Fundamentos de los Procesos de Conformado por Deformación Plástica | | UPV
Summary
TLDREn este objeto de aprendizaje, se aborda el tema de los procesos de conformado por deformación plástica. Se describe que estos procesos consisten en aplicar esfuerzos mecánicos sobre el material para lograr un cambio de geometría permanente, dependiendo de las propiedades del material y la temperatura de trabajo. Los efectos de la deformación plástica incluyen cambios en las propiedades mecánicas y la generación de tensiones residuales. Se destaca la importancia de la temperatura de cristalización, que define si el proceso se realiza en frío o caliente. Se clasifican los procesos en conformado volumétrico y conformado de chapa, según el número de dimensiones afectadas y si el espesor del material varía o no. Finalmente, se mencionan diferentes técnicas de conformado, como la laminación, extrusión, forja, y troquelado, y se destaca la necesidad de entender las características de cada proceso para seleccionar el adecuado según las necesidades de producción.
Takeaways
- 📚 Los procesos de conformado por deformación plástica implican la aplicación de esfuerzos mecánicos para cambiar permanentemente la geometría del material.
- 🔨 La deformación plástica puede mejorar las características mecánicas de la pieza y, en algunos casos, la pieza no requiere post-procesamiento para ser utilizada en la industria.
- 🌡️ La temperatura de cristalización es un factor crítico que influye en el comportamiento del material durante el conformado; por encima se produce conformado en caliente y por debajo en frío.
- 🔩 El proceso de conformado en frío causa deformación intra-granular, requiere mayores esfuerzos y altera las propiedades mecánicas del material.
- 🔥 En el conformado en caliente, la recristalización ocurre durante el proceso, lo que reduce los esfuerzos necesarios y mantiene las propiedades mecánicas del material.
- 📈 Los efectos de la deformación incluyen un aumento en la dureza, el límite elástico y la fragilidad del material, así como la generación de tensiones residuales.
- 📉 El esfuerzo necesario para la deformación depende del grado de deformación y las condiciones de trabajo, como la velocidad de deformación.
- 📏 Los procesos de conformado volumétrico implican cambios significativos en la geometría y suelen realizarse en caliente, mientras que los de conformado de chapa afectan a dos dimensiones y se realizan generalmente en frío.
- 🔩 Los procesos de conformado volumétrico incluyen la laminación, extrusión, forja y el 3 hilado, que son comunes en la fabricación.
- 📐 Los procesos de conformado de chapa, como el troquelado, doblado y repujado, mantienen el espesor del material y son caracterizados por buenos acabados y tolerancias.
- 📚 Al final del aprendizaje, los estudiantes deben ser capaces de describir los procesos de conformado por deformación plástica, explicar sus efectos y clasificar los tipos de procesos utilizados en la industria.
Q & A
¿Qué es la deformación plástica?
-La deformación plástica es un proceso de aplicación de esfuerzo mecánico sobre un material para superar su límite de florencia, lo que provoca un cambio de geometría permanente del mismo.
¿Cuáles son las características principales de los procesos de conformado por deformación plástica?
-Las características principales incluyen la aplicación de cargas para modificar la geometría del material de forma permanente, el efecto de la deformación en las propiedades mecánicas de la pieza, y la distinción entre procesos de conformado en frío y en caliente.
¿Cómo afecta la temperatura en los procesos de conformado por deformación plástica?
-La temperatura influye en el comportamiento del material; por encima de la temperatura de cristalización, se produce recristalización que mejora las propiedades mecánicas y reduce los esfuerzos de deformación, mientras que por debajo de esta temperatura, el material se deforma de manera intragranular con mayores esfuerzos.
¿Qué es la temperatura de cristalización y cómo se relaciona con los procesos de conformado en frío y en caliente?
-La temperatura de cristalización es aproximadamente la mitad de la temperatura de fusión del material. Si el material se procesa por encima de esta temperatura, se produce comportamiento de compresibilidad de grano y se realizan procesos de conformado en caliente. Por debajo, se habla de procesos de conformado en frío.
¿Cuáles son los efectos de la deformación plástica en las piezas?
-Los efectos incluyen un aumento en la dureza, el límite elástico y la fragilidad del material, la generación de tensiones residuales, y posibles cambios en las propiedades mecánicas finales de la pieza.
¿Cómo se clasifican los tipos de procesos de conformado en la industria?
-Se clasifican en procesos de conformado volumétrica, que implican cambios significativos en la geometría y suelen realizarse en caliente, y procesos de conformado de chapa, que afectan a dos dimensiones y generalmente se realizan en frío.
¿Qué es la laminación y en qué tipo de proceso de conformado se utiliza?
-La laminación es un proceso de conformado volumétrica en el que el material se estira y se aplana para obtener una pieza de sección delgada, generalmente se realiza en caliente.
¿Cómo se define el esfuerzo mecánico en el contexto de la deformación plástica?
-El esfuerzo mecánico en el contexto de la deformación plástica se refiere a las cargas aplicadas al material para superar su límite de florencia y causar una deformación permanente.
¿Por qué se pueden mejorar las características mecánicas de una pieza a través de la deformación plástica?
-A través de la deformación plástica, se puede aprovechar el esfuerzo mecánico para mejorar las propiedades mecánicas de la pieza, como la resistencia y la durabilidad, al realinear y densificar la estructura cristalina del material.
¿Qué son las tensiones residuales y cómo se generan en los procesos de conformado por deformación plástica?
-Las tensiones residuales son fuerzas internas que quedan en el material después de la deformación plástica. Se generan debido a la desigualdad en la distribución de la deformación a lo largo del material y pueden afectar el comportamiento final de la pieza.
¿Cómo se diferencian los procesos de conformado en frío de los procesos de conformado en caliente?
-Los procesos de conformado en frío se realizan por debajo de la temperatura de cristalización del material, requieren mayores esfuerzos de deformación y suelen resultar en una mayor dureza y fragilidad de la pieza. Mientras que los procesos de conformado en caliente se realizan por encima de la temperatura de cristalización, permiten una deformación más fácil y suelen mantener o mejorar las propiedades mecánicas de la pieza.
¿Cuáles son algunos ejemplos de procesos de conformado de chapa?
-Algunos ejemplos de procesos de conformado de chapa incluyen el troquelado, el doblado, la nutrición y el repujado. Estos procesos generalmente se realizan en frío y mantienen el espesor del material prácticamente invariable.
Outlines
🔧 Introducción a la deformación plástica y conformado
El primer párrafo introduce los fundamentos de los procesos de conformado por deformación plástica. Se describe que se trata de aplicar esfuerzos mecánicos sobre el material para lograr un cambio de forma permanente, dependiendo de las propiedades del material y la temperatura de trabajo. Se menciona la importancia de la temperatura de cristalización y cómo esta influye en el comportamiento del material, diferenciando entre procesos de conformado en frío y en caliente. Además, se destaca la mejora de las características mecánicas de la pieza y la posibilidad de obtener piezas listas para su uso industrial sin necesidad de post-procesamiento.
📏 Efectos de la deformación y clasificación de procesos
El segundo párrafo profundiza en los efectos que tiene la deformación plástica en las piezas y cómo se clasifican los diferentes tipos de procesos de conformado en la industria. Se habla de la influencia de la temperatura en la organización del material y en las propiedades mecánicas finales, así como en la generación de tensiones residuales. Se distinguen dos grandes grupos de procesos: los de formación volumétrica, que implican cambios significativos en la geometría y generalmente se realizan en caliente, y los de conformado de chapa, que afectan a dos dimensiones y se llevan a cabo en frío, manteniendo el espesor del material. Se proporcionan ejemplos de procesos y se concluye con la capacidad de describir y clasificar los procesos de conformado por deformación plástica según las condiciones de trabajo y las propiedades del material.
Mindmap
Keywords
💡Conformado por deformación plástica
💡Características principales
💡Efectos de la deformación plástica
💡Temperatura de cristalización
💡Procesos de conformado en frío y en caliente
💡Recristalización
💡Tensiones residuales
💡Procesos de formación volumétrica
💡Procesos de conformado de chapa
💡Geometría de las piezas
💡Propiedades mecánicas
Highlights
Los procesos de conformado por deformación plástica implican la aplicación de esfuerzos mecánicos sobre el material para lograr un cambio de forma permanente.
La deformación plástica puede mejorar las características mecánicas de la pieza y, en algunos casos, la pieza no requiere de post-procesamiento adicional.
La calidad de las piezas y la secuencia de tareas dependerán de las propiedades mecánicas del material y la temperatura de procesamiento.
La deformación plástica puede generar tensiones residuales en el material, lo que afecta su comportamiento final.
La temperatura de cristalización es un factor crítico que define si el proceso es de conformado en frío o en caliente.
En conformado en frío, la deformación es intra-granular y requiere mayores esfuerzos, mientras que en caliente, la recristalización permite deformaciones con menor esfuerzo.
El proceso de conformado en caliente permite una recuperación total del material y mantiene sus propiedades mecánicas iniciales.
Los procesos de conformado volumétrico generan cambios significativos en la geometría del material y suelen ser realizados en caliente.
Los procesos de conformado de chapa afectan a dos dimensiones y suelen mantener el espesor del material invariable.
La laminación, extrusión, forja y el 3 hilado son ejemplos de procesos de conformado volumétrico que trabajan en caliente.
Los procesos de conformado de chapa, como el troquelado, doblado, de nutrición o repujado, son más comunes en frío y ofrecen mejores tolerancias y acabados.
El esfuerzo necesario en el proceso de conformado depende del grado de deformación y la velocidad a la que se deforma el material.
La deformación plástica puede ser utilizada para crear piezas con geometrías simples o complejas.
Los procesos de conformado en caliente y en frío tienen implicaciones diferentes en las propiedades finales y la organización del material.
La deformación plástica es una técnica fundamental en la fabricación de piezas industriales y permite una amplia gama de aplicaciones.
La bibliografía proporcionada ofrece recursos para ampliar la información sobre los procesos de conformado por deformación plástica.
Transcripts
hola en este objeto de aprendizaje vamos
a trabajar los fundamentos de los
procesos de conformado por deformación
plástica
los objetos por objetivo de este objeto
va a ser que seáis capaces de describir
qué consiste en los procesos de
conformado por deformación plástica y
cuáles son sus características
principales explicar los efectos
derivados de la deformación plástica en
las piezas y poder clasificar distinguir
los tipos más básicos de procesos que se
emplean en la industria
en qué consiste la deformación plástica
básicamente es un proceso de aplicación
de esfuerzo mecánico mediante cargas es
teoría de sobre el material para
conseguir superando el límite de
florencia del material modificar dicha
geometría y que el cambio de forma sea
permanente para obtener una nueva
geometría y dependiendo de las
condiciones de trabajo que las
propiedades de materia pueden ser
distintas respecto a las consideradas
inicialmente
en este caso los factores que influyen
en el proceso de fabricación son tanto
el material en cuanto a sus propiedades
mecánicas como por la temperatura a la
que se procesa dicho material ya que
dependiendo de estos tipos de material o
temperatura que se produce se vamos a
tener diferentes posibles posibilidades
de geometrías a generar que las
propiedades finales piezas sean
diferentes o iguales a las anteriores y
que la secuencia de tareas y la calidad
de la tizas sean diferentes según unos
procesos u otros
aquí tenemos un pequeño ejemplo de un
proceso de conformado en el que estamos
trabajando material como se puede ver en
caliente ahora comentaremos y a la
derecha ejemplos de piezas industriales
obtenían mediante este proceso de
fabricación
qué características tenemos con estos
procesos de fabricación que los cambios
de forma son significativos respecto al
material de partida por lo tanto
consideramos un conformado bastante
considerable el material en algunos
casos se puede mejorar las
caracteríticas mecánicas de la pieza del
material precisamente aprovechando ese
esfuerzo mecánico sobre las mismas y en
muchos también la pieza está acabado no
necesita ningún post procesado para ser
utilizada industrialmente las
tolerancias suelen ser más ajustadas y
los acabados superficiales como por
ejemplo ejemplos como la fundición que
suele ser el proceso que permite
alimentar piezas a este tipo de proceso
de fabricación y por último tenemos
claro que podemos trabajar piezas de
tanto de mujer una geometría muy
sencilla como una geometría bastante
compleja
cuál es el efecto de la temperatura aquí
podemos resumir que tenemos un aspecto
tecnológico que es la temperatura de
cristalización que se puede definir como
la mitad de la temperatura de fusión en
grados que el bien y que lo que provoca
es que si superamos dicha temperatura el
material tiene el comportamiento del
comprendimiento de grano y por debajo de
la misma no y que lo que da la
localización de la deformación se
localice o bien en la estructura
granular o en los bordes de dicho grano
de manera que cuando estamos trabajando
por debajo de la temperatura hablamos de
procesos de conformado en frío y por
encima de dicha temperatura tenemos
procesos de conformado en caliente
de esta manera si tenemos ambos tipos de
procesos de conformado tenemos una
primera clasificación la primera de
ellas la conforman un frío permite a lo
que es el trabajo sin recristalización
del material el material se deforma
dentro de los granos y hay una
deformación intra granular cambian las
propiedades mecánicas y se requiere unos
grandes esfuerzos para deformar material
cosa que no se produce en el caso del
conformado en caliente donde la
recristalización permite afilar al grano
mientras se está deformando la
deformación actúa entre los granos las
propiedades mecánicas finales se
mantienen el material obtenido y las
reforma ciones se obtienen con menores
esfuerzos mecánicos
aquí tenemos un pequeño esquema de lo
que sucede cuando estamos trabajando en
confió material es un esquema de un
ensayo típico de tracción trabajado con
la presión real y la información natural
en lo que podemos observar es que si
hacemos una primera de formación hasta
el punto número uno luego se produce la
recuperación elástica y adquirimos una
deformación acumulada épsilon 1 y si
procesamos el material a continuación
generando una nueva deformación
partiremos de ese punto para llegar
desde el punto de racing 11 hasta el 1 y
luego continuar en el punto 2 que sería
el siguiente fase de formación para
volver recuperando elásticamente con lo
cual tenemos una acumulación de
deformaciones sobre el propio material
que acercan dicho punto a la rotura del
material
efectos efectivamente nos ponemos nos
generamos una organización material ya
que estamos deformando el material
dentro de los grados se aumenta la
dureza el límite elástico y la
fragilidad con lo cual tenemos cambios
en las propiedades se generan tensiones
residuales y el material que pueden
afectar a su comportamiento final y el
esfuerzo que se requiere depende del
grado de deformación cuánto hemos
deformado material hasta alcanzar la
nueva forma geométrica
en cambio en caliente lo que tenemos es
una recuperación total del material
durante el proceso si esta es la curva
que tenemos de deformación a la
temperatura considerada el material
tendríamos que el proceso 1 permitiría
llegar hasta la información el primer
punto y el material recuperaría las
condiciones iniciales sin alterarse en
absoluto respecto a dichas propiedades y
en una fase 2 mantendría la misma curva
para poder de forma hasta segundo punto
si fuese necesario y de manera que el
material mantiene la propiedad inicial
de dicha curva de deformación y tensión
los efectos que tenemos es que podemos
tener una mayor organización de material
no nos alteran las propiedades mecánicas
por lo tanto no tenemos problemas en ese
sentido no acumulamos tensiones y en
este caso lo que es el esfuerzo depende
no tanto de la grado de formación sino
más bien de la velocidad a la que se
deforma el material si se de forma más o
menos lentamente o por unidad del tiempo
por otro lado si hablamos del grado de
formación del material tendremos una
clasificación diferente tendremos los
procesos de formación volumétrica donde
se generan cambios significativos en la
forma geométrica hablaremos de formación
en tres dimensiones se suelen son ese
procesos que se trabajan en caliente
algunos pueden trabajarse en frío y las
tolerancias y acabados superficiales
están muy limitados precisamente por ese
efecto de calentamiento de implemento
posterior que delimita lo que serían
dichos aspectos tecnológicos de la pieza
mientras que los procesos de conformado
de chapa son normalmente procesos que
afectan a dos dimensiones principales se
mantiene normalmente el espesor
prácticamente invariable aunque puede
cambiar el proceso de conformado se
suele realizar en frío es muy habitual
de hacerlo en frío porque no tenemos
problemas con los esfuerzos de formación
y los tolerancias y acabados
superficiales suelen ser buenos y mucho
mejores comparados con lo que tendríamos
en el caso anterior de la deformación
volumétrica
aquí tenemos un ejemplo de algunos de
los procesos variantes que vamos a
encontrar con este tipo de proceso de
deformación volumétrica que como se
puede ver en imágenes trabajan en
caliente el material está por encima de
la temperatura de cristalización y
tendremos casos como la laminación
extrusión la forja o el 3 hilado que
suelen ser habituales en este tipo de
procesos de fabricación
por otro lado proceso que con forma de
chapa el material no se trabaja
habitualmente en caliente aquí tenemos
una pequeña imagen de ejemplos de piezas
de trabajadas con el espesor constante
uniforme básicamente durante todo el
proceso de fabricación y tendremos
operaciones como troquelado el doblado
de nutrición o repujado entre otros como
variantes para conformar las piezas
mediante estos procedimientos
en esta conclusión con lo trabajado en
este objeto de aprendizaje somos capaces
de escribir las características
principales del proceso de conformado
por deformación plástica sabemos ya
distinguir los efectos derivados de la
temperatura en el comportamiento del
material y por último tenemos la
posibilidad de clasificar de forma
general las variantes básicas que se
emplean para conformar los materiales y
en qué condiciones se aplican cada una
de ellas
a continuación tenéis bibliografía esta
es la vivencia complementaria que podéis
consultar para ampliar información sobre
los contenidos de este objeto
muchas gracias por vuestra atención
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