Características De Los Materiales

Piénsalo ¿Dónde estás?

Nuestro mundo está compuesto por millones de materiales compuestos por otros materiales entre si o bien por un mismo material, etc.. si te paras a pensar, esto es un verdadero caos, así que desde hace mucho tiempo un grupo de listillos se propuso hacer una clasificación de todos los materiales ya existentes y donde se podrían incluir algunos de los próximos por descubrir.

A continuación te voy a enseñar esta clasificación sencilla pero eficaz.

Tipos de materiales

Se pueden clasificar por dos áreas:

-Según su origen

    ·Naturales: estos materiales son los que se encuentran en la naturaleza y es a partir de estos que se producen productos. Entre estos se ubican aquellos que fueron extraídos de animales, vegetales y minerales.

    ·Sintéticos: estos productos son obtenidos a partir de la utilización y transformación de productos naturales.

-Según su composición

    ·Metales: Aquí se distingues entre los ferrosos (que contengan hierro en su mayor parte Fe) que a su vez se distinguen en colados y aceros (Fe + C + Other), y los no ferrosos clasificados en ligeros-ultraligeros (Al, Ti, Mg, Be) y en pesados que lo componen todos aquellos que superen o igualen los 5 Kg/dm^3.

    ·No metales: En este grupo se clasifican en naturales (Cu, Zn, Ag, Ti...) y artificiales que a su vez se subdividen en plásticos y cerámicos.

Analiza

Según estudios, todo en el universo esta compuesto por protones, neutrones y electrones, estos en conjunto forman átomos, estos a su vez forman moléculas. Para que dos o más átomos lleguen a formar una molécula tienen que pasar por un proceso, un enlace.

Dentro de estos diferenciamos tres:

  -Iónico: Los átomos pueden transferir o compartir sus electrones de valencia. Ocurre cuando uno o más átomos pierden electrones, y otros átomos los ganan con el fin de producir una configuración de electrones de gas noble.

Los enlaces iónicos típicos son los de los haluros alcalinos, tales como el cloruro de sodio, NaCl.

  -Covalente: Este se caracteriza por la compartición de electrones, significa que los átomos en vez de uno ceder y otro captar como en el enlace iónico, cada átomo aprovecha los electrones del otro para conseguir la estabilidad de gas noble. Así los átomos de H (cada uno con un electrón) al enlazar quieren aprovechar el mismo electrón de su compañero para poder llegar a tener 2 electrones y por tanto la configuración de gas noble.

  -Metálico: Las propiedades de los metales sugieren que sus átomos poseen enlaces fuertes, sin embargo, la facilidad de conducción del calor y la electricidad, sugieren que los electrones pueden moverse libremente en todas las direcciones del metal. Las observaciones generales para describir el enlace metálico, dan lugar a un cuadro de "iones positivos en un mar de electrones", lo que es conocido como la nube de electrones.

Características de los materiales

Nuestros queridos cerebritos se plantearon de que es lo que caracteriza cada material y lo que pueden llegar a ser, así crearon distintas palabras que describan su potencial, aquí te muestro lo que me refiero.

   -Tenacidad: Capacidad que tiene un metal para absorber energía antes de su rotura o deformación, lo que le permite soportar bien los golpes y tensiones, vamos que opone mucha resistencia a romperse o deformarse.

   -Dureza: Resistencia de un material a ser rayado, destaca entre ellos el diamante. Se clasifican mediante una escala, la escala de Mohs.

   -Resistencia: Propiedad que poseen los materiales al soportar diversas fuerzas.

   -Elasticidad: Propiedad de los materiales de volver a retomar su forma original tras aplicarle una fuerza.

   -Plasticidad: Capacidad de un material de deformarse al aplicarle una carga y mantenerse en dicha forma al retirarse la misma.

   -Fatiga: Capacidad que tiene un material ante la rotura tras cargas dinámicas y cíclicas.

   -Fragilidad: Capacidad que tiene un material de fracturarse con escasa deformación.

   -Resilencia: Es la capacidad de oponer resistencia a la destrucción por carga dinámica.

   -Fusibilidad: Capacidad que posee un material para fundirse.

   -Conductividad térmica: Es la propiedad de los materiales de transmitir el calor produciéndose, lógicamente una sensación de frío al tocarlos. Un material puede ser bien conductor térmico malo.

   -Conductividad eléctrica: Capacidad de un material de dejar pasar un flujo de electrones por el.
   -Dilatación: Capacidad de un material de aumentar cualquier magnitud métrica al producirse un aumento de temperatura.

Entre estas características algunas pueden causar confusión ya que son muy parecidas, es el ejemplo de Tenacidad, Resistencia y Resilencia. Para diferenciarlos hay que destacar tenaz es el que absorbe la energía para evitar romperse, en cambio los materiales resilentes son los que intentan no ceder a destruirse por cualquier fuerza que lo intente, ahora bien, estos dos se pueden engoblar y decir que son resistentes, ya que son capaces de soportar diversas fuerzas. Además de resistencia se puede decir que su contrario es la fatiga puesto que cada material tiene un ciclo máximo de vida, estos ciclos se van agotando, es a lo que se llama fatiga.
También se pueden contrastar la dureza y la fragilidad, ya que van de la mano, un material que es duro, es frágil, por su naturaleza cristalina. Y por último si comparamos entre plasticidad y elasticidad solo hay que decir que un material plástico al aplicarle y retirarle una carga adaptará la forma del cuerpo que aplica dicha carga, en cambio con un material elástico el material recuperará su forma original.

Ensayos

En este apartado hay dos tipos de los que ya he hablado anterior mente, el de tracción y el de compresión, en mi entrada de solicitaciones mecánicas los encontrarás, te dejo el enlace aquí.

Continuamos con la charla.

Ensayo de dureza

En cuanto la dureza hay muchos tipos de ensayos, en mi caso explicaré un ensayo, el ensayo de dureza Vickers o también conocido como ensayo universal. En este utiliza sometiendo una carga que va desde 5 a 125 kilopondios (de cinco en cinco). El penetrador de este ensayo es una pirámide de diamante con un ángulo base de 136º.

Para este ensayo se utilizan láminas de como mucho 0.15mm , no probetas como en los ejemplos anteriores. Para determinar la dureza del ensayo se aplica una fórmula tomando en cuenta la profundidad de la marca.

Este ensayo se considera un avance al ensayo Brinell aunque en este ensayo se recomienda utilizar fuerzas mayores de 500 HB (dureza Brinell), así se conseguirá el resultado mas preciso.
En cuanto a sus diferencias hay que destacar que en el Brinell se utilizan bolas de distintos diámetros para distintas probetas y junto a otra formula parecida.

Ensayo de módulo de Charpy

Este ensayo es diseñado para medir la resilencia a la que puede estar sometido un material.

La resilencia se ha explicado antes pero también se puede definir desde un punto de vista técnico como la capacidad de memoria de un material para recuperarse de una deformación, producto de un esfuerzo extremo. En este ensayo se utiliza el Péndulo de Charpy.

Este péndulo se deja caer desde una altura determinada y junto a la longitud del brazo se puede calcular la energía potencial y con este la energía con la que impactará. Junto a esto y la deformación o rotura de la probeta normalizada se puede calcular la resilencia del material.

Fdo.: El capitán. 

Suban las velas y abajo se quedaron a oscuras.

Mecanizado Básico

Toca ponerse serios.

Cualquier cosa que hagamos en nuestra vida precisa de un procedimiento, en el caso del tema que nos acontece se trata de un trazado, este consiste en marcar la pieza sea con una linea, curva o punto donde se practicará el mecanizado.

Pero... ¿Qué es el mecanizado? Se define como un conjunto de operaciones de conformación de piezas mediante la elimincación de material, ya sea por arranque de viruta o por abrasión.
Continuamos; para marcar la pieza requiere de unas herramienta determinadas estas tienen puntas endurecidas y son:

Trazador con una punta de widia.

Granete

Compás de doble punta

Ademas de las herramientas de trazar existen unas herramientas auxiliares, por así decirlo, que te ayudan a un trazado más preciso.
Estas son:
El gramil, cuya función principal es marcar líneas paralelas en la pieza par su posterior corte.


Escuadras (De distintos ángulos)

Falsa escuadra, que esta puede crear distintos ángulos con herramientas acopladas a una regla.

 

Claro está no es todo trazar y mecanizar a lo loco, hay que saber cuanto necesitamos y si hemos procesado lo suficiente, o no. Para esto es necesario surtirnos de herramientas de control dimensional, estas son las siguientes.
Calibre o Pie de rey

Micrómetro

Mármol, que con ello obtienes una superficie nivelada y completamente lisa, perfecta para el gramil.

Gramil, este ademas de las lineas paralelas se puede utilizar para medir alturas.

Cuando una pieza queda mecanizada es muy probable encontrarse restos de dicho material por el lugar de corte, también depende del material, estos restos se denominan barbas y se retiran con el Limado.
Para limar se necesitan herramientas, con las uñas es difícil.
Primero, la lima.

Se distinguen diferentes partes de esta. Además hay tipos de limas con puntas diferentes, tamaños diferentes, cantos diferentes y hasta cuerpos diferentes, cañas de todo tipo.

La caña de la lima que va desde la espiga a la punta esta hecha de una aleación de acero al carbono que asegura su durabilidad y junto a un buen uso, resistencia al desgaste. 
Para limpiar las limas por el resto de barbas que queden entre las hojas acuñadas se utiliza un cepillo de púas llamado carda.

A la hora de limpiarla hay que seguir el sentido de los filos, así se retirará con facilidad y no se degradará.

Antes de limar hay que serrar, esto consiste en arrancar viruta para poder dividir una pieza en dos o mas partes retirando el material de entre las mismas. En el caso de serrado manual consta del movimiento de va y ven de la sierra de mano.

Hay distintos tipos de sierras manuales, aquí te ilustro las más básicas.

En el caso de la sierra de arco hay muchos tipo de cuchillas para distintos materiales. El uso de las sierras de mano es similar en todas ellas, siendo en el momento de tirar de la sierra donde mas presión hay que añadir sobre la pieza, esta presión ha de ser muy suave, lo justo para que la sierra arranque la viruta sin que se trabe la cuchilla.

Además de los corte con sierra, hay otro tipo de corte aunque no lo parezca, este se realiza con el taladro ya que perfora cortando.

Taladro, hay tipos y tipos de taladros. Fotooos.

De banco.

De columna.

Manual-Eléctrico.

Manual del año de la polca.

De bandera.

Taladro de antes del año de la polca.

La activación de los taladros modernos y los que utilizaremos en un taller será eléctrica y en rara ocasión manual. La broca puede estar movida directamente por el motor eléctrico que normalmente dispone de un pulsador regulado o arrastrada de este por un sistema de correas, piñones. Esto se utiliza para poder cambiar la velocidad de giro y al ser la potencia del motor la misma, a menos velocidad, mas par, mas fuerza de giro. Par sujetar la broca es necesario un accesorio que es llamado porta brocas o mandril, este esta estandarizado hasta un máximo de 18 mm de diámetro y cuando la broca a utilizar es de mayor diámetro, se introduce la broca en la maquina en vez del mandril.

Hablando de brocas, hay muuchas brocas, tamaños, materiales, siendo la distinción mas básica esta:

Y al pertenecer a la chachi clase de amovibles, utilizaremos las de metal mayoritariamente, dentro de estas hay mas tipos y esta expuestos en foti, por supuesto.

Laminada: Metales y plásticos con apenas precisión, poca calidad.

Rectificada: Mayor precisión que la anterior además de que vale también para aluminios, fundición, cobre y latón. Buena durabilidad.

Titanio: Muy buena calidad, perfecta para acero.

Cobalto: Calidad pro, tipo 'aparta que voy', todo tipo de materiales hasta los mas complicados.

Aquí te expongo algunos utensilios extra que pueden utilizarse en el taladro además de brocas. (Si salen algunos ya nombrados es que has estado atento, very well fandango.)

Hemos dicho que en brocas mas tochas se acopla de la misma manera que el mandril, este método es el engastado, tres imágenes valen más que tres mil palabras. Solo fíjate que el mandril en su parte derecha es cónico, por consiguiente el agujerín donde se introduce, también, pero complementario.

Mete-Saca

A la hora de mantener nuestras brocas en buen estado, se requiere de un mantenimiento, es recomendable tenerlas algo aceitadas en las puntas y cuerpo de la broca para que no produzca tanta temperatura con la fricción y además hay que afilar dichas puntas y esto se hace con mucha maña y la esmeril, respetando sus correspondientes ángulos.

Aunque aquí el amigo no lleve las E.P.I.'s es la foto mas decente que he visto en la internete.

E.P.I.'s me recuerda a seguridad, un taladro es peligroso si, sino se sabe usar, ojo con las mangas, con el guante que no se enganche, utiliza el tornillo plano del taladro, instala el panel protector con corte de energía al retirarlo, pulsadores en la zona de arrastre de poleas y sobre todo, utiliza la cabeza, no utilices el taladro para lo que no ha sido diseñado, ni olvides mantenerlo en buen estado, lubricando la máquina cuando sea necesario.

Roscado!

Si, énfasis que se acaba.

Consiste en la mecanización helicoidal interior (tuercas) y exterior (tornillos) sobre una superficie cilíndrica. 

Resumiendo que hacer el macho y haces la hembra.

Para evitar nombrar y explicar todos los tipos de roscas pondré foto complementada con unas palabras.

Triangular: Elementos de fijación y empalme.

Trapezoidal: Elementos transmisores de movimiento con cierta precisión.

Redondas: Elementos de unión que deban soportar grandes choques y desgastes.

Dientes de sierra: Hechas para recibir grandes presiones unilaterales.

Para roscar una hembra, hace falta un macho de roscado.

Estos vienen en juegos de dos o tres para una misma rosca ya que debe de seguir un orden para hacer el roscado lo mas perfecto posible, en el caso de la imagen, el orden es I, II, , ascendente empezando con la que tiene punta cónica y acabando en la más trapezoidal.

Para roscar necesitas un utensilio para proceder, en este caso manual. 

En la imagen se ve como está acoplado por el pie del macho roscante, el macho se coloca lo mas contiguo y recto posible al agujero a roscar y aplicando una presión igual en los dos extremos de la varilla perpendicular se procede a girar y roscar. Se suele extraer el macho para retirar la viruta formada y no dañar la rosca. Se repiten con los tres machos en el orden indicado.

En el caso de los cojinetes roscados se selecciona la varilla que se la quiere hacer perno se acopla el cojinete correspondiente y se procede de una manera similar al macho roscante, mango perpendicular  y con igual fuerza en cada extremo del útil.

La imagen se ven distintos números y letras, eso determina el diámetro del perno o el agujero roscado final y la distancia de paso de los filetes.

Espero con este pequeño cuadrito sea más que suficiente ya que puedes ver sus tolerancias entre perno y rosca.

Un abrazo con mucha testosterona.

Super poste de bicicletas

Holiwiis a todooss!! Primer proyecto de nuestra chachitástica asignatura de elementos amovibles y fijos no estructurales.

En este proyecto tenemos que diseñar el soporte de una bicicleta, en el cual mi equipo y yo nos hemos venido arriba y hemos diseñado un super soporte.

Dicho esto procederé a contar como funciona, consiste en que cuando tú llegues con tu bicicleta después de dar una vuelta, pongas la rueda delantera entre una barra en forma de rectángulo de manera que esta sujete la rueda delantera y así la bici no se caiga, para sujetar la barra se pone un candado que pase por el cuadro y la rueda de la bicicleta, esto sirve también como método de seguridad. Delante de la rueda habrá un poste en forma de aleta de tiburón en el que pondremos un logotipo tooh molón.

-Partes del soporte:

•  Base del soporte:

•  Soporte o Barra:

• Aleta de tiburón:

- Reparto de tareas:

      Alberto: Diseño de las vistas es isométrico.

      Denis: Diseño del soporte.

      Eva: Presentación y publicación del blog.

      Saúl: Jefe de diseño.

      Victor: Diseño de las vistas de las piezas.