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2 UNIVESIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ARAGON INGENIERIA INDUSTRIAL PROYECTO ESCRITO EQUIPO 5 “FABRICACION DE SOPORTES AUTOMOTRICES” CLASE: PROCESO DE CONFORMADO DE MATERIALES GRUPO: 2604 NOMBRES DE LOS ALUMNOS: -CORTES HERNANDEZ RICARDO -GONGORA HERNANDEZ JORGE ALBERTO -HERNANDEZ TERREROS JOSE MARTIN NOMBRE DEL PROFESOR: RAYMUNDO CEDILLO MENDEZ FECHA DE ENTREGA: 22 DE ABRIL DEL 2022 INDICE Tabla de contenido INTRODUCCIÓN 3 FABRICACIÓN DE SOPORTES AUTOMOTRICES POR EL PROCESO DE VULCANIZADO(POR CORTES HERNÁNDEZ RICARDO) 3 La línea de producción funciona de la siguiente manera……. 4 Todos los tipos de soportes ofrecen alta durabilidad y seguridad de uso 4 hoja de operaciones en vulcanizado 6 HOJA DE RUTA POR DIAGRAMA DE BLOQUES 10 SOPORTES AUTOMOTRICES A BASE DE POLIURETANO (POR HERNANDEZ TERREROS JOSE MARTIN) 11 Introducción ¿Qué es un polímero? 11 Moldeo y sistemas del poliuretano. 11 Importancia de los polímeros en la industria automotriz 12 Características de un polímero empleado para un automóvil 12 Moldeo RIM para piezas de poliuretano 12 Proceso de Calandrado para poliuretano 13 Hoja de operaciones en poliuretano 16 Hoja de ruta (poliuretano) 17 Soportes automotrices pegado (POR GONGORA HERNANDEZ JORGE ALBERTO) 18 HOJA DE PROCESO DE SOPORTES AUTOMOTRICES PEGADOS 20 HOJA DE RUTA POR DIAGRAMA DE BLOQUES 21 CONCLUSIÓN 22 Bibliografía 22 INTRODUCCIÓN En este tema nos enfocaremos sobre la fabricación de soportes automotrices, además de saber para qué sirven, que tipos de soportes hay y el proceso por el cual se obtienen y sobre todo su fabricación. El soporte del motor forma parte de la suspensión del motor y conecta el motor con la carrocería del vehículo. Su función es absorber las vibraciones del motor para proteger la carrocería. Además, el motor también se mueve menos gracias al soporte del motor. El soporte del motor se encuentra alrededor del motor. FABRICACIÓN DE SOPORTES AUTOMOTRICES POR EL PROCESO DE VULCANIZADO(POR CORTES HERNÁNDEZ RICARDO) la fabricación de soportes del motor para automóvil se basa en una parte en el proceso de vulcanizado para crear caucho de esta manera el material es más duradero a través de la adición de azufre u otros equivalentes "curativos". Estos aditivos modifican el polímero mediante la formación de enlaces cruzados (puentes) entre las distintas cadenas de polímeros. Existen varios tipos de soportes que son, soportes de la transmisión, soportes del amortiguador, soportes del tubo de escape y soportes de la barra estabilizadora además de los silentblocks de suspensión. La conexión inteligente entre caucho y metal, su principal característica de un soporte es el efecto sobre la conducción y la seguridad y el creciente número de brazos de suspensión utilizados en las configuraciones actuales de los chasis de los vehículos conducen al aumento del uso de piezas de caucho-metal. La conexión vulcanizada entre el caucho natural y el metal está especialmente diseñada teniendo en cuenta las vibraciones en el vehículo y estos diseños contribuyen de manera significativa al confort de la conducción. La línea de producción funciona de la siguiente manera……. El tratamiento superficial de los componentes metálicos que se utilizan en el proceso de vulcanizado para los soportes, el vulcanizado de los componentes metálicos y de la mezcla de caucho natural, mediante el uso de transfer y prensas de inyección de moldes en las que todos los procesos son monitorizados y controlados por ordenador. Todos los tipos de soportes ofrecen alta durabilidad y seguridad de uso · Excelentes propiedades de los materiales compatibles. · Vibraciones amortiguadas en el chasis. · Optimo ensamblaje. Los soportes son componentes de seguridad y de confort, y están diseñados exclusivamente para reducir la vibración y el ruido cuando el vehículo está en movimiento. ayudan a los brazos de suspensión a conectarse al chasis. Los soportes suelen estar compuestos de caucho natural y casquillos metálicos y en los últimos años, se han comenzado a emplear polímeros de alta resistencia en lugar del metal. todas las materias primas pasan por un riguroso proceso de control de calidad en recepción. Si se utilizan casquillos metálicos en la fabricación, el proceso comienza con el conformado de los tubos metálicos mediante prensas excéntricas. Los tubos metálicos son conformados en las apropiadas condiciones de calidad. El caucho se somete a procesos de lavado, lijado, desengrasado y pintado para que el caucho y los casquillos metálicos puedan adherirse perfectamente entre sí antes de introducirse en las prensas de vulcanizado. Después de limpiar la superficie de las piezas metálicas se pintan en una línea de pintura completamente automatizada para mantener el espesor de recubrimiento de pintura constantemente bajo control. Después de los tratamientos superficiales requeridos para la adhesión, los casquillos metálicos se procesan con el caucho natural mediante un sistema de alimentación en frío. Entonces, se obtiene el producto final. Las especificaciones del caucho natural utilizado en la operación de vulcanizado son exactamente las mismas que las de la pieza equivalente de primer equipo y es suministrado por proveedores de clase A. El caucho natural se mantiene almacenado al aire frío hasta su fabricación para proteger y mantener sus propiedades técnicas. Los procesos de vulcanizado y de desbarbado posterior son seguidos por un proceso de recubrimiento de cromo o de fosfatado que se aplica sobre el silentblock. Este recubrimiento evita la corrosión en las habituales condiciones de conducción del vehículo. se usan como un componente de los brazos y tirantes de suspensión y de las barras estabilizadoras. hoja de operaciones en vulcanizadoPieza: soporte de un auto maquina: SolidWorks empresa: desconocida Dibujo No: 1 material: caucho fecha: 22-04-2022 Dimensión: 100x100x146mm proveedor: desconocido acabado: vulcanizado fase operación operación croquis tiempo Tamaño mm 1 10 Se crea los planos con sus dimensiones 10min 100x146mmϴ 1 20 Se la da volumen 5min 100x40 146x40 10 1 30 Se hace una extrucción de 10mm hacia arriba 2min 4ϴ de 5mm de dímetro 1 40 Se crea 2 paredes de 100mm hacia arriba 1 min 90mmx10mm 1 50 Se extruye, la forma que se hizo previamente 23 min Diámetro de 10mm 1 60 La forma final queda asi 3 min Pieza de 100x100 1 70 Una vista trasera de la forma 1 min 100x100 10x20x40 2 80 Se crea un nuevo plano de un diámetro de 20mm 3 min ϴ20mm 2 90 Se le da volumen 6 min ϴ20mmx120mm 2 100 Se extruye 16mm de lado 4 min 16mm 3 110 Se crea un nuevo plano con una circunferencia de 20mm 10 min ϴ20mm 3 120 Se le da volumen y se extruye 5 min ϴ20mm 3 130 Se le hacen los cortes necesarios de fondo 50 min ϴ20mm 4 140 Se unen las piezas del proceso 1 y 2 6 min ********* 4 150 Se unen las piezas del proceso 1 y 2 2 min ********* 4 160 Se unen las piezas del proceso 1y 2 con el proceso 4 1 min ********* 4 170 Se ajusta las pieza para que el ensamble quede completo y sin fallas 1 min 100x100x146mm 180 Vista horizontal 4 min ********* 190 Vista a la izquierda 4 min ********* 200 Vista superior 4 min ********* 210 Vista simétrica 4 min ********* HOJA DE RUTA POR DIAGRAMA DE BLOQUES SOPORTES AUTOMOTRICES A BASE DE POLIURETANO (POR HERNANDEZ TERREROS JOSE MARTIN) Como hemos visto a lo largo de la carrera, se no introdujo anteriormente, qué son los polímeros y el cómo son algunos de los materiales más útiles y de uso más extendido en la industria actualmente. Para este trabajo de investigación retomaremos el tema de los polímeros,en concreto a los poliuretanos y su empleo en la fabricación de soportes automotrices. Introducción ¿Qué es un polímero? La raíz etimológica la palabra “polímero” nos remite a su raíz griega, la palabra está formada por un prefijo y un sufijo: · poli cuyo significado indica, varios, distintos, muchos · mero que significa parte o una serie de muchas partes iguales Por tal “polímero” significa algo que está formado por muchas partes iguales. Los polímeros se subdividen en dos grandes grupos: · Plásticos Son materiales maleables a los que, bajo ciertas condiciones ambientales, se les puede dar distintas formas. A diferencia de los elastómeros, los plásticos son mucho más rígido y no presentan elasticidad reversible. · Elastómeros Son materiales sumamente flexibles, a estos, se les puede aplicar diferentes tensiones y tienen la capacidad de volver fácilmente a su forma y tamaño original, lo que le confiere la propiedad de formar sellos confiables. El caucho natural y sintético son los ejemplos más comunes de un elastómero. Hablando ahora del poliuretano, sabemos que su origen se remonta a la primera mitad del siglo XX y se atribuye al Dr. Otto Bayer, posteriormente el material se convirtió en un área de oportunidad importante dentro de la química de los polímeros que naturalmente tuvo muchas aplicaciones para la realización de productos de uso cotidiano. Los productos de poliuretano son termoestables, lo que impide en cierta medida el proceso de reciclaje. Moldeo y sistemas del poliuretano. La producción de piezas del material involucra una reacción química en la que polialcoholes, isocianatos y aditivos se mezclan bajo ciertos estándares y criterios específicos para obtener propiedades requeridas para diversas aplicaciones. La reacción básica para un sistema de PUR Isocianato (componente A) + Poliol (componente B) = Poliuretano + calor Un sistema PUR se discrimina físicamente por su nivel de rigidez, y existen tres categorías para ubicarlos: Tipo de sistema Características Aplicación Ventajas Sistemas de poliuretano espumado flexible Este tipo de sistema son las que más uso tienen en la industria automotriz, debido a sus características de tensión, resistencia a la tracción y la resistencia a la luz y solventes · Asientos de automóviles, ofrece ventajas de ergonomía, amortiguación a vibraciones, durabilidad y confort. · Variabilidad de la forma en altura · Espuma con posibles inserciones · Proceso de producción automatizado · Múltiple dureza Sistemas de poliuretano sólido Su uso se destina a productos que requieren altas resistencias al impacto · Ruedas de patines en línea · Suelas de zapato · Bujes y almohadillas de vibración de maquinaria · Alta resistencia · Alta estabilidad dimensional a diversos rangos de temperatura · Resistencia a la abrasión · Resistencia al desgaste · Resistencia al corte Sistemas estructurales de poliuretano compuestos Caracterizado por disponer de un mayor módulo de flexión y grado de dureza · Espumas rígidas · Aislantes térmicos · Recipientes · Aislantes acústicos · Buena resistencia térmica · Resistencia eléctrica · Resistencia química · Capacidad aislante acústica Importancia de los polímeros en la industria automotriz Los materiales poliméricos son muy usados en la fabricación de automóviles, a decir verdad, son empleados para fabricar infinidad de partes y piezas como salpicaderos, molduras, soportes, acabados, faros y parachoques. Se dice que la utilización de polímeros es tal que se estima un 10% del peso de un automóvil corresponda a componentes fabricados a partir de estos materiales. Características de un polímero empleado para un automóvil Para el empleo concreto que requiere, por ejemplo, un soporte de un faro, existen estándares respecto a la resistencia a la tracción o el índice de refracción que varían en función del peso molecular medio, es también importante establecer que para un uso industrial existen límites de peso moleculares por encima de los cuales los plásticos presentan características desfavorables. Entonces es necesario conocer las características generales del polímero para posteriormente concretar las particulares y seleccionar un material idóneo para cada necesidad. Moldeo RIM para piezas de poliuretano Hemos visto entonces los 3 tipos de sistemas de poliuretano y la importancia dentro de la industria, para su fabricación e independientemente de sus características, ya sea flexible, rígido o moldeado, requeriremos de un equipo que sea capaz de almacenar, medir, proporcionar calor, mezclar y dispensar los productos químicos, en este caso los 3 anteriormente mencionados (polialcoholes, isocianatos y aditivos). Los plásticos generados bajo el proceso RIM, se conforman por dos componentes líquidos que reaccionan dentro de un molde para la formación de la pieza. Dentro de los tanques existen sistemas de bombeo, agitación y recirculación para mantener una mezcla homogénea de los componentes, a través de intercambiadores de calor se mantiene la temperatura de operación. Por medio de cilindros dosificadores se miden las proporciones idóneas de poliéster y disocianato que irán a la cabeza mezcladora. Para una obtención optima de las piezas en los moldes, se controla a la perfección los caudales, la presión y la temperatura, por otro lado, durante el proceso de inyección el cabezal contiene boquillas que hacen colisionar los elementos a alta velocidad. Existen dos técnicas de inyección en molde: Proceso de Calandrado para poliuretano Otro de los procesos para el tratamiento de polímeros con el fin de obtener laminas flexibles o semirrígidas es el calandrado, esta técnica se enfoca en hacer pasar el material a través de una serie de cuerpos cilíndricos dispuestos por sus ejes paralelos que culmina con la obtención de una lámina cuyas características se ajustan a una serie de cilindros de calibración, enfriamiento y recogida. El proceso de calandrado conlleva el seguimiento de los procesos a continuación descritos: Hoja de operaciones en poliuretano Hoja de ruta (poliuretano) Soportes automotrices pegado (POR GONGORA HERNANDEZ JORGE ALBERTO) Como se ha visto a través de este escrito los soportes son útiles ya que este no permite que las vibraciones no las perciba el conductor. Ya que ésta absorbe las vibraciones y choques, pero no todos los soportes tienen las mismas propiedades y depende del tipo de hule que se prepare para su fabricación. Hay diferentes tipos de soportes como el Sólido, Hidráulico y electrónico. Los cuales pueden estar en distintos lugares del automóvil. Los soportes automotrices son piezas mecánicas qué se conforman de 3 partes, 2 partes metálicas de fijación y una de hule sintético. La parte inferior permite fijar la pieza a una parte del chasis del auto, la superior permite fijar el soporte al motor o caja de velocidades Estas son fijadas con sus tornillos coma algunos diseños de estas piezas tienen integrado el birlo y son ajustadas con sus tuercas correspondientes. La sección de hule se encuentra entre las 2 partes metálicas y para que el material de hule absorba las vibraciones, los esfuerzos ejercidos por el motor o caja, las 2 partes metálicas tienen que ser adheridas al hule. ¿Pero cómo es que se pega esta parte del soporte al hule? Para resolver esta simple pero interesante pregunta debemos recordar que las propiedades del hule estarán determinadas de acuerdo a su aplicación y ambiente de trabajo, es un detalle muy importante para la determinación del caucho o hule que vamos a utilizar ya que están estará expuesta a medios extremos de operación como temperatura, ataques químicos, esfuerzos de tensión, esfuerzos de compresión o torsión. Las características químicas son principalmente para el hule el cual estará expuesto a cierto ambiente de trabajo Este hule se logra realizando la polimerización de 2 a los números que son el hule natural y el neopreno coma que es desarrollado para esteprocedimiento en el molino bambury. Ese tiene que ser resistente a una temperatura de 120 °C y a una temperatura mínima de trabajo de 50 °C. Para que el soporte de motor tenga un buen pegado y no tenga fallas tenemos que ver que pegamento estamos usando, es muy común usar un pegamento de cola, pero para que sea verdaderamente efectivo debemos saber las especificaciones de la goma en el soporte. El tipo de goma y los detalles de su formulación se basarán en la función prevista del conjunto adherido. El caucho para un montaje de motor de automóvil altamente diseñado se seleccionará por su desempeño dinámico en el control de vibraciones y por su capacidad para soportar las condiciones de operación bajo el capó. A la inversa, el elastómero o goma/hule para un sello del motor debe proporcionar una excelente resistencia al ataque de los fluidos del motor. Sin embargo, hay otros tipos de pegamento que se usan para esto y son los MS son pegamentos basados en prepolímeros de polieter de silanoterminado o prepolímeros de polieterpur silanoterminado. Son pegamentos elásticos universales. Los polímeros MS pegan bien los metales, aluminios, cerámicas y muchos de los plásticos. Los polímeros MS liberan metanol durante su polimerización por lo que, hay que tener cuidado con la compatibilidad de los materiales. Curan por humedad o de forma bicomponente. Son productos generalmente pintables y pueden estar en varios colores, incluso translúcidos o transparentes. ¿Pero entonces qué pasa con los pegamentos como la “kola loca” y otras sustancias como la silicona? Para ser claros es que ambos cumplen con detener y mantener las uniones, pero, la silicona no es un pegamento si no un sellador por lo que será una mala idea usarlo como pegamento por lo que en poco tiempo se despegaran y en cuanto a la “kola loca” esta si puede pegar el metal y el caucho, lamentablemente este no soportara mucho tiempo ya que probablemente se cristalice ya que los ciclos de temperaturas extremas pueden impulsar la creación de cristales. De hecho, cuando los soportes empiezan a tener fallos por el uso, muchas personas para ahorra dinero y no comprar nuevos soportes, sacan el soporte, lo desarman y quitan el hule, después rellenan con caucho (de llantas) y aplican MS, “kola loca” (o una marca similar) para poder darle vida útil a sus soportes. Es una idea que respeta los principios de los soportes, no obstante, la llanta es muy dura para resistir las vibraciones del carro por lo que no tardara en cuartearse y volver al problema, aún así es una idea muy creativa. HOJA DE PROCESO DE SOPORTES AUTOMOTRICES PEGADOS HOJA DE RUTA POR DIAGRAMA DE BLOQUES CONCLUSIÓN En este proyecto escrito se pudo hablar acerca de todo sobre Los soportes Automotrices, un tema que a primera vista no es tan llamativo, este se vuelve un tema que te envuelve. La información acerca de los soportes es bastante concreta, sin embargo, se puede percibir que la información por parte de las empresas automotrices es muy limitada, ya que el proceso que tienen para elaborarlos y su maquinaria no es compartida por el público, para evitar avances en su campo de trabajo. Los procesos que conforman la elaboración de los soportes automotrices son interesantes, por lo que me gustaría ver una fábrica de partes automotrices por dentro y ver todo el proceso para poder comprenderlo de una manera completa. Bibliografía M. en I. Felipe Díaz del Castillo Rodríguez. (2012). Lecturas de ingeniería Conformado de plásticos. Cuautitlán Izcalli, Estado de México.: Depto. de Ingeniería, U.N.A.M Moreno, D & Moreno, L. (1994). Diseño y construcción de una laminadora de caucho "Calandria". Cali, Colombia: Corporación Universitaria Autónoma de Occidente División de ingenierías. INGENIERIA Y MECANICA AUTOMOTRIZ. (2020). ¿Qué son los soportes de motor activos y cómo funcionan?. Abril 19,2022, de INGENIERÍA Y MECÁNICA AUTOMOTRIZ Sitio web: https://www.ingenieriaymecanicaautomotriz.com/que-son-los-soportes-de-motor-activos-y-como-funcionan/ Dai. (2013). Soportes para Motor y Transmisión. Abril 21, de Dai, S.A. de C.V. Sitio web: https://www.dai.com.mx/productos/soportes.html Molde abierto Es similar al vaciado de fundicion, donde el flujo se deposita a molde abierto en la cavidad en la que sera reproducida la pieza. El liquido fluye a presion atmosferica desde la camar de mezcla al interior del molde, se somete entonces a una reaccion exotermica que realiza el poliuretano en el molde Molde cerrado Se introduce en el molde como un flujo laminar y es dirigido para que fluya a traves de un sistema de colada que consiste en un canal mezclador para lograr una mejor homogenizacion, posteriormente se deja reposar el material para evitar turbulencias. Mezclas Se determina el tipo de lamina a reproducir Alimentacion Con los porcentajes establecidos se alimentan las tolvas Se emplean dosificadores para alimentar Secado La temperatura se regula en base al tipo de material Los molidos se centrifugan por lapsos de una hora Consideracion del material molido en almacen Se obtienen los porcentajes de adicion de material en base al inventario Se regula la caida y entrada del material El material se succiona por vacio al reactor. Por medio de bombas de vacio se retirala humedad Se retiran las imperfecciones producidas Control de temperatura Alimentacion, entrada de material a extruir Homogenizacion y plastificacion de los materiales alimentados Laminado El palstcio se inyecta Se da el calibre a la lamina Control de bobinas Se obtiene el producto terminado (bobinas de lamina) Control de metros lineales y peso Inyeccion Control de velocidad de laminado Lubricacion de moldes Etiquetado con especificaciones requeridas pág. 2 No de faseSubfaseOperación a realizarMaquinaHerramientasVc m/ma mm/vp mmt minutos 11.1 Preparacion de guias en impresión 3d Impresora 3DLijas y macilla120 22.1Preparado de los contenedores Vasos mezcladores Silicon y base de alto impacto 15 3.1 Mezclado de la silicona para el molde MezcladoraBalanza30 3.2 Vaciado de la silicona en los contenedores 10 3.3Fraguado y desmolde Alcohol isopropilico 2880 4.1 Mezclado y preparado del polimero para el buje MezcladoraBalanza 20 4.2 Colado del poliuretano en moldes de silicona Reflectores para regular la temperatura 10 4.2Solidificacion y desmolde4200 Total 7285 Material: Poliuretano 22/04/2022Grado de precision: 0.1 Dimensiones: 40 mm x 70mm Materia: PDCF Hernandez Terreros Jose Martin No de pieza: 1 Escala 1:1 Observaciones El proceso de fabricacion de un buje para soporte de un motor, fue analizado a parttir de un video en youtube como sugerencia del profesor. En este se nos mostro como a traves del proceso de vaciado y colado se pudo manufacturar la pieza, siendo completamente funcional a su fin. 4 3 FECHA: HOJA DE PROCESO Grupo: 2604 Buje para soporte 70 mm40mm74 mm32 mm10mm Buje para soporte Poliuretano Jose Martin Hernadez Terreros Maquinaria SeccionRecibidosUtilesDefectosRechazadosProcesados ManualAlmacen-------------------- ManualAlmacen-------------------- Solid WorksArea 1 de diseño-------------------- Creality cr-3040 proArea 1 de diseño-------------------- Torno y fresadoraSeccion 1 impresión-------------------- ManualSeccion 2 Mezclado-------------------- Mezcladora industrialSeccion 2 Mezclado-------------------- ManualArea 2 vaciado-------------------- Maquina de vaciadoArea 2 vaciado18181018 Sitemas de temperaturaArea 2 vaciado18181018 ManualArea 3 reposo18181117 MontacargasArea 3 reposo17170017 ManualSeccion 3 terminado17171116 Manual y vehiculo de transporteAlmacen16160016 HOJA DE RUTA Traslado Acabado Almacen y entrega Selección de materiales de la mezcla Mezclado para preparado del poliuretano Añadido de lubricantes y agentes de volatizacion Proceso de vaciado Tratamiento termico Proceos de enfriamiento y soliificacion Operación Recepcion de material Selección de material Diseño de pieza en software Impresión 3D Elaboracion de los moldes PiezaMaterial Elaborado
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