Acabados superficiales: Normas de acabado y simbología (página 2)

Enviado por Jose Carlos Mayorga

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(Norma UNE 82-315 / 86)

Acabado

Es un proceso de fabricación empleado en la manufactura cuya finalidad es obtener una superficie con características adecuadas para la aplicación particular del producto que se está manufacturando; esto incluye mas no es limitado a la cosmética de producto. En algunos casos el proceso de acabado puede tener la finalidad adicional de lograr que el producto entre en especificaciones dimensionales.

Antiguamente, el acabado se comprendía solamente como un proceso secundario en un sentido literal, ya que en la mayoría de los casos sólo tenía que ver con la apariencia del objeto u artesanía en cuestión, idea que en muchos casos persiste y se incluye en la estética y cosmética del producto.

En la actualidad, los acabados se entienden como una etapa de manufactura de primera línea, considerando los requerimientos actuales de losproductos. Estos requerimientos pueden ser:

Estética: el más obvio, que tiene un gran impacto sicológico en el usuario respecto a la calidad del producto.

Liberación o introducción de esfuerzos mecánicos: las superficies manufacturadas pueden presentar esfuerzos debido a procesos de arranque de viruta, en donde la superficie se encuentra deformada y endurecida por la deformación plástica a causa de las herramientas de corte, causando esfuerzos en la zona superficial que pueden reducir la resistencia o inclusive fragilizar el material. Los acabados con remoción de material pueden eliminar estos esfuerzos.

Eliminar puntos de iniciación de fracturas y aumentar la resistencia a la fatiga: una operación de acabado puede eliminar micro fisuras en la superficie.

Nivel de limpieza y esterilidad. Una superficie sin irregularidades es poco propicia para albergar suciedad, contaminantes o colonias de bacterias.

Propiedades mecánicas de su superficie

Protección contra la corrosión

Rugosidad

Tolerancias dimensionales de alta precisión.

Características de las superficies

Una vista microscópica de la superficie de una pieza revela sus irregularidades e imperfecciones. Los rasgos de una superficie común se ilustran en la sección transversal magnificada de la superficie de una pieza metálica. Ver figura 1.1. Aunque aquí el análisis se concentra en las superficies metálicas, los comentarios vertidos aquí se aplican a las cerámicas y polímeros, con modificaciones debidas a las diferencias en la estructura de estos materiales. El cuerpo de la pieza, conocida como sustrato, tiene una estructura granular que depende del procesamiento previo del metal; por ejemplo, la estructura del sustrato del metal se ve afectada por su composición química, el proceso de fundición que se usó originalmente para el metal, y cualesquiera operaciones de deformación y tratamientos térmicos llevados a cabo sobre el material de fundición.

El exterior de la pieza es una superficie cuya topografía es todo menos recta y tersa.

En la sección transversal magnificada, la superficie tiene rugosidad, ondulaciones y defectos. Aunque aquí no se observan, también tiene un patrón odirección que resulta del proceso mecánico que la produjo. Todos estos rasgos geométricos quedan incluidos en el término textura de la superficie.

Justo por debajo de la superficie se encuentra una capa de metal cuya estructura difiere de la del sus trato. Se denomina capa alterada, y es una manifestación de las acciones que se mencionaron al hablar de la superficie, durante la creación de ésta y etapas posteriores. Los procesos de manufactura involucran energía, por lo general en cantidades importantes, que opera sobre la pieza, contra su superficie. La capa alterada puede resultar del endurecimiento por trabajo (energía mecánica), calor (energía térmica), tratamiento químico, o incluso energía eléctrica. El metal de esta capa resulta afectado por 1ft aplicación de energía, y su micro estructura se altera en consecuencia. Esta capa alterada cae dentro del alcance de la integridad de la superficie, que tiene que ver con la definición, la especificación y el control de las capas de la superficie de un material (metales, los más comunes), en la manufactura y el desempeño posterior en el uso. El alcance de la integridad de la superficie por lo general se interpreta para incluir la textura de la superficie, así como la capa alterada ubicada bajo ella.

Además, la mayoría de las superficies metálicas están cubiertas por una capa de óxido, si se da el tiempo suficiente para que se forme después del procesamiento. El aluminio forma en su superficie una capa delgada, densa y dura de Al2O3 (que sirve para proteger al sustrato de la corrosión), y el fierro forma óxidos de varias composiciones químicas sobre su superficie (el óxido, que virtualmente no da ninguna protección). También es probable que en la superficie de la pieza haya humedad, mugre, aceite, gases adsorbidos, y otros contaminantes. .

fig. 1.1 Sección transversal de una superficie metálica común.

Textura de las superficies

La textura de la superficie consiste en las desviaciones repetitivas o aleatorias de la superficie nominal de un objeto; la definen cuatro características: rugosidad, ondulación, orientación y defectos o fallas, como se observa en la figura 1.2

fig. 1.2 Rasgos de la textura de una superficie.

La rugosidad se refiere a las desviaciones pequeñas, espaciadas finamente, de la superficie nominal y que están determinadas por las características del material y el proceso que formó la superficie.

La ondulación se define como las desviaciones de espaciamiento mucho mayor; ocurren debido a la deflexión del trabajo, vibraciones, tratamiento térmicas, y factores similares. La rugosidad está sobre impuesta a la ondulación.

La orientación es la dirección predominante o patrón de la textura de la superficie. Está determinada por el método de manufactura utilizado para crear a la superficie, por lo general a partir de la acción de una herramienta de corte. En la figura 1.3 se ilustran la mayoría de las orientaciones posibles que pu.ede haber

en una superficie, junto con el símbolo que utiliza el diseñador para especificarlas.

Fig. 1.3 Orientaciones posibles de una superficie.

Los defectos son irregularidades que ocurren en forma ocasional en la superficie; incluyen: grietas, ralladuras, inclusiones y otros defectos similares. Aunque algunos de los defectos se relacionan con la textura de la superficie también afectan su integridad.

Rugosidad de la Superficie

La rugosidad de una superficie es una característica mensurable, con base en las desviaciones de la rugosidad según se definió antes. El acabado de la superficie es un término más subjetivo que denota la suavidad y calidad general de una superficie. En el habla popular, es frecuente utilizar el acabado superficial o de la superficie como sinónimo de su rugosidad.

La calidad de la rugosidad superficial se maneja por las siguientes normas:

UNE 82301:1986 Rugosidad superficial. Parámetros, sus valores y las reglas generales para la determinación de las especificaciones (ISO 468: 1982),

UNE-EN ISO 4287:1998 Especificación geométrica de productos (GPS). Calidad superficial: Método del perfil. Términos, definiciones y parámetros del estado superficial (ISO 4287:1997), y

UNE 1037:1983. Indicaciones de los estados superficiales en los dibujos (ISO 1302: 1978)

La medida que se emplea más comúnmente para la textura de una superficie, es su rugosidad. Respecto a la figura 1.4, la rugosidad de la superficie se define como el promedio de las desviaciones verticales a partir de la superficie nominal, en una longitud especificada de la superficie. Por lo general se utiliza un promedio aritmético (AA), con base en los valores absolutos de las desviaciones, y este valor de la rugosidad se conoce con el nombre derugosidad promedio.

Fig. 1.4 Desviaciones de la superficie nominal.

En forma de ecuación es

Donde R =media aritmética de la rugosidad, m (in); y es la desviación vertical a partir de la superficie nominal (convertida a valor absoluto), m (in); y Lm es la distancia especificada en la que se miden las desviaciones de la superficie. Quizá sea más fácil de entender una aproximación de la ecuación (5.1), dada por

Donde Ra tiene el mismo significado que antes; yi son las desviaciones verticales convertidas a valor absoluto e identificadas por el subíndice i, m (in) yn es el número de desviaciones incluidas en Lm. Se ha dicho que las unidades en estas ecuaciones son m (in). Éstas son las unidades de uso más común para expresar la rugosidad de una superficie.

Hoy día, el AA es el método de promedios que se emplea más para expresar la rugosidad de una superficie. Una alternativa, que en ocasiones se utiliza en Estados Unidos, es el promedio según la raíz media cuadrática (RMS), que es la raíz cuadrada de la media de las desviaciones elevadas al cuadrado sobre la

longitud de medición. Los valores RMS de la rugosidad de la superficie casi siempre serán mayores que los AA, debido a que las desviaciones grandes pesan más en los cálculos del valor RMS.

La rugosidad de la superficie tiene la misma clase de deficiencias que cualquier medida que se use para evaluar un atributo físico complejo. Por ejemplo, falla para tomar en cuenta las orientaciones del patrón superficial; así, la rugosidad de la superficie varía en forma significativa, en función de la dirección en que se mida.

Otra deficiencia es que la ondulación queda incluida en el cálculo de Ra. Para evitar este problema se emplea un parámetro denominado longitud de corte, que se usa como un filtro que separa la ondulación de una superficie medida de las desviaciones de la rugosidad. En realidad, la longitud de corte es una distancia muestral a lo largo de la superficie. Una distancia muestral más corta que el ancho de la ondulación eliminará las desviaciones verticales asociadas con ésta y sólo incluirá aquellas que se relacionan con la rugosidad. En la práctica, la longitud de corte más común es 0.8 mm (0.030 in). La longitud de medición Lm, se establece normalmente como de cinco veces la longitud de corte.

Las limitaciones de la rugosidad de la superficie han motivado la creación de medidas adicionales que describan en forma más completa la topografía de una superficie dada. Estas mediciones incluyen salidas gráficas tridimensionales de la superficie, como se describe en la referencia.

Medición de la Rugosidad

Comparadores visotáctiles

Fig. 1.5

Elementos para evaluar el acabado superficial de piezas por comparación visual y táctil con superficies de diferentes acabados obtenidas por el mismo proceso de fabricación.

Rugosímetro de palpador mecánico

Fig. 1.6

Instrumento para la medida de la calidad superficial basado en la amplificación eléctrica de la señal generada por un palpador que traduce las irregularidades del perfil de la sección de la pieza.

Fig. 1.7 Rugosímetro

Símbolos para la textura de la superficie

Los diseñadores especifican la textura de la superficie en un plano de ingeniería, por medio de símbolos como los que se ven en la figura 1.8, 1.9, 1.10 y 1.11. El símbolo que designa los parámetros de la textura de una superficie es una marca de revisión (se parece al símbolo de la raíz cuadrada), con acotaciones para la rugosidad promedio, ondulación, corte, orientaciones y espaciamiento

máximo de la rugosidad. Los símbolos para las orientaciones están tomados de la figura 1.3.

Fig. 1.8 Símbolos para la textura de la superficie en los planos de ingeniería: a) el símbolo, y b) símbolo con leyendas de identificación. Los valores de R,están dados en micropulgadas; las unidades para otras mediciones se dan en pulgadas. Los diseñadores no siempre especifican todos los parámetros en los planos de ingeniería.

Fig. 1.9 símbolos sin indicaciones.

Fig. 1.10 Símbolos con indicación del criterio principal de la rugosidad, (Ra).

Fig. 1.11 Símbolos con indicaciones complementarias.

(Estados Superficiales. Universidad de Castilla-la Mancha)

Indicaciones en los dibujos

Los símbolos y las indicaciones deben orientarse de tal forma que se puedan leer desde la base o desde la derecha del dibujo. Si no pudiera colocarse de esta forma y el símbolo no llevara ninguna indicación, salvo la rugosidad, puede representarse en cualquier posición, excepto la indicación de la rugosidad que debe tener la orientación correcta (ver figura 1.12).

Fig. 1.12

Si el estado superficial fuera igual para todas las superficies debe indicarse con una nota cerca del dibujo y del cajetín a continuación de la marca de la pieza como se muestra en la figura 1.13.

Fig. 1.13

Clases de Rugosidad

Tabla 1.10.1

Procesos de fabricación

Procesos para mecanizado del material

La fabricación de piezas mediante arranque de viruta o material se consigue a partir del mecanizado de su superficie, lo que puede realizarse por variosprocedimientos, entre ellos:

A) Fresado.

Arranque de viruta mediante la acción de una herramienta con dientes de filos cortantes, denominada fresa, que gira alrededor de su eje, pudiendo actual tangencial o frontalmente respecto a la superficie mecanizada (Figura 1.14).

Fig. 1.14 Fresado tangencial y frontal. Fuente: Hidalgo de Caviedes, 1975.

B) Torneado.

Se denomina así al procedimiento de fabricación para el que se emplea la máquina–herramienta considerada como fundamental, el torno. Con ella se pueden realizar múltiples operaciones, aunque la más importante es el torneado o fabricación de piezas de revolución (Figura 1.15).

Fig. 1.15 Esquema de un torno. Fuente: Hidalgo de Caviedes, 1975.

 

C) Taladrado.

Consiste en la perforación de una pieza, parcial (taladro ciego) o totalmente (taladro pasante), mediante una herramienta llamada broca. La broca gira alrededor de su eje de revolución a la vez que se desplaza en la dirección del mismo.

D) Aserrado.

Procedimiento de fabricación que consta de una herramienta de acero denominada sierra, dotada de un movimiento alternativo longitudinal,

con la cual se consigue cortar chapas y planchas. También se puede realizar este tipo de cortes con un soplete oxiacetilénico.

Por otra parte, los procedimientos de fabricación sin arranque de viruta tienen la particularidad de que moldean o forjan el material sin arrancar parte del mismo. Entre estos procedimientos de fabricación podemos destacar:

A) Fundición.

Consiste en rellenar un molde o modelo negativo de la pieza a fabricar con metal fundido. Una vez enfriado el metal se procede al desmoldeo para obtener la pieza deseada. Según el tipo de molde utilizado diferenciamos el moldeo en arena, moldeo en molde metálico o coquilla (fundición mediante inyección de metal fundido a presiones de 25–50 atmósferas), y moldeo a la cera o resina perdida.

B) Forja.

Consiste en la conformación de la pieza mediante golpes o prensado, calentándola previamente para facilitar la operación. Dentro de la forja podemos diferenciar:

— Forja manual o libre. Conformación de la pieza a través de mazo y yunque.

— Forja en estampa. Consiste en utilizar una prensa que consta de estampa y contra estampa. La estampa o matriz, que actúa como yunque, contiene el vaciado correspondiente a la forma de la pieza, mientras la contra estampa o martillete, que actúa como mazo, golpea la estampa, prensando el material previamente calentado para mejorar su fluidez, de forma que éste rellena el vaciado de la matriz.

Fig. 1.16 Esquema de máquina laminadora. Fuente: Hidalgo de Caviedes, 1975.

C) Laminado.

Se emplea en la obtención de perfiles laminados de gran longitud en relación a su sección transversal.

Por ejemplo, es muy utilizado en la fabricación de perfiles resistentes de construcciones agroindustriales metálicas (perfiles IPN, UPN, etc.). La laminadora es una máquina que consta de dos árboles horizontales y paralelos en los que se acoplan sendos cilindros simétricos que dejan una zona libre con la forma requerida por el perfil. Generalmente el proceso precisa de varias pasadas

por diferentes trenes de laminado, de forma que se logre una transición gradual de la pieza en basto al perfil de diseño.

D) Extrusionado.

Operación consistente en obligar a pasar por un orificio de forma predeterminada a un material o metal en estado fluido.

La indicación en los dibujos técnicos de la rugosidad superficial de diseño se lleva a cabo mediante la asignación del valor numérico de máxima rugosidad tolerada (Figura 9.8). Si no se disponen unidades se supone que dicho valor se expresa en micrómetros.

Procesos de fabricación especiales

En algunas ocasiones es necesario especificar algunas características o exigencias adicionales para la ejecución de una determinada superficie. Estas características deben consignarse sobre un trazo horizontal dispuesto a partir del trazo más largo del símbolo básico

a) Procesos de fabricación o acabado superficial especiales.

Rectificado. Operación cuyo objetivo es conseguir un excelente acabado superficial. Aunque puede realizarse con fresa o torno, el mejor grado de calidad se consigue con la herramienta denominada muela, constituida por granos de material abrasivo cementados con una substancia cerámica.

Bruñido. Su objeto es obtener una superficie con una rugosidad muy pequeña. Generalmente se emplea en el acabado de piezas de precisión, realizando el afinado mediante una muela recubierta de piel.

Rasqueteado. Es una operación realizada de forma manual con una herramienta llamada rasquete, que sirve para alisar y mejorar la calidad de dos superficies funcionales que van a estar en contacto.

Moleteado. Operación consistente en tallar sobre una parte de una pieza una serie de estrías que la hacen más rugosa. Se usa para asegurar el agarre del mango o empuñadura de una pieza o herramienta.

El moleteado se consigue con una herramienta denominada moleta, de material más duro que la pieza a grabar, que se presiona sobre la zona a moletear. La forma del moleteado puede ser recta (paralela a las generatrices del cilindro; figura 1.17), oblicua (líneas helicoidales) o cruzada (líneas helicoidales de paso contrario; figura 1.17).

Fig. 1.17. Aplicación de moleteados cruzados y rectos. Fuente: Hidalgo de Caviedes, 1975.

Limado. Rebaje de una superficie practicado con una herramienta llamada lima.

Escariado. Operación realizada con un escariador cuyo objetivo es la mejora de la calidad superficial de taladros cilíndricos.

b) Tratamientos térmicos.

Son operaciones de acabado superficial cuyo objetivo primordial es generalmente aumentar la dureza del material y resistencia al desgaste, facilitar su mecanizado y/o conferirle algunas propiedades específicas.

Templado. Fuerte calentamiento de una pieza de acero, seguido de un enfriamiento. La temperatura alcanzada y la rapidez del enfriamiento dependen de la calidad del acero y de la dureza perseguida.

Revenido. Tratamiento térmico posterior al templado que intenta limitar la presencia de grietas debidas al enfriamiento rápido. Suele dar una mayor tenacidad al acero. Las operaciones de templado y revenido son práctica habitual en la fabricación de herramientas de acero.

Recocido. Consiste en elevar la temperatura del hierro o del acero para continuar con un enfriamiento lento. Facilita el posterior mecanizado de la pieza.

Cementado. Operación compleja basada en un tratamiento térmico del hierro o del acero para añadirle alguna substancia que mejore básicamente su dureza. Un ejemplo podría ser la aplicación de un cemento carburante.

c) Recubrimientos o revestimientos.

Se emplean para proteger al material de la pieza de agentes externos agresivos, mejorando su resistencia al desgaste y corrosión. También pueden tener como objetivo la capacitación de la pieza para ciertas funciones específicas, por ejemplo la de aislamiento eléctrico. Según el material con el que se recubra la superficie podemos hablar de niquelado (Ni), cromado (Cr), estañado (Sn), etc. En estos casos la operación de revestimiento consiste en un galvanizado mediante baño electrolítico. El esmaltado, cuyo objetivo fundamental es la protección y mejora de la estética de una pieza, se consigue mediante la aplicación de una capa de esmalte y su posterior vitrificación en horno.

Moleteado

El moleteado es una operación de realizar sobre la superficie exterior unas estrías que impidan el deslizamiento, se realiza sin arranque de viruta con la ayuda de unos rodillos, llamados moletas, aplicadas tangencialmente a gran presión.

La norma DIN 82 especifica diferentes formas de moleteado, en función de la disposición del relieve y a la dirección de las estrías del moleteado. Cada una de estas formas, con sus variantes respectivas, recibe un símbolo literal (ver figura 1.18).

Fig. 1.18

La indicación de un moleteado se indica con el signo general de acabado superficial, añadiendo la especificación de sus características sobre un trazo horizontal, la cuál incluirá: forma, paso, ángulo y norma.

Los moleteados se representan utilizando el patrón de sombreado correspondiente con línea continua de trazo fino. Si la superficie moleteada se refiere a una parte limitada de la pieza, ésta deberá acotarse.

Diámetro nominal es el indicado en el plano y corresponde con la dimensión resultante después de realizar el moleteado.

El paso es la distancia entre los vértices de dos relieves consecutivos. Los pasos normalizados son: 0.5-0.6-0.8-1-1.2-1.6 mm.

Angulo del perfil es el ángulo que forman los flancos de un relieve. Los valores normalizados son 90° y 105°

Fig. 1.19

Algunas aplicaciones de los estados superficiales

Fig. 1.20

Conclusión

El conocer los estados superficiales y su normatividad nos permite crear piezas bajo norma que podrán desempeñar un buen funcionamiento, ya que como estas piezas por lo general van acopladas a otras y la mayoría de las veces están en constantes esfuerzos, cualquier deformidad o error en su creación provocará una falla en el sistema al que se acopló.

Es por eso que es muy importante tener información sobre los acabados superficiales y la normatividad de la misma.

Bibliografía

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Jensen, Cecil; Helsel, Jay D. & Short, Dennis R (2004). Redes Dibujo y Diseño en Ingeniería (6ta Ed.): Mc Graw Hill.

Mill P. Groover (2007). Fundamentos de Manufactura Moderna (3ra Ed.): Mc Graw Hill.

Ricardo Julián Aimó (2008). Argentina: Instituto La Salle San Martín. Recuperado el 2 de mayo del 2009 de http://www.miclase.com.ar/Documentos/tema16text.pdf

Acabados (2008). Referencia electrónica. Recuperado el 28 de abril del 2009 de http://docs.google.com/Doc?id=dfschg6c_23gnpzfr2c

Estados superficiales. Madrid, España: Universidad Politécnica de Madrid. Recuperado el 1 de mayo del 2009 de http://ocw.upm.es/ingenieria-mecanica/especificacion-de-dimensiones-y-tolerancias-gd-t/06-tolaca/0601-tolaca.pdf

Estados Superficiales. Universidad de Castilla-la Mancha. Referencia Electrónica. Recuperado el 2 de mayo del 2009 de www.uclm.net/area/egi/1MECANICOS%20II/teoria_archivos/ESTADOS%20SUPERFICIALES.ppt

Calidad Superficial: Rugosidad (2002-2003). Zaragoza, España. Universidad de Zaragoza. Recuperado el 1 de mayo del 2009 de http://www.unizar.es/euitiz/areas/areingpf/21206/desc/medrug.pdf

Clasificación de instrumentos de metrología dimensional. Ministerio de Industria, Comercio y Turismo. Dirección General de PolíticaTecnológica. Sección Publicaciones Ingenieros Industriales. Madrid, 1992.

 

Tipos y necesidades de acabados superficiales

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i. Definicionii. Tipos generales de acabadosiii. Necesidad del acabado superficialiv. Representacion y medidas de las irregularidadesv. Parametrosvi. Metodos de medicionvii. Metodos para dar acabados superficialesviii. Referenciasix. Bibliografia

INTRODUCCION

Una superficie perfecta es una abstracción matemática, ya que cualquier superficie real por perfecta que

parezca, presentará irregularidades que se originan durante el proceso de fabricación.

Las irregularidades mayores son errores de forma asociados con la variación de tamaño de una pieza,

paralelismo entre superficie y planitud de una superficie o conicidad, redondez y cilindridad, que pueden

medirse con instrumentos convencionales.

Las irregularidades menores son la ondulación y la rugosidad. Las primeras pueden ocasionarla la

flexión de la pieza durante el maquinado, falta de homogeneidad del material, liberación de esfuerzos

residuales, deformaciones por tratamiento térmico, vibraciones, etc.; la segunda la provoca el elemento

utilizado para producir el maquinado, por ejemplo la herramienta de corte o la piedra de rectificado.

DEFINICION

Acabado superficial abarca es un rango amplio de procesos industriales que alteran la superficie de un

elemento de fabricación para lograr una propiedad determinada. Los procesos de acabado puede

emplearse para: mejorar la apariencia, adhesión, soldadura , resistencia a la corrosión , resistencia ,

resistencia química, resistencia al desgaste , dureza , modificar la conductividad eléctrica , y otros

defectos superficiales y control de la superficie de fricción . En casos limitados algunas de estas técnicas

pueden utilizarse para restaurar dimensiones originales para salvar o reparar un artículo.

Los procesos de acabado de superficie pueden clasificarse por cómo afectan a la pieza:

Quitar o remodelación de acabado

Añadir o modificar acabado

Procesos mecánicos pueden también clasificarse juntos por terminar la final de la superficie de

similitudes.

TIPOS GENERALES DE ACABADOS

El acabado superficial es el estado final de la superficie de una pieza, que depende Del trabajo a que

esté destinada así Como de la apariencia que se desee dar a su terminación.Fundamentalmente se

establecen tres tipos de acabados:

3.1. Superficies en bruto

Superficie en bruto es aquélla que se conserva tal como queda después del proceso de fabricación:

laminación, forja, corte, etc.3.2. Superficies mecanizadas

Superficie mecanizada es aquélla que se consigue mediante una mecanizado, bien con separación de

virutas -torneado, fresado, amolado, limado- , bien un mecanizado especial -esmerilado, rasqueteado,

pulido- . 3.3. Superficies tratadas. Superficie tratada es aquélla superficie mecanizada que además

precisa una apariencia externa o propiedades particulares -niquelado, pintado, decapado, templado- .

Independientemente de las propiedades externas que presentan las superficies, también se distinguen

en ellas su uniformidad y alisado.

NECESIDAD DEL ACABADO SUPERFICIAL

En la mayoría de los casos, el control de acabado de superficie comienza en la sala de redacción. El

Diseñador tiene la responsabilidad de especificar una superficie que dará el máximo rendimiento y la

superficie vida al menor costo. En la selección un necesario acabado de superficie por una parte

particular, debe basar el diseñador su decisión sobre la experiencia con partes similares, en el servicio

de campo datos, o en ingeniería de pruebas. Hay dos razones principales para la superficie control:

Para reducir la fricción

Cuando una película de lubricante debe mantenerse entre las dos partes móviles, las irregularidades de

superficies deben ser lo suficientemente pequeñas para que no se penetran la película de aceite en las

condiciones más graves de funcionamiento. Rodamientos, revistas, mandrilados cilindro, clavos de

pistón, bushings, acolchar rodamientos, helicoidales y engranajes del gusano, superficies de sello y

formas de equipo son ejemplos donde esta condición se debe cumplirse.

Para controlar el desgaste

También es importante el servicio de desgaste de ciertas partes de acabado de superficie están sujetos

a fricción seca, tales como máquinas-herramientas de bits, subprocesamiento muere, estampado muere,

rollos, placas de embrague y tambores de freno.

A menudo, debe controlarse acabado de superficie con el fin de aumentar la fuerza de fatiga de

miembros muy estresadas que está sometido a cargar retrocesos. Una superficie lisa elimina las

irregularidades agudas que son la mayor fuente potencial de grietas de fatiga.

Para partes como engranajes, control de acabado de superficie puede ser necesario Asegúrese de

operaciones tranquilas. En otros casos, sin embargo, cuando una lubricación de límite existe la

condición o donde superficies no sea compatibles, como en dos extremadamente superficies difíciles

ejecución junta, una superficie ligeramente roughened será generalmente prestar asistencia en

lubricación.

También es necesario a fin de un grado específico de la rugosidad superficial acomodar desgaste en de

ciertas partes. No alcanzar mayoría piezas móviles de nuevos una condición de lubricación completa

como resultado de geometría imperfecto, ejecutando la certificación y las distorsiones térmicas. Por lo

tanto, deben las superficies usar en un proceso de eliminación real de metal. El acabado de superficie

debe ser un compromiso entre la rugosidad suficiente para desgaste adecuada y suficiente suavidad de

vida de servicio esperado.

La consecuencia inmediata de la fabricación de una pieza es que esta sea apta en dos aspectos

fundamentales que afectan a toda pieza, aislada o como parte de un conjunto.

Su funcionamiento

Su intercambiabilidad

Como consecuencia de ello la pieza deberá tener sus dimensiones entre límites, tolerancias

dimensionales, formas, tolerancias geométricas. Además, para que su funcionamiento sea correcto debe

tener definido el acabado superficial o el estado final de las distintas superficies de ella.

Estado de las superficies

Al fabricar una pieza utilizando diferentes maquinas y útiles, por muy sofisticadas que estas sean no se

puede conseguir la perfección teórica. Como consecuencia de ello se producen imperfecciones en las

diferentes superficies de la pieza, las que se pueden clasificar en dos tipos.

RUGOSIDAD: su origen son las huellas que dejan las herramientas empleadas para mecanizar o

trabajar su superficie. Ver figura 1.

ONDULACION: Se produce como efecto de las holguras y desajustes que existen en las maquinas y

herramientas que se emplean para trabajar su superficie. Ver figura 2.

Se tiene que tener en cuenta que este tipo de imperfecciones o irregularidades no son incompatibles y

generalmente se presentan simultáneamente, como se puede ver en la figura 3.

REPRESENTACION Y MEDIDAS DE LAS IRREGULARIDADES

Símbolos utilizados en planos

A las irregularidades mencionadas anteriormente se les denomina en general rugosidad, la cual se pude

medir con ayuda de sofisticados aparatos electrónicos provistos de palpadores que nos indican en µm

los valores de R o Ra, que son los índices empleados para medirla.

Especificaciones ISO

De acuerdo con la norma ISO 1302-1978, las especificaciones del acabado superficial deberán

colocarse en relación con el símbolo básico como se muestra a continuación:

a: Valor Ra de rugosidad en micrones o micro pulgadas o número de grados de rugosidad N1 a N12

b: Método de producción, tratamiento o recubrimiento

c: Longitud de muestreo

d: Dirección de marcado

e: Cantidad que se removerá mediante maquinado

f: Otros parámetros de rugosidad (entre paréntesis)

La mejor manera de hacer una representación es como se muestra en la figura de la izquierda, Sin

embargo es muy común encontrar sólo una indicación como la figura de la derecha.

A continuación se dan recomendaciones prácticas de cómo proceder en esos casos:

1. Determinar si la medición será en µm o en µpulgadas.

2. si no se menciona ningún parámetro en especial, se entenderá que la medición será con el parámetro

Ra.

3. El valor numérico mostrado indicará el valor máximo admisible y cualquier valor menor será

aceptable.

4. La longitud de muestreo que deberá utilizarse, si no se especifica ninguna, será 0,8 mm o .030

pulgadas.

5. La longitud de evaluación deberá fijarse igual a 5 veces la longitud de muestreo.

6. La medición se hará perpendicular a las marcas del maquinado, sino hay una dirección preferencial,

será necesario realizar tres mediciones en posiciones angulares diferentes y reportar el mayor valor.

7. Los parámetros más utilizados son Ra, Rz, y Ry, por lo que pueden encontrarse en cualquier

rugosímetro. Sin embargo los dos últimos están definidos en forma diferente en las normas DIN y en las

normas JIS e ISO, por lo tanto, habrán de seleccionarse de acuerdo con los valores que se requieran.

8. Cuando este indicado un parámetro de rugosidad diferente a los anteriores, debe contarse con un

rugosímetro capaz de medirlo. No existen factores para realizar conversiones de un parámetro a otro.

Simbología ISO en proceso de maquinado

La Tabla siguiente muestra los símbolos de la norma ISO 1302-1978 que se utilizan para indicar en los

dibujos las direcciones de las marcas producidas por el proceso de maquinado.

Representación en dibujo (ANSI)

El símbolo siempre se coloca en el estándar posición vertical, como se muestra en la figura a

continuación, nunca en un ángulo o ventajas hacia abajo. El símbolo generalmente se omite en vistas de

piezas cuando la línea de llegada calidad de una superficie no es importante.

PARAMETROS

[ edit ] RoughnessParámetros de rugosidad

Cada uno de los parámetros de rugosidad se calcula utilizando una fórmula para describir la superficie.

Existen diferentes parámetros de rugosidad en uso, pero es una R, con mucho, el más común. Otros

parámetros comunes incluyen z R, R q, y R s k. Algunos parámetros se utilizan sólo en algunos sectores

o en determinados países. Por ejemplo, el R k familia de parámetros se utiliza principalmente para el

cilindro tenía forros, y el Motif parámetros se utilizan principalmente en Francia.

Desde estos parámetros reducir toda la información en un perfil a un solo número, debe tenerse mucho

cuidado en la aplicación e interpretación de ellos. Pequeños cambios en la forma en que el crudo se

filtra datos sobre el perfil, la forma en que la línea media se calcula, y la física de la medición puede

afectar enormemente el cálculo de parámetros.

Por convenio, todos los parámetros de rugosidad en 2D es una sociedad de capital R seguida de

caracteres adicionales en el subíndice. El subíndice identifica la fórmula que se utilizó, y la R significa

que la fórmula se aplicó a un perfil de rugosidad en 2D. Diferentes letras mayúsculas implica que la

fórmula se aplicó a un perfil diferente. Por ejemplo, Ra es la media aritmética del perfil de rugosidad, Pa

es la media aritmética de las materias primas sin filtrar perfil, y Sa es la media aritmética de la rugosidad

3D.

Cada una de las fórmulas que figuran en los cuadros del supuesto de que el perfil de rugosidad se ha

excluido de la materia prima el perfil de datos y la línea media se ha calculado. El perfil de

rugosidad n ordenó contiene, igualmente espaciadas a lo largo de la traza, yy i es la distancia vertical de

la línea media a la i t h punto de datos. Altura se supone que es positivo en la dirección arriba, lejos de

los materiales a granel.

Formula y descripción de parámetros (tabla)

Los parámetros anteriores se basan en la relación con la curva (también conocida como la curva de

Abbott-Fireston.), la cual se muestra enseguida.

Ra

El Ra es uno de los parámetros más utilizados para medir los perfiles irregulares de una superficie, al

tomar las lecturas Ra, da como resultado un porcentaje de irregularidades, redistribuye material de los

excesivos picos que presenta una superficie rugosa. El Ra se puede medir con instrumentos especiales

que registren zonas irregulares en superficies de piezas, en la grafica de Ra, se muestra un conjunto de

picos, estas zonas demuestran las regiones de la superficie medida que presentan variaciones a lo largo

de una longitud determinada, como se muestra en la figura.

Valores de rugosidad Ra y su equivalente en grados.

Rugosidad R

Son las irregularidades más pequeñas, hay desviaciones micro geométricas a lo largo de toda la pieza,

por la que la grafica de rugosidad plasmara picos y valles donde la superficie sea irregular.

Ondulación

Son irregularidades más grandes, el espacio entre valles y picos es mucho mayor del que se presenta

en una superficie rugosa, tanto para la rugosidad como para la ondulación, existen elementos en cuanto

a la textura superficial y los más importantes son:

Superficie de estudio: Por designación en ingles (L), es la orientación de la superficie, que describe la

orientación del dominio de medición.

Defectos: Por designación en ingles (f), son inclusiones en el material, son hoyos o deformaciones en

la superficie.

Lo anterior se ejemplifica en la figura siguiente.

METODOS DE MEDICION

Explicacion

Puede ser medida mediante contacto o sin contacto. En contacto, los métodos de medición consisten en

arrastrar un lápiz óptico a través de la superficie; estos instrumentos incluyen Rugosímetros. Sin

contacto son los métodos de interferometría, la microscopía confocal, capacitancia eléctrica y

microscopía electrónica.

2D para las mediciones, por lo general las huellas de la sonda a lo largo de una línea recta en una

superficie plana o en forma de arco circular alrededor de una superficie cilíndrica. La longitud del camino

que traza se llama la medición de longitud. La longitud de onda de la frecuencia más baja de filtro que se

utilizará para analizar los datos se define generalmente como la longitud de muestreo. La mayoría de las

normas recomiendan que la longitud de medición debe ser de al menos siete veces más largo que la

longitud de muestreo, y de acuerdo con el muestreo de Nyquist-Shannon teorema debería ser al menos

diez veces más largo que la longitud de onda de características interesantes. La evaluación de la

longitud o duración de evaluación es la longitud de los datos que se utilizarán para el análisis.

Comúnmente una longitud de muestreo se descarta de cada extremo de la medición de longitud.

Para las mediciones en 3D, está al mando de la sonda de exploración a lo largo de un área 2D en la

superficie. El espaciado entre puntos de datos puede no ser la misma en ambas direcciones.

En algunos casos, la física del instrumento de medida puede tener un gran efecto en los datos. Esto es

especialmente cierto cuando la medición de superficies muy lisas. Para contactar con las mediciones,

más evidente problema es que el lápiz pueden rayar la superficie medida. Otro problema es que el lápiz

puede ser demasiado contundente para alcanzar el fondo de profundos valles y podrán redondear las

puntas de afilados picos. En este caso, la sonda es un filtro físico que limita la precisión del instrumento.

También hay limitaciones para los instrumentos sin contacto. Por ejemplo, los instrumentos que se

basan en la interferencia óptica no puede resolver las características que están a menos de una fracción

de la frecuencia de funcionamiento de su longitud de onda. Esta limitación puede hacer difícil medir con

exactitud rugosidad común incluso en los objetos, ya que las características más interesantes pueden

ser muy por debajo de la longitud de onda de la luz. La longitud de onda de la luz roja es de

aproximadamente 650 nm , mientras que el Ra de un pozo de tierra podría ser 2000 nm.

Existen tres métodos generales por el cual la textura de superficie y la geometría superficie puede

explorarse y evaluado: electrónica, óptica, y Visual o tactual.

Electrónico

Existen dos tipos de instrumentos electrónicos que medir la superficie real textura: promedio (o tipo de

velocidad) y generación de perfiles (o tipo de desplazamiento).Instrumentos promedio o rastreo-tipo

emplean un lápiz que se extrae a través de la superficie a medirse. El movimiento vertical del rastreo es

amplificado eléctricamente y es impresionado en una grabadora para dibujar el perfil de la superficie.

Perfiles de equipo se utilizan principalmente en los laboratorios para la investigación y desarrollo de

aplicaciones. Considerable habilidad es necesaria para operar el equipo y analizar e interpretar el los

datos.

Óptico

Sistemas de gestión o área utilizan métodos ópticas para evaluación de superficie. Este método de

exploración de la superficie se lleva a cabo con microscopios simples o tridimensionales altamente

sofisticados.

Táctil

Es el más sencillo de los métodos pero también es el menos preciso. En la actualidad el método de

medición de la rugosidad más popular es el que se basa en un palpado de diamante con un radio de la

punta de 2,5 ó 10 µm, que recorre una pequeña longitud denominada longitud de muestra (le), sobre la

superficie analizada. Los valores normalizados para esta longitud de muestreo son: 0.08, 0.25, 0.8; 2.5;

8 y 25 mm.

METODOS PARA DAR ACABADOS SUPERFICIALES

La siguiente tabla, muestra los rangos típicos de valores de rugosidad superficial que pueden obtenerse

mediante métodos de fabricación

Para Añadir y modificar

Escaldado

Blanqueado de metal, por varios medios, tales como remojo en ácido o por el recubrimiento con estaño.

Este término se usa comúnmente en monedas, en el que piezas reciben un lustre y brillo antes de que

se destruyera imágenes en la superficie.

Caso de endurecimiento

Endurecimiento del caso o el endurecimiento de la superficie es el proceso de consolidación de la

seguridad de la superficie de un metal.

Revestimiento

Es la cubierta de un material con otro.

Tratamiento de la Corona

Es un proceso tratamiento superficial que mejora las características de vinculación de la mayoría de

materiales tales como: papel , películas , frustra y polímeros levantando la superficie de la energía (nivel

DINA).

Los procesos de difusión

Carbonizado

Se Trata de un proceso de tratamiento de calor en el que el hierro o acero se calienta en presencia de

otro material (pero por debajo punto de fusión del metal en el) que se libera de carbono como que se

descompone. La superficie externa tendrá mayor contenido de carbono que material original. Cuando el

hierro o acero se enfría rápidamente por Temple, el mayor contenido de carbono en la superficie exterior

se vuelve difícil, mientras que el núcleo permanece suave y fuerte.

Nitritado

Es un proceso que se introduce el nitrógeno en la superficie de un material. Se utiliza en metalurgia , por

ejemplo, para el tratamiento de endurecimiento del caso de predominantemente acero sino para la

titanio , aluminio y molibdeno .

Doraduras

Es la técnica de aplicar una capa delgada de oro a una superficie.

Moleteado

Es un proceso de fabricación, por lo general, se realizó en un torno, mediante el cual un patrón

(aproveche-Cruz) visualmente-atractivo con forma de rombo es cortar o laminado en metal.

 

Recubrimiento de polvo

Es un tipo de revestimiento que se aplica como un polvo seco libre-fluyendo. La principal diferencia entre

una pintura de líquido convencional y un recubrimiento de polvo es que el recubrimiento de polvo no es

necesario un disolvente.

Pintura

Es cualquier líquido o composición que, tras la aplicación a un substrato en una capa delgada, se

convierte en una película opaco sólidos.

Pasivación / recubrimiento de conversión

Son revestimientos para metales donde la superficie de la parte se convierte en el recubrimiento con un

proceso químico o electro-químico

Anodización

Utilizado para aumentar el grosor de la capa de óxido de natural en la superficie de piezas metálicas.

Bluing

Es un proceso de Pasivación en el que el acero parcialmente está protegido contra la roya y se llama

una vez terminado el aspecto blue-black de la protección resultante.

Recubrimiento de conversión de Cromo

Es un tipo de revestimiento de conversión que se aplica a aluminio, zinc, cadmio, cobre, plata,

magnesio, estaño y sus aleaciones para disminuir la corrosión.

Recubrimiento de conversión de fosfato

Se utilizan en partes de acero para la resistencia a la corrosión, lubricación, o como una base para

posteriores revestimientos o pintura.

Oxidación electrolítica de plasma

Genera el óxido de revestimientos de metales. Es similar a Anodización.

 

Fumigación de plasma

Un método de fumigación térmica, es una técnica para producir revestimientos y partes de

independiente con un chorro de plasma de procesamiento de materiales.

La deposición de película delgada

Finas capas que van desde fracciones de un nanómetro a varios micrómetros de grosor

Deposición de vapor químico (CVD):

Es un proceso químico que se utiliza para producir materiales sólidos de alta pureza, alto rendimiento. El

proceso es a menudo utilizado en la industria de semiconductores para producir películas finas.

Galvanizado

Implica recubrimiento una pieza por Compactando partículas finas de metales en la superficie por el

impacto de la cerámicas.

La deposición de sputter

Es un método deposición de vapor de física (EVP) depositar delgadas películas por sputtering , es decir,

sacando material de un "objetivo," es decir, la fuente, que, a continuación, depósitos en un sustrato, por

ejemplo, una oblea de silicio.

la deposición de vapor de física (PVD):

Es una gran variedad de deposición de vacío y se utiliza un término general para describir a cualquiera

de una variedad de métodos para películas finas de depósito por la condensación de un formulario

vaporizado del material diversas superficies.

Recubrimiento al vacio

Recubrimiento al vacío es una familia de los procesos que solía depositar capas átomo-por-átomo o

molécula-por-molécula en sub- presión atmosférica ( vacío) sobre una superficie sólida.

Vulcanización:

Se refiere a un proceso de curación específico de goma alto calor y la adición de azufre o de otros

equivalentes.

Para Suprimir e inovación

Chorreados abrasivos

Es la operación de limpieza o preparando una superficie por propulsando por la fuerza de un flujo de

materiales abrasivos contra él.

Sandblasting

Proceso de suavizado, conformación y limpieza de una superficie dura obligando a partículas sólidas a

través de esa superficie a altas velocidades.

Burnishing:

Es la deformación plástica de una superficie debido a que el deslizamiento de contacto con otro objeto.

química-mecánica de planarizacion (CMP)

es una técnica utilizada en fabricación de semiconductores para planarizacion de una oblea de

semiconductores o de otro subestrato.

Electro pulido

También se conoce como pulido electroquímico, proceso que quita el material de una pieza metálica. Se

utiliza para alisado de piezas metálicas. A menudo se describe como el reverso de electro grabado.

 

Llama pulido

Es un método de pulido un material, generalmente termoplásticos o vidrio pues lo expone a una llama o

calor.

 

Haz de iones de gas

Es una nueva tecnología para modificación de nano-escala de las superficies. Puede suavizar una

amplia variedad de materiales tipos de superficies para dentro de un angstrom de rugosidad sin daños

subsuperficie. También se utiliza para alterar químicamente superficies a través de infusión o la

deposición.

Rectificadora:

Una superficie de grinder es una máquina herramienta que se utiliza para proporcionar las superficies de

precisión.

Procesos de masa de acabado

Es un grupo de procesos de producción que permiten grandes cantidades de partes que

simultáneamente.

 

Secadoras acabado

Es una técnica para alisamiento y una superficie aproximada de relativamente pequeñas partes de

pulido.

vibratorio

Es un tipo de proceso de producción masiva de acabado alisado, radio, descale, limpia y aclarar un gran

número de piezas relativamente pequeñas.

Decapado

Es un tratamiento de superficies metálicas para eliminar las impurezas, manchas, roya o escala con una

solución llamada adobo , que contiene ácidos fuertes de minerales.

Pulido

Es el proceso de creación de una superficie suave y brillante realizando un o mediante una acción

química, dejando una superficie importante reflexión especular y mínima difusa de reflexión.

Buffing

Proceso de acabado de alisamiento de la superficie de una pieza utilizando un abrasivo y una rueda de

trabajo.

Peening

Es el proceso de trabajo de un metal de superficie para mejorar sus propiedades de los materiales,

generalmente por medios mecánicos como el martillo sopla o por chorreado con un disparo.

Superfinishing

Es un proceso de metalworking que mejora la geometría de acabado de superficie y la pieza. Esto se

logra eliminando sólo la delgada amorfa capa superficial dejada por el último proceso con una piedra

abrasivos; esta capa es generalmente sobre 1 µm en magnitud.

Acabado mecánico

Procesos de acabado mecánicos

Chorreado abrasivos

Sandblasting

Burnishing

Rectificadora

Masiva de los procesos de acabado

Secadoras acabado

Vibratory acabado

Pulido

Buffing

La utilización de abrasivos en metal pulido da resultados en lo que se considera un "acabado mecánico".

Denominaciones de acabado mecánico

Acabado # 3

También conocido como rectificadora, desbaste o rectificadora áspero. Estos acabados son gruesos en

la naturaleza y generalmente un acabado preliminar aplicado antes de producción. Un ejemplo podría

ser rectificado puertas fuera de la fundición, rebabado o eliminar el exceso de soldadura material. Es

aplicada y grueso en apariencia utilizando 36–100 lija abrasivo.

Cuando se especifica el acabado como # 3, el material es pulido a una lija 60–80 uniforme.

Acabado arquitectónico # 4

También conocido como cepillados, direccional o satinado termina. Un acabado de arquitectura # 4 se

caracteriza por pulido lija líneas finas que son el uniforme y direccional en apariencia. Es producida por

pulido el metal con un acabado de cinturón o la rueda de lija 120–180 y, a continuación, remojada con

un compuesto de lija 80–120 o un medio no tejida cinturón abrasivo o notas.

# 4 Lácteos o acabado sanitaria

Este fin es comúnmente utilizado para la industria médica y alimentos y casi exclusivamente para acero

inoxidable. Este fin es mucho más fino de terminar un # 4 arquitectónico. Debería adoptarse mucho

cuidado para eliminar los defectos superficiales en el metal, como los fosos, lo que podría permitir las

bacterias a crecer. Un 4 # fin sanitaria o productos lácteo es producida por pulido con un cinturón de lija

180–240 o rueda terminar transparencia con un compuesto de lija de 120–240 o una multa no tejida

cinturón abrasivo o notas.

Acabado # 6

También conocido como un bien satinado. Este fin es producido por pulido con un cinturón de lija 220–

280 o rueda ablandada con un 220–230 muy fino o compuesto no tejida abrasivos cinturón o notas.

Líneas de pulido, debe ser suave y menos reflectoras de terminar un # 4 arquitectónico.

Acabado # 7

Un acabado # 7 es producido por pulido con un cinturón 280–320 o rueda y sisal buffing con un corte y

color compuesto. Se trata de un acabado semi-bright que todavía tendrá algunas líneas de pulido, pero

deben ser muy aburridas. Acero al carbono y hierro son comúnmente pulidos para un # 7 acabado antes

de vanisado de cromo. Puede hacer un acabado # 7 brillante por buffing de color con color compuesto y

un algodón. Esto es una buena manera para mantener pulido costos abajo cuando una parte debe ser

brillante pero no impecable.

Acabado # 8

También conocido como un espejo terminar. Este fin es producida por pulido con al menos un acabado

de cinturón o la rueda de 320 lija. Debe tener cuidado para asegurar que se eliminan todos los defectos

superficiales. La parte es sisal Pinto y, a continuación, el color de Pinto para lograr un acabado espejo.

La calidad de este fin es dependiente de la calidad del metal se pulido. Algunas aleaciones de acero y

aluminio no pueden ser llevados ante un acabado espejo. Fundición que escorias o fosos también será

difícil, si no imposible pulir a un # 8.

REFERENCIAS

http://www.mfg.mtu.edu/cyberman/quality/sfinish/index.html

http://www.unizar.es/euitiz/areas/areingpf/21206/desc/medrug.pdf

http://books.google.com.mx/books?id=RfSyadgRa0C&pg=PA73&dq=acumulacion+d...

http://www.talleriscj.com.ar/material/Metrologia/Rugosidad.pdf

http://isa.umh.es/asignaturas/tf/tema3.pdf

http://www.microsofttranslator.com/bv.aspx?mkt=es-es&Ref=WLButton&br=ro&...

http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lim/avila_h_re/capitulo...

BIBLIOGRAFIA

Degarmo, Kohser, Ronald A. (2003), materiales y procesos de producción, Paul e.; Ceratogymna, T. J

(ed. 9), Wile.

^ Whitehouse, DJ. (1994). Manual de superficie Metrología, Bristol: Editorial Instituto de Física.