1.3. Conformación por deformación
Encontramos las siguientes técnicas:
Laminación
- Laminación: Método de conformación basado en la deformación plástica que sufren metales o aleaciones al hacer pasar la pieza entre unos cilindros.
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Imagen de Wizard191 en Wikimedia. Licencia CC |
Es el método más barato y eficiente para fabricar productos alargados de sección transversal constante a lo largo de todo el producto.
Se puede realizar en frío o en caliente.
En frío es necesaria más energía para realizar la deformación, ya que el material en frío no se deforma con facilidad, pero las propiedades de los materiales deformados en frío son significativamente mejores que en caliente, y además el grado de acabado superficial en la deformación en frío es significativamente mejor que en caliente, tal es así que las piezas laminadas en frío no suelen tener que sufrir un proceso de acabado en cambio las laminadas en caliente suelen requerir un acabado final.
En el proceso de laminado en caliente el lingote colado, las palanquillas o tochos se calientan a una temperatura entre los
Estampación
- Estampación: Proceso de conformación, también llamado embutición, que se basa en someter a un metal a un esfuerzo de compresión entre dos moldes de acero, llamados matrices o estampas.
Los componentes fundamentales de la estampación son una prensa que puede tener distinta potencia, forma y tamaño, y una matriz, que lleva grabado la forma que se desea acuñar en la chapa, y que al dar un golpe seco sobre la misma queda grabada en ella.
Cuando además de modificar la forma del material, la prensa va provista de punzones que provocan cortaduras sobre la chapa de material, entonces al proceso se le llama troquelado.
La estampación permite un óptimo nivel de automatización del proceso para producir grandes cantidades de piezas y a un elevado ritmo de trabajo. Las piezas obtenidas presentan un nivel de acabado superficial aceptable no siendo necesario someterlas a ninguna operación posterior.
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Imagen en INTEF. Licencia CC |
La forja por estampación en caliente se aplica a los metales, y consiste en darles forma sometiéndolos a esfuerzos violentos de compresión, que pueden ser repetitivos o continuos.
En este proceso el tocho del material de partida se sitúa en la matriz con la forma de la pieza que se desea obtener. Sobre la parte superior que cierra la matriz y se golpea, manual o neumáticamente, cuando los esfuerzos tienen que ser muy grandes manualmente es imposible ejecutarlos, se produce la deformación permanente de la pieza que va ocupando todo el hueco de la matriz.
Al extraer la pieza de la matriz, en general el grado de acabado no es satisfactorio y la pieza suele presentar rebabas que se tienen que recortar, también suele ser necesario someter a las piezas a procesos posteriores de acabado.
Con este procedimiento se suelen fabricar componentes mecánicos, como bielas, ejes,…
La forja manual es uno de los métodos más antiguos de trabajar el metal. El proceso consiste en calentar el metal al rojo vivo en una fragua. La fragua es un hogar construido con ladrillo refractario, que recibe el aire forzado desde un fuelle, para avivar la combustión del combustible, generalmente carbón de coque o vegetal.
A continuación se coloca el metal sobre un yunque y se golpea para darle forma con pesados martillos llamados machos. Además de martillos, se emplean otras herramientas en las diferentes operaciones de forja.
Trefilado
- Trefilado: El método consiste en reducir progresivamente la sección inicial de un producto metalúrgico (una barra de metal dúctil, o alambrón laminado…) haciéndolo pasar, mediante tracción, por unos orificios calibrados llamados hileras, de sección inferior a la de la pieza que se va a trabajar.
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Imagen de Jahj en Wikimedia. Licencia CC |
Este procedimiento se utiliza sobre todo en la fabricación de alambre.
Las piezas donde están situadas las hileras debe estar fabricadas de un material que soporte elevadas temperaturas y grandes esfuerzos de fricción con el mínimo desgaste posible, carburo de tungsteno, y deben ser lubricadas y refrigeradas mediante materiales en polvo. A cada paso del material por hileras de sección cada vez inferior, éste va ganando resistencia a la tracción, a costa de perder resistencia a la flexión y de aumentar su acritud.
El diámetro del cabo del alambre para estirar está reducido en una máquina sacapuntas. Este lado de alambre con diámetro afilado se enhebra por la boquilla de la primera máquina trefiladora y se fija en el tambor por un elemento que traccionará del alambre para empezar el estirado, un tambor va girando y enrollando el alambre. Éste debe pasar por varios procesos de trefilado hasta alcanzar el diámetro requerido. Cuando un rollo de alambrón para trefilar está próximo a terminarse, se suelda al principio de otro rollo para poder seguir con el proceso de trefilado.
Extrusión
- Extrusión: Procedimiento de conformación con desplazamiento de material que permite obtener piezas de sección compleja aprovechando la plasticidad de ciertos materiales cuando son sometidos a esfuerzos de compresión o de choque.
El proceso consiste en introducir el material a trabajar en un depósito en el que hay un émbolo que le empuja. La acción del émbolo obliga a fluir al material por un orificio, boquilla o hilera, con la forma de la sección que se desea obtener.
Debido a los grandes esfuerzos de fricción las hileras sufren desgastes. Este fenómeno se reduce cuando se eleva la temperatura, ya que de este modo aumenta la deformación plástica de los materiales. Sin embargo los productos obtenidos presentan un mejor acabado, características y propiedades si el proceso ha tenido lugar en frío.
Dependiendo del sentido en que el material fluya por la boquilla, la extrusión puede ser:
- Directa: Cuando el material fluye en el mismo sentido que la fuerza de compresión.
- Inversa: Cuando el flujo se produce en sentido contrario al de la fuerza de compresión.
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Proceso de extrusión Imagen en Wikimedia. Dominio público |
Por este procedimiento se trabajan materiales con tendencia a presentar baja acritud y capacidad para deformarse plásticamente, como son los polímeros, el plomo, el estaño, el zinc, el aluminio, el cobre.
Ejercicio resuelto
