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Procesos Industriales para Materiales no Metálicos

Autor:Julián Rodríguez Montes;
Categoría:Ingeniería Industrial
ISBN: 9788498213195
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La tecnología de procesado de polímeros tiene como finalidad obtener piezas objetos y componentes cuyo comportamiento sea adecuado a las aplicaciones a las que sean destinados. Una de las grandes ventajas que presentan los polímeros es la gran facilidad y economía con que se obtienen los productos finales a partir de las material primas convenientemente preparadas, a las que se han añadido pigmentos, cargas y los aditivos necesarios para la aplicación a que se destinan.1"PARTE I: PROCESOS SOBRE NO METALES 1 Conformado de polímeros ..................................................... 1 1.1 Introducción ............................................................................................4 1.2 Extrusión ................................................................................................6 1.2.1 Extrusoras.....................................................................................................6 1.2.2 Recubrimientos de cables.............................................................................8 1.2.3 Extrusión de laminas y films........................................................................9 1.3 Moldeo por inyección ............................................................................10 1.3.1 Máquina de inyección ................................................................................11 1.3.2 Sistema de moldes......................................................................................13 1.4 Moldeo por Soplado ..............................................................................16 1.4.1 Moldeo por soplado, preforma por extrusión .............................................16 1.4.2 Moldeo por soplado, preforma por inyección ............................................17 1.4.3 Soplado de films.........................................................................................19 1.5 Calandrado ............................................................................................22 1.6 Moldeo rotacional .................................................................................24 1.7 Moldeo por compresión .........................................................................25 1.8 Moldeo por transferencia de resina......................................................... 27 1.9 Termoconformado .................................................................................27 1.9.1 Introducción ...............................................................................................27 1.9.2 Métodos de termoformado .........................................................................29 1.9.2.1 Métodos de un paso .............................................................................. 29 1.9.2.2 Métodos multipaso ...............................................................................31 1.9.3 Grado de estiramiento ................................................................................34 1.9.3.1 Grado de estiramiento superficial medio .............................................. 34 1.9.3.2 Grado de estiramiento lineal medio ...................................................... 35 1.10 Ejercicios propuestos.............................................................................38 1.11 Bibliografia ...........................................................................................40 2 Procesos en vidrio .................................................................41 2.1 Introducción ..........................................................................................44 2.2 Composición del vidrio.......................................................................... 44 2.3 Materias primas .....................................................................................46 2.4 Hornos ..................................................................................................46 2.5 Fabricación .................................................................................................48 2.5.1 Objetos huecos: Moldeo por soplado .........................................................49 2.5.2 Vidrio plano................................................................................................51 2.5.2.1 Vidrio estirado ......................................................................................51 2.5.2.2 Vidrio flotado .......................................................................................52 2.5.3 Fibra de vidrio ............................................................................................52 2.5.3.1 Estirado.................................................................................................53 2.5.3.2 Aspersión centrífuga.............................................................................54 2.5.4 Fibras ópticas..............................................................................................55 2.5.5 Vidrios fotocrómicos..................................................................................56 2.6 Revenido y templado .............................................................................56 2.7 Ejercicios propuestos.............................................................................58 2.8 Bibliografia ...........................................................................................60 3 Procesado de cerámicos ....................................................... 61 3.1 Introducción ..........................................................................................64 3.2 Materias primas y aditivos ..................................................................... 65 3.3 Preconsolidación ...................................................................................66 3.4 Conformado...........................................................................................68 3.4.1 Prensado .....................................................................................................68 3.4.1.1 Prensado uniaxial ..................................................................................68 3.4.1.2 Compactación isostática en frío.............................................................71 3.4.1.3 Prensado uniaxial en caliente ................................................................71 3.4.1.4 prensado isóstatico en caliente ..............................................................72 3.4.2 Colada.........................................................................................................73 3.4.2.1 Slip casting ............................................................................................73 3.4.3 Conformado plástico ..................................................................................74 3.4.3.1 Terrajado ...............................................................................................75 3.4.3.2 Moldeo por inyección............................................................................75 3.4.3.3 Moldeo por compresión y por transferencia..........................................76 3.4.3.4 Extrusión ...............................................................................................76 3.4.3.5 Otras técnicas ........................................................................................76 3.5 Sinterización .........................................................................................77 3.6 Acabado ................................................................................................80 3.7 Cerámica tradicional (alfarería).............................................................. 81 3.7.1 Métodos de conformado .............................................................................81 3.7.2 Tipos de cerámica.......................................................................................83 3.7.3 Fabricación de ladrillos y baldosas.............................................................84 3.8 Ejercicios propuestos .............................................................................85 3.9 Bibliografia ...........................................................................................88 4 Materiales compuestos ......................................................... 89 4.1 Introducción ..........................................................................................92 4.2 Refuerzos ..............................................................................................93 4.2.1 Fibras de vidrio...........................................................................................93 4.2.2 Fibras de boro.............................................................................................94 4.2.3 Fibras de carbono .......................................................................................95 4.2.4 Fibras Orgánicas.........................................................................................98 4.3 Arquitectura del refuerzo ....................................................................... 98 4.4 Procesos de conformado.......................................................................101 4.4.1 Deposición por proyección.......................................................................101 4.4.2 Impregnación mediante resina líquida manual .........................................102 4.4.3 Arrollamiento de filamentos o filament winding ..................................103 4.4.4 Pultrusión..................................................................................................103 4.4.5 Moldeo por transferencia de resina ..........................................................104 4.4.6 Consolidación de pre-preg........................................................................105 4.5 Ejercicios propuestos ...........................................................................107 4.6 Bibliografia .........................................................................................108 PARTE II: PROCESOS DE UNIÓN 5 Procesos de soldadura. ....................................................... 109 5.1 Introducción ........................................................................................112 5.1.1 Clasificación de los procesos de soldadura ..............................................112 5.1.2 Generalidades ...........................................................................................113 5.1.2.1 Partes en la zona de soldadura.............................................................113 5.1.2.2 Tipos de preparación ...........................................................................115 5.1.2.3 Tipos de uniones y posición de soldadura ...........................................115 5.1.2.4 Defectos en las soldaduras.................................................................. 117 5.2 Soldadura por fusión............................................................................ 120 5.2.1 Por oxigas: Oxiacetilénica........................................................................120 5.2.2 Por arco eléctrico:.....................................................................................122 5.2.2.1 Formación del plasma y tipos de tensión............................................ 122 5.2.2.2 Tipos de electrodos. Cálculo intensidad y tensión.............................. 123 5.2.2.3 Tipos y funciones de la protección ..................................................... 127 5.2.2.4 Soldadura manual con electrodo revestido ......................................... 128 5.2.2.5 Arco sumergido .................................................................................. 129 5.2.2.6 TIG ..................................................................................................... 131 5.2.2.7 MIG y MAG....................................................................................... 133 5.2.3 Bajo electroescoria ...................................................................................137 5.2.4 Aluminotérmica........................................................................................138 5.2.5 Por resistencia ..........................................................................................138 5.2.6 Por partículas de alta energía....................................................................142 5.3 Soldadura sin fusión ............................................................................ 143 5.4 Soldadura fuerte y blanda .................................................................... 145 5.4.1 Generalidades ...........................................................................................145 5.4.2 Soldadura fuerte .......................................................................................146 5.4.3 Soldadura blanda ......................................................................................148 5.5 Ejercicios propuestos........................................................................... 150 5.6 Bibliografia ......................................................................................... 152 6 Uniones adhesivas. ..............................................................153 6.1 Introducción ........................................................................................ 156 6.1.1 Ventajas e inconvenientes de las uniones adhesivas ................................157 6.1.2 Definición de adhesivo, adhesión y cohesión...........................................159 6.2 Fundamentos de la adhesión ................................................................ 161 6.2.1 Teorías de la adhesión ..............................................................................161 6.2.1.1 Anclaje mecánico ............................................................................... 161 6.2.1.2 Difusión .............................................................................................. 162 6.2.1.3 teoría electrostática ............................................................................. 162 6.2.1.4 teoría adsorción termodinámica.......................................................... 163 6.2.2 Selección del adhesivo .............................................................................164 6.3 Tipos de adhesivos .............................................................................. 166 6.3.1 Familias de adhesivos...............................................................................167 6.3.1.1 Epoxys................................................................................................ 167 6.3.1.2 Anaeróbicos........................................................................................ 167 6.3.1.3 Cianoacrilatos ..................................................................................... 167 6.3.1.4 Acrílicos ............................................................................................. 168 6.3.1.5 Adhesivos elásticos............................................................................. 168 6.4 Tratamientos superficiales ................................................................... 169 6.4.1 Finalidad y selección del tratamiento superficial .....................................170 6.4.2 Tipos de tratamientos superficiales. .........................................................171 6.4.2.1 Abrasión ............................................................................................. 171 6.4.2.2 Limpieza superficial ........................................................................... 171 6.4.2.3 Tratamientos químicos........................................................................ 172 6.4.2.4 Imprimaciones .................................................................................... 172 6.4.2.5 Otros tratamientos............................................................................... 173 6.4.3 Tratamientos superficiales de metales......................................................173 6.5 Solicitaciones de las uniones ............................................................... 174 6.5.1 Esfuerzos de tracción y de compresión ....................................................174 6.5.2 Esfuerzos de cortadura o cizalla ...............................................................175 6.5.3 Esfuerzos de desgarro...............................................................................175 6.5.4 Esfuerzos de pelado..................................................................................176 6.6 Diseño de uniones adhesivas ................................................................ 178 6.6.1 Uniones a solape.......................................................................................180 6.6.2 Uniones a tope- Uniones tubulares...........................................................182 6.6.3 Uniones en T.............................................................................................183 6.6.4 Uniones en esquina...................................................................................184 6.6.5 Evaluación de las uniones adhesivas ........................................................186 6.7 Ejercicios propuestos ...........................................................................190 6.8 Bibliografia .........................................................................................192 PARTE III: OTROS PROCESOS 7 Recubrimientos .................................................................. 193 7.1 Preparación de superficies ................................................................... 196 7.1.1 Limpieza química .....................................................................................196 7.1.1.1 Disolventes orgánicos..........................................................................196 7.1.1.2 Disolventes inorgánicos.......................................................................196 7.1.2 Limpieza a la llama ..................................................................................198 7.1.3 Limpieza por chorreado............................................................................198 7.2 Tratamientos de conversión.................................................................. 199 7.2.1 Fosfatado o fosfatación.............................................................................199 7.2.2 Cromatado o cromatación.........................................................................200 7.3 Anodizado ...........................................................................................200 7.3.1 Formación de la capa................................................................................201 7.3.2 Sellado ......................................................................................................203 7.4 Recubrimientos metálicos por electrolisis............................................. 204 7.4.1 Electrodepósito de metales nobles............................................................205 7.4.1.1 Oro y Plata...........................................................................................206 7.4.1.2 Estaño......... .........................................................................................206 7.4.1.3 Níquel......... .........................................................................................209 7.4.1.4 Cobre....... ............................................................................................210 7.4.2 Electrodepósito de cinc, cadmio y cromo.................................................211 7.4.2.1 Cinc...... ...............................................................................................211 7.4.2.2 Cadmio ................................................................................................212 7.4.2.3 Cromo..................................................................................................212 7.5 Recubrimientos por inmersión.............................................................. 212 7.5.1 Recubrimiento de aluminio ......................................................................213 7.5.2 Recubrimiento de Cinc galvanizado .....................................................213 7.6 Ejercicios propuestos ...........................................................................216 7.7 Bibliografia .........................................................................................216 PARTE IV: PRÁCTICAS P1 Materiales compuestos..................................................... 217 1.1 Objetivo de la práctica ......................................................................... 219 1.2 Equipo necesario .................................................................................220 1.3 Introducción a los materiales compuestos ............................................. 220 1.3.1 Tipos de materiales compuestos ...............................................................220 1.3.2 Fabricación de piezas de material compuesto ..........................................221 1.3.3 Resina de poliéster....................................................................................221 1.3.4 Tipos de refuerzo......................................................................................221 1.4 Operativa ............................................................................................ 222 1.4.1 Fabricación del molde de escayola...........................................................222 1.4.2 Fabricación de la pieza .............................................................................223 1.5 Cuestiones propuestas.......................................................................... 226 1.5.1 Esquema de la pieza .................................................................................226 1.5.2 Fabricación del molde ..............................................................................227 1.5.3 Fabricación de la pieza .............................................................................228 1.5.4 Defectos, posibles causas y soluciones ....................................................229 1.5.5 Presupuesto para la fabricación ................................................................230 P2 Soldadura..........................................................................231 2.1 Objetivo de la práctica......................................................................... 233 2.2 Equipo necesario ................................................................................. 234 2.3 Descripción del equipo ........................................................................ 234 2.4 Operativa ............................................................................................ 237 2.4.1 Soldadura con electrodo revestido (SMAW) ...........................................237 2.4.2 Soldadura TIG..........................................................................................238 2.4.3 Defectos de los cordones de soldadura.....................................................239 2.5 Cuestiones propuestas.......................................................................... 242 2.5.1 Soldadura SMAW:...................................................................................242 2.5.2 Soldadura TIG..........................................................................................243 2.5.3 Comparar los cordones de soldadura y sus dimensiones..........................244 2.5.4 Defectos de los cordones de soldadura.....................................................244 2.5.5 Esquema de las piezas soldadas con SMAW ...........................................245 2.5.6 Esquema de las piezas soldadas con TIG .................................................246 P3 Uniones adhesivas.............................................................247 3.1 Objetivo de la práctica......................................................................... 249 3.2 Equipo necesario ................................................................................. 250 3.3 Operativa ............................................................................................ 250 3.3.1 Principios básicos de la adhesión .............................................................250 3.3.2 Efecto del tratamiento superficial.............................................................251 3.4 Cuestiones propuestas.......................................................................... 254 3.4.1 Principios básicos de adhesión .................................................................254 3.4.2 Efecto del tratamiento superficial.............................................................256"
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