Proceso Fundición Biela Motor (1) 1v5d6m

PROCESO FUNDICIÓN BIELA MOTOR

PRESENTADO POR

DIEGO TRIANA JONATHAN MELO MEJÍA YEYSON LEONARDO GAMBOA

DOCENTE

ESCUELA COLOMBIANA DE CARRERAS INDUTRIALES ECCI INGENIERÍA MECÁNICA PROCESOS I BOGOTÁ D.C. 2018

Índice

Introducción.

Selección del método de moldeo.

Descripción general

Realización del proceso

INTRODUCCIÓN

La biela es un elemento mecánico que sometido a esfuerzos de tracción o compresión trasmite movimiento articulando a otras partes de la máquina. En un motor de combustión interna conectan el pistón al cigüeñal. Las bielas son en la actualidad un elemento básico en los motores de combustión interna y en los compresores alternativos. Se diseñan con una forma específica para conectarse entre las dos piezas, el pistón y el cigüeñal.

Ilustración 1, biela de motor, tomado de [4]

Su sección trasversal o perfil puede tener forma de H o I. generalmente son hechas en acero, aleaciones de titanio o en nuestro caso particular en aluminio. Se pueden desarrollar por forja, fundición, o mecanizado, en nuestro caso escogimos el método de fundición. En anexos se evidencia el plano de la biela a desarrollar.

1.

Cálculos de fundición principales de la biela de motor

Cálculos para la fundición de una biela de motor en aluminio Datos

SIMBOLO

DESCRIPCION

VALOR

UNIDADES

H

calor total

p

Densidad

V

volumen

A

Área superficial

0,034 m^2

Cs

calor especifico estado solido

0,909 kj/kgk

Tm

temperatura de fusión

933,15 k

To

temperatura inicial o ambiente

298,15 k

Hf

calor latente de fusión

377 kj/kg

Cl

calor especifico estado liquido

0,909 kj/kgk

Tp

temperatura de vertido

2,71 g/cm^3 0,00008154 m^3

1073,15 K

Tabla 1, fuente propia

a. CALCULO DE H El primer pasó el calcular la energía calorífica que se requiere para la fundición, este cálculo está dado por la siguiente ecuación. Área supercial= 343,66𝑐𝑚2 H=pV(Cs(Tm-To)+Hf+Cl(Tp-Tm) 𝑘𝑗 𝑘𝑗 𝑘𝑗 (1073,15𝑘 − 933,15𝑘)] H= 2700 𝑚𝐾𝑔 ∗ 8,15𝑥10−5𝑚3 ∗ [0,909 𝑘𝑔𝑘 ∗ (933,15k − 298,15) + 377 + 0,909 𝑘𝑔𝑘 𝑘𝑔𝑘 3

H= 237,978 KJ b. POTENCIA 𝐻

𝑃 = 3600𝑆 =

237978 𝐽 3600𝑆

= 66.105 𝑊

c. Velocidad y tiempo de llenado

ℎ1=

𝑣2 2𝑔

0.010=

𝑣2

2𝑔

√𝟐𝒈 ∗ 𝒉𝟏 =1,4 m/s 𝑄 = 𝐴𝑉 = 0,0002𝑚2 ∗ 𝑄= 𝑡=

1,4𝑚 𝑠

= 2,8𝑥10−4 𝑚3 /𝑠

𝑣 𝑡 𝑣

𝑄

=

0,000092 𝑚3

2,8𝑥10−4 𝑚3 /𝑠

= 1,32 𝑆

Porcentajes de contracción Contraccion por solidificación= 7% Contracción térmica del solido= 5,6% Volumen de la cavidad= 1,126* 0,00008154 𝑚3 = 0,000092𝑚3 𝑇𝑇𝑆 = 𝑐𝑚 (

𝑣𝑐 𝐴𝑠𝑝

𝑛

𝑚𝑖𝑛

92𝑐𝑚3

2

𝑚𝑖𝑛

92𝑐𝑚3

2

) = 4 𝑐𝑚2 (343,66𝑐𝑚2 )

𝑇𝑇𝑆 = 0,287 𝑚𝑖𝑛 𝑇𝑇𝑆 = 𝑐𝑚 (

𝑣𝑐 𝐴𝑠𝑝

𝑛

) = 1 𝑐𝑚2 (343,66𝑐𝑚2 )

𝑇𝑇𝑆 = 0,0717 𝑚𝑖𝑛

Diseño de la mazarota El tiempo total de solidificación para la mazarota es un 20 % adicional al fundido de la pieza, se va a tener una relación 3 a 1, 3 de altura 1 de diametro 𝑇𝑇𝑆 = 0,345 𝑚𝑖𝑛

Se determina la constante del molde 𝑐𝑚 =

𝑇𝑇𝑆

0,345 𝑠

=

𝑛 𝑣 ( 𝑐) 𝐴𝑠𝑝

2 92𝑐𝑚3 ) 343,66𝑐𝑚2

( 𝑠

𝑐𝑚 = 4,814

𝑚2

Volumen de la mazarota 𝑣=

𝜋∗𝐷 2 ∗ℎ 4

Área superficial de la mazarota 𝐴 = 𝜋𝐷ℎ +

2𝜋𝐷 2 4

Como se propone que H=3D 𝑣=

𝜋∗𝐷 2 ∗3𝐷 4

=

𝜋∗3𝐷 3

𝐴 = 𝜋𝐷 ∗ 3𝐷 +

4 2𝜋𝐷 2 4

=

3𝜋𝐷 3 4

= 𝜋 ∗ 3𝐷2 +

2𝜋𝐷 2 4

=

12𝜋𝐷 2 +2𝜋𝐷 2 4

=

14𝜋𝐷 2 4

=

7𝜋𝐷 2 2

La razón de v/a = 3D/14 𝑉 𝑛

𝑚𝑖𝑛 3𝐷 2

𝑇𝑇𝑆 = 𝑐𝑚 ( ) = 1 2 ( ) 𝐴 𝑐𝑚 14 0,345 𝑚𝑖𝑛 = 4,814

𝑚𝑖𝑛 3𝐷 2 𝑐𝑚2

( 14 )

0,345 𝑚𝑖𝑛 = 0,05 𝐷2 𝐷=√

0,345 0,05

= 3 cm

H= 3D= 9cm

2. Selección del moldeo metálico por gravedad para la fundición de una biela motor. En el caso de estudio se escoge un proceso de moldeo permanente o por gravedad, debido a sus diferentes aplicación y ventajas. La colada en coquilla por gravedad o moldeo metálico por gravedad consiste en obtener una pieza fundida a partir de un molde metálico llamado coquilla, en el cual se vierte un metal

líquido que lo llena bajo la sola acción del peso del metal. Debido al costo relativamente alto de los rios y del mismo molde, el proceso de moldeo por gravedad se aplica con una cantidad de piezas relativamente alta y está restringido a determinados materiales fundibles como veremos a continuación. A continuación, se realiza un análisis de la selección del método de fundición para una biela de motor, teniendo en cuenta las solicitaciones más importantes que se deben cumplir para un perfecto desempeño de la pieza. Pautas para la selección del proceso de moldeo Procesos tentativos que nos podrían satisfacer ciertas condiciones para la manufactura de biela de motor son: Colada por gravedad en moldes de arena y colada por gravedad en moldes metálicos. La elección de un proceso de moldeo, está ligada a ciertos factores: 

Volumen de la pieza.



Características mecánicas. Precisión de cotas.



Complejidad de formas.



Estado de la superficie.



Número de piezas a fabricar.



Tiempo de fabricación.



Costo de fabricación y amortización (reembolso).



Maquinado requerido luego de la fundición.

3. Descripción general

Ilustración 2, moldeo permanente, tomado de [2]

Ilustración 3, moldeo permanente, tomado [8]

El molde debe estar diseñado de forma tal que toda su cavidad sea llenada, ya sea por: Colada directa (de arriba hacia abajo) o por el Principio de los vasos comunicantes. La forma de la pieza a obtener esta dada por una cavidad hecha en la parte interna del molde. Esta cavidad posee normalmente uno o varios canales de alimentación y uno o varios canales de evacuación de aire.

Partes que constituyen el molde: 

Cavidad interna que da la forma a la pieza.



El sistema de alimentación.



Los dispositivos de evacuación de aire.



Los dispositivos de cerrado y de desmolde.



Los elementos de extracción de la pieza durante la solidificación, el metal sufre generalmente una reducción de volumen, llamada contracción de solidificación, que debe ser compensada mediante un aporte de metal realizado por las mazarotas. Las coquillas pueden ser de diversos tipos y componerse de varios rios, sin embargo las más comunes en el moldeo metálico son las coquillas de dos chapas.

Machuelos Las cavidades de la pieza se obtienen mediante machos metálicos que se extraen con facilidad una vez que ha solidificado la aleación. También pueden emplearse machos de arena u otro material que se destruyen después de la colada; en este caso el molde se, denomina semipermanente (Luego, la precisión dimensional, las propiedades mecánicas y la microestructura serán muy semejantes a las que se obtienen con el moldeo en arena). Respiraderos El problema de este tipo de moldeo es que, dado que no es permeable como la arena de fundición, necesitan de orificios en el molde para la evacuación de gases ya que con estos adentro puede aparecer excesiva porosidad en las piezas. Enfriadores Pueden incluirse insertos de cobre puro en regiones de sobrecalentamiento o enfriamiento lento (a modo de enfriadores internos) para evitar micro rechupes, típicos en zonas localizadas.

Materiales para la fundición de la coquilla

Tabla 2, material de la coquilla, tomado de [2]

Ventajas del moldeo metálico por gravedad 1) Mayor precisión, y constancia en las dimensiones de las piezas. 2) Superficies mejor acabadas y reducción del rebarbado. 3) Menor mecanizado: a veces se usan las piezas brutas de fundición. 4) Se obtiene una estructura más densa y compacta, de grano más fino y propiedades mecánicas más elevadas. 5) La producción es más rápida. 6) Existencia permanente de los canales de distribución, llenado y ataque, además de los respiraderos. 7) Un solo molde permite la producción de numerosas piezas.

Inconvenientes del moldeo metálico por gravedad 1) Los moldes y rios necesarios en este producto son relativamente caros, por esta razón su utilización sólo resulta económica cuando el número de piezas que se desea fabricar

es lo suficientemente elevado para compensar el desembolso inicial de las coquillas, machos y demás rios (puede considerarse en el orden de más de 1000 piezas). 2) La forma no debe ser muy complicada ni con detalles y las dimensiones de las piezas están restringidas. 3) Dado que las coquillas se construyen con acero o fundición recubiertos de material refractario, se suelen utilizar solo para el moldeo de piezas metálicas con menor temperatura de fusión que los materiales ferrosos.

Productividad y Costos Se pueden fabricar hasta 15000 piezas de fundición gris o 10000 piezas de aluminio por cada molde sin reparación alguna. ) Limpieza de las diversas partes del molde con aire caliente a presión y calentamiento hasta la temperatura más adecuada para la colada. 2) Recubrimiento de la cara del molde con una delgada capa de material refractario o negro de humo procedente de una llama reductora de gas. 3) Colocación de los machos y cierre del molde. 4) Colada del metal en el molde, dejándolo en reposo el tiempo suficiente para que la pieza solidifique.

Tabla 3, tabla comparativa de gastos, tomado de [2]

A continuación se muestra una maquina por molde permanente

Ilustración 4, fundición por molde permanente, tomado de [5]

Algunas consideraciones geométricas de coquilla y pieza Es muy difícil de dar especificaciones precisas que rigen los espesores de los moldes en los diferentes casos. Para aplicaciones corrientes, el espesor del molde puede estar entre 25 y 50 mm. Para las piezas, las tolerancias típicas son 2 % de las dimensiones lineales. El acabado superficial esta entre el rango 2.5 μm a 7.5 μm (100 μin a 250 μin) y los rangos típicos del tamaño están entre 50 g y 70 Kg.

4. Realización del proceso Operaciones La obtención de las piezas en las coquillas consta de las siguientes operaciones: 1) Limpieza de las diversas partes del molde con aire caliente a presión y calentamiento hasta la temperatura más adecuada para la colada. 2) Recubrimiento de la cara del molde con una delgada capa de material refractario o negro de humo procedente de una llama reductora de gas. 3) Colocación de los machos y cierre del molde. 4) Colada del metal en el molde, dejándolo en reposo el tiempo suficiente para que la pieza solidifique. 5) Extracción de la pieza del molde.

Ilustración 5, extracción de la pieza fundida, tomado de [1 ]

A continuación se enuncian otros procesos involucrado Recubrimientos Las pinturas o recubrimientos aislantes son baños con los que se recubren las superficies de los moldes que van a estar en o con el metal. Sus funciones son:  Proteger la coquilla de un o químico-reactivo evitando la interacción directa entre el molde y la aleación colada.  Actuar como aislante haciendo que la temperatura de la superficie del molde se mantenga inferior a la de la aleación.  Regular el enfriamiento como es el caso de los recubrimientos aislantes, los cuales constituyen un obstáculo a la evacuación de calor, retardando la solidificación en ciertas zonas específicas. En otras ocasiones actúa como refrigerante, evacuando calor desde la superficie de la pieza, obligándola a ar con el molde.  Facilitar el desmoldeo. Para los recubrimientos se emplea una suspensión acuosa de cemento refractario, aceite para machos y grafito, o puede usarse arcilla o silicatos de sodio. Además, se pueden moldear varias piezas de manera continua si al molde se le trata pasando por su superficie una llama de acetileno y formando una capa de hollín. Las pinturas a base de caolín ayudan a mantener

el calor en alimentadores y sistema de colada; las pinturas a base de grafito ayudan a aumentar la conductividad por lo que se aplica en zonas calientes y/o en la cavidad del molde a llenar.

Precalentamiento Los moldes son precalentados arriba de 200°C antes de vaciar el metal fundido en la cavidad. El diseño de la cavidad para los moldes permanentes no sigue las mismas reglas para contrarrestar el encogimiento como en el moldeo por arena, ya que el mismo metal del molde se calienta y se expande durante el vaciado, con lo cual la cavidad no necesita ser sobredimensionada de manera considerable.

Posición de la pieza en la coquilla En colada por gravedad, siempre que sea posible, se coloca la pieza simétrica al plano de junta. La posición de la pieza es definida de tal forma que permita adosarle el tipo de alimentación más apropiado. Si es posible la parte más gruesa de la pieza se debe dirigir hacia arriba. Se debe conocer el orden de solidificación de las piezas para así colocarlas de tal manera que la última parte en solidificar sea la de arriba.

Cuidados durante la fusión del metal Evitar sobrepasar los valores preestablecidos de las temperaturas del metal, regular el horno y la conducta oxidante o reductora de la combustión, asegurar la limpieza de los crisoles antes de cada fusión, mantener en buen estado de las herramientas de mezcla y de manutención del metal, así como evitar depósitos de humedad. La dirección de solidificación En general se busca que la última parte de la pieza en solidificar este en la parte superior del molde, para colocar allí fácilmente una mazarota, con el fin de contrarrestar el fenómeno de rechupe. Si la forma de la pieza no permite un enfriamiento natural dirigido, es necesario

entonces hacer uso de enfriadores en las partes que presentan problemas para la solidificación.

Desmoldeo Una vez la pieza ha solidificado y alcanzado una resistencia suficiente, se abre el molde para extraer la pieza. Esta operación es en particular delicada para las piezas que presentan grandes diferencias de espesor ya que en ellas la velocidad de solidificación es diferente que para las diversas partes que las componen. Enfriamiento El sistema de apertura y cierre de estos moldes debe ser rápido ya que los moldes no se retraen como la arena y deben abrirse antes de que se enfríe la pieza para evitar agrietamientos de esta. Por tanto ya puede deducirse que el tamaño de la cavidad será más parecido a la pieza final que en el caso del molde de arena.

Especificaciones de la coquilla Esta será del tipo más sencillo. Las chapas en forma de bloques tendrán un espesor total, incluida la cavidad del molde, de 30 y 42mm (Según las recomendaciones, el espesor oscila entre 25 y 50mm); además se dejan 30mm por encima y por debajo de la pieza. Debido a que el espesor de la pieza es aproximadamente constante no es necesario hacer rebajes de espesor de ninguna pared.

Modelo de la biela:

Conociendo el plano de junta de la coquilla y la geometría de la pieza a fabricar, se realiza el modelo de la biela partido convenientemente según el plano de junta. Este modelo servirá para la fabricación del modelo de la coquilla. El modelo de la biela se puede construir en madera, u otro material en el cual sea conveniente realizarlo.

Selección del sistema de llenado: Los principales factores que nos permiten definir el tipo de llenado para este tipo de pieza son:  La pieza tiene un espesor aproximadamente constante, con una corta parte más gruesa.  La pieza requiere un tratamiento térmico posterior.  La forma del canal de descenso debe ser preferentemente rectangular, el orificio del embudo debe ser cuadrado, el canal de descenso va reduciendo progresivamente su sección, entre otras consideraciones. Existen tres tipos de llenado que toman su nombre de acuerdo a la localización de ataque en la cavidad del molde: Colada en fuente, colada lateral y colada en cabeza o caída. La colada en fuente se puede acomodar ya que:  Asegura un llenado del molde con un mínimo de turbulencia y permite que el aire que logre penetrar, sea evacuado fácilmente por el plano de junta y la mazarota. Asegura pues, la obtención de una pieza sana, exenta de óxidos y defectos de fundición, por lo que se le usa con preferencia cuando la pieza requiere un tratamiento térmico posterior.  Esta colada es recomendada para las piezas de espesor aproximadamente constante.  Para la posición de la pieza, seleccionada anteriormente, la colada en fuente hará que el ataque quede localizado sobre una parte delgada de la pieza, lo que es aceptable cuando la pieza no presenta gran diferencia de espesor, como en este caso. Ahora bien, debido a que la pieza posee una sola parte gruesa, puede pensarse también, en colocar el ataque sobre esta parte, adoptándose la colada en caída. Sin embargo, el problema

fundamental de esta solución, es que la relativa gran altura de la pieza hace que se aumente mucho el riesgo de que entre gran cantidad de aire y que así se formen burbujas. Por otra parte la colada en caída implicaría un desbarbado sobre uno de los extremos curvados de la biela, lo que haría más engorrosa la operación

Mazarota: Para hallar las dimensiones de la mazarota, es necesario conocer el módulo geométrico de la parte más gruesa de la pieza. La alimentación se coloca en la parte superior, unida a la última parte de la pieza en solidificar, para contrarrestar el efecto conocido como de rechupe.

Chapas, clavijas y broches: Un adecuado dimensionamiento de las chapas, broches y clavijas se hace teniendo en cuenta ciertos detalles constructivos, pensando en el desmolde y los ángulos apropiados para su mejor manejo.

Materiales para el modelo de la coquilla. A partir del conocimiento de las dimensiones de los anteriores elementos se procede a la fabricación del modelo del sistema pieza-canales-broches.

Prevención y riesgos en procesos metalúrgicos Para la obtención de metales es indispensable conocer de manera precisa los riesgos generados por esta actividad. De acuerdo al Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional en Minería, es una obligación preparar estándares, procedimientos y prácticas para un trabajo preventivo. El PhD Pekka Roto, Jefe Médico del Instituto Regional de Tampere de Salud en el Trabajo, Finlandia, detalla algunos aspectos de la recuperación de metales y sus riesgos.

En la producción y refinación de metales, una serie de reacciones físico-químicas distintas separan los componentes valiosos de las materias inservibles. El producto final es un metal que contiene cantidades controladas de impurezas. La fundición y refinación primarias producen metales directamente a partir de concentrados de mineral, mientras que la fundición y afino secundarios los producen a partir de chatarra y residuos de procesos. La chatarra está formada por fragmentos y piezas de componentes metálicos, barras, virutas de torno, chapas y alambre que están fuera de especificación o desgastados pero pueden reciclarse. Para producir metales refinados se utilizan generalmente dos tecnologías de recuperación, los procesos pirometalúrgicos y los hidrometalúrgicos. En los primeros se utiliza calor para separar los metales deseados de otros materiales. En estos procesos se aprovechan las diferencias entre potenciales de oxidación, puntos de fusión, presiones de vapor, densidad o miscibilidad de los componentes del mineral cuando se funden. Las tecnologías hidrometalurgias se diferencian de los procesos pirometalúrgicos en que los metales deseados se separan de otros materiales utilizando técnicas que aprovechan las diferencias de solubilidad o entre las propiedades electroquímicas de los constituyentes mientras se encuentran en solución acuosa.

Riesgos y su prevención La prevención de los riesgos para la salud y los accidentes en la industria metalúrgica es fundamentalmente una cuestión educativa y técnica. Los reconocimientos médicos están en segundo plano y solo desempeñan un papel complementario en la prevención de los riesgos. Con miras a prevenir los riesgos para la salud es sumamente útil mantener un intercambio de información y colaboración armonioso entre los departamentos de planificación, línea, seguridad y medicina del trabajo. Las medidas preventivas mejores y más baratas son las que se adoptan en la etapa de planificación de una nueva planta o proceso. Al planificar las nuevas instalaciones de producción, hay que tener en cuenta al menos los siguientes aspectos:  Se ha de confinar y aislar las fuentes potenciales de contaminantes aéreos.

 El diseño y ubicación del equipo de proceso debe permitir un fácil para las operaciones de mantenimiento.  Las áreas en que pueden aparecer riesgos súbitos e inesperados deben supervisarse continuamente.  Han de existir señales e indicaciones de advertencia apropiadas. Por ejemplo, las zonas en que pudiera darse exposición a arsenamina o ácido cianhídrico, deben ser objeto de continua vigilancia.  La adición y manipulación de los productos químicos tóxicos utilizados en el proceso debe planificarse de manera que se evite la manipulación manual.  El control de higiene industrial debe incluir dispositivos de muestreo personal con el fin de evaluar la exposición real de cada trabajador siempre que ello sea posible. El control fijo y regular de gases, polvos y ruidos ofrece una visión general de la exposición, pero su papel en la valoración de la dosis de exposición es solo complementario.  En la planificación del espacio, hay que tener en cuenta las necesidades de futuros cambios o ampliaciones del proceso, de manera que no se deterioren los niveles de higiene industrial de la planta.  Debe existir un sistema continuo de formación y educación del personal de higiene y seguridad, así como de los capataces y trabajadores. En especial, los trabajadores nuevos deben ser rigurosamente informados de los posibles riesgos para la salud y de cómo prevenirlos en sus respectivos ambientes de trabajo. Además, cada vez que se introduzca un nuevo proceso deberá impartirse la correspondiente formación.  Las prácticas de trabajo son importantes. Por ejemplo, la mala higiene personal en la comida y fumar en el lugar de trabajo pueden aumentar considerablemente la exposición personal.

 La dirección de la empresa debe poseer un sistema de control de la salud y seguridad que facilite los datos adecuados para la toma de decisiones técnicas y económicas. A continuación se indican algunos de los riesgos y precauciones específicos de los procesos de fundición y refinación.

Lesiones La industria de fundición y refinación presenta un índice de lesiones más elevado que el de la mayoría de los otros sectores. Entre las causas de estas lesiones se encuentran las siguientes: salpicaduras y derrames de metal fundido y escoria que provocan quemaduras; explosiones de gas y por o de metal fundido con agua; colisiones con locomotoras y vagonetas en movimiento, grúas móviles y otros equipos móviles; caída de objetos pesados; caídas desde lugares altos (por ejemplo, al acceder a la cabina de una grúa), y lesiones por resbalar y tropezar con obstáculos en el suelo y en las pasarelas. Las precauciones consisten en una formación adecuada, equipo de protección personal (EPP) apropiado (p. ej., cascos, calzado de seguridad, guantes de trabajo y ropas protectoras); almacenamiento correcto, conservación y mantenimiento del equipo; normas de tráfico para el equipo móvil (incluida la definición de rutas y un sistema eficaz de aviso y señalización), y un programa de protección contra caídas. Calor Las enfermedades por estrés térmico, tales como el golpe de calor, constituyen un riesgo común debido principalmente a la radiación infrarroja procedente de los hornos y el metal en fusión. Esto representa un problema especialmente importante cuando hay que realizar trabajos que exigen gran esfuerzo en ambientes muy calientes. La prevención de las enfermedades producidas por el calor puede consistir en pantallas de agua o cortinas de aire delante de los hornos, refrigeración puntual, cabinas cerradas y provistas de aire acondicionado, ropas protectoras contra el calor y trajes refrigerados por

aire, que proporcionen tiempo suficiente para la aclimatación, pausas de descanso en zonas refrigeradas y un suministro adecuado de bebidas para beber con frecuencia. Riesgos químicos Durante las operaciones de fusión y afino puede producirse exposición a una gran variedad de polvos, humos, gases y otras sustancias químicas peligrosas. En especial, el machaqueo y la trituración de mineral puede provocar altos niveles de exposición a sílice y a polvos metálicos tóxicos (p. ej. Que contengan plomo, arsénico y cio). También pueden darse exposiciones al polvo durante las operaciones de mantenimiento de los hornos. Durante las operaciones de fusión, los humos metálicos pueden constituir un problema importante. Las emisiones de polvo y humos pueden controlarse mediante confinamiento, automatización de los procesos, ventilación local y de dilución, mojada de los materiales, reducción de su manipulación y otros cambios en el proceso. Si esto no resultase adecuado, habría que recurrir a la protección respiratoria. Muchas operaciones de fundición implican la producción de grandes cantidades de dióxido de azufre procedentes de los minerales sulfurosos y de monóxido de carbono de los procesos de combustión. Son esenciales la ventilación de dilución y la ventilación por extracción local (VEL). Como subproducto de las operaciones de fundición se forma ácido sulfúrico, el cual se utiliza en el afino electrolítico y en la lixiviación de los metales. Puede producirse exposición a ácido sulfúrico tanto líquido como en forma de neblinas. Se requiere protección cutánea y ocular, y VEL. La fusión y refinación de algunos metales puede plantear riesgos especiales. Entre otros ejemplos están el níquel carbonilo en el afino de este metal, fluoruros en la fusión de aluminio, arsénico en la fundición y refinación de cobre y plomo, y exposiciones a mercurio y cianuro durante la refinación de oro. Estos procesos requieren sus propias precauciones especiales.

Otros riesgos El deslumbramiento y la radiación infrarroja producidos por los hornos y el metal en fusión, pueden provocar lesiones oculares, incluso cataratas. Deben usarse gafas de montura ajustada y pantallas faciales. Los niveles altos de radiación infrarroja también pueden ocasionar quemaduras en la piel a menos que se utilicen ropas protectoras. Los altos niveles de ruido producidos por el machaqueo y la trituración del mineral, los ventiladores de descarga de gas y los hornos eléctricos de alta potencia pueden provocar pérdida auditiva. Si no es posible confinar o aislar la fuente de ruido, deberán usarse protectores de oídos. Se deberá implantar un programa de conservación auditiva que incluya pruebas audio- métricas y formación al respecto. Durante los procesos electrolíticos pueden presentarse riesgos eléctricos. Entre las precauciones a adoptar están los procedimientos adecuados de mantenimiento eléctrico, con bloqueo y etiquetado de advertencia; guantes, ropa y herramientas aisladas, e interruptores accionados por corrientes de fugas a tierra donde se requieran. La elevación y manipulación manual de materiales puede ocasionar lesiones de espalda y de las extremidades superiores. Los medios de elevación mecánicos y una formación adecuada acerca de los métodos de elevación pueden reducir este problema. Tipo de horno para la fundición de materiales no ferrosos Hornos de combustible directo Un horno de combustible directo contiene un hogar abierto pequeño en el que se calienta la carga de metal por medio de quemadores de combustible ubicados en uno de sus lados. El techo del horno ayuda a la acción de calentar por medio de reflejar la flama hacia abajo contra la carga. El combustible común es gas natural, y los productos de la combustión salen del horno a través de un cañón. En la parte inferior del hogar hay un agujero de salida para extraer el metal fundido. Los hornos de combustible directo por lo general se emplean en el fundido de metales no ferrosos tales como aleaciones a base de cobre y aluminio

Ilustración 6, tomado de [1]

Conclusiones El moldeo por compresión es un proceso muy eficiente el cual es viable económicamente en volúmenes de producción grande. El moldeo por molde metálico, es viable en materiales no ferrosos, ya que su punto de fusión es más bajo, esto favorece la vida útil del material de la coquilla La inexistencia de la permeabilidad ocasiona que el diseño tenga un adecuado canal de evacuación de gases, ya que si no es así se pueden presentar defectos en las piezas, como lo son porosidades, grietas, óxidos Bibliografía [1] Fundamentos de manufactura 3 edición, Mikell Grover [2] Moldeo por gravedad para la fundición de una biela de motor, Daniel Florez, Julian

Arenas [3] http://materias.fi.uba.ar/7204/teoricas/Fundicion%20en%20molde%20permanente.pdf [4]

https://www.google.com.co/search?biw=1366&bih=613&tbm=isch&sa=1&ei=ouyeWvrnC oLv5gLB-YgY&q=biela+de+motor+&oq=biela+de+motor+&gs_l=psy-

ab.3..0l5j0i30k1l2j0i8i30k1j0i24k1l2.15085.17221.0.17380.13.13.0.0.0.0.118.1285.8j5.13. 0....0...1c.1.64.psy-ab..0.2.207....0._t2wdkGU1ik#imgrc=DgAE-5dH0pNOLM: [5] http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/jspui/bitstream/132.248.52.100/2548/5/05-MPM-

Cap2-Final.pdf [6] Diseño y Construcción de Moldes Permanentes Para la Fabricación de Piezas de Aleación de Aluminio Coladas por Gravedad. Autores: Fabio León Zuluaga Zuleta y Luís Javier Madrid Rivera. [7] ASM Metals Handbook, Volume 15 - Casting “Permanent Mold Casting”. [8] https://es.slideshare.net/ProcesosManufactura/moldes-metlicos [9] https://es.slideshare.net/ArnulfoPerez2/calculo-mazarota [10] http://www.ehu.eus/manufacturing/docencia/709_ca.pdf