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1 la fabricación por inyección de una pieza polimérica de termoplástico amorfo se decide invertir en una sistema de apertura de molde y extracción de pieza más rápidas, con objeto de incrementar la tasa de producción. Otro ingeniero opina que si no se incrementa la velocidad de enfriamiento, esa med...

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1.En la fabricación por inyección de una pieza polimérica de termoplástico amorfo se decide invertir en una sistema de apertura de molde y extracción de pieza más rápidas, con objeto de incrementar la tasa de producción. Otro ingeniero opina que si no se incrementa la velocidad de enfriamiento, esa medida no puede reducir ni un solo segundo el tiempo de producción de una pieza . a) Discuta si la medida es correcta o si el segundo ingeniero tiene razón en su afirmación. La medida del primer ingeniero podría ser interesante, pero en comparación con la del segundo ingeniero es muy inferior en cuanto a rentabilidad/productividad. El segundo ingeniero no tiene la razón completamente, ya que por poco que sea, al agilizar la extracción de la pieza se va a mejorar en el rendimiento del ciclo, y en consecuencia, en la tasa de producción. b) ¿Le parece interesante la medida propuesta por el segundo ingeniero (con independencia de la validez de la primera planteada)?. La etapa crítica en un proceso de inyección es la de enfriamiento, que es la más larga y en la que habría que invertir dinero/recursos para mejorar la productividad. Por ello, no sólo es interesante, sino que es altamente recomendable para evitar tiempos ociosos durante el ciclo de inyección. 2.Indique, para cada uno de los casos, en qué sentido es un buen o mal diseño según las filosofías DFx (donde x sería Manufacturing; E para enviroment y A, para Assembly): a) Incrementar el grosor de una bandeja fabricada actualmente por termoconformado por vacío en molde hembra con alto nivel detalle en los relieves de la bandeja. Para el DFA sería muy buena idea porque está simplificando las operaciones secundarias porque está realizando los relieves ya en el proceso de fabricación, a su vez para el DFM igual es un proceso más complejo por la realización de esos relieves precisos y habría un mal acabado. Para el DFE habría que estudiar sus contaminantes más detalladamente. b) Disminuir mucho del diámetro de los elementos de unión empleados en una unión mecánica que requieren de orificios de muy pequeño diámetro (B0max) que provoque el desgarro del material, a causa de los valores iguales que se han supuesto en el enunciadoa, no variará la fuerza de embutición del material. 5. Preguntas sobre el módulo elástico, densidad, RTM y VARIM(VARTM). El modelo RTM se echa la resina a presión, obligando a la resina que se infiltre por todas las capas. La Inyección de la resina se realiza a presión, ya que favorece que se moje toda la fibra (se puede inyectar calentada o sin calentar, según viscosidad deseada). El calentamiento (curado) se realiza sobre el molde, por tanto, limita la geometría de la pieza. Parámetros importantes que actúan sobre la pieza: el tiempo de gel, el proceso de curado, la viscosidad, permeabilidad y capacidad de compactación de la pieza. La ley de Darcy representa la resina para una única dirección, pero también tenemos que tener en cuenta el espesor (NO ES UNIDIRECCIONAL)

La ley de Darcy expresa que el tiempo que tarda en infiltrar la resina una longitud determinada es directamente proporcional a viscosidad y longitud, e inversamente proporcional a permeabilidad y diferencia de presiones. El diseño del molde, la preforma empleada y la cantidad de resina influirán sobre la fracción de fibra/resina final. La fracción puede ser másica o volumétrica.

Donde Vm es la fracción volumétrica de la matriz, Vf la fracción volumétrica de la fibra y vi el volumen de i. La suma de las fracciones volumétricas de un material compuesto puede ser distintas a 1 si existe porosidad. Las fracciones másicas de un material compuesto siempre suman 1 porque la porosidad no pesa. Si la fracción másica de la matriz (resina) es muy baja, no se pegarán bien las laminas del refuerzo y no existirá suficiente cohesión. La regla de las mezclas permite calcular algunas propiedades mecánicas como el módulo elástico (E), la densidad (ρ), la conductividad eléctrica (σe) y la conductividad térmica (σm). La resistencia mecánica (σt) NO puede calcularse con la regla de las mezclas.

Para determinar el módulo elástico del material compuesto (Emc) sólo es válido para la dirección de la fibra (orientación unidireccional):

De normal, el módulo elástico de la fibra será mucho más alto que el de la resina, por lo que influirá más el término de la fibra que el de la resina. Si se tiene un tejido formado por láminas o capas de orientación 0-90º, el módulo elástico en cualquier dirección será inferior al de un tejido de fibras unidireccionales. Esto es así porque en el caso de un tejido de fibras 0-90º, NO todas las fibras actúan en la misma dirección, por lo que se tendrán distintos módulos elásticos según las direcciones. Para calcular el módulo en este caso, se utiliza un factor corrector:

La densidad se mantiene constante y da igual el número de láminas que se pongan. El modelo VARIM, se hace a la entrada de resina por vacío, el impregnado de la resina se lleva a cabo mediante la acción de vacío. Ventajas: 1. Mayor flexibilidad en la geometría 2. No requiere el empleo de moldes rígidos sellados. Al no presentar un molde rígido y sellado porque se realiza con una bolsa de plástico, permite cierta versatilidad a la hora de cambiar la geometría. Si se quiere aumentar el espesor, la bolsa se adapta. SON MÉTODOS MÁS BARATOS Y FÁCILES DE HACER QUE CON UN MOLDE ESTANCO CON RESISTENCIA A LA PRESIÓN (RTM). Inconvenientes: 1. El empleo de vacío en lugar de presión a veces puede reducir la eficacia de impregnado: es un poco peor porque solo con vacío, sin hacer nada de presión a la entrada de la resina, pueden conseguirse calidades finales peores. Esto es causado por las pistas de carreras, producidas cuando hay zonas con diferentes permeabilidades, produciéndose puntos secos, causados porque la resina no llegue a ciertos puntos. 2. Requiere el empleo de múltiples elementos auxiliares: respecto a costes e inversión inicial es más barata, pero los costes de operación son iguales o más caros en algún caso, porque requiere de múltiples elementos auxiliares. TIPOS DE DEFECTOS

Llenado incompleto Junta fría: Este defecto aparece como una línea de unión recta en la superficie del material fundido cuando el hierro fundido se vierte en el molde desde dos puertas, y ambas corrientes de metal fundido se encuentran en un punto con bajas temperaturas. Para eliminar estos defectos, se debe adoptar la temperatura óptima de vertido y un sistema de medición adecuado. Rechupe: Es un hueco dejado en la pieza como resultado de la contracción líquida y de solidificación propia de los metales. Si es exterior, tiene forma de embudo, y si es interior, forma cavidades. La causa es el enfriamiento desigual del metal y la contracción que genera una disminución del volumen. Se corrige colocando mazarotas en zonas de rechupes. Gránulos fríos: Son partículas metálicas oxidadas y solidificadas bruscamente. Su causa son salpicaduras que se producen en el transcurso de la colada y quedan atrapadas. Se resuelve efectuando la colada con suavidad. Disminuir la altura de caída. Microporosidad: Agujeros y cavidades formadas por el gas que contiene el metal líquido. Lo causa los gases procedentes de la atmósfera del horno, disueltos durante la fusión, y de la combustión de algunos materiales utilizados en la preparación del molde. Arena demasiado húmeda. Se puede prevenir construyendo buenos canales o conductos de ventilación. Realizar la fusión y la colada en vacío. Desgarramientos calientes: Se trata de grietas con bordes irregulares causadas por tensiones de tracción desarrolladas durante la solidificación del material fundido colocado en el molde. Además, también puede ser causada por la discontinuidad en la fundición de metal. SOPLADURAS: Defecto más común en el proceso de fundición de arena. Los orificios de soplado son generalmente en forma de huecos internos, que pueden ser agujeros redondos, lisos un ovales con una superficie brillante. Depresiones superficiales resultantes de materiales gaseosos excesivos que están atrapados en el molde. Es causada por baja permeabilidad, baja temperatura del molde.

PENETRACIÓN DE METAL: La penetración del metal es causada por el uso de baja resistencia, gran tamaño de grano y arena altamente permeable. En consecuencia, el metal fundido penetra en la arena de moldeo, produciendo una superficie de fundición áspera y desigual. Este defecto se puede eliminar mediante el uso de arenas de menor tamaño de grano, baja permeabilidad y alta resistencia. CAIDAS DE ARENA: Penetraciones de metal en las paredes del molde. Causada por desprendimiento de arena. Solución apisonar o presionar bien la arena. COSTRA: Las costras o hebillas se pueden atribuir a la cizalladura de arena en la superficie de la cubierta, por lo tanto, lo que resulta en una capa de metal que se separa del molde principal por una capa de arena. El defecto es causado principalmente por el uso de arenas que son demasiado finas en textura, tienen baja permeabilidad y alta humedad. Por lo general, el polvo de carbón sería suficiente, ya que se ha demostrado que produce materiales fundidos sin defectos de expansión, uno de los cuales es las costras. CORRIMIENTO DE SEMIMOLDE: Desalineaciones de partes de piezas por desplazamientos entre cajas. Costra, penetración, grietas del molde y caídas de arena: Se previene mejorando la compactación de arena. Corrimiento del molde: Mejorando el diseño del molde o teniendo más cuidado. Rechupe -> Se previene con la mazarota Llenado incompleto-> Se previene mejorando el diseño del molde Diferencias entre el tipo de soldadura TIG (por electrodo de wolframio) Y MIG (por electrodo metálico). En el TIG, el electrodo es inerte y no se une a la soldadura, en el MIG, el electrodo no es inerte (consumible) y se une a la soldadura. La tecnología de soldadura más usada es la del TIG. Si se tiene un tornillo y una chapa que atornillar, ¿Qué pieza sería de cobre y cuál de acero, siendo más noble el cobre que el acero?. La mejor situación es el tornillo de cobre (cátodo) y la capa de acero (ánodo). Se irá corroyendo la chapa por zonas, pero más lentamente porque el cátodo es más pequeño. Lo ideal sería proteger superficialmente el tornillo. LAS UNIONES ADESHIVAS NO SUFREN DE CORROSIÓN, LAS DEMÁS SI. Decir cuales son los métodos o tipos de esfuerzo mejores para la unión adhesiva

¿Porqué es interesante utilizar un co-curado para ingeniería industrial? Porque reduce el número de operaciones y se simplifica el coste. Reducción de problemas de ajuste en el ensamblaje final. Menor número de piezas por estructura. PREGUNTA DE EXAMEN: En una unión remachada de aluminio, se puede apretar todo lo que se quiera, en co-curado no se puede aplicar fuerza una vez curado porque la resina es frágil y romperá. Distinguir entre tipos de uniones mecánicas (son concentradores de tensiones). Uniones roscadas:

Por interferencia:

¿Cómo fabricar una matriz metálica con refuerzo cerámico? Con fundición (se funde el metal y se añade a continuación un material cerámico), seguido de aglomeración mecánica (para evitar los problemas que causa la fundición).

Saber 3 o 4 características de memoria. Dada una propiedad, saber si es mejor conformado en frio o en caliente. El conformado EN FRÍO energéticamente es más económico. El conformado EN FRÍO mejora la calidad superficial final, cuando es en caliente, los rodillos rozan con el metal y es más fácil que se generen desperfectos en la superficie. El conformado EN FRÍO no emite contaminantes ya que no se calienta. El conformado EN FRÍO se aplica deformación en una dirección preferente, en caliente no sucede esto, por la recristalización El conformado en FRIO tiene mejores valores de resistencia, fatiga y resistencia al desgaste, ya que, en caliente, al querer ductilidad, se pierden dichos valores. El conformado EN FRÍO es más difícil deformarlo plásticamente, ya que en caliente, al calentarlo, se reblandece y el límite elástico baja. El conformado EN CALIENTE tiene mayor ductilidad en materiales finales. El conformado EN CALIENTE es posible mejorar la calidad superficial inicial más fácilmente (reblandeciendo), pudiendo solucionar muecas, partículas en superficie etc.

Indicar lo máximo que se puede laminar una pieza. La laminación de la pieza depende de mu, que depende del material del rodillo, del material de trabajo y de la temperatura y la lubricación. Además, la fuerza de laminación, depende de la tensión y el área (multiplicación de estas dos). ¿Cúal es el método recomendado para obtener formas con ángulos pequeños? La inyeccióncompresión...