Mecanizado Especializado (FINAL)

MATERIA: TECNOLOGIA INDUSTRIAL II TEMA: PROCESO DE MECANIZADO ESPECIALIZADO

DOCENTE: ING FRANCISCO ORLANDO REYES CONTRERAS

INTEGRANTES: CARLOS SAMUEL HERNANDEZ BARAHONA CRISTIAN DILBERTO SANCHEZ MENJIVAR EDGAR BENJAMIN HERNANDEZ ROJAS ZULEYMA YAMILETH ARTIGA PEREZ

CARNET HB100110 SM102110 HR100106 AP101510

FECHA: SABADO 28 DE ABRIL DE 2012

PROCESO DE MECANIZADO ESPECIALIZADO

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TABLA DE CONTENIDO INTRODUCCIN...................................................................................................A OBJETIVOS........................................................................................................... A Objetivo General....................................................................................................A Objetivos especficos.............................................................................................B ALCANCES Y LIMITACIONES..............................................................................B Alcances.................................................................................................................B Limitaciones .......................................................................................................B

PROCESO DE MECANIZADO ESPECIALIZADO.................................................1 Definicin del proceso mecanizado especializado ..............................................1 Clasificacin del proceso de mecanizado especial..............................................1 Maquinaria y equipo utilizado en el proceso de mecanizado especializado........8 Herramientas utilizadas en el proceso mecanizado avanzado..........................14 Materiales utilizados en el proceso de mecanizado especial.............................17 Descripcin de los pasos del proceso de mecanizado especial ......................18 Variables y/o parmetro importantes del proceso mecanizado avanzado.........22 Tipos de productos que se obtienen del proceso................................................27 CONCLUSIN...................................................................................................... 30 BIBLIOGRAFIA.................................................................................................... 31


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INTRODUCCINDebido a la necesidad de una mayor cantidad y calidad de piezas, es que se han creado nuevas tcnicas de mecanizado, que van acompaadas de un gran avance tecnolgico; lo cual favorece la precisin de estas. Estas tcnicas se denominan: Procedimientos Especiales de Mecanizado. Los procedimientos que a continuacin especificaremos, han elevado

enormemente la calidad en la produccin de piezas en industrias, adems han hecho un drstico cambio en la produccin de las mismas, desde la produccin manual de piezas; las cuales no siempre cumplan con los estndares establecidos. Hasta una produccin completamente automatizada, sin dejar de lado al ser humano; el cual influye directamente en su programacin.

OBJETIVOS

Objetivo GeneralConocer acerca del mecanizado especializado, sus maquinarias, sus utilidades y aplicaciones para los que estos son utilizados. PROCESO DE MECANIZADO ESPECIALIZADO Page A

Objetivos especficos Enterarse de los tipos de mecanizado ms utilizados (electroerosin, chorro de agua, laser, ultrasonido, plasma, etc.) y su funcionamiento. Enumerar la gran variedad de aplicaciones para lo que estos tipos de mecanizado son utilizados y conocer as industria que la utilizan. las diferentes ramas de la

ALCANCES Y LIMITACIONESAlcancesEste reporte solo tomara en cuenta el estudio de los procesos de mecanizado especializado ms comunes, pero tomando en consideracin aquellos criterios que nos ayuden a entender de forma ms amplia a lo que estos se refieren, sus aplicaciones y sus utilizacin.

LimitacionesLa principal limitante para realizar este este reporte es la cantidad escueta de informacin que se encuentra con respecto al tema en cuestin. Esto muy probablemente debido a que este tipo de mecanizado es mayormente utilizado por las grandes industrias donde es muy difcil de tener acceso y por ser una


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tecnologa relativamente nueva an no se encuentran muchos libros que hablen al respecto.


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PROCESO DE MECANIZADO ESPECIALIZADODefinicin del proceso mecanizado especializadoEl proceso especial de mecanizado se define como la evolucin de aquellas maquinas comunes, manuales, utilizadas para el mecanizado estndar como lo es el taladro, fresadora, torno, cepilladora, etc. que por la gran demanda y necesidad, de las diferentes ramas de industria, en generar cada da mejores y ms finos, pero a la vez, ms rpidos y ms precisos procesos de mecanizado, se han visto en el menester de generar nuevas tecnologas que satisfagan estas necesidades. Por lo cual podemos definir el proceso de mecanizado especializado como la ampliacin de las tcnicas estndar ya conocidas como lo son el fresado, torno, limadora, hacia un nivel ms avanzado con ayuda de las nuevas tecnologas y como objetivo principal satisfacer las necesidades y exigencias de un mundo cada vez ms industrializado. Entre las tecnologas ms comunes que hoy da encontramos acerca del mecanizado especializado podemos mencionar: Mecanizado por electroerosin. Mecanizado por chorro de agua. Mecanizado por rayo lser. Mecanizado por ultrasonido. Mecanizado por plasma.

Clasificacin del proceso de mecanizado especialMECANIZADO POR ELECTROEROSIN El mecanizado por electro erosin es un proceso de fabricacin, tambin conocido como Mecanizado por Descarga Elctrica o EDM. La Electroerosin es un mtodo de arranque de material que se realiza por medio de descargas elctricas controladas que saltan, en un medio dielctrico, entre un electrodo y una pieza.


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De este tipo de mecanizado existen diferentes tipos como lo son: electroerosin por penetracin,

Electroerosin por PenetracinEs un proceso de mecanizacin mediante

penetracin de un electrodo en una pieza. Los moldes para piezas mediante Esta 1955 de plstico son por de a primeros frecuentemente penetracin. modalidad se los remonta con mecanizado fabricados

electroerosin

modelos manuales fabricados en Japn. Pero no fue hasta la dcada de los 70 cuando el mecanizado orbital redujo significativamente el tiempo de ciclo y el nmero de electrodos necesarios. Sobre 1980 aparecieron las primeras unidades CNC, asentndose definitivamente esta tecnologa. Ms que en trminos de tiempos de ciclo, la principal mejora observada con relacin al mtodo manual consisti en la reduccin del nmero de horas de trabajo necesarias para mecanizar una cavidad. Mientras que en la electroerosin por hilo las mejoras en productividad y reduccin de costes se debieron a las mayores velocidades de corte, las mejoras en penetracin responden a la posibilidad de trabajar ms horas al da gracias a las ventajas del CNC. Al tiempo que ambos procesos se benefician de un menor nmero de horas por pieza, el paso de la operacin manual a CNC ha permitido un funcionamiento casi ininterrumpido de las mquinas en el primer turno y mucho mayor en el segundo y tercero, en forma desatendida. As, si para una mquina PROCESO DE MECANIZADO ESPECIALIZADO Page 2

manual el objetivo de produccin diaria se sita en las 6 horas, lo normal para una mquina CNC es hacerlo durante 16. En muchos talleres, estas cifras, incluso se superan.

Electroerosin (EDM) por corte de hiloEs un proceso de mecanizado mediante el cual se utiliza un hilo de metal para cortar un contorno programado en una pieza. El hilo siempre atraviesa la pieza. Antes de empezar a mecanizar, es necesario realizar un agujero en la pieza. O bien, el mecanizado debera entonces empezar en el borde de la pieza. Desde que el hilo puede ser inclinado, es posible cortar piezas cnicas o de diferentes perfiles desde la superficie hasta el final de la pieza. El hilo se basa generalmente en aleaciones de cobre y dimetros desde 0.02 hasta 0.33mm. MECANIZADO POR CHORRO DE AGUA El agua, a pesar de transmitir una gran sensacin de tranquilidad, se puede utilizar para generar una fuerza muy elevada. Hoy por hoy es una herramienta industrial totalmente innovadora. Presurizada a unos niveles muy altos, y canalizada a travs de orificios muy pequeos, el agua corta de una forma muy precisa casi todos los materiales. El corte con agua es el proceso de mecanizado de mayor crecimiento en los ltimos 5 aos.

La formacin del haz de agua en el cabezal de corteLa estabilidad de haz de agua se garantiza con un atenuador tubera incluyen de de alta presin presin. tuberas integrado en un sistema de Dentro de este sistema se tambin flexibles de alta presin que conducen el agua hasta la misma cabeza de corte. En dicha cabeza un taladro muy pequeo en una piedra de rub transforma la presin del agua en velocidad. El tamao de este taladro es aproximadamente el de un pelo humano, y el haz de agua alcanza a travs suyo una velocidad de 3 mach. Este haz de agua es capaz de cortar una gran variedad de materiales. Los materiales blandos como las gomas, espumas, compuestos para las juntas de PROCESO DE MECANIZADO ESPECIALIZADO Page 3

automocin, fibras de paales e incluso los alimentos se pueden cortar solamente con agua a alta presin. En este caso solo utilizamos la energa cintica del agua para producir el corte. Si adems le aadimos granate como elemento abrasivo al haz de agua se pueden cortar todo tipo de materiales duros tales como metales, piel natural, mrmol, cristal, o materiales reforzados con fibras. En este proceso el agua acelera las partculas del abrasivo para producir el corte dejando un aspecto satinado en su perfil. Una vez generada esta presin, es transmitida a travs de los conductos de alta presin hasta la cabeza de corte. En este punto, la energa de presin se transforma en energa cintica al atravesar un orificio de un tamao aproximado de 0,3 mm. El chorro generado, que viaja a tres veces la velocidad del sonido, pasa a travs de la cmara de mezcla, en la que se produce el efecto venturi para absorber el abrasivo y mezclarlo con el haz de agua. A partir de este punto, el chorro de agua y abrasivo pasa a travs del tubo de mezcla, y acaba impactando contra el material a cortar. El principio de los procesos de corte con agua pura, y de corte con agua y abrasivo es el mismo. La nica diferencia, es que en este ltimo se aade abrasivo en la parte inferior, para acelerar sus partculas contra el material. En este caso es necesario hacer llegar el abrasivo hasta el cabezal. Esto se consigue a travs de diferentes sistemas, el ms avanzado consiste en una tolva del entorno de los 200 Kg. de capacidad en la que se deposita el abrasivo. Esta est comunicada con un depsito presurizado, que es el responsable de enviar el abrasivo hasta la cabeza de corte. En ese punto se encuentra un dosificador de abrasivo que garantiza el aporte ptimo por unidad de tiempo al cabezal. Una herramienta muy til para el cabezal de corte, es lo que se denomina "sistema de asistencia de vaco en perforacin Paser 3". Este sistema permite asegurar un proceso de perforacin seguro y consistente, incluso en materiales muy frgiles como el cristal, la piedra o la cermica. As se evita la necesidad de pretaladrar mecnicamente las piezas.

MECANIZADO POR ULTRASONIDO Y LSER


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Mecanizado por ultrasonidos rotatoriosEl trmino ultrasonidos es debido a que la vibracin se produce a una frecuencia prxima a los 20kHz (vibra unas 20.000 veces por segundo), frecuencia que est en el rango de los ultrasonidos. El mecanizado por ultrasonidos rotatorio (RUM) es un proceso no convencional, indicado para el mecanizado de materiales duros y frgiles como son las cermicas tcnicas, metales duros, vidrios, silicio, piedras preciosas, etc. Se basa en el empleo de herramientas de diamante que eliminan el material por la combinacin de un giro y de una vibracin ultrasnica en direccin axial. Esta herramienta vibra unas 20.000 veces por segundo gracias a un piezoelctrico incorporado en el cabezal. La separacin continua entre herramienta y pieza gracias a esa vibracin ultrasnica hace que, en comparacin con los mtodos tradicionales, las fuerzas de corte se reduzcan y que la generacin de calor sea menor. Esto se traduce en una proteccin de la herramienta y de la pieza aumentando la productividad en hasta 5 veces la de dichos procesos convencionales, y la obtencin de unos acabados superficiales incluso menores que 0,2mm. As mismo, la presencia de una serie de algoritmos de control inteligentes ayudan a optimizar por completo el proceso de corte, as el ADR monitoriza el par (se protege la herramienta) y el ACC controla la fuerza en direccin axial mediante seales acsticas (se protege el piezoelctrico).


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Mecanizado por lserLa tecnologa del Mecanizado Lser se basa en la generacin de un rayo lser de alta potencia que es dirigido contra la pieza mediante un sistema de espejos de alta precisin. En la zona de una incidencia del rayo se consigue elevada densidad de potencia que produce la volatilizacin del material. lser requerida. El mecanizado por lser es un proceso no convencional que permite obtener mecanizados de formas complejas y de pequeo tamao. La gran ventaja de esta tecnologa es la posibilidad de mecanizar casi todo tipo de materiales independientemente de su dureza o maquinabilidad, desde aceros, aleaciones termo resistente, cermico hasta metal duro, silicio, etc. Se dispone de un lser en estado slido, compuesto por un cristal de Nd:YAG que permite una potencia media de lser de 100W, siendo los picos de potencia de 20Kw. La alta densidad de energa del haz lser en el punto de enfoque permite que se produzca el proceso de ablacin, haciendo que el material se vaporice. El dimetro del haz en el punto de enfoque puede ser de 30mm o de 100mm. El rayo el erosiona

material en mltiples capas obteniendo, de este modo, la geometra y profundidad


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Si a la tecnologa del lser le aadimos la tecnologa de fabricacin a alta velocidad, se dispone de un equipamiento ms completo mecanizado que de permite moldes el que

presenten detalles complejos y precisos, a la vez que se pueden obtener paredes verticales y acabados de esquinas vivas. Una de las grandes ventajas de esta tecnologa es que al ser una fuente de energa la que incide sobre el material, no se producen desgastes, roturas ni colisiones de la herramienta de corte, lo que supone una gran ventaja al proceso de arranque de viruta tradicional. MECANIZADO POR PLASMA El fundamento del corte por plasma se basa en elevar la temperatura del material a cortar de una forma muy localizada y por encima de los 30.000 C, llevando el material hasta el cuarto estado de la materia, el plasma, estado en el que los electrones se disocian del tomo. El procedimiento consiste en provocar un arco elctrico estrangulado a travs de la seccin de la boquilla del soplete, sumamente pequea, lo que concentra extraordinariamente la energa cintica del gas empleado, ionizndolo, y por polaridad adquiere la propiedad de cortar. La ventaja principal de este sistema radica en su reducido riesgo de deformaciones debido a la compactacin calorfica de la zona de corte. Tambin es valorable la economa de los gases aplicables, ya que a priori es viable cualquiera, si bien es cierto que no debe de atacar al electrodo ni a la pieza. El equipo necesario para aportar esta energa consiste en un generador de alta frecuencia alimentado de energa elctrica, gas para generar la llama de calentamiento (argn, hidrgeno, nitrgeno), y un


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porta electrodos, que dependiendo del gas puede ser de tungsteno, hafnio o circonio. Por la vertiente elctrica del equipo, la normas de seguridad aplicables son las correspondientes a esta maquinaria, considerando adicionalmente los gases que puedan desprenderse en el proceso por suciedad de la pieza.

Maquinaria y equipo utilizado en el proceso de mecanizado especializadoMECANIZADO POR ELECTROEROSIN.

Mquina de electroerosin de penetracin a CNC(Orbitado libre, contorneado, erosionado helicoidal, opcin eje c y cambiador de electrodos.)

Tecnologas estndar Teclado Ejes programables Modo de programacin Unidad de medida Interpolacin Tipo de orbitado Modo de orbitado Funcin CNC Tipo de entrada Eje C

Cobre/grafito-acero cobre/carburo de tungsteno Teclado resistente al agua de acero inoxidable XYZC (controlados simultneamente) Programacin automtica / Cdigo ISO G.M. Mtrico/pulgadas Lineal/circular Circular/cuadrado/vectorial/poligonal Orbitado free Setup/erosin/edicin/grficos/diagnostico USB/RS232 Peso mximo del electrodo 15 Kg

Electroerosionadora Modelo: CM-430 PNC/ZNC(X, Y, Z bolillas recirculantes, Autoextinguidor, Clampling, Luz halgena)

Dimensiones del tanque Mesa Recorridos Distancia entre plato y mesa Peso mx. electrodo Mx. peso pieza admitido Peso

970 mm (L) x 550mm (A) x 350 mm (A) (37" x 22" x 14") 650 x 350 mm (26" x 14") X:400 mm (16") Y:300 mm (12") Z:180 mm (7") 160~590 mm (6"~23") 100 kgs 680 kgs 1280 kgs


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Electroerosionadora de corte por hiloCon sistema de transmisin mediante servomotores de C.A.en los 5 ejes.

Mquina de electroerosin por penetracin Electroerosin de penetracin manual. Erosin por penetracin manual en X e Y y eje Z programable.Modelo Dimensiones de la mquina Peso de la mquina rea necesaria Dimensiones de la mesa Distancia del cabezal a la mesa Dimensiones de la batea Recorridos XYZ Peso mximo del electrodo Peso mximo de la pieza Dimensiones pieza mximas de JQ320 1950x1300x2100 mm 1400 kg 1,95x1,3 mts 500x250 mm 500 mm 900x570x345 mm 300x250x(160+200) mm 50 kg 450 kg la 800x500x300 mm 800 mm 250 lts 3x380V, 50Hz, 4,5 KVA 50 A

Radio de apertura de la puerta Tanque de dielctrico Alimentacin Potencia del generador

Dimensiones/peso del generador 600x700x1900/200 mm/Kg


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Electroerosin de corte por hilo de latnDiseo integral con huella compacta, Velocidad de corte: 70 mm / minuto

Max. tamao de la tabla Altura Mxima pieza de trabajo Mximo peso de la pieza Atravesar el cuadro principal (X, Y) Mesa auxiliar transversal (u, v) Mximo ngulo de corte cnico Mxima capacidad de carrete alambre Velocidad de marcha en seco Dimetro del alambre

370 x 600 mm. 200 mm. 300 kg. 250, 350 mm. 30, 30 mm. 5 / 100 mm. de 6 kg. 80 mm / min. 0,25 mm (estndar) 0,2 mm

MECANIZADO POR CHORRO DE AGUA

Mquina de corte con chorro de aguaMECANUMERIC ahora es el nico productor de la mquina en el mundo que tiene alta experiencia en las tecnologas totales requeridas para el diseo, la fabricacin, la instalacin, y tambin el mantenimiento de las soluciones modificadas agua de del corte. VHP: completas para y requisitos

particulares para cortar por el jet de Tabla

Sistema de conduccin incluyendo trabajos especficos del software. Generadores muy de alta presin y bombas. CONTROL NUMRICO: MECANUMERIC puede suministrar cualquier solucin industrial del corte por el jet de agua muy de alta presin: Corte del alimento: pasteles, cakes, pastas, pescados, carne, pizzas, empanadas etc.... Madera, piedras, para corte de metales PROCESO DE MECANIZADO ESPECIALIZADO Page 10

Corte compuesto Caucho, espuma, corte plstico Vidrio, corte de la cermica ... y tambin otros procesos del corte (el moler, plasma, laser, cuchillo, ultrasonidos).

Mquina CNC de corte con chorro de agua1500 x 1600 x 200 mm | C1516TN

Esta mquina puede cortar el material plano suave en varias formas descargando el agua ultra de alta presin. Con control del NC, el corte exacto se puede alcanzar incluso para las formas complicadas. MECANIZADO POR RAYO LASER

y

Centro de mecanizado lser CNC800 x 500 x 700 mm | LASERTEC 80 FineCutting

LASERTEC 80 FineCutting | 1,2 g de aceleracin y juego de corte de mx. 20 La elevada precisin de mquina, la alta velocidad de posicionamiento y el dinamismo de los ejes X / Y y los ejes circulares en tcnica lineal son las excelentes caractersticas de la LASERTEC 80 FineCutting. El concepto de mquina completo se basa en la precisin: la mesa en cruz X / Y en tcnica de motor lineal, una bancada de mquina maciza con apoyo sobre 3 puntos, sistemas de medicin directos en todos los ejes, par motores altamente dinmicos, regulacin de distancia automtica y un control de fcil manejo. Las mejores calidades de corte estn garantizadas: El lser se mueve en el eje Z y de ello resulta un haz directo con una trayectoria de rayos corta y constante.


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Mquina de corte lser de altas prestaciones4 400 W | BySprint Pro

Singular instalacin de corte por lser de alta velocidad para mxima eficiencia y rentabilidad.

Ventajas: Cortsimos tiempos por pieza gracias a la eficiente combinacin de corte por chorro de plasma de alta velocidad con mximas velocidades de mquina. Tiempos de corte reducidos de un quince a un cuarenta por ciento con ayuda del cabezal de corte de 3,75 pulgadas optimizado para aplicaciones de chapa fina. Costes de produccin mnimos por el ahorro energtico gracias a la turbina de cojinetes magnticos y fuente de alimentacin sin elementos mviles.

Centro de mecanizado por lser CO22.5 Kw | LC6

La base del nuevo laser LC6 de centro es experiencia probada de FINNPOWER en tecnologa modular conjuntamente con la ltima generacin de lasers del CO2. LC6 integra la operacin y la pieza del laser que dirigen para los

componentes de alta calidad de fabricacin. La colocacin rpida, exacta y el Rofin integrado Sinar de la hoja que la difusin de 2.500 vatios refresc la LOSA del CO2 le dejaron fabricar ms rpidamente, ms econmicamente y con una gama ms amplia del material de hoja que cualquier solucin alternativa en el mercado.


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En alto - el ambiente competitivo, el LC6 es una herramienta esplndida para responder a los apremios diarios de la alta exactitud, plazo y los costes cortos de ejecucin, etc. - importante de hoy ahora, y aun ms en el futuro. MECANIZADO POR ULTRASONIDO.

Mquina de mecanizado por ultrasonidos120 x 120 x 200 mm | ULTRASONIC 10

ULTRASONIC 10 | Mquina de precisin con 5 ejes altamente compacta para todas las indicaciones dentales en todos los materiales

MECANIZADO POR PLASMA.

Mquina de corte por plasma mecanizado modelo DELTA de OXYSER.El de modelo DELTA ha sido diseado especficamente para aplicaciones corte por plasma. La capacidad de corte til transversal es de 1500 mm / 2000 mm o 2500 mm y en corte til longitudinal desde el mnimo que es de 3000 mm hasta ilimitado, siempre en multiplos de 2000 mm. Este modelo es idneo para los trabajos de conducciones de aire o calderera media en general. Una caracterstica importante del modelo DELTA es la velocidad, siendo esta de hasta 30 metros por minuto. Es tambin posible la incorporacin del kit para corte mediante soplete de oxicorte, teniendo as la posibilidad de cortar espesores de hasta 300 mm (mximo dos sopletes)


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Mquina de corte por plasma mecanizado modelo LINECUT de OXYSER.La mquina de corte por plasma modelo LINECUT CNC de OXYSER nace para dar soluciones en poco espacio. Diseado especficamente para aplicaciones de corte por plasma. La capacidad en corte transversal es de 1000 mm y en corte longitudinal de 2000 mm. Sobre una bancada longitudinal de 2,5 metros, montamos numrico Mitsubishi M70 de gran potencia y fiabilidad, un esta instalada la antorcha y una mesa porta chapas. Aprovechando el equipo de corte por plasma facilitado por ustedes les montamos la mquina de corte por plasma LINECUT CNC. un brazo control donde

Herramientas avanzado

utilizadas

en

el

proceso

mecanizado

MECANIZADO POR ELECTROEROSIN.

Consumibles e insumos para electroerosinHilo de latn, hilo de molbdeno, resina, guas de hilo, emulsin desionizante, etc. Para todas las marcas.

El electrodo de formaEl electrodo es comnmente hecho de grafito pues este, por tener temperatura de vaporizacin, es ms resistente al desgaste. Puede ser trabajado en una fresadora especfica con el fin de crear ya sea un electrodo macho o un electrodo hembra, lo que significa que el electrodo tendr la forma opuesta a forma deseada y resultante en la pieza de trabajo. Es buena prctica tener un electrodo de erosin en bruto y uno que consuma en forma fina y final, ms esto puede ser determinado por las dimensiones y caractersticas de la pieza a ser lograda. Los electrodos pueden ser manufacturados en forma que mltiples formas pertenezcan al mismo pedazo de grafito. la una elevada


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Tambin el cobre es un material predilecto para la fabricacin de electrodos precisos, por su caracterstica conductividad, aunque por ser un metal suave su desgaste es ms rpido. El electrodo de cobre es ideal para la elaboracin de hoyos o agujeros redondos y profundos. Comnmente estos electrodos se encuentran de dimetros con tamaos milimtricos en incrementos de medio milmetro y longitudes variadas. Este proceso en particular es muy utilizado para antes del proceso de electroerosin con hilo, para producir el agujero inicial donde pase el hilo a travs de un grosor de material que es inconveniente al taladro convencional. Si deseamos un buen acabado en el objeto a erosionar , sea cual sea el material en que se construya el electrodo este debe ser repasado a mano despus ser mecanizado en la fresadora o torno debido a las marcas que las herramientas de corte utilizadas en estas mquinas producen pequeas marcas en los electrodos. Es un proceso de mecanizacin mediante penetracin de un electrodo en una pieza. Los moldes para piezas de plstico son frecuentemente fabricados mediante electroerosin por penetracin. El electrodo tiene la misma forma que la pieza que se reproducir en el molde. En la zona de mecanizado, cada descarga elimina un pequeo trozo de metal de la pieza. El electrodo generalmente est hecho de cobre o de grafito.

Mecanizado por chorro de agua PC, se encuentra en la oficina tcnica y es donde se realiza el diseo de la pieza.


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PC de taller, centro logstico donde se reciben las rdenes del PC de oficina y aqu es donde se ejecuta la orden de trabajo directamente sobre la mquina de corte por agua.

Balsa de agua, lugar donde se realiza el trabajo de mecanizado, generalmente de unas dimensiones aproximadas de cuatro metros de largo por tres metros de ancho.

Boquilla por la que sale el chorro de agua. Centro de refrigeracin, se utiliza para que todo este sistema mecnico utilizado para realizar el mecanizado no sufra de sobrecalentamiento, ya que sin este elemento la mquina se quemara. La bomba que tiene a la izquierda mueve el refrigerante almacenado en los dos depstios contiguos.

Deposito abrasivos, es un deposito exterior desde el cual se aade el abrasivo al agua, ya que sin este no se podra realizar el corte.

Descalificador utilizado para evitar la obstruccin de las tuberas. Depuradora de abrasivos, una vez el fluido de corte mecaniza la pieza y se deposita en la balsa, es necesario de una depuradora situada en la base de la balsa que separa el abrasivo del agua, almacenandolo en este gran saco situado al lado de la balsa, para poder ser reutilizado de nuevo y de esta manera reducir los costes.

Mecanizado por rayo lser.Obviamente, es necesario un equipo de rayos lser, dotado de una fuente de alimentacin y de un sistema de refrigeracin. Los lseres empleados

habitualmente son el de CO2, entre los gaseosos (gas lser), y el lser de neodimio con Nd-YAG (lser un cristal de granate Page 16


(mineral) de ytrio y aluminio de cuerpo fijo bombeado por diodos), entre los de estado slido. stos permiten una potencia media de lser de 100 vatios, siendo los picos de potencia de 20 kilovatios. Tambin es necesario acompaar el mecanizado mediante haz lser con un flujo de gas que elimina el material sobrante y protege las lentes focalizadoras. Normalmente este gas suele ser aire, para materiales no metlicos, ya que no existe peligro de oxidacin. Para materiales metlicos se suelen emplear gases inertes como por ejemplo el argn.

Mecanizado por plasma.El equipo necesario para aportar esta energa consiste en un generador de alta frecuencia alimentado por energa elctrica, gas para generar la llama de calentamiento, y que ms tarde se ionizar (argn, hidrgeno, nitrgeno), un electrodo y portaelectrodo que dependiendo del gas puede ser de tungsteno, hafnio circonio, y por supuesto la pieza a mecanizar.\

Materiales utilizados en el proceso de mecanizado especialELECTROEROSION La electroerosin se puede utilizar en cualquier material que sea conductor elctrico y la dureza, tenacidad y resistencia del material no influyen sobre la velocidad de remocin. Para controlarla, se puede variar la frecuencia de descarga o la energa por descarga as como el voltaje y la corriente. CORTE CON CHORRO DE AGUA Materiales a los que se le aplica Este sistema, sin aadirle abrasivo, permite trabajar sobre:

Caucho Tapizado de vehculos Polipropileno Cartn Papel Goma Espuma Materiales para empaque Fibra de vidrio Page 17


Cualquier tipo de material que no sea metlico.

Si al chorro de agua se le aade abrasivo es capaz de mecanizar:

Kevlar Vidrio Grafito epoxi Cermica Mrmol Vigas de hormign Titanio Bronce de aluminio Granito Aluminio Acero Acero de carbn Acero inoxidable Acero templado Latn Otros materiales de espesores de un mximo de 200mm.

Descripcin de los pasos del proceso de mecanizado especialELECTROEROSION A. Este sistema consiste en desbastar un metal mediante una corriente elctrica. Mecnicamente est formado por una fresadora u otro tipo de mquina herramienta que trabaje en forma similar. B. El comando de descenso del husillo porta herramienta es remplazado por un motor elctrico del tipo paso a paso. C. En el porta herramienta se coloca la matriz de cobre cuya forma ser copiada en el metal trabajado. D. Sobre la base de la maquina se coloca una batea en la que se apoya la pieza a erosionar y se llena con un lquido dielctrico.


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E. Un generador produce corriente de hasta 35 Amper con una frecuencia variable entre 400 y 40000 ciclos. Proceso de electroerosin con electrodo de forma Durante el proceso de electroerosin la pieza y el electrodo se sitan muy cercanos entre si, dejando un hueco que oscila entre 0,01 y 0,05 mm, por el que circula un lquido dielctrico (normalmente aceite de baja conductividad). Al aplicar una diferencia de tensin continua y pulsante entre ambos, se crea un campo elctrico intenso que provoca el paulatino aumento de la temperatura, hasta que el dielctrico se vaporiza. Al desaparecer el aislamiento del dielctrico salta la chispa, incrementndose la temperatura hasta los 20.000 C, vaporizndose una pequea cantidad de material de la pieza y el electrodo formando una burbuja que hace de puente entre ambas. Al anularse el pulso de la fuente elctrica, el puente se rompe separando las partculas del metal en forma gaseosa de la superficie original. Estos residuos se solidifican al contacto con el dielctrico y son finalmente arrastrados por la corriente junto con las partculas del electrodo. Dependiendo de la mquina y ajustes en el proceso, es posible que el ciclo completo se repita miles de veces por segundo. Tambin es posible cambiar la polaridad entre el electrodo y la pieza. El resultado deseado del proceso es la erosin uniforme de la pieza, reproduciendo las formas del electrodo. En el proceso el electrodo se desgasta, por eso es necesario desplazarlo hacia la pieza para mantener el hueco constante. En caso que el desgaste sea severo, el electrodo es reemplazado. Si se quiere un acabado preciso (tolerancia de forma +-0.05 mm es preciso la utilizacin de 2 electrodos). La rugosidad superficial (vdi) que se obtiene en un proceso de electroerosin por penetracin puede establecerse previamente, dentro de unos lmites, al programar la mquina. Esta rugosidad puede variar entre 48 vdi (acabado muy rugoso ) y 0 vdi (acabado sin rugosidad pero imposible de conseguir, un 26 vdi es un acabado casi perfecto) Las tasas de arranque de material con electrodo de forma son del orden de 2 cm3/h. PROCESO DE MECANIZADO ESPECIALIZADO Page 19

Hilo conductorEl hilo metlico puede ser fabricado de latn o de zinc (y molibdeno, en caso de mquinas de hilo recirculante). En prcticas de proteccin al medio ambiente, despus del uso y descarte del hilo empleado y sus residuos, el material del hilo, ya sea en forma de hilo o ste pulverizado, es acumulado separadamente con el fin de ser reciclado. Existen varios dimetros en el mercado, incluyendo 0.010 (0,25mm) y 0.012 (0,30mm). Generalmente el hilo se vende en rollos y por peso, ms que por su longitud. La tensin del hilo es importante para producir un corte efectivo, y por consiguiente una mejor parte; la sobretensin del hilo resulta en que este se rompa cuando no sea deseado. Mas la ruptura del hilo es comn durante el proceso, y tambin es necesaria. En unos talleres, los encendedores comunes se utilizan como una forma prctica de cortar el hilo. Inicialmente, la posicin de una cabeza superior y una cabeza inferior por las cuales pasa el hilo estn en un alineamiento vertical y concntrico una a la otra; el hilo en uso se encuentra entre estos dos componentes mecnicos. MECANIZADO POR ULTRASONIDOS El sistema de mecanizado por ultrasonidos se basa en el uso de una cuchilla que vibra a frecuencias ultrasnicas (alrededor de 20000 Hz), pudiendo alcanzarse velocidades de corte de hasta 1000 mm/s. El equipo empleado para la mecanizacin por ultrasonidos consta de los siguientes componentes principales:

El generador elctrico: encargado de generar la corriente elctrica. El transductor electromecnico: dispositivo que convierte los impulsos elctricos en impulsos mecnicos. El amplificador: encargado de amplificar las vibraciones. El sonotrodo: se encarga de amplificar y transmitir las vibraciones, y adems acta como pivote manteniendo la rigidez del conjunto con la herramienta de trabajo.

La herramienta de corte: encargada de realizar el mecanizado de la pieza. Page 20


El tanque de mezcla: proporciona una mezcla de agua y polvo abrasivo en la zona de corte que refrigera el sonotrodo y elimina las partculas y residuos procedentes del mecanizado.

Las mnimas tolerancias de corte obtenidas con este sistema son de +/- 0.0125 mm, y las profundidades mximas de corte son de 25 mm para laminados de fibra de carbono, vidrio y aramida. MECANIZADO POR LSER El mecanizado por lser para materiales compuestos de matriz polimrica consiste en un sistema de corte de alta energa donde en ningn momento se establece contacto entre el mecanismo y la pieza, por lo que no se generan fuerzas de corte y el sistema de amarre del material puede ser sencillo. Este tipo de mecanizado permite cortar una amplia gama de materiales compuestos, resultando especialmente eficaz para realizar formas de corte complejas. El equipo de rayos lser concentra toda la energa en un punto mediante un sistema de lentes. Esto hace que disminuya el dimetro del haz, lo que permite conseguir mecanizados de una elevada precisin (longitudes de corte inferiores a 0,1 mm). El corte mediante lser se acompaa usualmente de un flujo de gas que elimina el material sobrante y protege las lentes focalizadoras. El gas empleado para mecanizar materiales compuestos es aire, ya que no existe riesgo de oxidacin como sucede en los metales, donde se suelen emplear gases inertes como el argn. PROCESO DE MECANIZADO CON PLASMA El fundamento del corte por plasma se basa en elevar la temperatura del material a cortar de una forma muy localizada y por encima de los 30.000 C, llevando el gas utilizado hasta el cuarto estado de la materia, el plasma, estado en el que los electrones se disocian del tomo y el gas se ioniza (se vuelve conductor). El procedimiento consiste en provocar un arco elctrico estrangulado a travs de la seccin de la boquilla del soplete, sumamente pequea, lo que concentra extraordinariamente la energa cintica del gas empleado, ionizndolo, y por polaridad adquiere la propiedad de cortar.


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Resumiendo, el corte por plasma se basa en la accin trmica y mecnica de un chorro de gas calentado por un arco elctrico de corriente continua establecido entre un electrodo ubicado en la antorcha y la pieza a mecanizar. El chorro de plasma lanzado contra la pieza penetra la totalidad del espesor a cortar, fundiendo y expulsando el material. La ventaja principal de este sistema radica en su reducido riesgo de deformaciones debido a la compactacin calorfica de la zona de corte. Tambin es valorable la economa de los gases aplicables, ya que a priori es viable cualquiera, si bien es cierto que no debe de atacar al electrodo ni a la pieza. No es recomendable el uso de la cortadora de plasma en piezas pequeas debido a que la temperatura es tan elevada que la pieza llega a deformarse.

Variables

y/o

parmetro

importantes

del

proceso

mecanizado avanzadoELECTROEROCION

Electroerosin por PenetracinReduccin de tiempos En las mquinas de penetracin, la nueva carrera en la reduccin de los tiempos de ciclo se refleja en la aparicin de generadores adaptativos. Dichos generadores, que aprovechan las ventajas de los modelos anteriores, permiten optimizar el proceso y controlar la agresividad del mecanizado. En algunas mquinas, por ejemplo, la frecuencia y longitud de pulsacin se ajusta de acuerdo a la profundidad real de corte, lo que permite elevar el rendimiento incluso en condiciones de flujo difciles. Asimismo, los nuevos motores de servo control y unos tiempos de bucle de mecanizado de 2 microsegundos favorecen la retirada ms rpida del electrodo durante el mecanizado. Este sistema monitoriza cada descarga elctrica y elimina inmediatamente las no deseadas, optimizando el proceso. Estos generadores tambin adaptan automticamente la densidad de corriente durante el desbaste, lo que aumenta notablemente el rendimiento con electrodos de formas libres. Durante el acabado, el sistema monitoriza el corte para, mediante la utilizacin de un sensor de contaminacin, proteger la consistencia e integridad superficial. Trabajo sin vigilancia PROCESO DE MECANIZADO ESPECIALIZADO Page 22

Cada vez ms, los talleres incorporan sistemas de carga robotizados de cara a incrementar las operaciones desatendidas y la productividad por mquina, y a reducir los plazos de entrega. Muchos de los actuales sistemas robotizados van montados en la propia mquina, siendo el CNC quien controla directamente tanto la mquina como el robot. Otras ventajas aportadas por este sistema se refieren a la introduccin del control adaptativo, la reduccin del 50 por ciento en el tiempo de cambio del electrodo y la disminucin de la superficie ocupada. Facilidad de manejo Con el fin de reducir los tiempos al mximo, los nuevos sistemas incluyen una programacin mucho ms sencilla. Un sistema de este tipo permite al operador realizar la programacin off-line en un PC y descargarla en la mquina. Estos sistemas son capaces de reducir los tiempos de programacin y operacin hasta un 25 por ciento y hacen que hasta el operario que utiliza la mquina una nica vez por semana pueda obtener de sta un rendimiento totalmente satisfactorio. Precisin La precisin de una mquina de electroerosin por penetracin depende en gran medida de la propia precisin del electrodo. La difusin de fresadoras de grafito de alta velocidad a precios razonables ha puesto al alcance de los talleres electrodos mucho ms precisos y eficientes. Las ms recientes mquinas de electroerosin por penetracin tambin se benefician de esta mejora de la precisin. El micromecanizado es una prueba palpable. Cuando, por ejemplo, se electroerosiona una cavidad de 3 mm2 o menor, los ltimos generadores son capaces de mecanizar ngulos internos con un radio interior de 25 m gracias a una reduccin del desgaste en estos ngulos de un 65 por ciento. Estas operaciones pueden realizarse con una cantidad de electrodos aproximadamente seis veces menor y con unos tiempos de ciclo ms rpidos.

Electroerosin por corte de hiloVelocidad de trabajo


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La ventaja ms importante en la mayor parte de las aplicaciones ha sido la mejora en la velocidad nominal de corte; esto es, la velocidad de corte alcanzada bajo condiciones ideales. La velocidad ha pasado de unos 6 cm2/h hasta los 200 cm2/h actuales. A pesar de que las velocidades medias reales han ido siempre por detrs de las velocidades nominales, su aumento ha sido proporcional. Las causas este incremento responden bsicamente a una mayor presin del flujo y a los nuevos circuitos en de los una contribucin los variedad de fabricados. aumenta, proporcin las Otra hilo y la generadores, que permiten optimizacin colocaciones. electrodos de

es la mejora en la calidad de las aleaciones en que estn A medida que la velocidad tambin lo hace en igual

la cantidad de piezas fabricadas por hora. Adems, con el fin de obtener el mximo beneficio de estas ganancias de velocidad y para evitar tener mquinas improductivas durante el tercer turno, los fabricantes de mquinas de electroerosin han ido introduciendo sistemas de enhebrado automtico cada vez ms efectivos, estrategias de prevencin de rotura del hilo y la automatizacin de la carga de las piezas. Tamao de pieza En un principio, la aplicacin de la electroerosin por hilo se limitaba a la fabricacin de matrices y punzones, por lo que la altura de estas piezas no rebasaba los 100 mm. Al mismo tiempo que moldistas y otros talleres de mecnica general comenzaron a descubrir las ventajas de la electroerosin, los constructores comenzaron a aumentar el tamao de las mquinas y, por tanto, sus capacidades mximas. As, aumentaron las dimensiones de todos los ejes, sobre todo en el Z, debindose en buena parte este dimensionamiento a las nuevas configuraciones mecnicas. ngulo de inclinacin Dado que los primeros modelos de mquinas de hilo estaban orientados a la fabricacin de matrices, el ngulo mximo era de un grado para una altura entre PROCESO DE MECANIZADO ESPECIALIZADO Page 24

110 y 125 mm. Con el fin de satisfacer las crecientes necesidades de la industria de los moldes y de piezas en general, el ngulo fue aumentando hasta hacer posible alcanzar hoy ngulos de 30 grados en alturas de 400 mm, lo que abre nuevas aplicaciones a la electroerosin por hilo. Precisin La precisin mxima ha pasado de los 25 m en los primeros modelos a tan slo 1 m en los actuales. Varios factores han hecho esto posible: la aparicin de mquinas que aseguraban que el corte siguiera una geometra programada con gran precisin; las reglas de vidrio, que garantizaban una precisin continua con independencia del nmero de horas de trabajo y las variaciones de temperatura; la termo estabilizacin de las columnas de la mquina mediante un dielctrico refrigerado con el fin de garantizar la perpendicularidad del hilo. Todas estas innovaciones hacen que, siendo las mquinas actuales un 75 ms econmicas que las primeras, su productividad se haya triplicado e incluso cuadruplicado. Funcionamiento sin vigilancia La baja velocidad de corte era la razn por la que las primeras mquinas de hilo podan trabajar desatendidas un buen nmero de horas. Pero el constante aumento de la velocidad exiga la introduccin de nuevas prestaciones, como por ejemplo los sistemas de enhebrado automtico. Dichos sistemas permiten, entre otras posibilidades, mecanizar sin presencia del operario orificios en matrices o incluso piezas completas. Los primeros sistemas, surgidos hace unos 20 aos, tenan un ciclo de 120 segundos y no eran totalmente fiables, mientras que los ms recientes, adems de ms simples, reducen el ciclo a tan slo 28 segundos, siendo mucho ms fiables incluso mecanizando orificios con un dimetro 0,05 mm mayor que el del propio hilo. Por otra parte, la posibilidad de automatizar la carga de las piezas ha contribuido tambin notablemente a aumentar las horas de operacin desatendida. Llegados a este punto, conviene recordar que la eficaz utilizacin de un sistema de estas caractersticas requiere una estudiada programacin y planificacin en el taller, de forma que las piezas y los programas estn disponibles en cada momento. Es gracias a estos sistemas automatizados como muchos talleres pueden electroerosionar durante ms de 100 horas semanales en una misma mquina. PROCESO DE MECANIZADO ESPECIALIZADO Page 25

Dado que actualmente los operarios cualificados en electroerosin brillan por su escasez, la mayor facilidad de manejo de las mquinas ha permitido reducir los costes de operacin y destinar menos operarios a ms mquinas, incluso en el turno de da. Existen en el mercado nuevos sistemas de control adaptativo que ajustan automticamente la presin de flujo del dielctrico, la frecuencia y la tensin del hilo. Esta automatizacin elimina la necesidad de tener a un operario dedicado al ajuste de dichas variables cuando se necesita cortar secciones de espesores variables.

MECANIZADO POR CHORRO DE AGUA

Tipos de bombasLa bomba de ultra alta presin es el corazn del sistema de corte. En el caso de las bombas tipo intensificador, la presin se genera mediante un multiplicador de presin en el cilindro hidrulico de doble efecto, este trabaja con 210 bares de presin de aceite, y transmite el movimiento a los pistones de agua, que teniendo una relacin de superficies de aproximadamente 1 a 20, comprimen el agua por encima de 4100 bar. A esta presin el agua se comprime a un 13%. La bomba genera tipo la intensificador

presin a travs de una bomba de aceite. Esta presin es enviada a un intensificador (multiplicador de presin) que transforma, por efecto Pascal, la presin de aceite en presin de agua. En este tipo de bombas se ha conseguido superar la barrera de los 4.100 bares. de presin. Cuanto ms elevada es la presin, mejores son los acabados que se consiguen, y mayor velocidad de corte.


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Tipos de productos que se obtienen del procesoELECTROEROSION Punzones y matrices de corte. Matrices para plstico. Matrices metlicas para pulvimetalurgia. Matrices de extrusin y de embuticin. Prototipos, pequeas series, piezas de recambio. Plantillas. Calibres. Levas de disco. Herramientas de troquelado de corte fino y normal. Electrodos para electroerosin convencional. produccin de cavidades de matrices para componentes grandes de carroceras automotrices. En las industrias automotriz y electrnica CHORRO DE AGUA Industria aeroespacial: Mecanizado de chapas de aleaciones de aluminio de alta resistencia y aleaciones de titanio. Suele ser ms econmico que el fresado por necesitar sistemas de sujecin ms sencillos. Se utiliza para la preparacin de superficies, como por ejemplo la limpieza de cascos de barcos y pintura automotriz. Industria automovilstica: Corte de los paneles interiores de las puertas conformados por fibra de madera, realizados por robots. Tambin se aplica al corte de zapatas de freno con lo que se elimina el problema de las partculas del material de friccin flotando por el aire. Industria textil: Se utiliza para cortar moquetas, obtenindose mejores resultados que en el corte por calor, y que en el corte por cizalla, sobre todo en series cortas. PROCESO DE MECANIZADO ESPECIALIZADO Page 27

Industria cermica: Para el corte de materiales cermicos donde el uso de herramientas de metal sufre un gran desgaste y el empleo de discos de diamante no permiten la obtencin de contorneados complicados. Industria de mecanizado: Se utilizar para el mecanizado de piezas de todo tipo, desde arandelas, a lminas. Industria del calzado: Se comienza a emplear para recortar tejidos, cueros y pieles, y materiales sintticos como los cauchos empleados en las suelas y en otras partes. MECANIZADO POR ULTRASONIDO Industria del automvil: discos de freno, toberas de inyeccin, insertos de moldes de inyeccin; en materiales como Nitruro de Silicio, Almina, metal duro, acero templado (55HRc).

Industria de los semiconductores: plaquitas (Wafer), elementos de refrigeracinen materiales como Silicio, Cuarzo Hialino Industria ptica: lentes cncavas y convexas, espejos; en materiales como Zafiro, Silicio, Zerodur y vidrios varios.

Industria mdica: articulaciones, coronas dentales; en materiales cermicos varios como Zirconia, Almina

Varios: guas antidesgaste, pirometra, boquillas de soldadura, aisladores trmicos; tambin en materiales cermicos.

La tecnologa del mecanizado por lser posibilita el mecanizado de figuras y piezas de pequeas dimensiones, permitiendo obtener esquinas vivas y agujeros de pequeo dimetro, es decir, formas geomtricas que no es posible o es muy costoso obtener mediante procesos convencionales. MECANIZADO POR LASER PROCESO DE MECANIZADO ESPECIALIZADO Page 28

La tecnologa del mecanizado por lser posibilita el mecanizado de figuras y piezas de pequeas dimensiones, permitiendo obtener esquinas vivas y agujeros de pequeo dimetro, es decir, formas geomtricas que no es posible o es muy costoso obtener mediante procesos convencionales.

Permite la creacin de cavidades para aplicaciones tan diversas como moldes tcnicos de precisin, tcnica mdica, electrnica y moldes de

semiconductores, micro tecnologa, construccin de prototipos.

La creacin de cavidades para moldes de microinyeccin, micro postizos para la matricera, grabados superficiales y profundos, y sustituir operaciones de electro erosin en casos concretos.


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CONCLUSINEl mercado de produccin de piezas por mecanizados especiales, las cuales son de alta precisin acompaadas de una produccin masiva, ha ido en aumento debido a las necesidades, tanto de las empresas que la producen, como de quienes las consumen. Esto tambin ha favorecido en la investigacin de nuevas tcnicas de produccin, las cuales ya se han vuelto autnomas, sin embargo siguen dependiendo del ser humano para su programacin. Tambin se han mejorado tcnicas ya existentes, las cuales han sido mayormente implementadas con algn sistema computacional, favoreciendo la precisin en la produccin de piezas, adems de la cantidad. Todos los avances logrados por las industrias, van acompaadas de una gran inversin, tanto de tiempo como de dinero, sin embargo se sigue favoreciendo los avances tecnolgicos, para una mayor cantidad y calidad de produccin.


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BIBLIOGRAFIA

o http://www.directindustry.es/prod/bystronic-laser/maquinas-de-corte-laserde-altas-prestaciones-15383-418727.html

o http://www.ib.cnea.gov.ar/~mater2/MATERIALESII/ProcAvan.pdf o http://www.todoexpertos.com/categorias/ciencias-e-ingenieria/ingenieriaindustrial/respuestas/1005295/proceso-mecanizado

o http://mecanicos-mecanicaindustrial.blogspot.com/


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Mecanizado Especializado (FINAL)

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