Existen diferentes tipos de mecanizado, que se dividen en cuanto al tipo de acción que ejercen sobre un determinado material. Dentro de los más comunes están el mecanizado por arranque de viruta, el mecanizado sin arranque de viruta y el mecanizado por abrasión. No se trata de procesos modernos, puesto que ya desde la Antigüedad los procesos de conformación de los materiales han sido diversos y muy amplios.
Por ejemplo, con el antiguo forjado se obtenía una innumerable cantidad de piezas con características muy particulares. No solo se lograban piezas con las dimensiones requeridas, sino con cualidades metalúrgicas especiales propias del proceso al cual eran sometidas. Como todo proceso de producción, fue sufriendo transformaciones e innovaciones de suma importancia para la sociedad. De hecho en la fabricación industrial es común que las piezas sean formadas no solo por uno, sino que pasan por varios procesos de mecanizado, siendo todos ellos importantes.
¿Qué es el mecanizado sin arranque de viruta?
Para empezar, recordaremos que el arranque de viruta (material removal, en inglés), se refiere a eliminar los excedentes de material de una pieza determinada hasta obtener las dimensiones y medidas adecuadas. Este proceso puede realizarse utilizando la abrasión, el torneado, el fresado, pero también hay otros procesos más actuales como el chorro de agua, ultrasonido, electroquímico.
Pero tratándose del conformado sin arranque de viruta, consiste en aquellas piezas en donde no se lleva a cabo la extracción de material. Entonces, más que un mecanizado, sería más correcto llamarlo conformación sin arranque de viruta. Esta transformación de piezas semi elaboradas en productos finales es lo que se desea obtener sin que haya desprendimiento de partículas (por abrasión, por ejemplo). La manera en que se logra es mediante fuerza y calor, o mediante un troquel (frío o caliente) hasta obtener las dimensiones y medidas requeridas e incluso con mayor dureza y mejores propiedades.
El mecanizado sin arranque de viruta es, por tanto, una deformación plástica del componente. El forjado, el laminado, el embutido, el trefilado, el troquelado y el doblado son una parte de todos estos procesos que muchas veces se complementan con el mecanizado por arranque de viruta. Es mediante estos procesos de fabricación que se logran obtener piezas con formas predeterminadas, pero también aquellas que requieren modificaciones en sus diámetros o áreas. Tal es el caso del trefilado, con el cual se pueden obtener hilos finos partiendo de secciones de áreas mayores.
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Características del mecanizado sin arranque de viruta
Es mediante la deformación plástica que se lleva a cabo el mecanizado sin arranque de viruta. Como se mencionó, ocurre mediante el uso de presión y suministro de calor o no permite modificar la forma de cualquier pieza y, al mismo tiempo, su estructura metalúrgica. Además, estos procesos de conformados no solo se llevan a cabo en caliente, sino que pueden ser realizados en frío. Esto dependerá del tipo de mejoría que quiera realizarse en el desempeño de cada componente. Por ejemplo, un proceso de deformación en frío genera un fenómeno denominado acritud, que es un endurecimiento por deformación.
Con el mecanizado sin arranque de viruta, los tratamientos térmicos juegan un papel preponderante. En el caso de los aceros de bajo y mediano porcentaje de carbono, previo al proceso se le suministra calor suficiente al denominado punto de transformación eutectoide. Esto modifica su micro-estructura, convirtiéndolo en materiales más fáciles de deformar. En cuanto a los criterios empleados con respecto a la reducción de la temperatura, serán de acuerdo con los requerimientos deseados.
Otro ejemplo es el caso de la fabricación de tubos de acero empleados en el sector inmobiliario, en donde se lamina en caliente la chapa de acero y posteriormente se hace el tratamiento en frío. Después se procede a su corte en tiras, se moldea utilizando rodillos y mediante la soldadura, es como se realiza el conformado sin arranque de viruta, añadiendo más material y cortando según se requiera.
Tipos de mecanizado sin arranque de viruta
Como hemos mencionado, el conformado sin arranque de viruta dependerá de la finalidad y del tipo de máquina-herramienta que se emplee, entre otros parámetros, pero estos son los más comunes (además del trefilado y estirado):
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Forjado
En este caso se aplican golpes (fuerzas de compresión localizadas) mediante un martillo. El proceso se realiza en caliente o en frío, dependiendo si se trata de calibrar las dimensiones o realizar un mayor grado de deformación. Es común que a la postre se realice otro procedimiento por arranque de viruta o abrasión en el acabado final.
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Extrusión
La deformación plástica o conformado sin arranque de viruta es empleando un troquel con una sección transversal previamente definida y fija, para que adquiera su geometría. Por lo general se hace en caliente y se aplica a secciones transversales que no pueden conformarse mediante la laminación.
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Laminado
La conformación del material se lleva a cabo al hacerlo pasar entre rodillos que giran en sentido opuesto. La finalidad es que el espesor disminuya y la superficie sea más uniforme. También se lleva a cabo en frío o en caliente.
En el caso de materiales de mayor dureza, se recurre a otros enfriamientos de mecanizado sin arranque de viruta. Contrariamente, si son materiales con dureza mediana pueden ser enfriamientos controlados en los que se obtienen piezas con mayor tenacidad y resistencias mecánicas. En el caso de que se trate de aleaciones no ferrosas como el cobre o el aluminio, gracias a su elevada ductilidad es posible que sean trabajados y estirados hasta ser convertidos en hilos muy finos.
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