DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UN BANCO DE PRUEBA CONSISTENTE EN UN HORNO PARA EL PROCESO DE FUNDICION CON ALUMINIO PARA EL CENTRO DE LABORATORIOS Y TALLERES DE INGENIERIA (CELTI) DE LA UNIVERSIDAD DEL ATLANTICO

2. INTRODUCCIÓN

La importancia de la producción por fundición radica en el hecho de que no existe un solo sector de la construcción de máquinas y equipos que no involucre piezas fundidas. Así por ejemplo, el 70% de las piezas en el sector de la construcción de equipos y el 60% en maquinaria pesada son conformadas por fundición. Además, este método nos permite obtener piezas de formas complicadas con una masa que va desde las decenas de gramos hasta centenares de toneladas.

Basta con señalar que el constructor de máquinas, en la ejecución de sus proyectos utiliza piezas metálicas obtenidas por fundición o colado, las cuales constituyen en la mayoría de los casos la parte preponderante de las máquinas, ya que el procedimiento de la fundición permite obtener fácil y económicamente piezas de diversas formas y tamaños y así mismo utilizar de modo conveniente algunos metales y aleaciones cuyas características particulares no los hacen aptos para la laminación, la forja o la soldadura, como por ejemplo, el hierro colado.

La fundición es, por lo tanto, una industria fundamental para la construcción de máquinas y exige una amplia cultura profesional en el que se dedica a ella, pues requiere conocimientos técnicos tan diversos como son el dibujo industrial, la mecánica de los cuerpos sólidos y fluidos , la óptica, la termología, la electrotecnia, la química etc. , mucha experiencia en los recursos prácticos a los que a menudo hay que recurrir, así como capacidad especial para idear y aprovechar tales recursos .

Sumado a esto se enfatiza en que los materiales obtenidos por fundición en hornos eléctricos representan el 75% de la producción total, lo cual contribuye favorablemente a la conservación del medio ambiente, pues la energía eléctrica, a diferencia del carbón, no emite anhídrido carbónico al ser utilizada.

3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Las oportunidades son limitadas para los profesionales en formación del programa de Ingeniería Mecánica de la Universidad del Atlántico, respecto a la aplicación práctica de conocimientos adquiridos dentro del marco teórico de su carrera profesional, relacionados con el proceso de fundición de metales.

Esto es debido a que la facultad de ingeniería de la universidad del atlántico presenta deficiencias respecto a las condiciones físicas (entendiéndose a estas como equipos, instrumentos de medición, materiales didácticos, etc.) que propician el desarrollo práctico de los laboratorios. Tal circunstancia nos es desfavorable ya que no podemos asociar y palpar los conceptos adquiridos en las aulas de clases con las prácticas que por razones ya citadas no realizamos.

Partiendo de esto se ha tomado la iniciativa de realizar el diseño y construcción de un banco de prueba consistente en un horno para el proceso de fundición con aluminio para el centro de laboratorios y talleres de ingeniería (CELTI) de la Universidad del Atlántico.

Elementos del Problema

 Necesidad de ser más competitivos y tener una mejor calidad en el desarrollo de nuestras clases, con un perfil en ingeniería de alta calidad.

 Falta de laboratorios especializados en ciertas áreas tales como: Materiales de ingeniería, tratamientos térmicos, procesos de manufactura, metrología, etc.

 Cumplimiento de estándares de calidad si se desea conseguir la acreditación del programa de ingeniería mecánica, para ello es necesario contar con instalaciones propias en las cuales se desarrollen los talleres y laboratorios.

4. JUSTIFICACIÓN

La formación de los estudiantes vinculados al programa de ingeniería mecánica debe estar orientada a una formación integral donde se abarquen los conocimientos teóricos pero además se tenga la oportunidad por medio de la práctica de analizar y comparar dichos conocimientos, brindándole al estudiante una herramienta con la cual pueda razonar, potencializar y adquirir criterios en los cuales se fundamente a la hora de tomar decisiones futuras en el ámbito laboral.

Dado que en la Facultad de Ingeniería no contamos con talleres especializados para la práctica debido al bajo presupuesto que nos provee la universidad, se teme por el decline del alto nivel académico que ha presentado el programa de ingeniería mecánica en los últimos años, dicho nivel es el que nos mantiene en los primeros puestos en las pruebas ECAES. Por esta situación es que hemos decidido proyectar nuestro trabajo hacia el fortalecimiento de la actitud investigativa en aras de alcanzar el desarrollo de competencias e incrementar la capacidad de razonamiento de los estudiantes.

Por medio del DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UN BANCO DE PRUEBA CONSISTENTE EN UN HORNO PARA EL PROCESO DE FUNDICION CON ALUMINIO PARA EL CENTRO DE LABORATORIOS Y TALLERES DE INGENIERIA (CELTI) DE LA UNIVERSIDAD DEL ATLANTICO se busca proporcionar una herramienta de verificación y comparación de los conocimientos teóricos adquiridos durante la formación académica de los estudiantes vinculados al programa de Ingeniería Mecánica.

5. OBJETIVOS

5.1 OBJETIVO GENERAL

DISEÑAR Y CONSTRUIR UN BANCO DE PRUEBA CONSISTENTE EN UN HORNO PARA EL PROCESO DE FUNDICION CON ALUMINIO PARA EL CENTRO DE LABORATORIOS Y TALLERES DE INGENIERIA (CELTI) DE LA UNIVERSIDAD DEL ATLANTICO

5.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Seleccionar la mejor alternativa técnica - económica para el diseño del horno.

• Construir el horno con las normas vigentes avaladas por los organismos y entidades autorizadas.

• Elaborar las guías de laboratorio de fundición.

• Realizar un manual de operación y mantenimiento del prototipo didáctico.

6. MARCO TEORICO

FUNDICIÓN DE PIEZAS

Fig. 1 Pistón de motor de aluminio fundido

La fundición de piezas consiste fundamentalmente en llenar un molde con la cantidad de metal fundido requerido por las dimensiones de la pieza a fundir, para que después de la solidificación, obtener

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