Diseño y construcción de un equipo para la extrusión directa, inversa y mixta, en frío de perfiles metálicos no ferrosos para el Laboratorio de Procesos de Manufactura del DECEM

Abstract

En el laboratorio de Procesos de Manufactura del DECEM no se cuenta con los equipos necesarios para realizar prácticas referentes a la conformación plástica de los metales, por lo que este proyecto está orientado a ayudar al estudiante a comprender práctica y teóricamente el proceso de extrusión. La extrusión en frio de metales no ferrosos se basa en la deformación plástica y así obtener perfiles y figuras de acuerdo sea la necesidad, que elaborados con otro método de manufactura metalmecánico sería muy costoso y demandaría mucho tiempo de trabajo. La extrusión tiene como materia prima pequeños tochos del material deseado, con dimensiones establecidas de acuerdo al producto final, y se los dará forma mediante una prensa hidráulica del mismo laboratorio. En este proyecto se analiza y se estudia las características y propiedades mecánicas específicamente aluminio y plomo, para su posterior deformación sin arranque de viruta. Como objetos de estudio se encuentran tres procesos de deformación, que son la extrusión directa, extrusión inversa y extrusión mixta, con lo que el estudiante del Departamento de las Ciencias de la Energía y Mecánica, de forma práctica puede comprobar lo aprendido de forma teórica en la materia de Procesos de Manufactura II y así mejorar y afianzar dichos conocimientos. Se define un método para obtener las fuerzas necesarias para la deformación plástica en la extrusión directa, inversa y mixta, y mediante este método se llega a obtener el esfuerzo de fluencia promedio del plomo del cual no existe mayor información. Se analiza las variables que intervienen en la extrusión como son: temperatura, acabado superficial, lubricación, etc., y qué pasaría si no son consideradas o tomadas en cuenta en el proceso. Se realiza el diseño del equipo extrusor y el análisis de cada uno de los elementos y los fenómenos que podrían provocar su mal funcionamiento o su falla total como es el análisis a compresión, tracción, cortante puro, pandeo y fatiga, y además se encuentra una simulación mediante la plataforma de diseño Solidworks con el cual se corrobora el análisis de esfuerzos obtenidos mediante dichos cálculos.