Unidad II Maquinado

Procesos Básicos VI

2ª parte

UNIONES

Tema 19 Química

Tema 20 Ensambles

Procesos de unión y equipos

Soldadura

Fusión

Química

Oxígeno y combustible

gaseoso

Termitas

Eléctrica

Por arco

Por resistencia

Por haz de electrones

Por rayo láser

Soldadura fuerte y blanda

De estado sólido

Eléctrica

Por difusión

Por explosión

Química Mecánica

En frío

Por fricción

Ultrasonido

Unión por adhesivos

Sujeción mecánica

Sujeción

Costura

Engargolado

Engrapado

Unión soldada, calidad y prueba

Consideraciones ambientales y de

seguridad

Adhesivos

La unión con adhesivos ha sido un método común en aplicaciones

como etiquetado, encuadernado, empaque, hogar y calzado. En la

industria ha tenido más aceptación, sobre todo desde la segunda guerra

mundial.

Forma de adhesivos

• Pasta

• Soluciones

• Emulsiones

• Polvo

• Cinta

• Películas

Espesores de 0.1 mm

Requisitos o propiedades de los adhesivos

• Resistencia cortante al desprendimiento

• Tenacidad

• Resistencia a diversos fluidos y productos químicos

Mercado

Video 1

Tipo de adhesivos

Adhesivos naturales: almidón, dextrina, harina de soya y productos

animales

Adhesivos inorgánicos: Silicatos de sodio y oxicloruro de magnesio

Adhesivos orgánicos sintéticos: Termoplásticos (no estructurales) o

polimeros termofijos (estructurales).

Debido a su resistencia, los orgánicos son los más importantes,

sobre todo para soporte de carga. Se clasifican en:

Quimicamente reactivos: poliuretanos, silicios, epóxicos,

cianocrilatos, acrílicos modificados, fenólicos, y poliamidas.

Anaerobios (curan sin oxigeno) como el Loctite para sujetadores

roscados.

Sensibles a la presión: hule natural, hule de estireno butadieno,

hule de butil, hule de nitrilo y poliacrilatos.

De fusión en caliente: termoplásticos y elastómeros de

termoplásticos. Se requiere un primer polímero de etileno, una cera

opcional y un agente pegajoso.

Evaporativos o por difusión: vinilos, acrílicos, fenólicos,

poliuretanos hules

De película o de cinta: epóxicos de nylon, epóxicos de elastomero,

fenólicos de nitrilo, fenólicos vinílicos y poliamidas.

De punto retrasado: copolímeros de estireno butadieno, acetatos

polivinilicos, poliestirenos y poliamidas.

Electrica y termicamente conductivos: epóxicos, poliuretanos, silicones y

poliamidas. Se adicionan cargas o rellenos metálicos como cobre, plata y

oro.

Investigar los distintos tipos de adhesivos y sus características:

Acrílico, los anaerobios, epóxicos, cianocrilatos, metacrilatos, materiales

fundidos, sensibles a la presión, fenólicos, silicones. Entrega Jueves

próxima semana.

Preparación de superficies

• Suciedad: afecta la humectación, difusión y adherencia de los adhesivos.

• Óxidos sueltos: evitan la adherencia de las piezas debido a su

desprendimiento fácil.

Procesos combinados.

Es posible combinar distintos tipos de unión. Por ejemplo una unión mecánica

con la química (una pieza remachada o atornillada y pegada con un adhesivo).

Proceso de curado.

Puede ser de algunos segundos hasta horas (termofijos).

Ventajas de los adhesivos

• Proporciona una unión en la interfaz para resistencia estructural o no

estructural como sellado, aislamiento, prevención de la corrosión

electroquímica. Termo acústico.

• Distribución de la carga e integridad estructural de las secciones.

• Apariencia

• Unión de componentes muy delgados y frágiles sin aumento de peso.

• Unión de distintos materiales

• Debido a las temperaturas de aplicación no excede entre la ambiental

hasta 200°C, no existe distorsión entre componentes.

Limitaciones

• Intervalo limitado de temperatura de servicio

• Tiempo de unión

• Cuidado en la preparación de las superficies

• Confiabilidad limitada en su vida útil en ambientes hostiles

Diseño de uniones con adhesivos

Deben garantizar que las uniones se sometan solo a fuerzas de

compresión, tensión y cortante y no al desprendimiento o escisión.

Las uniones a tope requieren superficies grandes. Las uniones de traslape

siempre tienden a distorsionarse bajo tensión debido a la par de fuerzas en

la unión.

Procurar que los coeficientes de dilatación térmica de los componentes

sean casi iguales para evitar esfuerzos internos durante la unión con los

adhesivos y evitar que los ciclos térmicos puedan provocar movimiento

diferencial en la unión.

Traslape simple Traslape dobleRebajada

Reforzada Uniones combinadas

Curado mediante luz

Al exponerlos a una fuente de luz con la intensidad y longitud de onda

apropiadas, los adhesivos curados por luz ultravioleta curan muy

rápidamente y permiten ciclos de producción rápidos, control de calidad en

línea y rápida disponibilidad para los pasos de proceso posteriores.

Para asegurar un curado fiable de los adhesivos curados por luz

ultravioleta es esencial que la luz alcance el adhesivo. Por lo menos una de

las piezas unidas debe ser transparente a la longitud de onda de curado del

adhesivo seleccionado.

Herramientas para la aplicación y curado de adhesivos

Ensambles

¿Qué es un ensamble?

Es la fase dentro de la operación de manufactura de juntar las partes o

los componentes de un producto. Requiere que se consideren la facilidad,

la rapidez y el costo de juntar las partes.

Todo producto ensamblado también debe diseñarse para ser

desensamblado con fines de desarmar el producto, para darle

mantenimiento, servicio o en el momento del reciclado de sus

componentes.

Como hemos visto, los ensambles se pueden hacer a mano o con

maquinas herramientas, equipos o hasta robots. Todo depende de factores

como la complejidad del producto, el número de partes, cuidado y

protección requerida para evitar el daño de las superficies, el costo de la

mano de obra.

La expresión factor de diseño significa alguna característica o consideración que influye en el

diseño de algún elemento o, quizá, en todo el sistema. Se tiene que tomar en cuenta varios de

esos factores en un caso de diseño determinado. En ocasiones, alguno de esos factores será

crítico y, si se satisfacen sus condiciones, ya no será necesario considerar los demás. Por

ejemplo, suelen tenerse en cuenta los factores siguientes:

•Resistencia

•Confiabilidad

•Condiciones térmicas

•Corrosión

•Desgaste

•Fricción o rozamiento

•Procesamiento

•Utilidad

•Costo

•Seguridad

•Peso

•Ruido

•Estilización

•Forma

•Tamaño

•Flexibilidad

•Control

•Rigidez

•acabado de superficies

•Lubricación

•Mantenimiento

•Volumen

Bibliografía

Sharer, Shubeli Ulrich Ingeniería de los materiales México 1991 Editorial Continetal

Neely, John E. Materiales y procesos de manufactura México, Edit. Limusa 1992

ISBN 968-18-4381

Kalpakjian, Serope Manufactura, ingeniería y tecnología. 5ª edición México 2008. Edit.

Pearson

ISBN 970-26-1026-5