)Mecanizado por descarga de electrones (EBM)Procesado de materiales por láser (LBM)Rebarbado por energía térmica (TEM)

QUIMICOS. Fresado químico (CM)Mecanizado fotoquímico (PCM)

FOTONICOS. Micromecanizado por rayo láser U.V.

PROCESOS DE ELIMINACION DE MATERIAL.

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PROCESOS DE MANUFACTURA NO TRADICIONAL

TERMICOS. Depósito por electrolisis

QUIMICOS. Depósito químico

FOTONICOS. Stereolitografía

IONICOS. Bombardeo iónico

PROCESOS DE AUMENTO DE MATERIAL.

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FUTURO DE LOS PROCESOS DE MANUFACTURA NO TRADICIONAL

El futuro estará caracterizado por:- nunca podrán reemplazar a las herramientas convencionales.- un seguro aumento en sus aplicaciones.

- mejoran su capacidad de eliminación de material.- por la ventaja de la aplicación del CN y de CAM

- los procesos avanzados poseen casi capacidades ilimitadas- el proceso es controlado mediante ordenador lo que asegura la

fiabilidad y repetitibilidad y ayuda en su aceptación e implementación.

- el control del proceso permite tomar decisiones sobre el transcurso del mismo.- Si se detecta que el agujero que se está realizando está disminuyendo de diámetro, el diámetro del agujero puede ser modificado sin cambiar de herramienta mediante la modificación de los parámetros del proceso o los desplazamientos programados. - Por el contrario, cuando se usan procesos convencionales, las herramientas como brocas o punzones y matrices es necesario sustituirlas. - Esta capacidad de vigilar, obedecer, y corregir situaciones automáticamente asegura la creciente importancia de los procesos no tradicionales en células de funcionamiento automático y procesos automatizados.