Forma casi neta para reducir el desperdicio, reducir los costos y ahorrar tiempo

¿Cómo ahorra tiempo y dinero la fabricación casi neta?

Los objetos de metal fabricados se crean mediante fundición, forja o mecanizado, a veces creando residuos. La fabricación de forma casi neta tiene como objetivo producir un artículo o pieza lo más cerca posible de su forma final, reduciendo el desperdicio, ahorrando tiempo y dinero, y creando un menor impacto ambiental a través de la disminución de la demanda de energía y recursos.

¿Qué es la fabricación de forma casi neta?

La fabricación de forma casi neta es la práctica de planificar su proceso de producción para hacer un objeto lo más cerca posible de su forma final, reduciendo el tiempo necesario para producir un artículo terminado.

¿Qué es el casting?

La fundición suele ser el primer paso en la fabricación de forma casi neta. La fundición implica verter metal caliente en moldes preformados para formar un producto de forma casi final. La mayoría de las fundiciones utilizan fundición en arena para crear piezas fundidas de metal. La fundición en arena utiliza moldes de arena para convertir el metal caliente en objetos. La fundición en arena se usó por primera vez alrededor del año 1300 d.C. durante la dinastía Shang, la dinastía gobernante más antigua de China.

La fundición a la cera perdida (a veces denominada fundición a la cera perdida o de precisión) genera menos desechos que la fundición en arena, lo que produce objetos más cercanos a la forma neta. La fundición de inversión se originó hace 6000 años y se utilizó históricamente para crear intrincadas esculturas y joyas. Aunque produce productos con una forma casi neta que el moldeado en arena, el moldeado por inversión es un proceso más complejo que requiere mucha mano de obra, lo que puede resultar en un costo total de producción más alto, según el proyecto.

¿Qué es la contracción de fundición?

El mismo principio que aprendió en física en la escuela secundaria (el calor se expande, el frío se contrae) también se aplica a la fabricación de metales. El metal se expande cuando se calienta y se contrae cuando se enfría, un proceso conocido como expansión térmica.

Los efectos de la expansión térmica durante el proceso de fundición pueden provocar defectos en el producto, como cavidades por contracción, debido a la contracción de la fundición. Las fundiciones utilizan elevadores, depósitos de metal extra fundido integrados en el molde de fundición, para reducir la contracción y evitar que se formen cavidades dentro de una pieza fundida que se está enfriando. El material aislado, conocido como "toppings calientes", ayuda a mantener caliente la mazarota mientras el metal del yeso se solidifica. Los elevadores deben eliminarse del producto final, lo que genera desechos metálicos.

Márgenes por contracción

Los metales reaccionan de manera diferente a la expansión térmica según sus elementos y composición, pero la contracción también puede verse afectada por el diseño del molde. Estos son los márgenes de contracción típicos durante el proceso de fundición:

Metal

430

Hierro fundido gris

0,7 a 1,05

Hierro fundido blanco

2.1

Hierro maleable

1.5

Acero

2.0

Latón

1.4

Aluminio

1.8

Aleaciones de aluminio

1,3 a 1,6

Bronce

1,05 a 2,1

Magnesio

1.8

Cinc

2.5

Acero al manganeso

2.6

Por lo tanto, la elección del metal puede influir en la forma casi neta de un objeto de metal fundido.

¿Qué es el mecanizado?

El mecanizado es el proceso de tallar, cortar, moler, taladrar o taladrar un producto de metal hasta darle su forma final. Como esculpir piedra o tallar madera, mecanizar formas de metal eliminando el exceso de material. La producción de formas casi netas generalmente comienza con la fundición, ya que mecanizar una forma de metal desde cero generaría demasiado desperdicio para ser práctico. El mecanizado es un paso final importante en la producción de productos metálicos, lo que garantiza que el producto final sea suave, tenga una forma fina y esté listo para el propósito previsto. La producción casi neta tiene como objetivo el menor mecanizado posible.

¿Qué es la forja?

La forja da forma al metal a través de la presión de compresión, como martillar, apretar o rodar. Los métodos de forja pueden incluir forja en caliente y en frío. Quizás el mejor ejemplo de forja sea la imagen clásica de un herrero antiguo que usa un martillo y unas tenazas para golpear una herradura caliente sobre un yunque. Hoy en día, la mayor parte de la forja se realiza a escala industrial utilizando enormes máquinas de prensado. La forja industrial requiere maquinado para terminar, pero se está trabajando para desarrollar máquinas de forjado que puedan dar forma y entregar un producto casi terminado, reduciendo o incluso eliminando la necesidad de maquinado. Los métodos de forjado incluyen caída, laminación, prensa, forjado con matriz abierta y cerrada y forjado de precisión. La soldadura por fricción es otra técnica de forjado que utiliza movimiento y calor generado por la fuerza para producir uniones de metal forjado.

¿Qué es la impresión 3D?

La impresión 3D es una nueva y prometedora tecnología cercana a la red. La impresión 3D industrial se denomina fabricación aditiva (o fabricación aditiva por capas). La fabricación aditiva utiliza una computadora para dirigir las capas de material para producir con precisión un objeto prediseñado con muy poco desperdicio. Los materiales se aplican capa por capa para producir componentes y productos detallados. La fabricación aditiva es lo suficientemente flexible como para permitir componentes y productos personalizables, incluidas piezas personalizadas para audífonos individuales y zapatos individualizados. La fabricación aditiva está desempeñando un papel cada vez más importante en la creación de piezas personalizadas y componentes para los sectores del transporte, aeroespacial y energético.

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