METALES Fabricación de cerámicas

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PROCESOS DE MANUFACTURA[pic 2][pic 3][pic 4][pic 5]

Ingeniería Mecatrónica

Fabricación de cerámicas

Integrantes:

Nombre: JUAN VENTURA JIMÉNEZ FLORES                 Matrícula: UP140677

Introducción

La elaboración de cualquier producto está basada en los procesos de manufactura, es a través de estos que se logra el poder maquilar los diferentes tipos de materiales para en conjunto obtener un producto determinado.

En este documentaremos se presentara el proceso de fabricación de cerámicas para lo cual se realizará una investigación documental acerca del tema y a partir de ello se desarrollara este documento.

 Para comenzar a introducirnos en el tema analizaremos conceptos básicos de manufactura y materiales cerámicos.

 En un contexto actual y desde el punto de vista de la industria la manufactura puede definirse desde dos acepciones. Groover (2007) afirma: “En el sentido tecnológico, la manufactura es la aplicación de procesos físicos y químicos para alterar la geometría, propiedades o apariencia de un material de inicio dado para fabricar piezas o productos; la manufactura también incluye el ensamble de piezas múltiples para fabricar productos” (p.4).

En otra acepción desde un marco  económico, Groover (2007) afirma: “la manufactura es la transformación de los materiales en artículos de valor mayor  por medio por uno o más operaciones de procesamiento o ensamblado” (p.4).

Un material cerámico se encuentra integrado por  materiales metálicos y/o semimetálicos  y no metálicos (Groover, 2007).

Materiales cerámicos  

En la industria dependiendo de los objetivos de un producto se necesitan diferentes tipos de materiales y no siempre los materiales metálicos son los adecuados, es por ellos que existen otros tipos en este caso los cerámicos que pueden ser definidos como: El término cerámicos (de los vocablos griegos keramos, que significa “arcilla”, y keramikos, que significa “productos de arcilla”). Existe una gran variedad de este tipo de materiales para cubrir las necesidades que exige la industria. (Kalpakjian y Serope ,2008).

Fabricación de cerámicas

Dependiendo de lo proceso de fabricación por el cual se producen los materiales cerámicos se pueden clasificar en dos categorías fundidas y de partículas.

Cerámicos fundidos  

El principal tipo de material de esta categoría es el vidrio cerámico.

Los vidrios cerámicos son un tipo de cerámicas que se crean a partir de vidrio normal y que este es sometido a un tratamiento de calor que como producto final se obtiene los vidrios cerámicos en los cuales la fase cristalina varía entre un 90% y 98 % y el resto del material se deja sin convertir, debido a  lo anterior los vidrios cerámicos no son cristalinos si no opacos. Groover (2007).

El proceso de producción del vidrio se puede agrupar en tres etapas preparación y fundición de la materia prima, conformación y tratamiento térmico.

Características de los vidrios cerámicos.

• Eficiencia de procesamiento en el estado vítreo
• Control dimensional estrecho de  la forma del producto final
• Propiedades físicas y mecánicas mayores a las de los vidrios de los que se derivan (ausencia de porosidad, bajo coeficiente de expansión térmica elevada resistencia al choque térmico, resistencia eléctrica elevada).

Preparación y función de la materia prima

Para iniciar al el proceso se tiene la materia prima que con la que se va a trabajar en este caso es el sílice (SiO2). Se crean lotes de arena de sílice y se les agregan los ingredientes secundarios requeridos para lograr el tipo  de vidrio deseado.

En la fundación las cargas son llevadas a altas temperaturas con el objetivo de que estas pasen de un estado sólido a líquido, para cumplir con la fundición se requerirán temperaturas que van de los 1500°c a los 1600°C por tipos entre las 24 y 48 horas. La finalizar la función se obtendrá un líquido viscoso cuya viscosidad depende de la temperatura de la mezcla.

Conformación

Esta etapa consiste en dar forma a la estructura que se requiere del vidrio y se hace mediante diferentes técnicas de fabricación de vidrio entre las cuales podemos encontrar:

Artesanales: girado, prensado, fundición, soplado.

Industriales: rocío centrifugo, obtención de filamentos continuos, proceso de flotación, estirado de tubos de vidrio, rolado de placas planas.

Tratamiento térmico.

Se le aplica al vidrio tratamientos térmicos especiales para requerimientos específicos. Entre los cuales encontramos: recocido, templado o el tratamiento de vidrio cerámico.

Procesamiento de vidrios cerámicos

El proceso de fabricación de vidrios soplado comienza en la segunda fase de la fabricación de vidrio normal con las técnicas de calentamiento y formado, a través de estas se le da forma a la pieza deseada. Luego la pieza se deja enfriar y para finalizar pasa por un nuevo calentamiento que hace que se forme una red de núcleos de cristales. La existencia de esta red de alta densidad en los núcleos hace que se inhiba la formación  de cristales individuales, que tiene como consecuencia a los granos finos del vidrio-cerámico. Esto se debe a agentes nucleadores presentes en el vidrio. Después de que s e inicia la nucleación se continua con el proceso elevando la temperatura para formar fases cristalinas.  

Cerámicos de partículas

Procesamiento de cerámicas tradicionales.

Es tipo de cerámicas tiene la características de que los sus procesos de fabricación son rústicos y están basadas en tecinas poco industrializadas. Dentro de los productos que podemos encontrar son ladrillos azulejos y cerámica refractaria. Están compuestas en su mayoría de arcillas.

El proceso de fabricación puede ser englobado en los siguientes pasos

• Preparación de polvos
• Formado de barro húmedo
• Secado
• Cocido

Para comenzar el proceso se requiere de  un tipo de pasta plástica, esta plástica está conformada de agua y  polvos cerámicos. Los polvos cerámicos se encuentran en la naturaleza en forma de terrones rocosos y es necesario pulverizarlos, para reducir los terrones se utilizan técnicas de triturado y molienda.

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