“Compósites en base a residuos industriales y resinas de poliuretano para sustituir materiales tradicionales en la fabricación de piezas mecánicas a través de máquinas herramientas de CNC”

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ADALBERTO FUENTES MONTEMAYOR

Resumen

Se realiza una investigación para encontrar la formulación de un material compuesto perfectamente maquinable en máquinas herramientas de CNC (Control Numérico Computarizado), con las siguientes características:

  • Que consuma poca potencia eléctrica y por consecuencia el equipo incrementará su vida útil.
  • Que en su manufactura incluyen materia prima de desechos industriales para ayudará abatir contaminación.
  • Que fuera más económico y
  • Su maquinado sea más seguro que los materiales tradicionales.

En principia se deseaba sustituir al acero, al aluminio y al nylamid por lo que debería de elegir un polímero. En el caso de las maderas estas deberían ser de especies tropicales que son las más duras (parota y cedro) pero son caras, además emiten una viruta que es demasiado porosa y eso hace que absorba mucho aceite y grasa que son importantes en la lubricación de las máquinas de CNC.

Por lo anterior se decidió por un polímero artificial que no podría ser un polímero de ingeniería por su alto costo.

De los polímeros más económicos maquinables tenemos acrílico y PVC que sin embargo presentan problemas al procesarse; se escogió al poliuretano para reforzarlo con la ceniza volante que incrementa su dureza y por lo tanto su maquinabilidad y al mismo tiempo disminuir su costo.

Como la maquinabilidad en los plásticos depende de dos factores: la rigidez y el rango de temperatura de trabajo. Se logra auxiliado de la metodología Taguchi, preparar material a la medida reforzando las resinas del poliuretano con diferentes porcentajes de ceniza y sometidas a presión. Comprobándose a través de ensayos fisico-mecámicos tales como dureza, tensión, compresión y flexión que la rigidez obtenida es la necesaria y por medio de análisis térmicos (TGA y DTA) que las temperaturas soportadas por este compósite son de alrededor de 200°C y que es muy superior a las temperaturas de trabajo del compósite que han sido alrededor de 45°C, por lo que no afecta la estabilidad dimensional del compósite maquinado.

Además se sugiere para controlar la temperatura de trabajo alcanzada disminuir profundidad de corte de 0.200 de pulgada a 0.100 de pulgada, incrementar el avance de 0.003 pulgadas por revolución a 0.006 pulgadas por evolución, para evitar el reblandecimiento del material y optimizar tiempos de fabricación.

 

“Compósites en base a residuos industriales y resinas de poliuretano para sustituir materiales tradicionales en la fabricación de piezas mecánicas a través de máquinas herramientas de CNC”


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