Características de los Materiales

Buenas gente, en esta nueva entrada os voy a explicar las principales características de los materiales, el tipo que hay y algún ensayo.

EMPEZAMOS!!

• Tipos de materiales, clasificación por familias.

A continuación os voy a mostrar un cuadro en el que se explica como es la división de los materiales según el tipo que sea

Enlaces atómicos y moleculares

El enlace iónico es el resultado de trasferencia de electrones  de un átomo a otro. El enlace iónico se forma entre un átomo electropositivo y uno electronegativo. El átomo electropositivo cede sus electrones y el átomo electronegativo los acepta. Es el resultado de la unión de un elemento metálico con uno no metálico. 

Un enlace covalente entre dos átomos se produce cuando estos átomos se unen, para alcanzar el nivel mas estable, compartiendo electrones del último nivel.  Para que un enlace covalente se genere es necesario que la diferencia de electronegatividad entre átomos sea menor a 1,7. Los enlaces covalentes se producen entre átomos de un mismo elemento no metal y entre distintos elementos no metales.

Un enlace metálico es un enlace químico que mantiene unidos los átomos (unión entre núcleos atómicos y los electrones de valencia, que se juntan alrededor de éstos como una nube) de los metales entre sí. Se produce entre elementos metálicos.

• Característcas.

1. Tenacidad.; Es un aspecto que se presenta en los metales denotando su dureza y resistencia a la fuerza; estas al aplicar calor se reduce produciendo una disminución de la resistencia.
2. Dureza; Esta es la forma en que se define la resistencia directa del material ante golpes, cortaduras y ralladuras.
3. Resistencia; la resistencia de un material es la propiedad que tienen para resistir la acción de las fuerzas.
4. Elasticidad; La elasticidad permite que los materiales regresen al punto original, y es aprovechado para que el objetivo produzca el efecto deseado.
5. Plasticidad; Esta es una propiedad de los materiales que permite su transformación en artículos diferentes y acordes a las necesidades y proyectos.
6. Fatiga; Es la reacción que se mide al provocar tención o aplicar fuerza durante un tiempo determinado.
7. Fragilidad; seria lo contrario a tenaz. Es la propiedad que tienen los cuerpo de romperse fácilmente cuando son golpeados. El metal es tenaz y el vidrio es frágil y duro.
8. Resiliencia; La resiliencia es la capacidad de volver al estado natural, especialmente después de alguna situación crítica e inusual. 
9. Fusibilidad;  Esta es la cualidad material que permite que se fundan al ser calentados.
10. Conductividad térmica; es la propiedad de los materiales de transmitir el calor, produciéndose, lógicamente una sensación de frió al tocarlos. Un material puede ser buen conductor térmico o malo.
11. Conductividad eléctrica;La conductividad eléctrica es la medida de la capacidad (o de la aptitud) de un material o sustancia para dejar pasar (o dejar circular) libremente la corriente eléctrica.
12. Dilatación.: es el aumento de tamaño que experimenta un material cuando se eleva su temperatura.

• Ensayos:

Ensayo de tracción: El ensayo de tracción de un material consiste en someter a una probeta normalizada a un esfuerzo axial de tracción creciente hasta que se produce la rotura de la misma. Este ensayo mide la resistencia de un material a una fuerza estática o aplicada lentamente. Las velocidades de deformación en un ensayo de tensión suelen ser muy pequeña.

Aquí os muestro un diagrama de un ensayo de tracción.

Ensayo de compresión; El ensayo de compresión es un ensayo de materiales utilizado para conocer su comportamiento ante fuerzas o cargas de compresión. Es un ensayo mucho menos empleado que el ensayo de tracción, aplicándose en probetas de materiales que van atrabajar a compresión pero de forma acelerada hasta llegar al punto de ruptura con el objetivo de analizar la resistencia máxima que el mismo puede alcanzar.Este ensayo resulta esencial para determinar los esfuerzos de compresión de los materiales debido a que se usa en construcciones, tales como columnas y cimientos se encuentran a compresión, es muy similar al de tensión, ya que a una probeta de un material dado se le somete a cargas y se mide su deformación, de modo que se obtiene una gráfica similar al de tracción.

Ensayos de dureza; Con los metales se utiliza un ensayo técnico conocido como método Martens que consiste en medir el surco que deja una punta de diamante de forma piramidal que se desplaza sobre la superficie. Sin embargo, es más frecuente hablar de otro tipo de ensayos en los que se mide la marca que se deja en un material cuando se intenta clavar en él otra pieza de formas definidas, llamada penetrador.

El método consiste en aplicar una fuerza y medir la huella que queda. Según la forma del penetrador y la forma de aplicar la fuerza tenemos varios ensayos de dureza, entre los que destacan tres: el método Brinell, el método Vickers y los métodos Rockwell. En los dos primeros se trata de calcular el esfuerzo resistente (F/S) y ese será el valor de dureza.DUREZA VICKERS

Este ensayo se utiliza cuando el grosor del material es pequeño o cuando su dureza es muy grande para que una bola de acero deje marca. En este caso el penetrador es una pirámide de diamante con base cuadrada y ángulo en el vértice de 136°. DUREZA ROCKWELL

En los ensayos anteriores no se tiene en cuenta que el material penetrado tiene una cierta recuperación elástica tras la desaparición de la carga. Para obviar este punto se desarrollaron los métodos Rockwell, en los que además se mide la profundidad de la huella mediante máquinas de precisión llamadas durómetros.
Se usan penetradores y fuerzas normalizadas para cubrir un amplio espectro de materiales, y cada combinación recibe una letra, de las cuales las más frecuentes son las escalas Rockwell B (con una bola de acero) y la Rockwell C (con un cono de diamante).

Ejemplo de metodo rockwell:

Ensayo de módulo de Charpy.El péndulo de Charpy es un péndulo ideado por Georges Charpy que se utiliza en ensayos para determinar la tenacidad de un material. Son ensayos de impacto de una probeta entallada y ensayada a flexión en 3 puntos. El péndulo cae sobre el dorso de la probeta y la parte. La diferencia entre la altura inicial del péndulo (h) y la final tras el impacto (h') permite medir la energía absorbida en el proceso de fracturar la probeta. En estricto rigor se mide la energía absorbida en el área debajo de la curva de carga, desplazamiento que se conoce como resiliencia.

Ejemplo del péndulo de Charpy:

Y esto es todo por hoy amigos!!

Mecanizado Básico

En esta entrada os voy a hablar sobre el mecanizado básico, para saber un poco a lo que nos tendremos que enfrentar en el taller.

TRAZADO:

el trazado en sí, es la operación por la cual se realizan líneas sobre una pieza para que sirvan de referencia a la hora de realizar los distintos procesos de mecanizado sobre esta. Las herramientas y útiles con los que se realizan estas líneas son variados.

Hay distintos tipos de trazados sobre las piezas:

- Trazado en plano, es decir sobre una parte plana (de una chapa)que no representa complicación. Como se muestra en la imagen con una punta de trazar y una regla trazamos una línea recta sobre un metal.


- Trazado al aire, en la cual hay que realizar trazado sobre varias caras de una pieza que representan una mayor complicación.

Las herramientas que vamos a utilizar para trazar son:

•    Rotuladores permanéntes distintos tipos y lápices de punta gruesa

Estos ayudan a marcar con rapidez, pero son poco fiables porque se quitan con facilidad a la hora de trabajar sobre los metales, por lo cual su uso no es lo aconsejable.

• Punta de trazar

   Varilla redonda de metal con puntas afiladas en sus extremos, su fin es arañar superficies menos duras de las que está hecha la propia varilla de acero.

   Esta es la herramienta básica para trazar y marcar los metales a la hora de trabajar con ellos; si la superficie está muy limpia debemos marcar con un poco más de fuerza, por lo tanto conviene oxidarla superficialmente con la intención de que el rayado se resalte mejor.

• La regla, escuadras y otros útiles de medida que ayudan en el trazado 

• Gramil

• Granete o puntero y tipos.- Los granetes tienen una punta con la cual al dar un golpe sobre su base contraria hincando la punta sobre una superficie obtenemos un punto que nos puede servir de referencia o de punto de apoyo para una broca. 

Sistemas y Herramientas de control dimensional:

• Calibres pie de rey: El calibre, también denominado cartabón de corredera o pie de rey, es un instrumento para medir dimensiones de objetos relativamente pequeños, desde centímetros hasta fracciones de milímetros (1/10de milímetro, 1/20 de milímetro, 1/50 de milímetro).
  En la escala de las pulgadas tiene divisiones equivalentes a1/16 de pulgada, y, en su nonio, de 1/128 de pulgadas.
  
  

• Micrómetro:  Micrometro, Palmer, tornillo Palmer o Calibre Palmer es un instrumento de medición de alta precisión, capaz de medir centésimas de milímetros, o lo que es lo mismo micras, de ahí su nombre Micrómetro.
  
     Lo utilizan los torneros, fresadores, mecánicos, joyeros y todo aquel que quiera medir piezas con fiabilidad de hasta micras. Por ejemplo para medir espesores de chapas, rodamientos, engranajes, diámetros de tuercas, etc.
  
     El micrometro es capaz de realizar medidas más precisas que incluso las que puede realizar el calibre.
  

• Flexometro: es un instrumento de medición el cual es conocido con el nombre de cinta métrica, con la particularidad de que está construido por una delgada cinta metálica flexible, dividida en unidades de medición, y que se enrolla dentro de una carcasa metálica o de plástico..

• Reloj comparador: Un reloj comparador es un aparato que transforma el movimiento rectilíneo  de los palpadores o puntas de contacto en movimiento circular de las agujas. Se trata de un instrumento de medición que se utiliza en los talleres e industrias para la verificación de piezas y que por sus propios medios no da lectura directa, pero que es útil para comparar las diferencias que existen en la cota de varias piezas que se quieran verificar.
  

LIMADO:

  El limado consiste en arrancar finas partículas de material de una pieza con el fin de conseguir la forma y las dimensiones deseadas o de dar un acabado estético a la superficie de madera. Para esta operación se emplean las herramientas para limar y otros útiles auxiliares.

Hay 2 tipos de limado:

  

• desbastado: es el limado hecho con lima basta, que desprende mucho material. Las huellas de la lima son visibles a simple vista.
•  acabado: se efectúa con limas finas, las cuales desprenden poco material y dejan la superficie exenta de surcos o huellas apreciables.

Las herramientas para limar son aquellos instrumentos que nosotros utilizamos para desbastar, ajustar y acabar las superficies que anteriormente hemos serrado o trabajado con una máquina. El limado es una operación laboriosa y lenta, y para que la pieza nos quede bien, debemos tener paciencia y trabajar con cuidado.Los tipos de herramientas que utilizamos en el limado y el lijado son:
1.- Las limas.
2.- El papel de lija.

+CLASIFICACIÓN de la lima

1.- Plana con punta, 2.- Plana paralela, 3.- Cuadrada, 4.- Redonda, 5.- Media caña, 6.- Triangular

CLASIFICACIÓN segun el material

En el mercado existen distintas calidades de limas, con distintas características y finalidades.

LIMPIEZA DE LA LIMA
Para quitar los restos de la lima se debe usar la carda, que es un un cepillo de alambre adecuado, siempre en sentido del picado.

SERRADO MANUAL

El serrado es una operación de corte por arranque de viruta que permite dividir una pieza en dos o mas partes eliminando material de entre las mismas.

Serrado manual consiste en el movimiento de vaivén de la sierra de mano. La eficacia del serrado dependerá del numero de golpes de sierra por minuto que realice el operario.

Los principales herramientas utilizadas son: sierra de metal, sierra de chapear, serrucho de costilla, sierra de arco.

TALADRADO

 El taladrado es la operación de mecanizado que realiza un corte mediante una broca al hacerla girar, arrancando viruta y realizando un orifico ciego, pasante, cónico, etc. (distintos diámetros). La herramienta empleada es la broca y la máquina que la hace girar es una taladradora.

Tenemos varios tipos de taladro:

• Taladrado manual: .La rotación del taladro se hace de forma manual.  

• Taladro de columna: En el taladro de columna debemos combinar las distintas poleas del motor y el cabezal para conseguir la velocidad adecuada al diámetro de la broca que vayamos a emplear. Se puede usar solo giro, o giro y percusión (para paredes, hormigón, etc.) incluso se puede regular la velocidad en algunas.

• Taladros de bandera: Son taladros que trabajan en horizontal, una diferencia grande es que en estos taladros no es necesario mover la pieza, sino que se mueve el cabezal por el carril llevándose consigo la broca, se utilizan en talleres especializados (como pueden ser de calderería) y también se puede girar todo ese carril 360º respecto al eje vertical en el que se sostiene, son eléctricos y pueden hacer agujeros de gran tamaño  y con mucha precisión. Su mecanismo de transmisión o arrastre es por poleas, ya que son capaces de realizar taladros de gran tamaño y necesitan transmitir el movimiento integro, como tienen que hacer grandes agujeros, durante bastante tiempo, estos suelen llevar integrado también un sistema de refrigeración del corte para que no desfallezca la broca.

• Taladros de mesa: Son taladros fijos, de tamaño relativamente pequeño, que se fijan a una mesa para trabajar con ellos, suelen llevar correas para transmitir el movimiento del motor eléctrico (funcionan con electricidad)al taladro, este tipo de taladro son los que usamos en el taller de clase.

Sistemas de arrastre

Son los sistemas que transmiten el movimiento del motor eléctrico (o gasolina) al eje que ha de moverse.
Los taladros de columna, de mesa y de bandera llevan correas o engranajes, que variando los podemos conseguir menor rpm en la broca y mas par, o menos par y mas rpm por correa o por engranajes

SUJECIÓN de piezas en el taladro:

Herramientas de corte

• Broca: La broca es una pieza metálica de corte que crea orificios circulares en diversos materiales cuando se coloca en una herramienta mecánica como taladro, berbiquí u otra máquina. Su función es formar un orificio o cavidad cilíndrica.

• Escariador: un escariador permite eliminar las rebabas del tubo después de cortarlo o agrandar agujeros que han sido previamente taladrados con una broca a un diámetro un poco inferior.

 Método seguro de trabajo Antes de empezar a taladrar:

• Compruebe que la velocidad de taladrado sea la correcta para el trabajo en cuestión. Apriete el interruptor para asegurarse de que esté en buenas condiciones

 • La broca del taladro – Compruebe que haya entrado recta en la mordaza. Sujete el taladro y póngalo en marcha durante un momento. La broca debe girar perfectamente y sin bambolear. De no ser así, la broca no está recta o ha entrado torcida en la mordaza. Si la broca está afilada se sujetará sin mucha presión. •

 El cable – Revisé por si tuviera cortes, alambres sin cubrir y por si las conexiones al enchufe o al extensible estuvieran flojas. Asegúrese de que esté en lo posible puesto a tierra y de que no se haya cortado la tercera patilla del enchufe. Use en lo posible cables de extensión puestos a tierra y que estén colocados de manera que no ocasionen tropiezos.

Pasos para taladrar:

1. Aprende a usar tu máquina. Lee el manual del usuario. Aprende la función de cada perilla y control, y cómo configurar la máquina. Asegúrate de sentirte cómodo con la máquina antes de ir al siguiente paso.
2. Ajusta la profundidad. Algunas máquinas contarán con un ajuste de profundidad o una barra de control de profundidad. Lee el manual del usuario y aprende a usarlos. Si tu máquina no cuenta con un control de profundidad, mide y marca la profundidad deseada con un lápiz o cinta de enmascarar.
3. Sostén tu taladro de forma apropiada. Sostenlo con una sola mano, como si fuera una pistola, y coloca tu dedo índice en el "gatillo". Si el taladro cuenta con un mango para tu otra mano, úsalo. De lo contrario, pon tu otra mano en la parte posterior del taladro.
4. En el lugar marcado. Con un lápiz, marca el punto en la pared que quieres taladrar. Márcalo con un punto o un aspa pequeña. Asegúrate de que tu marca no sea muy grande.
5. Taladra. Usa una velocidad alta y la función de impacto (si tu taladro cuenta con ella), y taladra en el agujero poco profundo que hiciste en el paso anterior.

ROSCADO

El roscado consiste en la mecanización helicoidal interior (tuercas) y exterior (tornillos) sobre una superficie cilíndrica. Este tipo de sistemas de unión y sujeción (roscas) está presente en todos los sectores industriales en los que se trabaja con materia metálica.

Tipos de roscas:

• Roscas de Paso Grueso: como su nombre lo indica, el paso, es decir, la amplitud de cada estría, es amplio. Por lo tanto, este tipo de rosca no tiene gran precisión en cuanto a la unión del elemento que se inserta (el macho) y la pieza hueca donde se instala (la hembra). Se utilizan para trabajos normales que requieran firmeza aunque no una unión tan estrecha.
• Roscas de Paso Fino: generan una mayor firmeza en la unión, y se utilizan sobre todo en mecánica, en la industria automotriz y vehícular en general.
• Roscas de Paso Extra fino: se utilizan cuando es requerida una mayor precisión, como en el caso de elementos que deben unirse a paredes delgadas.
• Roscas de Ocho Hilos: se denominan así porque su paso consiste en ocho estrías por pulgada; estas roscas son las indicadas para tuberías de agua y otros fluidos. Las características de su superficie permiten mayor resistencia a la presión y evitan las fugas de gases y líquidos.

Características de las roscas

• Diámetro nominal o exterior (D): es el diámetro mayor de la rosca. Este es diferente en una tuerca y en un tornillo. En un tornillo es el diámetro medido entre las crestas de los filetes, mientras que en una tuerca es el diámetro medido entre los fondos de los valles.
• Diámetro del núcleo (d): también llamado diámetro interior, es el diámetro menos de la rosca. En un tornillo corresponde al diámetro medido entre los fondos de los valles de la rosca, mientras que en una tuerca es el diámetro medido entre las crestas.
• Paso (p): el paso de una rosca es la distancia en milímetros entre dos crestas consecutivas. Es la longitud que avanza un tornillo en un giro de 360  ͦ.
• Ángulo de rosca o de flancos (  ͦ): es el ángulo formado por los flancos de un filete. La rosca métrica tiene 60  ͦ y la rosca Whitworth tiene 55  ͦ.
• Profundidad de la rosca (h): es la altura de la rosca y es igual a la distancia que existe entre la cresta y el valle (o fondo) del filete.

-Machos de roscar:

 Están fabricados en acero HSS de alta calidad con aleaciones de entre un 3 y un 5% de cobalto o vanadio (parecido a las brocas como podemos ver). Son herramientas de corte en forma de tornillo que llevan hechas unas aristas longitudinales (3 o 4) las cuales permiten que haya corte del material y la salida de la viruta.

Terrajas:

La terraja de roscar es una herramienta circular hueca de acero rápido que permite el corte de la espiral que conforma la rosca de tornillos, pernos o tubos. Se suele llamar también cojinete roscado. Se la utiliza para realizar las roscas del tipo macho, ya sea de caños o bien tornillos. Existen diferentes medidas de esta herramienta, que coinciden con las graduaciones normalizadas de tornillos y otros elementos roscados. 

Proyecto Poste de Bicicletas

Hola, en esta nueva entrada del blog os voy a mostrar la idea que nuestro equipo de trabajo ha desarollado ante el proyecto planteado en clase para construir un poste donde aparcar las bicicletas.

El poste que hemos pensado realizar constara de una estructura central que incluirá en su parte superior un panel solar o panel foto-voltaico que alimentará a un foco o bombilla que será el el encargado de iluminar la parte inferior de la estructura donde se encuentran las guías para aparcar las bicicletas.

Las guías para aparcar las bicis, se encontraran fijadas al suelo y estarán dispuestas alrededor del poste central.

EXPLICACIÓN PARTE POR PARTE

Explicaremos las partes de nuestro poste de arriba hacia abajo.

En la parte superior del poste tenemos pensado situar un panel foto-voltaico con el fin de alimentar de una manera autosuficiente un foco o bombilla que permita a los usuarios ver incluso en horas sin luz, como bien puede ser en la hora de entrar a clase.

En cuanto al eje o poste central deberá tener al menos una parte de sección hueca, pues en su interior deberán alojarse los cables que conecten el panel solar con el foco que genere luz a los usuarios.

En cuanto a las dimensiones de dicha sección no sabemos aun bien cual poner, ya que todavía no sabemos con que materiales disponemos para realizar este proyecto.

La parte inferior de la estructura es la mas compleja y la que en mi opinión la mas importante ya que es donde se van a aparcar las bicicletas. El resto de la estructura más bien una ampliación para poder hacer de este poste un poste complejo que cuente con ayudas para los que lo usen.

Estas dos son unas imagenes de como queremos hacer la base de nuestro poste.

Como se puede observar se encuentran acotadas diversas partes de la estructura con el fin de que se vea de una manera rápida lo que el equipo quiere diseñar, pudiendo presentar algún cambio si a lo largo de la realización del proyecto nos surgen problemas. De ser así subiré de nuevos cuales han sido esos problemas y como los hemos conseguido solucionar.

Los integrantes de mi equipo de trabajo somos:
-Manuel Albillo
-Sergio Alonso
-Sergio Rozas
-Hector Ruiz
-Pablo Alves

El que ha diseñado el proyecto es Sergio Alonso, ya que es el que mejor sabe usar el SketchUp, el resto hemos hablado sobre este diseño y hemos aportado ideas sobre como podríamos mejorarlo.

Creemos que hemos echo un buen diseño y que tenemos la idea muy clara de como queremos que sea, por lo que tenemos buenas sensaciones sobre este proyecto.