Tecnologies de Fabricació: Emmotllament, Deformació i Més

Tecnologies de Fabricació

1. Tecnologies de Fabricació

Les tecnologies de fabricació són un conjunt ordenat dels diversos processos de transformació que pateix un material al llarg de la seva elaboració.

Requisits d'una peça de fabricació:

• Ha de quedar preparada per a ser muntada en un conjunt.
• Ha de ser fidel al disseny establert prèviament.
• S'ha d'haver fabricat amb un cost raonable, tant de materials com d'energia.

Han de superar un control que garanteixi la seva fiabilitat.

2. Conformació per Fusió i Emmotllament

Un motlle és un recipient que presenta una cavitat en la qual s'introdueix un material en estat de fusió que, en solidificar-se, adopta la forma d'aquesta cavitat.

Parts:

• Part inferior: Reprodueix en buit la part principal o una meitat del contorn de la peça que es vol fabricar.
• Part superior: Reprodueix l'altra meitat del contorn de la peça.

Elements:

• Forat de colada, embut de fosa i canal de colada: Permeten la introducció del material en estat de fusió.
• Massalota: Dipòsit de reserva.
• Nucli: Peça que permet practicar un forat a la peça que s'emmotlla.

Tipus:

• Permanents: Es poden tornar a fer servir per a obtenir successivament moltes peces iguals.
• Perduts: Es destrueixen un cop acabat el procés d'emmotllament d'una peça.

2.1 El Procés d'Emmotllament

Un cop la massa s'ha solidificat i s'ha refredat, s'obre o es destrueix el motlle i s'obté la peça.

Processos:

• Segons la naturalesa del motlle.
• Segons el mètode d'abocament.

3. Emmotllament per Gravetat

Es duu a terme abocant la massa metàl·lica fosa sobre el motlle, de manera que es desplaci cap avall com a conseqüència del seu propi pes.

3.1 Emmotllament per Sorra

Es fa servir la sorra com a primera matèria i ha de tenir un elevat percentatge de sílice perquè sigui possible. S'utilitza el motlle perdut. Confecció del model, configuració de la part inferior i superior del motlle, muntatge del motlle complet, abocament del material fos, obtenció de la peça.

3.2 Emmotllament en Conquilla

Es divideix en 4 processos:

• Preescalfament
• Abocament del metall
• Solidificació
• Obertura

3.3 Emmotllament a la Cera Perduda

És el més antic de tots i ja no es fa servir. Resulta bastant car i no arriba a ser gaire rendible. Confecció del model patró, construcció de la coquilla, preparació del motlle de sorra, obtenció del motlle de sorra, obtenció de la peça.

4. Emmotllament per Pressió

Es duu a terme introduint la massa metàl·lica fosa a l'interior del motlle permanent per diversos procediments.

Tècniques:

• Per força centrífuga: El motlle gira al voltant d'un eix, que pot ser horitzontal o vertical, i la força centrífuga desenvolupada durant el gir obliga el metall fos a omplir la cavitat del motlle.
• Per injecció: El metall fos s'injecta en el motlle per mitjà d'una màquina; la injecció a través de l'embut de fosa es pot fer per mitjà d'un èmbol o utilitzant aire comprimit.

5. Conformació per Deformació

Els processos industrials de conformació per deformació consisteixen a sotmetre els materials a l'acció de forces que superin els seus límits d'elasticitat, de manera que hi provoquin deformacions plàstiques de caràcter permanent.

Tipus:

• Elàstica: És quan el material recupera la seva forma després de ser deformada.
• Plàstica: És quan no recupera la seva forma original.

Processos:

• Per compressió
• Per tracció

6. Forja

És un procediment de deformació en calent que consisteix a sotmetre el material a grans esforços i pressions.

Materials típics:

• Metalls purs (Al, Cu, Fe, Zn)
• Aliatges (Al+Mg)

Tipus de treballs:

• Peces acabades (forma definitiva)
• Peces de desbast (aproximació a la forma definitiva)

Segons la manera com apliquem els esforços, tenim una forja manual o una forja mecànica.

Fases:

• Escalfament
• Operacions de forja pròpiament dites
• Refredament

6.1 Escalfament de la Peça

En la forja manual, aquesta fase té lloc en les fargues.

Tipus:

• Fargues portàtils: Acostumen a ser metàl·liques.
• Fargues fixes: Estan construïdes d'obra.

6.2 Procés de Forja

Es duen a terme un cop el material ha assolit la temperatura de forja.

Eines:

• Forja manual: Encluses, martells, tenalles, accessoris.
• Forja mecànica: Màquina eina (martinet).

Segons la forma de funcionament:

• Premses mecàniques: Treballs lleugers.
• Premses hidràuliques: Treballs pesats.

Operacions de forja:

• Estiratge: Consisteix en un allargament de la peça amb reducció de la secció.
• Degollatge: Consisteix a disminuir la secció de la peça en una zona determinada.
• Recalcament: És l'operació inversa a les anteriors.
• Punxonament: Aquesta operació permet practicar forats a la peça.
• Tall: Es tracta de seccionar la peça i dividir-la en trossos de grandària prefixada.
• Doblegament: Mitjançant aquesta operació, es pot doblegar la peça.

7. Estampació en Calent

Consisteix a situar el metall entre dos motlles anomenats estampes i a sotmetre'l a un esforç de compressió mitjançant una premsa.

Fases:

• Preparació de la forma aproximada.
• Estampació: La peça es col·loca en calent entre les estampes.
• Acabat: Es procedeix a tallar les rebaves o material sobrant.

8. Extrusió

Consisteix a fer fluir el metall a pressió a través d'orificis proveïts de formes determinades.

9. Laminatge

Consisteix a fer passar una massa metàl·lica de forma contínua entre dos rodets superposats que giren en sentit contrari l'un de l'altre. El laminatge calent es pot considerar una mena de forja mecànica contínua.

Tipus de laminadors fabricats d'acer fos:

• Duo
• Trio
• Doble Duo
• Quart

9.1 Procés de Laminatge

Tres fases:

• Laminatge de desbast: S'eliminen les rugositats i les irregularitats de la superfície.
• Laminatge de palanqueta: S'hi produeix una reducció de la secció i se n'obtenen productes semiacabats.
• Laminatge d'acabat: Parteix dels productes semiacabats anteriors.

10. Estampació en Fred

Consisteix a sotmetre el material a un procés de compressió sobre una estampa per mitjà d'una premsa.

Dos avantatges respecte de l'estampació en calent:

• Redueix els costos de fabricació.
• Les peces presenten un acabat excel·lent.

Encunyació, doblegament o corbament, embotició i estiratge.

11. Deformació per Tracció

Consisteix a fer passar un material dúctil a través d'orificis calibrats, anomenats fileres.

Tècniques:

• Estiratge: El dispositiu emprat rep el nom de banc d'estirar, està format per una filera, una mordassa amb un carret desplaçable.
• Trefilatge: El dispositiu emprat rep el nom de banc de trefilatge, està format per una debanadora, la filera i la bobina d'arrossegament.