Introduccion. Maquinado no convencional. Se refiere a los procesos mediante los cuales se remueve el exceso de material mediante diversas técnicas que incluyen la energía mecánica, térmica, eléctrica o química . en estos procesos no se usa un instrumento afilado de corte en el sentido convencional. Los procesos no convencionales fueron concebidos para cubrir necesidades de mayores especificaciones y por importancia tecnológica que mediante procesos convencionales no podían ser cumplidas. - Para cubrir la necesidad de maquinar metales y no metales de reciente creación que por causa de sus propiedades estas no puedan ser maquinadas por medios convencionales. -para obtener geometrías de piezas inusuales o complejas . -para evitar daños externos a una pieza. Estas necesidades son mayormente asociadas al ramo aeroespacial y electrónica. Clasificacion de los procesos no tradicionales. 1.Mecanicos: procesos de erosion, Como chorros abrasivos o con fluidos. 2.Electricos: se utiliza energía electroquímica para la remoción de material. 3.Termicos: se usa energía térmica para cortar o dar forma a una pieza, por lo general esta energía se aplica a una parte muy pequeña de la superficie de trabajo lo que provoca que esta se remueva por fuison o evaporamiento del material. 4.Quimico: utilizando sustancias químicas como acidos, estas remueven material de ciertas porciones de la pieza de trabajo, mientras que otras porciones de la pieza se protegen con una mascara. A continuación trataremos los temas de maquinado por: Maquinado con chorro de agua Maquinado con rayo laser Maquinado electroquímico Maquinado con chorro abrasivo Maquinado químico Maquinado ultrasónico.
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Introduccion.
Maquinado no convencional. Se refiere a los procesos mediante los cuales se remueve el exceso
de material mediante diversas técnicas que incluyen la energía mecánica, térmica, eléctrica o
química . en estos procesos no se usa un instrumento afilado de corte en el sentido convencional.
Los procesos no convencionales fueron concebidos para cubrir necesidades de mayores
especificaciones y por importancia tecnológica que mediante procesos convencionales no podían
ser cumplidas.
- Para cubrir la necesidad de maquinar metales y no metales de reciente creación que por causa
de sus propiedades estas no puedan ser maquinadas por medios convencionales.
-para obtener geometrías de piezas inusuales o complejas .
-para evitar daños externos a una pieza. Estas necesidades son mayormente asociadas al ramo aeroespacial y electrónica. Clasificacion de los procesos no tradicionales. 1.Mecanicos: procesos de erosion, Como chorros abrasivos o con fluidos.
2.Electricos: se utiliza energía electroquímica para la remoción de material.
3.Termicos: se usa energía térmica para cortar o dar forma a una pieza, por lo general esta
energía se aplica a una parte muy pequeña de la superficie de trabajo lo que provoca que esta se
remueva por fuison o evaporamiento del material.
4.Quimico: utilizando sustancias químicas como acidos, estas remueven material de ciertas
porciones de la pieza de trabajo, mientras que otras porciones de la pieza se protegen con una
mascara.
A continuación trataremos los temas de maquinado por:
Maquinado con chorro de agua
Maquinado con rayo laser
Maquinado electroquímico
Maquinado con chorro abrasivo
Maquinado químico
Maquinado ultrasónico.
Maquinado Por Chorro de Agua.
El corte con chorro de agua (en inglés WJC) usa una corriente fina de agua a alta presión y
velocidad dirigida hacia la superficie de trabajo para producir un corte. También se emplea el
nombre de maquinado hidrodinámico para este proceso, pero el corte por chorro de agua es el
término de uso más frecuente en la industria.
Para obtener una fina corriente de agua, se usa una pequeña abertura de boquilla de un diámetro
de 0.004 a 0.016 In (0.1 a 0.4 mm). A fin de que la corriente tenga la energía suficiente para cortar
se usan presiones hasta de 60 000 lb/in (400 Mpa), y el chorro alcanza velocidades hasta de 3000
pies/seg (900 m/seg).
Una bomba hidráulica presuriza el fluido al nivel deseado. La unidad de boquilla consiste en un
soporte y una boquilla de joya.
El soporte está hecho de acero inoxidable y la boquilla de Zafiro, rubí o diamante. El diamante
dura más, pero es el de mayor costo, En el WJC deben usarse sistemas de filtración para separar
las virutas producidas durante el proceso. Los fluidos de corte en ese sistema son soluciones de
polímeros, las cuales se prefieren debido a que tienden a producir una corriente coherente.
Ya hemos analizado los fluidos de corte en el contexto del maquinado convencional, pero el
término se usa merecidamente en el WJC.
Los parámetros de proceso importantes en el WJC incluyen la distancia de separación, el diámetro
de abertura de la boquilla, la presión del agua y la velocidad de avance del corte. La distancia de
separación es la abertura entre la boquilla y la superficie de trabajo. En general, se prefiere que
esta distancia sea mínima para reducir la dispersión de la corriente del fluido antes de que golpee
la superficie.
Una distancia de separación normal es de 1/8 de In. (3.2 mm). El tamaño del orificio de la boquilla
afecta la precisión del corte; las aberturas más pequeñas se usan para cortes más finos sobre
materiales más delgados. Para cortar materia prima más gruesa se requieren corrientes de chorro
más densas y mayores presiones. La velocidad de avance del corte se refiere a la velocidad a la que
se mueve la boquilla a lo largo de la trayectoria de corte.
La velocidad de avance típica varía desde 12 in/min (5mm/seg) hasta 1200 in/min (500mm/seg),
dependiendo del material de trabajo y su grosor.
Por lo general, el WJC se hace en forma automática usando un control numérico computarizado o
robots industriales para manipulación de la unidad de boquilla a lo largo de la trayectoria deseada.
El WJC se usa en forma eficaz para obtener tiras de materia prima plana, como plásticos, textiles,
materiales compuestos, mosaicos para pisos, alfombras, piel y cartulinas. Se han instalado celdas
robóticas con boquillas para WJC ensambladas como herramienta de un robot para seguir
patrones tridimencionales de corte irregular, por ejemplo para cortar y recortar tableros de
automóvil antes del ensamble. En estas aplicaciones, la ventaja del WJC es que la superficie de
trabajo no se tritura ni quema como en otros procesos mecánicos o térmicos, en consecuencia, la
pérdida de material es mínima porque la ranura de corte es estrecha, esto reduce la
contaminación ambiental y existe la facilidad de automatizar el proceso usando controles
numéricos o robots industriales.
Una limitación del WJC es que no es conveniente para cortar materiales frágiles (por ejemplo,
vidrio), porque tiende a resquebrajarlos durante el proceso.
Corte con chorro de agua Abrasiva
• Cuando se usa un WJC sobre partes metálicas, por lo general deben agregarse partículas
abrasivas a la corriente a chorro para facilitar el corte. Por tanto este proceso se denomina
corte con chorro de agua abrasiva. Entre los materiales abrasivos comunes están el óxido
de aluminio, el dióxido de silicio y el granate (un mineral de silicato); los tamaños del
esmeril varían entre 60 y 120. Las partículas abrasivas se agregan a la corriente de agua a
aproximadamente 0.5 lb/min (.23 Kg/min) después de que salen de la boquilla para el
WJC.
• Los parámetros de proceso restantes incluyen algunos que son comunes para el WJC; el
diámetro de abertura de la boquilla, la presión del agua y la distancia de separación. Los
diámetros del orificio de la boquilla varían de 0.010 a 0.0250 In (0.25 a 0.63 mm), este
rango es más grande que en el WJC y permite que la corriente contenga velocidades de
flujo más altas y mayor energía antes de la eyección de los abrasivos. Las presiones del
agua son similares a las del WJC. Las distancias de separación son menores para reducir el
• efecto de la dispersión del fluido de corte, el cuál contiene partículas abrasivas en esta
etapa.
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Maquinado por rayo laser.
Un laser es un transductor óptico que convierte la energía eléctrica en un haz luminoso altamente
consistente.
Un haz laser tiene varias propiedades que lo distinguen de otras formas de luz. es monocromático
y muy alineado. Estas propiedades permiten enfocar la luz generada por un laser, mediante lentes
ópticos convencionales, sobre un punto muy pequeño, produciendo densidades muy potentes.
Dependiendo de la cantidad de energía que contiene el haz de luz y su grado de concentración en
el punto, pueden realizarse los diversos procesos con laser que se identifican a continuación.
1. Se sumergen dos barras de metales desiguales en una solución de electrolito.
2. Se conecta una barra al conductor o terminal negativo de una fuente de corriente
continua. La segunda barra se conecta a la terminal positiva.
3. Cuando se cierra el circuito circula corriente continua (CC) a través del electrolito entre las
dos barras de metal.
La reacción química produce la transferencia de metal de una barra a la otra.
La reacción química ocasionada por la corriente continua en el electrolito disuelve el metal de la
pieza de trabajo.
El electrodo y la pieza de trabajo, aunque están separados apenas 0,002 a 0,003 pulgadas (0,005 a
0,007 milímetros) nunca se topan entre sí.
La solución de electrolito esta en circulación constante y controlada y es conductora de la
corriente (el electrolito suele ser una solución salina muy corrosiva). La corriente continua, a
veces, puede ser de 10.000 A/pulgada2 (1550 A/centimetro2) según el material de la pieza: la
cantidad de remoción del metal esta en proporción directa con la corriente que pasa entre el
electrodo y la pieza de trabajo. Una corriente elevada producirá remoción rápida del metal y a la
inversa con una corriente baja.
El maquinado electroquímico ha sido uno de los procesos para trabajar metales que ha permitido
maquinar los de la era espacial.
Algunas de sus características y ventajas son:
1. Se puede maquinar un metal de cualquier dureza. 2. No se genera calor durante el maquinado y, por lo tanto, no hay deformación de la pieza
de trabajo. 3. En el ECM no hay rotación de la “herramienta”. 4. El desgaste del electrodo (herramienta) es insignificante porque nunca toca la pieza de
trabajo. 5. Debido a que el electrodo nunca toca la pieza de trabajo se pueden maquinar secciones
delgadas y frágiles sin deformación. 6. La pieza de trabajo queda libre de rebabas. 7. Es fácil producir piezas de trabajo, las formas complejas, cuyo maquinado es difícil con
otros procesos. 8. El ECM es adecuado para trabajo de producción en donde hay que hacer agujeros o
cavidades múltiples al mismo tiempo. Fuentes: .- http://electromaquinado.blogspot.com/2009/07/maquinado-electroquimico.html .-Fundamentos de manufactura moderna 3ra edición, Mikell P. Groover, Mc Graw Hill