Informe 1 Maquinas Laboratorio. Copia

TECNOLOGIA DE MATERIALES AVANZADONro. PFRPágina 1/14

Alumno(s):

Apellidos y Nombres Nota

Alfaro Gómez Alexander

Calderón Tupacyupanqui Hugo

Escobedo Vargas Santiago

Luque Apaza Edson

Larico Llave Miguel Angel

Profesor: Valdez Salazar Carlos

Programa Profesional:

Mantenimiento de maquinaria de Planta

Grupo: A

Fecha de Entrega: 25 02 15

TECNOLOGÍA DE MATERIALES AVANZADO

LABORATORIO Nº 1

Reconocimiento del laboratorio de tecnología de materiales avanzado.


I. OBJETIVOS.

los alumnos deben de reconocer el área de trabajo, las maquinas y medidas de seguridad del laboratorio.

Reconocer el funcionamiento básico de cada una de las maquinas. Analizar las características de cada máquina. Reconocer los diferentes tipos de ensayo y en que maquina se realizan.

II. IMPLEMENTOS DE SEGURIDAD

III. SEGURIDAD

RIESGOS DESCRIPCIÓN DEL PELIGRO

CortesLos alumnos que realizan trabajos con herramientas cortantes deben de tener cuidado, para evitar daños personales.

CortocircuitosLos alumnos que realizan trabajos con componentes mecánicos y eléctricos, no deberán conectar inadecuadamente a los toma de corriente

Agentes que pueden dañar los instrumentos de

comprobación.

Los alumnos que realizan trabajos de quipos, deberán tener cuidado con el empelo correcto de los instrumentos de medición y comprobación.

Tener cuidado con las puntas cortantes

Mantener siempre el equipo de trabajo y los materiales en orden y en su lugar.


IV. PROCEDIMIENTO.

Analizaremos cada máquina con respecto al ensayo que esta puede realizar, y daremos unas cuantas características de la misma, tratando de despejar dudas del adecuado funcionamiento de las maquinas del laboratorio.

1. ENSAYO DE TRACCION

El ensayo destructivo más importante es el ensayo de tracción, en donde se coloca una probeta en una máquina de ensayo consistente de dos mordazas, una fija y otra móvil. Se procede a medir la carga mientras se aplica el desplazamiento de la mordaza móvil. Cuando la probeta se encuentra bajo un esfuerzo estático de tracción simple a medida que aumenta la carga, se estudia esta en relación con las deformaciones que produce (rotura de la probeta.). Esto nos permite deducir sus puntos y zonas características revisten gran importancia.

Figura 1. Máquina para Ensayo de tracción

Ensayo de tracción (Oohlgass) Se realizaba de forma manual y aun se puede utilizar en diferentes procesos Sin embargo el avance de la tecnología a permito que esta máquina se modernice y los

resultados sean más exactos


Figura 2. Máquina para Ensayo de traccion

Ensayo de traccion(Zwick/Roell Z050) Esta conectado a una computadora por medio de un sistema especial que nos permite identificar las deformaciones de el material y sus diferentes

propiedades.

2. ENSAYO DE FATIGA

Un material trabaja a fatiga cuando soporta cargas que varían cíclicamente con el tiempo. El ensayo de fatiga tiene por objetivo analizar las características resistentes de los materiales cuando trabajan bajo cargas variables. El más universal, por la sencillez de la máquina de ensayo, es el de flexión rotativa. Consiste en un motor que arrastra un eje giratorio, sobre el que se monta una probeta que queda en voladizo (En el aire, sobrepasa la horizontal). Sobre este extremo volado, gravita una carga P, la que se mantiene sin giro por el rodamiento que las liga.

La máquina para ensayos de fatiga debe permitir el control y registro de los parámetros de ensayo:

-Cargas aplicadas, F.-Contador de vuelta de la probeta, n.-Velocidad angular, rpm.


Figura 3. Máquina para Ensayo de fatiga (Zwick /Roell UBM 200 Tc )

3. ENSAYO DE IMPACTO.

Los ensayos de impacto se llevan a cabo para determinar el comportamiento de un material a velocidades de deformación más elevadas. Los péndulos de impacto clásicos determinan la energía absorbida en el impacto por una probeta estandarizada, midiendo la altura de elevación del martillo del péndulo tras el impacto. Generalmente se aplican varios métodos de ensayo:

Charpy (ISO 179-1, ASTM D 6110)

Izod (ISO 180, ASTM D 256, ASTM D 4508) y 'unnotched cantilever beam impact' (ASTM D 4812)

Ensayo tracción por impacto (ISO 8256 y ASTM D 1822)

Dynstat ensayo flexión por impacto (DIN 53435)

La presente maquina es un péndulo de Charpy, se usa para evaluar la capacidad de resistencia de materiales mecánicos a cargas de impacto, en este caso tenacidad, y así determinar la tendencia a romperse que tiene dicho material.

Figura 4. Máquina para ensayo de


Los objetivos de realizar ensayos de impacto dentro de nuestro laboratorio son:

- Familiarizarse con los criterios de valoración de la resistencia de los materiales a las cargas de impacto.

- Comparar la conducta de un mismo material tras ser sometido a tratamientos térmicos.

3.1.Procedimiento

La muestra se coloca horizontalmente en un patrón especial que garantiza estrictamente la posición de la incisión (ranura, entalla) en la parte media del vano entre los apoyos. El impacto es aplicado desde el lado opuesto a la incisión, en el plano perpendicular al eje longitudinal de la muestra. El péndulo se fija en la posición superior inicial a la altura ha de 1,6 m, lo que corresponde a una velocidad del cuchillo del péndulo, en el momento del impacto de 5,6 m/s. Luego la uña de fijación se retira, el péndulo cae libremente por efecto de su propia gravedad aplicando un impacto a la muestra, que la encorva y destruye elevándose en relación al eje vertical del péndulo Charpy en un ángulo b. Este ángulo es tanto menor, cuanto mayor es la energía aplicada en el proceso por el péndulo para la deformación y destrucción de la muestra.

Por medio de la escala, se mide el ángulo de elevación del péndulo y directamente se lee la energía consumida en el proceso (la escala del indicador esta graduada en kilopondios por metro kp×m). El mismo principio es usado en la máquina para ensayo de traccion de plásticos. La principal diferencias es el tamaño de dicha maquina debido a que esta requiere de menor carga para la realización de los ensayos tratándose de plásticos.

Figura 4. Máquina para ensayo de

Figura 5. Máquina para ensayo de Impacto


4. ESMERILADORA HORIZONTAL

La esmeriladora es una maquina usada para afilar y desbastar. Sus herramientas abrasivas (muelas) van insertadas a un eje que gira a velocidad constante mediante un motor eléctrico. Por lo general es empleada para realizar trabajos en piezas metálicas.

4.1.Tipos de esmeriladoras:

4.1.1. Esmeriladoras de Precisión:

Esta máquina tiene una similitud en cuanto a función con una fresadora horizontal, la razón es que ambas máquinas están diseñadas para generar superficies planas empleando una cortadora cilíndrica y giratoria con eje horizontal.

Esta esmeriladora se utiliza para la eliminación en cantidades reducidas de metal, logrando un buen acabado y un trabajo de alta precisión.

4.1.2. Esmeriladora de Superficie:

En esta esmeriladora, las fuerzas de corte son mucho menores comparándola con una fresadora, por ello, para que la pieza quede sujeta durante el proceso de esmerilado, se utiliza un mandril magnético.

4.1.3. Esmeriladora Cilíndrica:

La esmeriladora cilíndrica puede emplearse para el esmerilado de orificios y diámetros externos. Para sujetar la pieza en la esmeriladora, la forma de funcionar es similar que con un torno, colocando la pieza entre centros o en mandril, o también en una placa frontal reducida. Únicamente en caso de que se esté esmerilando una perforación, se ajusta y sostiene la pieza entre centros, ya sea en forma directa o entre un mandril. El trabajo sostenido entre centros garantiza que quede perfectamente cilíndrico.


5. EMBUTIDORA METALOGRÁFICA.

La embutidora metalográfica es una máquina que desempeña la función de hacer embutidos de muestras metalográficas, en la cual se hace uso de resina fenólica que puede ser la baquelita, con dimensiones establecidas en el diámetro y la altura del molde que se realizara. Esta posee un proceso hidráulico de prensado que puede ser accionado manualmente.

5.1. Proceso de generación de embutidos.

La muestra a embutir es colocada en el molde con la prensa en un su estado inicial, al ubicar la muestra en el molde se le adiciona una resina la cual puede ser baquelita. Esta resina será sometida a calor mediante una resistencia, para poder diluir la resina.

Al realizar este proceso nuestra maquina se acciona realizando presión en ascenso hacia el molde con la resina ya más flexible y con la muestra dentro de ella, este proceso se dará hasta empujar toda la resina y la muestra hasta poder obtener y colmar todo el molde de la matriz.

5.2. Maquinas en laboratorio.

Nuestro laboratorio de tecnología de materiales posee una embutidora en base a una gata de automóviles que cumple la función de compresibilidad la cual fue fabricada por estudiantes de Tecsup de semestres anteriores, que a continuación se les muestra en las imágenes, haciendo la comparación con una embutidora estándar comercial

Figura 7. Embutidora TECSUPFigura 8. Embutidora comercial


6. CORTADORA DE MUESTRAS METALOGRÁFICAS.

Nuestra cortadora de muestras embutidas metalográficas cumple la función de separar, seccionar o cortar una muestra metalográfica embutida, ya que en la examinación y evaluación de la muestra solo es necesario un pequeño fragmento del embutido. Para ello se realizar el corte y para dar una superficie mucho más homogénea a la muestra a evaluar.

6.1.Proceso y descripción.

La cortadora cuenta con un disco de corte accionado por un pequeño motor que posee una posición perpendicular respecto de la muestra a seccionar. Esta máquina también cuenta con un sistema de inyección de refrigerante para mantener la temperatura estable al momento del corte y no modificar las propiedades de la baquelita y también y más importante de la muestra metalográfica al ser sometido a altas temperaturas por el contacto con el disco de corte a alta velocidad.

6.2.Maquinas en laboratorio.

Esta cortadora metalográfica fue fabricada también por estudiantes de Tecsup la cual cuenta con un buen diseño y ya mencionado anteriormente con sistema de inyección de refrigerante y su posterior filtro para ser reutilizado, cuenta con una cabina protectora y un visar con una iluminación interior para mayor protección de operador.

7. MICROSCOPIO OLYMPUS CX – 41.

Figura 9. Cortadora metalográfica (TECSUP)


Este microscopio es sólido, fácil de operar y confiable para el uso habitual en educación.

Equipado recientemente con el sistema óptico líder de OLYMPUS, UIS, proporciona una claridad de imagen significantemente resaltada en una variedad de métodos de observación, desde campo claro hasta luz fluorescente reflejada.

Ideal para toda el área de inspección y entrenamiento en los sectores biológicos y médicos, el CX41 marca la pauta para su categoría tanto en características básicas como en rendimiento de sistema.

7.1.CARACTERISTICAS:

• Estativo CX41RF con alojamiento para lámpara halógena de 6V/30W, platina sin cremallera, con sistema de desplazamiento a base de un cable de acero sin fin (diseño exclusivo de Olympus), y con controles coaxiales para mano derecha.

• Con freno de movimiento ascendente de enfoque para evitar la rotura de objetivos y preparados.

• Mecanismo de enfoque por piñón y cremallera, con controles coaxiales micro y macro métrico.

• Revólver porta objetivos de 5 posiciones, con inclinación hacia el cuerpo del microscopio. Ranura a 45 grados para la incorporación de corredera con analizador/compensador.

• Diafragma de campo para iluminación Koehler; filtro azul.

• Voltaje universal 110-220V. Incluye manual del usuario y aceite de inmersión.

• Tubo de observación binocular U-CBI30-2 de tipo Siedentopf, apto para oculares con FN 20.

• Tubos porta oculares inclinados a 30 grados.

• Prismas con capa protectora de alta transmisión y tratamiento antifúngico.

• Distancia inter pupilar graduable entre 48 y 75 mm. Tubo izquierdo con control de +/- 5 dioptrías.

• Par de oculares de gran campo WHB10X (FN 20).

• Condensador Abbe mod. CH3-CD, NA 1.25, apto para inmersión en aceite. Con diafragma iris y escala N.A. graduada en blanco.

• Acepta (no incluye) porta filtro CH2-FH, lente auxiliar centrable CX-AL, o anillos de fase CX-PH1, PH2 y PH3.

• Lente auxiliar centrable CX-AL, compatible con condensadores CH3-CD, CH3-CDP y CX-SLC.

• Incluye perillas de centrado para iluminación Koehler.


8. DURÓMETRO.

El durómetro sirve para la determinación rápida de la dureza de superficies y están disponibles en la tienda. Este durometro es apto, según tipo, para la medición de la dureza de metales, plástico, goma, textiles. La dureza se indica o bien directamente en Rockwell B, Rockwell C, Vickers HV, Brinell HB, Shore HS, Leeb HL, o bien en unidades de dureza según DIN ISO.

8.1. Clasificación de los durómetros

La dureza de los materiales tiene distintas clasificaciones y para cada una de estas existe un durómetro. Los más comunes se enlistan a continuación:

- Durómetro Brinnel: Los durómetros Brinnel miden la resistencia a la tracción del material analizado.

- Durómetro Rockwell: Obtiene la medición de la dureza del material de manera directa obteniendo una huella pequeña del material, por lo que su procedimiento es considerado como ensayo no destructivo.

- Durómetro Vickers: Utilizado para materiales blandos, aunque sus mediciones coinciden con las de la escala Brinnel.

8.2. Funcionamiento del durómetro

Figura 10. Microscopio olympus cx – 41.


Para la medición de la dureza de materiales el durómetro funciona de la siguiente manera:

Una vez que se selecciona el material del cual se quiere conocer la dureza se normaliza la fuerza que se le ha de aplicar a través de un elemento penetrador, que también debe estar normalizado.

Dependiendo de la profundidad o tamaño de la huella que se obtenga de esta aplicación de fuerza es como sabremos el grado de dureza del material.

Así se puede conocer la resistencia al corte de la superficie que tiene el material analizado y se utilizan diferentes tipos de durómetros, entre los que encontramos los que se explicaron más arriba.

8.3. Usos y aplicaciones del durómetro

En industrias como la de la construcción y la del metal se trata de medir la dureza y resistencia de los materiales con los que se ha de construir o del metal que se está forjando para garantizar que cumplen con determinados estándares de seguridad y calidad.

El uso más común del durómetro en la industria farmacéutica es la medición de la resistencia y dureza de pastillas y cápsulas para verificar que puedan resistir el proceso de producción, empaque, distribución y venta, también para asegurarse de que la dureza del medicamento permita su desintegración dentro del cuerpo o que sea fácil de masticar.

Figura 11. Durómetro - Ensayo de Dureza.


9. HORNO ELÉCTRICO.

Un horno eléctrico es un dispositivo que se calienta por electricidad, empleado en la industria para fundir metales o cocer cerámica, ó cualquier otro material. También se conoce como horno electrotérmico. El tipo más sencillo de horno eléctrico es el horno de resistencia (es el utilizado en el laboratorio), en el que se genera calor haciendo pasar una corriente eléctrica por un elemento resistivo que rodea el horno. En los hornos que se calientan desde el exterior, el elemento calefactor puede adoptar la forma de una bobina de alambre enrollada alrededor de un tubo de material refractario o puede consistir en un tubo de metal u otro material resistivo, como el carborundo. Los hornos de resistencia son especialmente útiles en aplicaciones en las que se necesita un horno pequeño cuya temperatura pueda controlarse de forma precisa. Estos hornos pequeños se utilizan mucho en los laboratorios y también se emplean en el tratamiento térmico de las herramientas.

El sistema de control de temperatura del horno es de tipo PID, Proporcional, Integral, Derivativo). La acción proporcional modula la respuesta del sistema, la integral corrige la caída o el aumento de la temperatura, y la derivativa previene que haya carga o sobrecarga en el sistema. Este tipo de control, regula la temperatura de forma tal que a medida que se acerca a la medida deseada, hay un comportamiento sinusoidal cerca al valor requerido.

V. CONCLUSIONES.

Figura 12. Horno Eléctrico.

Figura 13. Curva de Temperatura.


Se pudo reconocer cada tipo de máquina que se encuentra en el laboratorio. Analizamos los distintos ensayo que podemos realizar en cada una de las maquinas. Muchas maquinas funcionan con software, que ayudan a complementar mucho más el

estudio que estamos realizando, ya que los datos obtenidos son mucho mas precisos. Al momento de manipular el horno eléctrico, se debe de tener en cuenta las distintas

medidas de seguridad, ya que esta puede producir quemaduras por su mal manipulación.

Es necesario un estudio más amplio, ya que existen muchas más maquinas que nos ayudan a realizar los diferentes tipos de ensayo, y complementar aún más lo que ya se conoce.

BIBLIOGRAFÍA

ASKELAND, Donal R., “Ciencia e Ingeniería de los Materiales”, Thomson Editores. México, 1998.

Anderson, J.C. y otros, “Ciencia de los Materiales”, Limusa Editores, México, 1998. Flim, R.A, y otro, “Materiales de Ingeniería y sus Aplicaciones”, Mc Graw - Hill, México,

1979. Budinsky, K. y otro, “Engineering Materials”, Prentice – Hall, U.S.A., 1999.

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