Maquinado por Chorro de Agua PDF

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Investigación obligatoria sobre el Maquinado por Chorro de Agua para la materia de Manufactura por Computadora con Yamel Ungson...

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CENTRO DE ENSEÑANZA TÉCNICA Y SUPERIOR

IMEC Manufactura Asistida por Computadora Unidad: 1 Maquinado por chorro de agua

Equipo: Jorge Luis Azuara

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German Castañeda

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Julio Hurtado

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27 de agosto del 2018, Mexicali, B.C Descripción del proceso El corte con chorro de agua (WJC, por sus siglas en inglés) usa una corriente

fina de agua a alta presión y velocidad dirigida hacia la superficie de trabajo para producir un corte. Para este proceso también se emplea el nombre maquinado hidrodinámico, pero el término de uso más frecuente en la industria parece ser corte con chorro de agua.

Para obtener un chorro fino de agua, se usa una pequeña abertura de boquilla con un diámetro de 0.1 a 0.4 mm (0.004 a 0.016 in). Para proporcionar al chorro una energía suficiente para poder cortar, se usan presiones hasta de 400 MPa (60 000 lb/in 2) y el chorro alcanza velocidades hasta de 900 m/s (3 000 ft/s). Una bomba hidráulica presuriza el fluido al nivel deseado. La unidad de boquilla consiste en un soporte hecho de acero inoxidable y una boquilla de zafiro, rubí o diamante. El diamante dura más, pero es el más costoso. En el WJC deben usarse sistemas de filtración para separar las rebabas producidas durante el corte. 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 distancia entre la boquilla y la superficie de

trabajo. En general, se prefiere que esta distancia sea mínima para reducir la

dispersión del chorro de fluido antes de que golpee la superficie. Una distancia de separación normal es de 3.2 mm (0.125 in). 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 chorros de fluido más densos 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 5 mm/s (12 in/min) hasta más de 500 mm/s (1 200 in/min), dependiendo del material de trabajo y su grosor. Por lo general, el WJC se realiza en forma automática usando un control numérico computarizado o robots industriales para manipular la unidad de boquilla a lo largo de la trayectoria deseada.

Ilustraciones:

Antecedentes En torno a los años 20 del pasado siglo, se desarrolló la primera etapa de esta tecnología, la función del agua fue principalmente para limpiar, su

principal aplicación fue en fundiciones. Años más tarde en la década de los 50's el ingeniero Norma Franz , experimento con una forma de corte por chorro de agua, para cortar madera sin embargo no era capaz mantener una presión continua y eventualmente en la década de los años 80´s se desarrolló exponencialmente, cuando Hachiz Mohamed añadió abrasivos al agua permitiendo que otros materiales como los metales,fueran susceptibles a ser cortados con agua. En la actualidad el maquinado por chorro de agua funciona sobre cualquier material con la capacidad de obtener un excelente acabado, el cual es casi imposible de lograr con herramientas tradicionales. Su velocidad puede alcanzar varias veces la velocidad del sonido.

Aplicaciones El corte con chorro de agua se usa en forma eficaz para obtener tiras de materia prima plana, como plásticos, textiles, materiales compuestos, mosaicos para pisos, alfombras, piel y cartulinas. Aunque también para cortar y rebordear tableros de automóvil antes del ensamble o actividades semejantes. De igual forma, tiene aplicación en el ámbito de la neurociencia, ya que se utiliza en operaciones que manejan el tejido de la corteza cerebral, ya que este método de corte permite realizar incisiones con hemorragias mínimas; de igual manera, se utiliza para seccionar tejido cerebral conservado criogénicamente, o en formaldehído. Debido a su amplia variedad de aplicaciones, el maquinado por chorro de agua es de uso común en la industria, sin embargo, su uso tiene sus respectivas ventajas y desventajas: ● Ventajas: ○ La superficie de trabajo no se deforma ni quema como en otros procesos mecánicos o térmicos. ○ La pérdida de material es mínima porque la ranura de corte es estrecha. ○ Se reduce la contaminación ambiental. ○ Existe la facilidad de automatizar el proceso usando control numérico o robots industriales. ● Desventajas: ○ No es conveniente para cortar materiales frágiles. ○ El tiempo de proceso puede ser largo.

○ Es costoso en procesos largos. ○ Son necesarios una gran cantidad de cálculos en geometría compleja para evitar la deformación del material por la inconsistencia del chorro.

Comentarios Jorge Luis Azuara: Al realizar esta investigación comprendí cómo funciona el proceso del maquinado por chorro de agua y me sorprendió el hecho de que tiene una gran cantidad de ventajas, aunque supongo que dependiendo de la pieza que se desea maquinar puede llegar a pasar que otro tipo de maquinado puede ser mejor por el costo. Además de que los cálculos necesarios pueden llegar a generar errores, pero ese riesgo siempre está presente en este tipo de procesos así que supongo que el único inconveniente de eso sería el tiempo.

Germán Castañeda: Esta investigación me ayudó a comprender con más facilidad y claridad los diferentes procesos y el funcionamiento de este tipo de maquinado, el cual considero que es de alta importancia debido a sus diversas ventajas en la industria. Julio Hurtado En lo personal, este tipo de maquinado me parece bastante interesante, ya que utiliza medios no convencionales para realizar la manufactura de piezas y perfiles que requieren de cierto grado de precisión de una manera eficiente. Ya conocía un poco sobre su funcionamiento, pero me fue grato el poder ver los parámetros de corte, y poderlos relacionar con los conocimientos que he adquirido a lo largo de la carrera.

Referencias https://www.researchgate.net/profile/Ares_Gomez/publication/267767692_INVESTIGA CION_DEL_PROCESO_DE_CORTE_POR_CHORRO_DE_AGUA_WJC_Y_SUS_APLICA CIONES_EN_MICROMECANICA/links/55f8053108aec948c476cd8d/INVESTIGACIONDEL-PROCESO-DE-CORTE-POR-CHORRO-DE-AGUA-WJC-Y-SUS-APLICACIONES-ENMICROMECANICA.pdf https://link.springer.com/referenceworkentry/10.1007%2F978-3-642-20617-7_16697

https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/978-0-387-92897-5_101554.pdf http://sci-hub.tw/https://doi.org/10.3109/02688698909002816

Groover, M. (2007). Fundamentos de Manufactura Moderna (pág. 622). Recuperado de https://www.academia.edu/32222323/Fundamentos_de_Manufactura_Moderna_terc era_edici%C3%B3n_._Mikell_P._Groover.pdf....