DISEÑO DE UN HORNO BASCULANTE PARA ALEACIONES FERROSAS

DISEÑO DE UN HORNO DE FUNDICIÓN TIPO BASCULANTE PARA ALEACIONES FERROSOS EN EL LABORATORIO DE MATERIALES Y PROCESOS DE LA UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA

ELABORACIÓN Y EVALUACIÓN DE PROYECTOS

UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA

FACULTAD DE INGENIERÍAS

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA

MONTERÍA-CÓRDOBA

2016

TABLA DE CONTENIDO

RESUMEN                                                                                                                                          3

PLANTEAMIENTO Y JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA                                                    4

OBJETIVOS                                                                                                                                       5

METODOLOGÍA                                                                                                                               6

ESTADO DEL ARTE Y MARCO TEÓRICO                                                                                7

REFERENCIAS                                                                                                                                21

ANEXOS                                                                                                                                           22                                                                                                                                              

RESUMEN

Para el ingeniero mecánico tener conocimiento de los distintos procesos de manufactura aplicados en la industria metalmecánica es de vital importancia en su formación profesional, por eso se hace necesario conocer dichos procesos y aplicarlos durante el periodo de formación académica realizando proyectos que pongan en práctica los conocimientos adquiridos en el aula de clases.

Uno de los procesos más importantes en la industria metalmecánica es el proceso de fundición de metales el cual básicamente consiste en vaciar metal fundido en la cavidad de un molde, donde (al solidificarse) adquiere la forma de la cavidad [5]. Este proceso en muchos lugares aún se realiza de forma artesanal lo que implica gastos por la demora, baja productividad, desperdicio de material y el no control de las emisiones.

En el laboratorio de materiales del programa de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Córdoba se dispone de un horno para fundición de metales que pese a cumplir su función principal, presenta varios inconvenientes de los antes mencionados además de estar limitado solo a la fundición de aluminio. La construcción de un horno tipo basculante que supla tales necesidades y que además brinde la oportunidad de fundir metales ferrosos impulsaría el desarrollo tanto de la carrera como de la universidad misma, puesto que se fortalecería el conocimiento en cuanto a fundición y proyectos manufactureros, así como una potencial fuente de ingresos debido a ser una de las pocas universidades que cuentan con un horno de este tipo en la región.

Para llevar a cabo el proyecto se seleccionarán y diseñaran los elementos que componen un horno basculante basándose en información de proveedores y tesis realizadas de este tipo,

Se desarrollarán pasos como diseño de prototipos con ayuda de sistemas asistidos por computador (CAD), selección de los materiales a utilizar teniendo en cuenta la disponibilidad en el mercado y sus respectivos cálculos de diseño.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El programa de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Córdoba desde su apertura en el año 2004 se ha caracterizado por incluir en el contenido programático las prácticas de procesos de manufactura, que son una herramienta base para la formación del profesional, estas se han ido mejorando con el transcurrir del tiempo gracias al esfuerzo y gestión de docentes, directivos y estudiantes.

Actualmente se cuenta con el laboratorio de materiales y procesos en el que se ejecutan prácticas que complementan el conocimiento teórico adquirido en las aulas.

En la asignatura procesos de manufactura I se realiza la fundición de aluminio con un horno artesanal; dicho horno no permite medir ciertas variables que son necesarias en el proceso como la temperatura que alcanza el horno, la relación de aire combustible que es indispensable suministrar, entre otras. Por otro lado está limitado al no permitir fundir metales ferrosos, está diseñado para realizar solo fundiciones de aluminio. Así mismo no se brindan las condiciones adecuadas de seguridad industrial al usuario que opera el horno debido a que no se cuenta con los mecanismos de sujeción y vaciado apropiados.

JUSTIFICACIÓN

La fundición es uno de los procesos de manufactura más versátiles puesto que se usa para todo tipo de material sin importar el nivel de producción, se pueden obtener desde formas sencillas hasta las más complejas.

Con el diseño y construcción de un horno de fundición de metales ferrosos tipo basculante para el laboratorio de materiales y procesos de la universidad de Córdoba se busca fortalecer el proceso de aprendizaje de los estudiantes de Ingeniería Mecánica, así como también garantizar la seguridad de los usuarios que operan el horno de fundición diseñando un sistema de vaciado más eficaz.

Por otro lado se busca ampliar la variedad de materia prima a fundir logrando así el estudio del comportamiento de las propiedades de más materiales luego de un proceso de fundición y la caracterización del acabado superficial resultante; además con el nuevo diseño se logra la medición de variables importantes en el proceso como temperatura, cantidad de aire y cantidad de combustible.

Al contar con un horno con mejores características que las del horno actual se dan un punto de partida a futuras investigaciones de tipo formativo y complementario con otras áreas de la ingeniería mecánica, también se posibilita la prestación de un servicio externo que genere ingresos al laboratorio para su manutención.  

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