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MOLDEO - Contenido educativo

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Subido el 2 de agosto de 2018 por Isabel L.

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Estamos ya con uno de los bloques temáticos más importantes de esta asignatura 00:00:03
y que un poco es terminal, porque si hay algo que entrae de la asignatura de tecnología 00:00:08
es el taller, donde se hacen cosas. 00:00:17
Claro, nosotros lo que hacemos en el taller es un trabajo muy artesanal, 00:00:21
tiene sus objetivos didácticos, evidentemente, 00:00:27
nos ayuda a mejorar nuestro nivel organizativo, a trabajar en grupo, a utilizar herramientas, pero evidentemente la vida real, el mundo real, no se parece tanto como a nosotros nos gustaría a talleres de tecnología. 00:00:32
Está claro que en la sociedad en la que nos encontramos, la producción, la creación de objetos que se venden y como consecuencia de ellos se obtienen beneficios en las empresas, es una práctica común de nuestra sociedad y es el sistema organizativo económico en el cual nos movemos, en un mercado de oferta y demanda. 00:00:50
Y por eso el conocimiento de los procesos de fabricación es una parte de la asignatura de tecnología, sobre todo de la asignatura de tecnología industrial, que tiene un mayor peso. Es muy importante. 00:01:16
Esta es una lección, por lo tanto, también nos ayudará a ir viendo un poco qué es esto de los procesos de fabricación y la importancia de los mismos. 00:01:33
Por eso nuestro índice se ha centralizado en los procesos de conformado por moldeo. 00:01:49
Vamos a ver el moldeo en arena, el moldeo en coquilla y algunas otras técnicas de conformado que se utilizan actualmente. 00:01:56
Pues analizar lo que es un proceso productivo, podemos recordar algunas cuestiones que ya hemos abargado y hemos abordado durante la ESO. 00:02:06
Este programa que seguimos para hacer nuestros proyectos, el de buscar ideas, seleccionar ideas, después expresamos nuestra idea en forma de croquis, 00:02:20
Esa idea la desarrollamos, hacemos una planificación detallando qué vamos a necesitar, qué herramientas, qué materiales y después, cuando ya tenemos todo claro, hacemos una ejecución de ese proyecto que hemos pensado previamente. 00:02:39
en el cual usamos las distintas herramientas y nosotros generalmente hacemos nuestras estructuras y nuestros proyectos a base de madera 00:02:58
con unos circuitos eléctricos y electrónicos muy sencillos. 00:03:09
Pero en la industria, evidentemente, la madera no es precisamente el material que más se utilice. 00:03:15
Es cierto que la madera tiene una serie de propiedades muy interesantes. 00:03:23
pero no son las más aptas para las aplicaciones del mundo real. 00:03:28
En el mundo real, por lo menos hasta ahora, el rey de los materiales era el acero, 00:03:35
que como hemos visto en este curso, pues tiene unas características muy peculiares. 00:03:43
Y además, mediante los tratamientos térmicos, se pueden modificar sus propiedades un poco a antojo. 00:03:50
Las aleaciones metálicas, la mezcla de diferentes metales, mejora la versatilidad y hace que se puedan satisfacer las necesidades en cuestiones tan importantes como resistencia mecánica o ductilidad o otra serie de cuestiones que son las que el mundo moderno demanda. 00:03:56
Ahora bien, es cierto que en los últimos años el desarrollo de los plásticos, de los polímeros y el hecho de que aparezcan nuevos materiales, como por ejemplo los materiales compuestos, ha hecho que los materiales metálicos no tengan tanta importancia como en el pasado. 00:04:24
Aparte, está claro que estamos agotando nuestros recursos materiales 00:04:43
y como consecuencia tenemos que buscar materiales alternativos y técnicas alternativas 00:04:52
para el desarrollo de nuevos materiales que nos permitan proveer y satisfacer las necesidades de nuestra sociedad 00:04:58
En cualquier caso, está claro que el mundo productivo está modificándose. Las últimas modificaciones están un poco orientadas, como veremos al final de este bloque temático, 00:05:09
a la introducción y a la automatización de los procesos. 00:05:27
Todo lo que incluye el factor humano implica riesgos 00:05:33
y evidentemente lo que hace es que se incrementen los costes de producción, 00:05:38
por lo tanto los costes en el producto y todo lo que sea abaratar costes en un mercado, 00:05:46
en un libre mercado de oferta y demanda, pues supone un menor margen de beneficios. 00:05:52
Con todo, lo que quiero llegar es que efectivamente nosotros en el taller 00:06:03
teníamos una secuencia de operaciones muy claras a la hora de realizar nuestros proyectos, 00:06:10
a la hora de hacer nuestra producción. 00:06:16
Primero trazábamos y marcábamos, dependiendo del material, pues teníamos distintas herramientas, sujetábamos, cortábamos, ajustábamos, uníamos y acabábamos. 00:06:19
Pero claro, el proceso de corte que nosotros hemos utilizado es un proceso de corte con arranque de viruta. 00:06:34
En el mundo real existen otros muchos procesos que nos permiten dar forma a los objetos y no necesitan corte. 00:06:42
De hecho, en esta diapositiva lo que se ha hecho es una primera clasificación de los diferentes procesos de conformado que dan forma a las piezas. 00:06:54
Y en esa primera clasificación se ha discernido entre que haya arranque de material o que no lo haya. 00:07:05
Claro, dependerá también del propio material. Habrá materiales que permitan el corte, habrá materiales que no. 00:07:15
habrá materiales que el corte no sea fácil 00:07:24
y habrá materiales que no se puedan moldear mediante procesos 00:07:28
no se puedan conformar mediante procesos de moldeo 00:07:34
en cambio habrá otros en los que el proceso de moldeo sea el más apto 00:07:37
el más correcto y más adecuado 00:07:41
entonces por ello aquí hemos hecho una primera clasificación 00:07:43
de los procesos de conformado 00:07:46
con arranque, debilita y sin arranque 00:07:48
y luego por solidificación de formación plástica o con una herramienta que corta mediante el giro o corta mediante el desplazamiento. 00:07:51
El moldeo. El moldeo en definitiva es la solidificación del material en el interior del molde que tiene la forma de la pieza. 00:08:03
Entonces, al solidificar el material en el interior del molde, pues se tienen las piezas conformadas mediante este proceso. 00:08:19
Hay dos tipos típicos, hay muchos más, pero típicamente siempre se ha diferenciado entre el moldeo en arena y el moldeo en coquilla. 00:08:29
El moldeo en arena es muy típico para piezas grandes, principalmente. 00:08:41
Es lo que se conoce con el nombre de fundición. 00:08:46
Suelen ser piezas grandes. El proceso de solidificación es lento, porque la arena en definitiva es un refractario, y entonces hace que la solidificación se haga con un enfriamiento lento. 00:08:49
Aún así, hablaremos del proceso de solidificación, que es muy curioso, cuanto menos podríamos decir que curioso, y desde luego, desde el punto de vista científico, muy importante. 00:09:05
Cuando nosotros queremos hacer un molde con arena, generalmente lo primero que se hace, lo primero se comienza haciendo modelos en madera. 00:09:17
La madera ya hemos visto que es muy fácil de mecanizar. No tiene muy buenas propiedades mecánicas, carece de otras propiedades importantes a la hora de usos, sobre todo a escala industrial y para estructuras, pero es muy fácil de mecanizar. 00:09:31
Por lo tanto, tener piezas en madera, modelos en madera, es muy sencillo. 00:09:50
Con esos modelos en madera se pueden hacer los moldes. 00:09:56
Ahora bien, el diseño de los moldes es complicadísimo, porque no solamente hay que tener en cuenta el hueco que se va a rellenar, 00:10:01
sino hay que tener en cuenta que se va a rellenar con un líquido, con un metal en estado líquido. 00:10:10
Para que el metal esté en estado líquido, primero estamos manejando temperaturas por encima de los 1000 grados centígrados y segundo, dependiendo de cómo sean esas temperaturas, el grado de fluidez va a ser mayor o menor. 00:10:16
Los líquidos, los fluidos, como hemos visto cuando hemos hablado un poco de circuitos neumáticos 00:10:32
Tienen una mecánica un poquito complicada 00:10:38
Tanto desde el punto de vista estático como desde el punto de vista dinámico 00:10:42
Y una recomendación que se hace es que el relleno de los moldes 00:10:47
Para evitar posteriores defectos se haga en lo que se conoce con el nombre de régimen laminar 00:10:55
Es decir, a baja velocidad. El régimen laminar y el régimen turbulento se diferencian por el número de reinos, que lo veréis el año que viene. 00:11:02
Y hay varias variables que entran en forma de parte del número de reinos, pero una de ellas, una de las más importantes, es la velocidad. 00:11:14
Velocidad, viscosidad, y la viscosidad está íntimamente relacionada con la temperatura. 00:11:23
Es decir, al grado de fluidez. Si está en estado turbulento, el problema es que se pueden formar turbulencias, burbujas, pueden aparecer procesos de cavitación y eso se traduce en defectos en la pieza. 00:11:28
De una pieza de grandes dimensiones que luego va a estar sometida a esfuerzos y se le va a solicitar y se le va a exigir que aguante una serie de esfuerzos, pues hay que tener bastante cuidado. 00:11:45
Por eso el diseño de los moldes de arena se tiene que hacer con mucha precaución. Tenemos que tener en cuenta la presión que va a ejercer ese metal líquido y al ser metal tiene una gran densidad. 00:11:59
Por lo tanto, recuerdo que la presión estática está directamente relacionada con la densidad, con lo cual poca altura puede suponer grandes presiones y puede estar presionando el molde y haciendo que este reviente, como consecuencia, grandes costes. 00:12:15
No puede tener excesiva cantidad de canales estrechos porque en esos canales estrechos se aumenta la velocidad y entonces pueden aparecer turbulencias, pueden aparecer muchos defectos después en la pieza. 00:12:37
Hay que hacerlo con muchísimo cuidado. Quiero resaltar que el diseño de un molde es un trabajo de ingeniería fino y que desde luego hay que estudiarlo y particularizarlo para cada una de las piezas. 00:12:50
Un poco tenéis el proceso mediante el cual se hace el moldeo en arena, ¿vale? En las piezas se suele poner, para justamente evitar lo que os estoy comentando, de que existan excesivos cantidades de estrechamientos, etc., se pueden poner lo que se llaman corazones, ¿no? 00:13:09
que luego pues a lo mejor hay que eliminarlos con un mecanizado posterior o lo que sea 00:13:33
pero que de alguna manera se ponen estos corazones por lo que os he comentado anteriormente 00:13:40
porque se quieren evitar posibles defectos en la pieza 00:13:47
Coquilla 00:13:51
La coquilla es un molde pero no es un molde en arena 00:13:57
es decir, no es un molde de usar y tirar 00:14:00
porque el molde de arena una vez que se ha utilizado generalmente no se reutiliza 00:14:03
En cambio, la coquilla es un molde metálico, es un molde que está hecho con materiales refractarios, es un molde que se va a reutilizar varias veces. 00:14:08
Las piezas que se obtienen en una coquilla son piezas más pequeñas y sobre todo la importancia y la diferencia entre el moldeo de arena y el moldeo en coquilla es que la coquilla al ser metálica, enfría mucho más rápidamente. 00:14:19
es decir, cuando yo hago una fundición en arena 00:14:35
el enfriamiento es lento 00:14:39
por ejemplo, si hacemos fundición de acero en arena 00:14:41
lo normal es que sea fundición gris 00:14:44
y que se formen hojuelas de grafito 00:14:48
porque de tiempo a formarse esas hojuelas de grafito 00:14:51
pero si lo hacemos en una coquilla 00:14:54
la fundición probablemente sea fundición blanca 00:14:56
no de tiempo a que se formen las hojuelas de grafito 00:14:59
por ejemplo, podría ser una diferencia 00:15:03
Entonces, esos factores después hay que tenerlos en cuenta 00:15:05
Porque hay determinados tratamientos térmicos que se hacen 00:15:11
Tratamientos de homogenización, de revenido 00:15:14
Que tiene como finalidad homogenizar la pieza 00:15:17
Y evitar estos posibles defectos debido al proceso de solificación 00:15:21
El proceso de solificación es un proceso desde el punto de vista científico muy interesante 00:15:26
Es un proceso que se conoce por el nombre de proceso de nucleación y crecimiento 00:15:34
Lo vamos a entender muy sencillo. 00:15:38
Nosotros tenemos un líquido y en el seno de ese líquido se va a formar una partícula que es de sólido. 00:15:41
Es decir, hay una interfase que es la interfase sólido-líquido y que para formarse ahí se necesita poner en juego una cierta energía. 00:15:48
Cuanto más grande es la partícula, más grande es la superficie que vamos a necesitar. 00:15:59
Por lo tanto, más energía se va a poner en juego. 00:16:04
Pero por otro lado, teniendo en cuenta que hemos llegado a la temperatura en la cual el sólido se va convirtiendo en líquido, a medida que la partícula es mayor, pues el proceso está termodinámicamente más favorecido. 00:16:06
Entonces, tenemos, por así decirlo, dos factores termodinámicos que están, digamos, contrapuestos y dependen del tamaño de la partícula que estemos formando. 00:16:24
Por un lado, la creación de esa interfase, de esa superficie nueva 00:16:39
Y por otro, el hecho de que termodinámicamente, a partir de una determinada temperatura, el líquido tiende a solidificarse 00:16:47
Por lo tanto, hay un tamaño de partícula que es un tamaño crítico 00:16:56
A partir del cual, se puede decir que las partículas se formulan 00:17:00
Para tamaños menores, pues se vuelven a redisolver 00:17:04
y para tamaños mayores pues es estable 00:17:08
es necesario que la partícula 00:17:10
llegue a un tamaño crítico 00:17:13
eso no es 00:17:15
un líquido 00:17:16
claro, y para ello necesita poner en juego 00:17:18
una cierta energía activación 00:17:20
además de la 00:17:22
termodinámica, hay que poner en juego 00:17:26
la cinética 00:17:28
y ya sabemos que el proceso 00:17:29
desde el punto de vista cinético precisa una cierta energía 00:17:31
activación 00:17:34
bueno, pues que es lo que ocurre 00:17:35
que hay dos tipos de nucleación 00:17:37
La denominada nucleación homogénea, en la cual tiene que formarse por sí, no hay impurezas, no hay nada que facilite el proceso. 00:17:39
Y hay otra que es la nucleación que se conoce con el nombre de heterogénea. 00:17:51
Bueno, pues todos los procesos de solidificación, si queremos que algo solidifique, necesitamos tener, o sea, tiene que existir una nucleación heterogénea. 00:17:55
Tiene que haber una siembra, tiene que haber impurezas, tiene que haber algo que facilite, un poro, algo que facilite la nucleación de este primer elemento que tiene un radio crítico. 00:18:06
Si no, es imposible. La energía de activación es tan enorme que no se puede llegar, no se debería dar. 00:18:20
Aparte de eso, la forma en cómo se solidifica, una vez que ya se han creado las formas, son muy particulares. 00:18:28
La solidificación es en forma de lo que se conoce con el nombre de dendritas. 00:18:36
Seguro que alguno ha tenido en sus manos un copo de nieve y le ha llamado la atención esa forma arbolescente que tienen los copos de nieve. 00:18:41
Y eso es por el propio proceso de solidificación. 00:18:50
Es decir, cuando se sobrepasa una cierta temperatura de enfriamiento, se hace, o sea, se llega a formar una aguja de sólido. 00:18:52
Pero esa aguja de sólido en su superficie externa va evacuando calor, el calor latente de solidificación. 00:19:06
Y lo que hace es que en los alrededores de esa aguja no se pueda solidificar más partículas porque están sobrecalentados, por así decirlo. 00:19:15
Ese calor latente se evacua por toda la superficie de la dendrita y así se va formando esa forma arborescente. 00:19:25
Las dendritas primarias dan lugar a dendritas secundarias, etc. 00:19:35
Es importante porque todo eso configura cómo se realiza el proceso. 00:19:39
La solificación en coquilla. 00:19:54
Porque si nosotros nos fijamos cómo es, podemos incluso verlo a simple vista. 00:19:58
Se pueden diferenciar en un lingote tres zonas principalmente. 00:20:03
Una zona que está cercana al propio lingote. Las coquillas suelen tener poros, suelen tener impurezas y eso sirve de siembra para que ahí vayan solidificando los primeros embriones de sólido. 00:20:09
y da lugar a lo que se conoce con el nombre de granos equiáxicos 00:20:30
que además tienen un enfriamiento rápido porque están cercanos a las paredes de la coquilla. 00:20:35
Después hay lo que sería un gradiente de temperatura 00:20:42
desde el centro hacia los extremos, 00:20:45
o sea, se extiende por la zona donde está el metal, 00:20:50
se extiende a una pérdida rápida de temperatura. 00:20:53
Entonces, con el gradiente de temperatura van creciendo los granos de tipo columnar que dibujan ese gradiente de temperatura. 00:20:56
Y hay un último efecto que es importante y es el hecho de que ciertas impurezas que son más solubles en el líquido que en el sólido, con lo cual el sólido se va concentrando en una serie de impurezas. 00:21:08
y eso hace que en la zona central donde se produce esa concentración 00:21:21
aparezca otra zona de granos equiáxicos, parecida a la zona de fuera. 00:21:25
Y esto es una de las causas por las cuales se les tiene que dar tratamientos térmicos 00:21:32
a las piezas que se han obtenido por molde. 00:21:36
Tenemos que existen muchas variantes. 00:21:38
Para el caso de, por ejemplo, los plásticos, ya hablábamos de los termoconformados, 00:21:45
del moldeo por inyección, que también son aplicables para ciertas fundiciones 00:21:50
como por ejemplo la fundición de aluminio, hay muchas piezas de aluminio que se pueden obtener por inyección 00:21:56
y hay otra serie de piezas. 00:22:06
Hay dos técnicas de moldeo especialmente interesantes, 00:22:08
la que se conoce con el nombre de técnica de la acera perdida y el moldeo en cáscara, 00:22:12
Porque son técnicas de moldeo que nos permiten obtener piezas muy buenas, sobre todo el moldeo a la acera perdida es muy utilizado en joyería, donde las piezas son muy chiquititas, pero tienen muy buena calidad, incluso no necesitan un posterior mecanizado. 00:22:16
entonces esa no es una técnica ancestral 00:22:40
se conoce desde hace mucho 00:22:44
esencialmente la técnica de molde de acera perdida 00:22:46
lo que hace es que en lugar de hacer el molde 00:22:50
con madera 00:22:54
lo hace con cera, con parafina 00:22:57
y esa parafina pues cuando nosotros 00:23:00
vertimos el metal fundido 00:23:03
se desvanece por así decirlo 00:23:05
y pues da lugar a la pieza que nosotros queremos. 00:23:09
El moldeo en cáscara es muy parecido, digamos que el modelo se va recubriendo 00:23:15
con distintas capas de material para conseguir un molde muy fino 00:23:27
también se consigue pues piezas con gran con un gran muy muy bien reproducidas bueno esto sería 00:23:33
esta primera parte de procesos de fabricación ahora bueno pues lo que tenéis que hacer es 00:23:42
un poco ampliar esta información hacerse un glosario y si tenéis preguntas pues poner con 00:23:56
Idioma/s:
es
Autor/es:
ISABEL LAFUENTE
Subido por:
Isabel L.
Licencia:
Reconocimiento - No comercial
Visualizaciones:
83
Fecha:
2 de agosto de 2018 - 23:55
Visibilidad:
Público
Centro:
Sin centro asignado
Duración:
24′ 04″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
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Tamaño:
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