1
00:00:03,060 --> 00:00:11,039
Vamos a hablar de una forma de conformar materiales que es casi tan antigua como la humanidad.

2
00:00:11,839 --> 00:00:15,599
Se conoce, vamos, es la forma más utilizada desde la época del hierro.

3
00:00:16,420 --> 00:00:22,059
Entonces, lo que ocurre es que la ciencia de los materiales como ciencia es una ciencia muy moderna.

4
00:00:22,839 --> 00:00:32,780
A lo mejor a partir del siglo XIX ya se empezaron a hacer un poco estudios, estudios serios sobre lo que ocurría en el acero y en otros materiales.

5
00:00:33,060 --> 00:00:48,240
Pero la utilización es muy antigua. Evidentemente el hombre ha hecho espadas, ha hecho tesillos de hierro y ha construido puentes y entonces ha necesitado esos materiales.

6
00:00:48,240 --> 00:00:53,100
muchas veces no sabía cuál era la base científica de lo que ocurría ahí.

7
00:00:53,820 --> 00:00:59,520
Entonces se ha transmitido de boca en boca como se puede transmitir una receta de cocina,

8
00:00:59,899 --> 00:01:04,060
pero realmente tenía mucha importancia.

9
00:01:04,340 --> 00:01:13,519
O sea, detrás de todas las recetas de tipo de física, de estado sólido, que son muy importantes

10
00:01:13,519 --> 00:01:18,760
y que yo intentaré la medida posible, por lo menos, dar una primera impresión.

11
00:01:19,560 --> 00:01:30,239
Como vemos hay seis puntos que vamos a tratar en esta lección y bueno pues yo os voy a dar los fundamentos y las cuestiones más simples.

12
00:01:30,980 --> 00:01:47,599
Si necesitáis más pues podéis ampliar el contenido en internet y por supuesto pues claro esto ya es una cuestión de nivel, no es lo mismo lo que nosotros expliquemos a nivel de la ESO o a nivel de bachillerato que lo que después se explica en la universidad.

13
00:01:47,599 --> 00:01:53,680
Entonces, nosotros vamos a intentar ver las bases más importantes de todo esto.

14
00:01:56,969 --> 00:02:00,269
El concepto de deformación plástica.

15
00:02:01,250 --> 00:02:07,450
Es un concepto que ya habéis visto y que ya habéis estudiado en la enseñanza secundaria obligatoria.

16
00:02:08,210 --> 00:02:15,490
No sé si habéis visto esta curva en concreto, pero sí que habéis diferenciado entre lo que es un material plástico,

17
00:02:15,789 --> 00:02:19,669
y de hecho habéis visto los plásticos, de lo que es un material frágil.

18
00:02:20,449 --> 00:02:26,710
y habéis diferenciado entre lo que es un material dúctil y lo que es un material frágil.

19
00:02:27,229 --> 00:02:29,050
Entonces, ¿qué es lo que ocurre?

20
00:02:29,050 --> 00:02:39,750
Cuando yo realizo un esfuerzo sobre un material por los enlaces que existen entre las moléculas de ese material,

21
00:02:40,210 --> 00:02:46,969
el material de alguna forma trata de mantener la forma que tenía inicialmente

22
00:02:46,969 --> 00:02:58,710
y esos enlaces, la energía que está puesta en juego en esos enlaces, intervienen para resistirse, por así decirlo, a ese esfuerzo que nosotros estamos realizando.

23
00:03:00,030 --> 00:03:06,090
Entonces, ahí depende de cómo sea la estructura interna del material.

24
00:03:06,090 --> 00:03:27,229
Hay materiales que si tienen una estructura cristalina muy compacta de tipo hexagonal o de tipo cúbico centrado pueden permitir un deslizamiento con respecto de su forma inicial.

25
00:03:27,229 --> 00:03:40,930
Pero hay otros materiales en que el aplicar esfuerzos se traduce en ruptura de enlaces y, por lo tanto, lo que va a ocurrir en definitiva es que se rompe.

26
00:03:41,710 --> 00:03:52,509
Así podemos diferenciar entre lo que es un material que permite una deformación plástica, un material dúctil, y un material que no permite esa deformación plástica.

27
00:03:53,449 --> 00:03:56,370
En términos de curva es el que tenemos aquí.

28
00:03:57,129 --> 00:03:59,669
Existe un límite que se llama límite elástico.

29
00:04:00,530 --> 00:04:12,550
Cuando se ha superado ese límite elástico, los materiales, aunque nosotros eliminemos el esfuerzo o la fuerza a la que estamos apetidos, no recuperan ya su forma.

30
00:04:13,110 --> 00:04:14,569
Y pueden suceder dos cosas.

31
00:04:15,110 --> 00:04:19,689
O que rompan, como en el caso de los materiales frágiles, como por ejemplo el vidrio.

32
00:04:19,689 --> 00:04:25,589
o por el contrario, que queden con una deformación permanente.

33
00:04:26,529 --> 00:04:31,269
Y esa deformación es la que se conoce como en el nombre de deformación plástica.

34
00:04:32,750 --> 00:04:37,649
Ahora bien, también hay dos conceptos a la hora de realizar estos esfuerzos.

35
00:04:38,269 --> 00:04:45,230
El concepto de realizar en frío o en caliente.

36
00:04:46,149 --> 00:04:48,290
Desde el punto de vista de la ciencia de materiales,

37
00:04:48,290 --> 00:05:02,110
Yo puedo calentar el acero a 100 grados centígrados e intentar deformarle a esa temperatura el acero u otras aleaciones y eso no se considera una deformación en caliente.

38
00:05:02,670 --> 00:05:07,589
Se considera una deformación en caliente cuando se pasa una línea de transformación.

39
00:05:08,629 --> 00:05:15,889
No sé si habéis visto la película de Conan en Bálvaro en el cual el padre de Conan le dice que cuál era el secreto del acero.

40
00:05:15,889 --> 00:05:19,709
¿Qué es más importante para que una espada sea buena?

41
00:05:20,129 --> 00:05:22,129
Si el fuego o el hielo

42
00:05:22,129 --> 00:05:24,029
Y ahí es donde está un poco la clave

43
00:05:24,029 --> 00:05:30,129
Evidentemente, para que se realice una deformación plástica en caliente

44
00:05:30,129 --> 00:05:37,589
Es necesario que el acero esté en forma de austenita

45
00:05:37,589 --> 00:05:40,389
Es decir, haya habido una transformación

46
00:05:40,389 --> 00:05:44,350
El acero ya ha cambiado su estructura cristalina

47
00:05:44,350 --> 00:05:57,269
En esta, en esta es la forma aleotrópica. Y en esta forma de austenita es muy fácil la deformación plástica, bueno, dentro de lo que cabe, teniendo en cuenta que es acero.

48
00:05:57,629 --> 00:06:04,069
Pero claro, hay que hacerlo a alta temperatura porque si no la austenita tiende a descomponerse.

49
00:06:04,069 --> 00:06:19,889
Esto es un poco lo que hacían los antiguos. Calentaban el acero hasta que tenía un color blanco, es decir, hasta que llegaba austenita, dependiendo de la cantidad de carbono. Ellos lo diferenciaban más que nada por el color.

50
00:06:19,889 --> 00:06:45,529
Y después con un martillo conseguían darle la forma adecuada. Evidentemente cuando se trataba de espadas lo primero que hacían antes era hacer el moldeo de la espada y después ya la última fase, la fase ya de moldeado final, de darle el filo, etc. ya se hacía en esta forja.

51
00:06:45,529 --> 00:06:59,269
Entonces, realmente lo que tenían eran varios fenómenos al mismo tiempo. Por un lado, cuando yo hago una deformación, estoy endureciendo porque aumenta la actitud, aumenta la cantidad de defectos en la red.

52
00:06:59,269 --> 00:07:13,269
Pero también, una vez que está caliente y que yo he hecho esa deformación plástica en la cual, luego vamos a hablar un poco también de las texturas, después lo enfriaban.

53
00:07:13,269 --> 00:07:19,689
¿Qué es más importante, el fuego o el hielo? Ambos, le dice el padre.

54
00:07:20,029 --> 00:07:32,230
Efectivamente, porque dependiendo de la velocidad de enfriamiento, el acero, si se enfría muy rápidamente, no se convierte según el diagrama de equilibrio.

55
00:07:32,449 --> 00:07:37,910
Se forma una fase, que es una fase metaestable, que se conoce con el nombre de martensita.

56
00:07:38,670 --> 00:07:42,970
La martensita le confiere mucha dureza al acero, pero también fragilidad.

57
00:07:43,269 --> 00:08:10,949
Entonces hay que llegar a una situación de compromiso entre la dureza y la fragilidad que se quiere dar. Y eso, pues bueno, los antiguos lo sabían como una receta de cocina. Pues sé que tengo que calentar a blanco, después lo tengo que enfriar de tal manera o con agua con hielo o como ocurría en algunos sitios, pues un agua especial o una salmuera o en definitiva, pues todo esto que ocurría.

58
00:08:10,949 --> 00:08:29,949
Aparte de eso, también hay otros muchos fenómenos que ocurren en el proceso de la fragua. Muchísimos fenómenos. Por ejemplo, se pueden introducir las escorias de la fragua y le puede dar textura, le puede dar fibra.

59
00:08:29,949 --> 00:08:36,950
Por ejemplo, ese es el secreto de las espadas de Damasco, que tienen unas fibras que se han introducido mediante la forja.

60
00:08:38,210 --> 00:08:43,230
Está claro que desde entonces hasta nuestros días las cosas se han mejorado.

61
00:08:43,230 --> 00:09:01,710
Y en el mundo moderno se utilizan distintos tipos de forja, distintos tipos de hornos, los hornos denominados hornos de reverbero, en donde es importante la temperatura a la que se llega.

62
00:09:01,710 --> 00:09:15,710
Después la forja no se suele hacer a mano, se suele hacer con martillos de forja importantes y desde luego las cosas se han mejorado sobremanera.

63
00:09:16,269 --> 00:09:26,529
Pero la forja sigue siendo un procedimiento en el cual todavía, sobre todo piezas muy especiales, todavía se realizan mediante este proceso.

64
00:09:26,710 --> 00:09:29,629
Y es un proceso muy interesante y además muy antiguo.

65
00:09:29,629 --> 00:09:44,129
Es la estampación. En la estampación, como vemos aquí, existen dos estampas que realmente son moldes, la superior y la inferior.

66
00:09:44,129 --> 00:10:04,129
Entonces son como moldes. ¿Qué es lo que ocurre? Pues se pone un poco de material en estado pastoso y mediante una prensa se forman estas estampas.

67
00:10:04,289 --> 00:10:13,470
Evidentemente una de las cosas que es necesario tener en consideración es que no son piezas tan grandes como las que se pueden hacer en las forjas.

68
00:10:14,129 --> 00:10:24,669
Y aquí, pues volvemos un poco con el tema que hay que tener en cuenta, por ejemplo, que se puedan formar rebabas,

69
00:10:29,149 --> 00:10:32,669
que salga material por los bordes de las estampas.

70
00:10:32,669 --> 00:10:43,409
estampas. Las estampas tienen que tener una inclinación de 5 a 10 grados para facilitar

71
00:10:43,409 --> 00:10:50,129
la salida de la pieza una vez que esté estampada. La fabricación de las piezas se complica

72
00:10:50,129 --> 00:10:56,750
pero por el proceso de las forjas entonces hay veces que hay que poner forjas intermedias

73
00:10:56,750 --> 00:11:02,389
que faciliten la abstención y bueno también se puede hacer una estampación en frío para

74
00:11:02,389 --> 00:11:09,669
algunos materiales pero para que los resultados en la estampación en frío sean buenos por

75
00:11:09,669 --> 00:11:20,309
la superficie ha de ser sin defectos, el espesor debe ser muy uniforme, en definitiva el éxito

76
00:11:20,309 --> 00:11:28,070
de una buena estampación está en las matrices y en los punzones y bueno pues en economizar

77
00:11:28,070 --> 00:11:33,789
al máximo el proceso para que resulten rentables porque las matrices evidentemente en el proceso

78
00:11:33,789 --> 00:11:41,429
se van desgastando y el tiempo de vida de las matrices es fundamental a la hora de hacer

79
00:11:41,429 --> 00:11:52,500
un estudio de viabilidad de la estampación. Vamos a comparar dos procesos que yo creo

80
00:11:52,500 --> 00:11:58,139
que más o menos ya conocéis por los plásticos, que son el proceso de extrusión y inyección,

81
00:11:58,480 --> 00:12:04,299
que ya se ve en los plásticos, ¿no? Se ve que es esto de la extrusión y la inyección.

82
00:12:04,299 --> 00:12:09,840
En el caso de los plásticos, que es la industria de los plásticos, es un proceso de conformado

83
00:12:09,840 --> 00:12:16,419
muy utilizado, porque el nombre de plásticos realmente alude a esta propiedad, a la propiedad

84
00:12:16,419 --> 00:12:25,500
de poder ser deformados mediante procesos de deformación plásticas, es decir, que son materiales que se deforman muy bien por esta manera.

85
00:12:26,039 --> 00:12:32,419
Entonces, si nos damos cuenta, todo esto que estamos viendo nos recuerda un poco también a lo que ya hemos visto en plásticos

86
00:12:32,419 --> 00:12:38,580
y también se utiliza en el mundo de la metalurgia, en el mundo de los metales y las aceras metálicas,

87
00:12:39,899 --> 00:12:44,820
pero la verdad es que muchos de estos procesos, fundamentalmente donde se usan es para plásticos.

88
00:12:44,820 --> 00:13:03,759
La extrusión también es un proceso que se utiliza en el acero para obtener productos intermedios, por ejemplo, láminas, planchas, y para obtener perfiles, sobre todo también.

89
00:13:04,019 --> 00:13:14,580
Porque, claro, dependiendo de cómo sea la boquilla, podemos tener perfiles de una u otra forma. Por ejemplo, las vigas en H, en I, etc., suelen ser obtenidas mediante procesos de extrusión.

90
00:13:14,820 --> 00:13:20,600
Como siempre, puede ser en caliente o en frío, dependiendo de las temperaturas que manejemos.

91
00:13:21,460 --> 00:13:30,440
Y en caliente podemos diferenciar lo que se llama la extrusión directa de la extrusión inversa.

92
00:13:32,980 --> 00:13:37,419
Por lo que se hace es fluir a presión por medio de un émbolo a través de una boquilla.

93
00:13:37,980 --> 00:13:41,799
Entonces, dependiendo de cómo sea la boquilla, pues así tenemos los procesos.

94
00:13:42,799 --> 00:13:53,299
En cuanto a la inyección, en la inyección se usan moldes y se rellenan los moldes con este material que está en estado semipastoso.

95
00:13:54,419 --> 00:14:04,879
Claro, el principal problema es que los moldes, para que la inyección sea viable, los moldes tienen que estar muy muy bien diseñados.

96
00:14:04,879 --> 00:14:16,320
Para el acero la inyección no vale, porque para conseguir la viscosidad necesaria para que se puedan hacer piezas por inyección en acero se necesitarían temperaturas muy elevadas.

97
00:14:16,320 --> 00:14:35,139
Entonces, en el acero no, pero en el aluminio sí que se puede conseguir que a temperaturas, digamos, razonables, se pueda conseguir que la viscosidad del aluminio sea lo suficientemente baja como para poder utilizar este procedimiento,

98
00:14:35,139 --> 00:14:47,500
o sea, mediante la inyección del material en estado semipastoso, se puedan rellenar moldes y se pueden obtener piezas, pues, bueno, se puede conseguir.

99
00:14:47,779 --> 00:14:52,940
No es lo más común, pero sí se puede conseguir.

100
00:14:54,500 --> 00:15:09,299
La laminación es un proceso de conformación plástica en el que el metal se deforma al pasar entre dos cilindros superpuestos que giran en sentidos contrarios.

101
00:15:11,350 --> 00:15:17,929
Como el resto, puede ser en caliente, si es en estado esténitico, o en frío, si no se llega al estado esténitico.

102
00:15:20,250 --> 00:15:33,669
Bueno, pues es muy típico utilizarlo en la industria para obtener perfiles, como el que veis aquí, que es un perfil en I.

103
00:15:33,669 --> 00:15:41,669
Y también para obtener chapa, chapa que puede ser fina o menos fina, pero que tiene muy buen acabado superficial.

104
00:15:43,950 --> 00:15:47,730
La unidad de laminación o caja está compuesta por dos cilindros.

105
00:15:48,409 --> 00:15:51,210
Puede haber cajas que están compuestas por más.

106
00:15:51,529 --> 00:15:56,169
Podemos tener cilindros de tipo dúo, cuartos o sextos.

107
00:15:56,889 --> 00:16:02,629
En ese caso, cuando son de dúos, cuartos y sextos, más que hablar de trenes de laminación,

108
00:16:02,629 --> 00:16:06,210
se suele hablar de calandras, de depuración de calandrado.

109
00:16:06,730 --> 00:16:10,750
El calandrado ya lo hemos visto, por ejemplo, para el caso del papel

110
00:16:10,750 --> 00:16:16,669
y también es muy utilizado en la industria del plástico

111
00:16:16,669 --> 00:16:21,250
y para los elastómeros, en el caso de las gomas.

112
00:16:21,950 --> 00:16:26,830
Porque ya sabemos que los elastómeros, aparte de al estirarse,

113
00:16:26,830 --> 00:16:37,210
también tienen una propiedad de módulo de Poisson y unas propiedades fluidoelásticas muy concretas,

114
00:16:37,210 --> 00:16:43,710
entonces al estirarse también se endurecen y es una forma de conseguir elastómeros conformados

115
00:16:43,710 --> 00:16:52,080
de elastómeros con buenas propiedades mecánicas. Pues podemos tener chapas, perfiles, etc.

116
00:16:52,080 --> 00:17:13,859
Es el trefilado y el estirado. El estirado se utiliza cuando se quiere obtener alambres o hilos muy finos. Es un proceso de conformación plástica por el cual se produce una disminución de la sección modificando las propiedades mecánicas.

117
00:17:13,859 --> 00:17:17,720
Se pueden hacer pasar por hileras

118
00:17:17,720 --> 00:17:19,759
Que son, o sea, previo al trefilado

119
00:17:19,759 --> 00:17:21,000
Después del trefilado

120
00:17:21,000 --> 00:17:22,980
Primero se trefila, después se estira

121
00:17:22,980 --> 00:17:29,819
Para ello se tiene que ser muy útil

122
00:17:29,819 --> 00:17:31,160
Muy tenaz

123
00:17:31,160 --> 00:17:32,059
Y buena calidad

124
00:17:32,059 --> 00:17:35,079
Y uniformidad de composición

125
00:17:35,079 --> 00:17:39,299
Se utilizan bancos de estirado

126
00:17:39,299 --> 00:17:40,380
Como el que tenéis aquí

127
00:17:40,380 --> 00:17:42,839
Que el primer paso para el estirado

128
00:17:42,839 --> 00:17:49,640
pues es el trefilado, que simplemente consiste en reducir el grosor de un hilo o una barra,

129
00:17:49,799 --> 00:17:56,700
haciéndole pasar mediante una boquilla. También podemos usar la tracción.

130
00:18:00,849 --> 00:18:07,450
Se puede aplicar a barras que tienen entre 4 y 6 metros de longitud y con diámetros mayores de 10 milímetros.

131
00:18:07,450 --> 00:18:20,049
aunque bueno pues los procesos de adelgazamiento del hilo están digamos muy sano tenemos unos

132
00:18:20,049 --> 00:18:27,670
límites en cualquier caso la operación de tres filas no tiene una primera parte que es la de

133
00:18:27,670 --> 00:18:34,069
banadera que se coloca el rollo material de partida la hilera que es la que estáis viendo

134
00:18:34,069 --> 00:18:41,150
en esta diapositiva que depende un poco del material una bobina de arrastre y bueno pues

135
00:18:41,150 --> 00:18:50,630
aquí podemos tener diferentes digamos que hay dependiendo de los materiales y del producto

136
00:18:50,630 --> 00:19:01,480
acabado tenemos diferentes máquinas y puede haber distintas variantes os haya servido la

137
00:19:01,480 --> 00:19:09,349
explicación de hoy y como siempre pues tenéis preguntas hacerlas costar comentando