Evidencia 1 -procesos de manufactura

Objetivo:

Comprender los temas del Módulo 1 con el propósito de aplicarlos los conocimientos adquiridos en el desgarro de la presente actividad abarcando conceptos como el desarrollo del proceso de una pieza, representación mediante diagramas del proceso, así como los indicadores de calidad que incluyen el Cp y Cpk utilizados para controlar el proceso.

Procedimiento:  

Para realizar la presente actividad revisé los temas del módulo, adema de consultar los recursos del módulo y las referencias bibliográficas que se mencionaban en los temas igualmente adquirí el libro de texto recomendado para profundizar más acerca de los temas.

Resultados:

1. Analiza el siguiente artículo:

Estudio del Proceso de Fundiciones del Cobre para la producción de aleaciones especiales y realiza lo siguiente: 

1. Describe el proceso del artículo.

En el presente artículo se realizan dos tipos de aleaciones de cobre líquido para reducir la disolución de gases y el grado de oxidación en el cobre, de esa manera se cumpliría con las normas y se mejoraría la calidad para lograr este objetivo realizaron pruebas con las siguientes aleaciones: Cobre-Cromo Norma UNS C81500 y Bronce al Estaño Norma C90500.

Al momento de realizarle   pruebas al cobre a diferentes temperaturas y tiempos pudieron obtener muestras con diferentes tipos de oxidación e hidrogenación, con los resultados que obtuvieron se dieron cuenta que a mayor temperatura el cobre tenía disuelto mayor cantidad de hidrogeno.

El estaño jugo un papel clave en la aleación ya que este metal disminuye la solubilidad del hidrogeno y utilizarlo lograría ese propósito. Otro elemento químico que afecta en la fundición del cobre es el oxígeno ya que este elemento provoca oxido cuproso.

La combinación del hidrogeno, oxígenos y el vapor de agua son demasiado perjudiciales para la fundición de cobre debido a que provocan agujeros en forma de cavidades redondas o en forma de poros al momento de solidificarse.

Para poder reducir estos problemas típicos de la fundición recurrieron a la fusión con parámetros controlados realizando aleaciones con Cobre-Cromo Norma UNS C81500 y Bronce al Estaño Norma C90500.

Los resultados que obtuvieron fueron que el bronce- estaño tiene mayor pérdida de su peso total, en cuanto a la aleación de cobre cromo se obtuvo que la dureza y el Angulo de fractura son mayores a la aleación de bronce estaño.

De acuerdo con los resultados de las tablas que se muestran el bronce-estaño tiene mayor pérdida total del peso que la de cobre-cromo demás la dureza y el ángulo de fractura son mayores en la aleación cobre-cromo que en la de bronce estaño.

1. Menciona las causas por las que el proceso se sale de control.

*Una aleación con Cobre-Cromo Norma UNS C81500 genera pérdidas de cromo.

* Como vimos el a mayor temperatura aumenta la solubilidad del hidrogeno y disminuye drásticamente cuando se solidifica.

*La combinación de elementos como el hidrogeno, oxígeno y vapor de agua.

1. ¿De qué forma se controla este tipo de proceso?

*Respecto a la aleación de Cobre-Cromo Norma UNS C81500 menciona el artículo que se corrige agregando un 25% de cromo para restablecer las pérdidas de este metal.

*para reducir la solubilidad del hidrogeno como se menciona en el artículo el estaño juega un papel importante en la reducción de la solubilidad.  

* En cuanto a los hornos los pueden recubrir con algún material refractario para evitar la disolución de gases y oxidación.

1. Concluye sobre la importancia del control del proceso de solidificación.

La solidificación tiene un papel importante en la manufactura, debido a su complejidad de controlar los defectos deben tomarse estrictas medidas para mantener los procesos robustos de lo contrario pueden generarse defectos que sacarían de control el proceso como, por ejemplo: El contenido de materiales extraños en el casting, porosidad, falta de material dimensiones incorrectas, grietas y cavidades.

Segunda parte

Con base en los conocimientos adquiridos en este módulo, lleva a cabo lo siguiente:

1. Elige entre algún producto elaborado mediante procesos de manufactura en tu comunidad o cercano a ella. Recuerda que el producto no tiene que ser necesariamente producido a gran escala, por ejemplo: 

1. Una pyme de torno, una pyme de cerámica en donde realizan piezas como tazas, tazones, garrones o fabricación de moldes o piezas de fundición, etc. 

1. Pero asegúrate que el proceso cuente con la mayor cantidad de mediciones posibles a lo largo de su producción, tales como medición de temperatura, dimensionamiento del producto, contador de piezas buenas/malas, etc.

En este proceso es importante el control de las temperaturas en los hornos para que las piezas estén con las condiciones físicas y químicas adecuadas, además para poder controlar las dimensiones por medio de los moldes en donde se vierten la silicona, estos deben estar adecuadamente fabricados con las tolerancias deseadas adecuadas.

Moldes de silicona

        La silicona es un polímero inorgánico derivado del polisiloxano, está constituido por una serie de átomos de silicio y oxígeno alternados. Es incoloro e inodoro. La silicona es inerte y estable a altas temperaturas, lo que la hace útil en gran variedad de aplicaciones industriales, como lubricantes, adhesivos, moldes y en aplicaciones médicas y quirúrgicas, como prótesis valvulares, cardíacas e implantes de mamas.

        Las siliconas pueden clasificarse en relación con la longitud de sus moléculas, que influyen en su uso:

• Gaseosas: menores a 10 unidades básicas.
• Aceites: entre 10 y 100 unidades básicas.
• Resinas: entre 100 y 500 unidades básicas.
• Gomas: entre 500 y 2000 unidades básicas.

        Por su composición química de silicio y oxígeno, es flexible y suave al tacto, no mancha, no se desgasta, no envejece, es resistente al uso que le den y al no desgastarse y no contamina y puede adoptar formas y colores diferentes.

        Por su versatilidad ha sido usada con éxito en múltiples productos de consumo diario, por ejemplo:

Utensilios de cocina:

• Se utiliza en moldes para hornear
• Como aislante de agarraderas, resistentes al calor
• Se emplea en moldes para chocolate, hielo, galletas.

Ginecología:

• En alternativas ecológicas para la menstruación como las copas menstruales.

Juguetes:

• Las pelotas de silicona de gran rebote son un juguete común, aunque existen muchas formas y variaciones.

Producción de moldes de silicona

        Inyección en moldes de silicona, se utiliza para series de producción pequeñas o para duplicar prototipos y modelo. Partiendo del modelo producido a través de CNC, SLA o SLS o de una escultura hecha por tallado en arcilla como un molde maestro se hace la huella en una pieza de silicona. Este molde es luego utilizado a través de colada al vacío para producir duplicados exactos de los productos originales.

        Esta tecnología está especialmente indicada para la fabricación de Prototipos de goma o materiales gomosos como el poliuretano (PU).

El proceso de fabricación del molde se silicona por colada en vacío

1.  Antes de hacer moldes de silicona, necesitamos un prototipo producido CNC, SLA, SLS, o una escultura como un molde maestro.

1. Al momento de realizar la fabricación de moldes de silicona debemos tener en cuenta lo que representa la superficie visual y oculta, así como la superficie de montaje y complejidad del molde. También se debe tener presente como controlar los defectos que podrían presentase con las durante la inyección, tamaño del molde y la forma de la pieza.

1.  Después debemos cortar el molde de silicona hasta el borde de la pieza maestra tratando de que sea fácil de separar.
2.  Continuando con el proceso se tiene que ajustar los bebederos un paso importante para el final de la colada. Dependiendo del tipo de pieza, será el tipo de ajuste que se realice.

1. Para construir el molde se puede fabricar con moldes desechables hay sean de madera o con moldes de aluminio. Después de haber fabricado el molde la pieza patrón se le pega la columna de llenado dejando una distancia e 25mm entre la pieza y las paredes del molde. A continuación, comprobamos la estabilidad de la estructura, colocamos la caja del molde y vertimos la silicona.

1. Al momento de verter la silicona ya tenemos que haber calculado el peso necesario, así como la proporción de catalizador para que la mezcla la pongamos en la máquina de vacío y la vierta lentamente evitando la concentración de burbuja. Al terminar del proceso de vertido se llena a un horno a curar a una temperatura de 40°c durante 8 o 12 horas, dependiendo también del tamaño de la pieza.  

1. Separamos el molde de curado cortándolo en forma de sierra para posteriormente facilitar su unión de esta manera se evita la deflexión. Ponemos el molde en el horno aúna temperatura de 70°c.

1. En el siguiente paso sacamos el molde precalentado, lo limpiamos con un pisto de aire, para facilitar separar las piezas una vez inyectadas se rocía con un agente de liberación.

1. Se pesa la resina y la colocamos en la máquina de vacío durante 5 a 10 minutos. Hacemos funcionar la máquina para que los componentes de la resina se mezclen durante 1 minuto y después lo ponemos en el molde hasta que se llene la cavidad del mismo. Es de suma importancia controlar el timing y el ritmo de desgasificación ya que son factores críticos en la generación de burbujas. Po ultimo colocamos el horno a 70°c para solidificar la resina.  
2.  La solidificación depende del tipo de material por lo general es de 40 a 90 minutos, después del curado sacamos el molde abrimos y extraemos la pieza de inyección para después limpiar el canal y hueco de la colada.

1. Inspecciona el comportamiento de la producción de principio a fin, ya se mediante gráficas, visualmente, indicadores de producción, etc.

Mediciones horno de curado en °C y Horas.

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1. Realiza un diagrama de flujo de proceso de la pieza.  

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1. Elige una característica de calidad del producto y realiza un cálculo de los índices de capacidad del proceso potencial y real. 
2. Recuerda las consideraciones para realizar dicho cálculo.

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1. Con base en los valores de los índices obtenidos, realiza la interpretación de ambos, así como tus conclusiones acerca de la calidad del producto. 

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En base a los resultados obtenidos del índice de capacidad del proceso y a el índice de capacidad real del proceso podemos observar que tienen un proceso parcialmente controlado necesitan mejorarlo y llevar un control estricto del mismo.

1. Elabora paso a paso el diseño de la pieza para que esta pueda ser hecha mediante alguna técnica de moldeo.  

Elegimos el material del cual fabricaremos nuestros moldes, en este caso la silicona.

En base al material que elegimos para la elaboración de los moldes utilizaremos el proceso de inyección ya que este material tiene cierta elasticidad y es adecuado para el método elegido.

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